電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定富硒蘋果中硒

周慧敏，趙 彤

（大連市檢驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證技術(shù)服務(wù)中心，遼寧大連 116630）

硒是人體必須的微量元素，具有清除自由基、抗炎、抗腫瘤的抗脂質(zhì)氧化、延長(zhǎng)壽命和提高機(jī)體免疫力等作用[1]。人體硒的生理需求量為40 μg/d，缺硒會(huì)引起克山病和大骨節(jié)病等，還會(huì)使機(jī)體處于抗氧化應(yīng)激態(tài)，受精能力和胚胎發(fā)育能力都會(huì)受到一定程度的損傷[2]；人體攝入過(guò)多的硒則會(huì)形成硒中毒，出現(xiàn)脫發(fā)、周圍性神經(jīng)炎和生長(zhǎng)遲緩等癥狀[3]。科學(xué)補(bǔ)硒對(duì)人體健康極為關(guān)鍵，因此建立一種快速、準(zhǔn)確的食品中硒的測(cè)定方法，對(duì)人體健康有著重要的意義。

目前食品中硒元素的檢測(cè)方法主要以氫化物原子熒光光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法為主[4]。原子熒光光譜法需用濕法消解，即先將試樣完全消解至無(wú)機(jī)狀態(tài)，然后用6 moL/L 鹽酸將試樣中Se6+還原到Se4+，過(guò)程需要用到3 種以上的酸且用量較大，同時(shí)用到的玻璃器皿也會(huì)帶來(lái)一定的污染，造成空白的本底值難以控制；此外富硒蘋果中硒的含量多在20 ～50 μg/kg，因此該方法難以準(zhǔn)確測(cè)定出富硒蘋果中微量硒。而采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法不受試樣消化液中硒存在的狀態(tài)影響，可采用微波消解作為前處理方法，該方法靈敏度高、檢出限低、線性范圍寬以及本底值低，適合于痕量元素的檢測(cè)，但微波消解前處理受稱樣量的影響?！妒称钒踩珖?guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中多元素的測(cè)定》（GB 5009.268—2016）[5]硒的定量限為0.03 mg/kg，無(wú)法滿足硒含量較低的樣品測(cè)定，為了獲得更好的定量限，本文建立了多孔電熱板直接消解作為前處理方法，定量限較國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法可降低6 倍，且可免去微波消解步驟，方法簡(jiǎn)單可靠，基質(zhì)干擾小，適合于富硒蘋果中硒的準(zhǔn)確定量。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

Agilent 7800 電感耦合等離子體質(zhì)譜（美國(guó)Agilent 公司）；多孔電熱板（最高210 ℃，精度±1 ℃，萊伯泰科公司）；超純水機(jī)（德國(guó)賽多利斯）；微波消解罐（55 mL，意大利邁爾斯通）。

硝酸（優(yōu)級(jí)純，上海安譜）；硝酸溶液（2%）：取20 mL 硝酸用水定容至1 000 mL；過(guò)氧化氫（30%，優(yōu)級(jí)純，上海安譜）；實(shí)驗(yàn)用水為超純水。

硒標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（1 000 mg/L，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院）；混合內(nèi)標(biāo)溶液（115In、159Tb，1.0 mg/L，美國(guó)安捷倫公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理

將樣品洗凈晾干粉碎均勻后，稱取5 ～6 g 置于微波消解罐中，在多孔電熱板上（100 ℃）蒸發(fā)至水分近干，取出后加入5 mL 硝酸和2 mL 過(guò)氧化氫浸泡10 min，重新放回多孔電熱板上進(jìn)行消解，將電熱板溫度調(diào)至160 ℃，保持沸騰直至消解液蒸發(fā)至1 mL左右，取出用水定容至50 mL，同時(shí)加入混合內(nèi)標(biāo)溶液1.0 mL，混勻待測(cè)。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

取硒標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)0.10 mL 至100 mL 容量瓶中，用硝酸溶液（2%）定容至刻度，所得儲(chǔ)備液硒濃度為1.0 mg/L。分取該儲(chǔ)備液0 mL、0.100 mL、0.250 mL、0.375 mL、0.500 mL 和1.000 mL 至50 mL 容量瓶中，同時(shí)加入混合內(nèi)標(biāo)溶液1.0 mL，用硝酸溶液（2%）定容至刻度，混勻備用，則該系列標(biāo)準(zhǔn)工作液濃度分別為0 μg/L、2.0 μg/L、5.0 μg/L、7.5 μg/L、10.0 μg/L和20.0 μg/L。

1.2.3 樣品測(cè)定

按照表1儀器條件進(jìn)行調(diào)諧，依次進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線、試劑空白、樣品的測(cè)定。

