微波消解-原子熒光法測定黃精中硒

李娟，譚洪濤，辜蕓

江西省疾病預(yù)防控制中心，江西省食源性疾病診斷溯源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330029

黃精又被稱為“雞頭黃精”“老虎姜”“姜形黃精”，具有降血糖、保護(hù)心血管、抗病原微生物等作用［1,2］。硒為人體必須微量元素，可以提高免疫力，促進(jìn)免疫球蛋白合成和淋巴細(xì)胞增殖，同時(shí)硒與維生素E作用，可以保護(hù)細(xì)胞膜，阻止不飽和脂肪酸的氧化。臨床證明缺硒與某些疾病的發(fā)生息息相關(guān)［3］。因此，開展黃精中硒元素的檢測具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

目前，測定硒含量的前處理方法主要有濕消法［4-6］和微波消解法［7-9］等，分析技術(shù)有紫外分光光度法［10］、熒光分光光度法［11］、原子熒光法［12-16］、電感耦合等離子體質(zhì)譜法［17-19］等。濕消法前處理過程比較煩瑣，試劑用量大，消解中產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)損害實(shí)驗(yàn)操作員健康。與濕消法相比，微波消解具有樣品取樣量少，試劑用量小，消解時(shí)間短，待測元素?fù)p失少等優(yōu)點(diǎn)。熒光分光光度法測定前需消除熒光雜質(zhì)，控制好本底值，否則影響檢測結(jié)果。紫外分光光度法操作簡單，但檢出限高，比較適合高濃度硒的樣品檢測。電感耦合等離子質(zhì)譜靈敏度高，被廣泛用于元素的檢測，但由于價(jià)格比較昂貴，難以普及。原子熒光法操作簡便，具有良好的準(zhǔn)確度和靈敏度。本研究采用微波消解-原子熒光法測定黃精中硒，并對(duì)微波消解及原子熒光條件進(jìn)行了優(yōu)化，同時(shí)對(duì)原子熒光法和電感耦合等離子體質(zhì)譜法實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，該方法準(zhǔn)確、快速、適合于黃精中硒的測定。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

AFS8220 原子熒光儀（吉天儀器公司）；Agilent7700 電感耦合等離子體質(zhì)譜（美國Agilent 公司）；TANKPLUS 微波消解儀（上海新儀儀器有限公司）；超純水（美國Millipore）。

硝酸為優(yōu)級(jí)純，購于美國Merck 公司；過氧化氫、鹽酸、氫氧化鉀、硼氫化鉀、硫脲均為優(yōu)級(jí)純，購于上海國藥集團(tuán)；國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：柑橘葉（GBW10020）；硒標(biāo)準(zhǔn)溶液［GBW（E）080215，100 μg/mL，國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心］。

1.2 儀器工作條件

原子熒光儀器條件見表1。

表1 原子熒光儀工作條件

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1樣品處理原子熒光法。稱取試樣0.5 g 左右，加入10 mL 硝酸，將消解罐置于微波消解儀內(nèi)，微波條件：120 ℃持續(xù)5 min，160 ℃持續(xù)10 min，190 ℃持續(xù)20 min，消解后冷卻至50 ℃左右，取出消解罐于電熱板上趕酸，不可蒸干，溶液再繼續(xù)加熱至液體變?yōu)榍辶翢o色，用超純水定容，同時(shí)進(jìn)行空白試驗(yàn)。

電感耦合等離子體質(zhì)譜法。稱取試樣0.5 g左右，加 10 mL 硝酸，振蕩搖勻，置于微波儀中消解，取出消解罐于電熱板上趕酸，不可蒸干，用超純水定容，同時(shí)進(jìn)行空白試驗(yàn)。

1.3.2標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制準(zhǔn)確吸取1.0 mL 硒標(biāo)準(zhǔn)溶液至100 mL 容量瓶中，配成1 μg/mL 硒標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。取1.0 mL 硒標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液至10 mL 容量瓶中，配成100 ng/mL 硒標(biāo)準(zhǔn)使用液。再分別吸取一定量硒標(biāo)準(zhǔn)使用液配成1.00、2.00、4.00、8.00、10.00、20.00 ng/mL 的標(biāo)準(zhǔn)系列，繪制曲線。

1.4 計(jì)算公式

式中X：試樣中硒元素含量（mg/kg），V：消化液總體積（mL），C：消化液中硒濃度（ng/mL），m：取樣量（g）。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

所有分析結(jié)果采用Excel 2007 和SPSS 13.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與討論

2.1 微波消解體系的選擇

微波消解在密閉環(huán)境中進(jìn)行，降低環(huán)境污染，減少待測元素?fù)p失。實(shí)驗(yàn)比較硝酸和硝酸-過氧化氫作為消解液對(duì)硒含量的影響，發(fā)現(xiàn)兩種消解液均可將樣品消解徹底，進(jìn)一步考察硝酸用量（8、10、12 mL）對(duì)樣品的消解效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)硝酸用量對(duì)樣品的消解效果影響不大，選擇消解液為10 mL 硝酸。