表1 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀儀器條件

2 結(jié)果與分析

2.1 前處理方法的優(yōu)化

通常想要獲得更低的檢出限，最直接的方法就是增加試樣稱重量，常壓消解方法可將稱樣量提高到5 g 以上（微波消解一般不超過(guò)2 g）。蘋果樣品含水量一般大于80%，油脂、蛋白質(zhì)等含量極低，容易被硝酸+過(guò)氧化氫消化，因此可采用硝酸+過(guò)氧化氫常壓消解。但蘋果樣品含水量過(guò)高，直接加入硝酸后會(huì)使硝酸氧化性減弱，影響消解效果，因此本文先將試樣在多孔電熱板上（100 ℃）干燥去除水分，然后再加入硝酸和過(guò)氧化氫進(jìn)行消解，考慮到微波消解罐的導(dǎo)熱效率，需將多孔電熱板調(diào)至160 ℃以保持消解液沸騰，最后待消解液蒸發(fā)至1 mL 左右定容，此時(shí)試樣溶液酸度和標(biāo)準(zhǔn)工作液的酸度基本一致，有利于準(zhǔn)確測(cè)定。

2.2 質(zhì)量數(shù)的選擇

硒元素在電感耦合等離子體質(zhì)譜儀上較難電離，靈敏度相對(duì)偏低，因此通常會(huì)選擇豐度較高的78Se作為檢測(cè)目標(biāo)離子，但78Se 易受多原子離子干擾。通過(guò)對(duì)儀器參數(shù)的優(yōu)化，將碰撞氣氦氣流量設(shè)定為4.5 mL/min 時(shí)能夠較好地消除多原子離子干擾。此外，一般選擇質(zhì)量數(shù)接近，無(wú)本底干擾的元素作為內(nèi)標(biāo)元素。對(duì)于蘋果等農(nóng)產(chǎn)品樣品，選擇鈧（45Sc）、鍺（72Ge）等作為內(nèi)標(biāo)物時(shí)，本底干擾較大難以獲得準(zhǔn)確的測(cè)定結(jié)果。本文同時(shí)考察了銦（115In）、鋱（159Tb）作為內(nèi)標(biāo)元素，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明兩種元素均有較好的回收率，考慮到銦（115In）的相對(duì)原子質(zhì)量數(shù)更接近硒（78Se），因此選擇銦（115In）作為內(nèi)標(biāo)進(jìn)行定量分析。銦（115In）、鋱（159Tb）內(nèi)標(biāo)回收率見圖1。

圖1 內(nèi)標(biāo)回收率

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線

按1.2.2 的方法配制標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖2 所示，在0.002 ～0.020 mg/L 的線性范圍內(nèi)，線性方程y=0.468 8x+0.000 04，相關(guān)系數(shù)為R為0.999，符合檢測(cè)方法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的要求，能夠滿足微量硒元素的測(cè)定。

圖2 硒標(biāo)準(zhǔn)曲線圖

2.4 方法定量限

本文采用逐級(jí)加標(biāo)法確定方法定量限，稱取6份不含硒的蘋果樣品進(jìn)行加標(biāo)試驗(yàn)，當(dāng)加標(biāo)濃度為0.005 mg/kg 時(shí)，測(cè)定平均回收率為81.6%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為9.2%，滿足方法對(duì)定量限的要求，因此，確定0.005 mg/kg 為定量限。

2.5 回收率和精密度

選用不含硒的蘋果樣品做基質(zhì)進(jìn)行加標(biāo)試驗(yàn)，加標(biāo)水平為0.005 mg/kg、0.050 mg/kg、0.100 mg/kg，每個(gè)濃度水平6 次獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表2 所示。方法回收率為81.6%～91.5%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.4%～9.2%，表明該方法具有較好的回收率和精密度。

表2 回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

3 結(jié)論

本文建立了一種采用常壓消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法檢測(cè)富硒蘋果中硒的檢測(cè)方法，該方法較微波消解稱樣量有較大提高，與標(biāo)準(zhǔn)方法相比能夠獲得更低的定量限，省去了微波消解的處理過(guò)程，使操作步驟進(jìn)一步簡(jiǎn)化，避免了煩瑣的前處理帶來(lái)的污染及損失。前處理過(guò)程將消解液蒸發(fā)至1 mL 左右，定容后試樣的酸度與標(biāo)準(zhǔn)曲線酸度基本一致，能夠有效防止樣品基質(zhì)變化對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響，同時(shí)方法選擇將內(nèi)標(biāo)溶液直接加入標(biāo)準(zhǔn)曲線和試樣，比普通在線內(nèi)標(biāo)法更為穩(wěn)定可靠，定量更準(zhǔn)確。結(jié)果表明，該方法可準(zhǔn)確測(cè)定富硒蘋果中硒的含量，定量限低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)6 倍，在0.002 ～0.020 mg/L 線性良好，相關(guān)系數(shù)R為0.999，加標(biāo)回收率為81.6%～91.5%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.4%～9.2%，方法適合于富硒蘋果樣品中硒的準(zhǔn)確測(cè)定。