2.2 儀器工作參數(shù)

實(shí)驗(yàn)采用5 ng/mL 硒標(biāo)準(zhǔn)溶液上機(jī)，考察負(fù)高壓（260、270、280、290 V），燈電流（40、50、60、70、80 mA）對(duì)硒響應(yīng)強(qiáng)度的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著負(fù)高壓的增大，信號(hào)值與噪聲水平也相應(yīng)增大，負(fù)高壓過高，重現(xiàn)性變差，信噪比下降。燈電流增大時(shí)，信號(hào)值也隨之提高，但燈電流過大易造成譜線變寬，燈的壽命縮短。儀器條件選擇280 V負(fù)高壓，60 mA 燈電流。

2.3 載流的影響

實(shí)驗(yàn)考察了鹽酸、硝酸溶液作為載流對(duì)硒響應(yīng)強(qiáng)度的影響，發(fā)現(xiàn)這兩種溶液對(duì)硒的響應(yīng)均較好，但鹽酸的空白值較低，故選用鹽酸溶液作為載流。同時(shí)考察不同濃度鹽酸（1.0%、3.0%、5.0%、7.0%、9.0%、11.0%）對(duì)硒熒光信號(hào)的影響，見圖1。結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)鹽酸濃度小于5.0%時(shí)，熒光強(qiáng)度較低，隨著鹽酸濃度的提高，熒光強(qiáng)度逐漸增大。當(dāng)鹽酸濃度達(dá)到5.0%時(shí)，熒光響應(yīng)最強(qiáng)，且較穩(wěn)定。當(dāng)鹽酸濃度大于5.0%時(shí)，熒光強(qiáng)度無明顯變化。因此，選用5.0 %鹽酸溶液作為載流。

圖1 鹽酸濃度對(duì)硒熒光強(qiáng)度的影響（n=3）

2.4 硼氫化鉀濃度的影響

硼氫化鉀濃度大小影響待測物生成氫化物的速率。硼氫化鉀水溶液易分解，須配置在堿性溶液中。實(shí)驗(yàn)固定氫氧化鉀濃度為5 g/L，考察不同硼氫化鉀濃度（5、10、15、20、30、50、70 g/L）對(duì)硒熒光信號(hào)的影響，見圖2。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)硼氫化鉀堿溶液濃度低于20 g/L 時(shí)，反應(yīng)不完全，熒光信號(hào)較弱。當(dāng)硼氫化鉀堿溶液濃度達(dá)到20 g/L 時(shí)，硒的熒光信號(hào)最強(qiáng)且比較穩(wěn)定。當(dāng)硼氫化鉀堿溶液濃度高于30 g/L時(shí)，信號(hào)值有所下降，且譜圖變寬，穩(wěn)定性也較差。因此，本實(shí)驗(yàn)選擇20 g/L 硼氫化鉀堿溶液。

圖2 硼氫化鉀濃度對(duì)硒熒光強(qiáng)度的影響（n=3）

2.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限

在最佳實(shí)驗(yàn)條件下測定標(biāo)準(zhǔn)系列，以濃度（X，ng/mL）為橫坐標(biāo)，以熒光強(qiáng)度（Y）為縱坐標(biāo)，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果表明，硒在0～20 ng/mL 濃度范圍內(nèi)具有較好的線性關(guān)系，線性方程為Y=115.270 1X-20.914 0，相關(guān)系數(shù)r=0.999 9，對(duì)空白試液進(jìn)行11 次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，以3 倍信噪比計(jì)算方法檢出限為0.002 mg/kg。

2.6 方法的準(zhǔn)確度

按照“1.3.1 樣品處理”對(duì)國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)柑橘葉進(jìn)行前處理，每個(gè)樣品重復(fù)5 次測定，將兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，見表2。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示P=0.588，兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。兩種方法測定柑橘葉平均值分別為0.169、0.175 mg/kg，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為3.78%、4.06%。檢測值均在證書標(biāo)準(zhǔn)值（0.17±0.03）mg/kg范圍內(nèi)。

表2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果比對(duì)

2.7 方法的精密度和回收率

為了確保方法的可行性，在硒含量為0.022 mg/kg 的樣品中分別加入不同量的硒標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行加標(biāo)實(shí)驗(yàn)，見表3。硒的平均回收率為94.7%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為2.73%，滿足實(shí)驗(yàn)測定要求。

表3 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)（n=3）

2.8 實(shí)際樣品測定

在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，采用原子熒光法測定3 份黃精中硒含量為0.017～0.022 mg/kg 之間。

3 結(jié)論

本研究采用微波消解-原子熒光法測定黃精中硒，在最佳工作條件下進(jìn)行分析，硒在0～20 ng/mL濃度范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，加標(biāo)回收率為94.7%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.73%。該法精密度高，準(zhǔn)確度較好，適合于樣品中總硒含量的測定。