碰撞池電感耦合等離子體質譜法測定農產品中硒含量的方法

呂躍珍（杭州綠宇中科檢測技術有限公司，浙江杭州310008）

碰撞池電感耦合等離子體質譜法測定農產品中硒含量的方法

呂躍珍
（杭州綠宇中科檢測技術有限公司，浙江杭州310008）

比較測試了實驗室配制的硒溶液和茶葉消解液，發現在測定茶葉中硒含量時，基質效應明顯。采用碰撞池技術（CCT）可以消除這些基質效應，本文以銠為內標，在優化用于測定的硒同位素基礎上，對CCT氣體（7%氫氣+93%氦氣）流量也進行了優化，得出以78Se為測定同位素，CCT氣體流量為5.0 mL/min的條件下，對茶葉、菠菜和大米3種國家標準物質中硒含量的測定的回收率介于91%～98%之間，準確度符合要求，說明該方法可以用于這3類農產品中硒含量的測定。

ICP-MS；硒；碰撞池

硒是一種人體必需的微量元素，廣泛存在于人體內臟之中，適量的硒有保護生物膜、消除自由基、抗癌、防衰老、增進免疫功能等作用。體內硒缺乏可導致心腦血管疾病、肝病、腫瘤、糖尿病、呼吸及消化系統疾病等各種疾病的發生［1-3］。樓曉明等人通過對浙江省富硒和非富硒地區人群健康狀況調查，發現富硒地區人群冠心病、腦卒中的發病率以及B淋巴細胞水平均低于非富硒地區，而谷胱甘肽過氧化物酶水平明顯高于非富硒地區，說明硒在減少心血管疾病患病率、抗腫瘤、免疫調節等方面具有重要作用［4］。

隨著人們對硒保健功能認識加強，市場上出現了各種各樣的富硒農產品［5-9］。我國相繼制定了《富硒稻谷》［10］、《富硒茶》［11］、《富硒大米》［12］等國家、行業和地方標準，其中硒含量是判定富硒產品等級的關鍵指標。因此準確測定農產品中的硒含量對于評價產品質量具有重要意義。目前常用的測定方法包括氫化物原子熒光光譜法和熒光法，這兩種方法都需要進行復雜的前處理，同時硒的價態對檢測結果也有很大影響，在前處理過程中需要用到鐵氰化鉀和2，3-二氨基萘等毒性較強的試劑。因此研究一種簡便、快速的方法十分必要。

微波消解法使用的酸種類少、用量小、速度快，目前已經廣泛應用于食品和農產品檢測前處理過程。電感耦合等離子體質譜法由于具有低檢出限、高靈敏度以及寬線性范圍［13］，非常適合農產品中微量元素的測定。本文研究了采用電感耦合等離子質譜儀測定農產品中硒的方法，通過參數優化，對茶葉、菠菜和大米等國家標準物質進行了檢測，得到滿意結果。

1　材料與方法

1.1材料和試劑

茶葉（國家標準物質GBW 10016）、菠菜（國家標準物質GBW10015）、大米（國家標準物質GBW 10010）：國家標準物質研究中心；硒、銠標準溶液（1 000 mg/L）：國家有色金屬及電子材料分析測試中心；硝酸（UP級）、雙氧水（UP級）：蘇州晶瑞化學有限公司；水：一級水，電導率≤0.01 mS/m。CCT氣體（7%氫氣+93%氦氣混合氣）：杭州今工特種氣體有限公司經銷；高純氬氣（≥99.999%）：上海云光工業氣體有限公司。

1.2儀器與設備

MARS X微波消解儀，配備石墨加熱趕酸器：美國培安公司；Thermo Xseries II電感耦合等離子體質譜儀：美國賽默飛世爾科技公司；BS224S分析天平：北京賽多利斯儀器系統有限公司；Classic超純水儀：英國ELGA公司。儀器工作參數見表1。

表1　電感耦合等離子體質譜儀工作參數Table 1　ICP-MS operating parameters

1.3樣品制備

Se溶液、Rh內標溶液的配制：將1 000 mg/L的Se 和Rh標準溶液逐級稀釋到所需的濃度，用1%硝酸溶液定容。

待測液制備：稱取0.3 g～0.5 g樣品于聚四氟乙烯內罐中，加入4 mL硝酸，放置30 min后加入2 mL雙氧水，再放置30 min后，蓋上內蓋和外蓋，擰緊。放入微波消解儀中，按照表2的程序進行消解，消解完成后，冷卻，小心取出消解罐，并取下外蓋和內蓋，將消解罐放入石墨加熱趕酸器中，120℃下進行趕酸，直到消解液約剩下1 mL左右為止。冷卻后轉入50 mL塑料離心管中，定容，待測。

1.4Se的測定同位素選擇方法

Se有6個同位素，分別為74Se（0.89%）、76Se（9.37%）、77Se（7.63%）、78Se（23.77%）、80Se（49.61%）、82Se（8.73%）等，不同同位素的豐度（括號中的數值）不同，靈敏度也有很大差異。在實際的測定中，人們選擇的同位素也不盡相同［14-16］。為了比較不同同位素對測定準確度的影響，采用碰撞池技術（CCT）和Rh作為內標，對用于測定的同位素進行了優選。設定的CCT氣體（7%氫氣+93%氦氣混合氣）流量為5.0 mL/min。

配制0、10、50、100 μg/L的硒標準溶液，對Se的6種同位素進行測定，比較不同同位素的線性相關性。同時配制10、100 μg/L的Se溶液，分別對Se的6種同位素進行10次重復測定，取平均值計算回收率，以考察其測定準確度。

在實際測定樣品時往往存在多種離子，這些離子導致基質效應，從而導致配制溶液中可以用于測定的同位素，在實際樣品測定時回收率不能滿足試驗的要求。因此本研究中對國家標準物質茶葉（GBW 10016）中的Se進行了測定，并最終確定可以用于測試的Se同位素。

表2 微波消解程序Table 2　Program of microwave digestion

2　結果與分析

2.1不同同位素線性相關性

線性回歸方程和相關系數見表3。

表3　不同Se的同位素測定的線性回歸曲線和相關系數Table 3　Linear regression curve and correlation coefficient of different isotope of selenium

從表3中可以看出，6種同位素測定的線性以及相關系數都達到了極顯著水平。說明在標準溶液體系中，干擾的少，Se的6個同位素均具有很好的相關性。

2.2標準溶液回收率結果

標準溶液回收率結果見表4。

表4　不同濃度的Se溶液測定回收率Table 4　Test recovery of different concentration of selenium solution

從表4中可以看出，低濃度時（10 μg/L）的回收率為99.3%～108%之間，高濃度時（100 μg/L）的回收率為98.8%～104%之間，均具有較好的回收率。

2.3茶葉基質中Se的測定回收率

國家標準物質茶葉（GBW 10016）中硒含量為（0.098±0.008）mg/kg，測定的回收率見表5。

表5　國家標準物質茶葉硒的測定回收率Table 5　Recovery of selenium determination in national standards substance（tea）

從表5可以看出，當在測定茶葉樣品時，只有78Se的準確度滿足要求，其他同位素的測定結果都不在標準值范圍內。因此在測定實際樣品中Se的含量時，采用的同位素為78Se。

2.4CCT氣體流量的優化

CCT氣體流量是影響測定結果的重要指標，對流量進行了優化試驗。在默認模式下優化儀器條件，通過調節CCT氣體的流量，設置4.0、5.0、6.0、7.0 mL/min 4檔流量，分別測定了采用微波消解法處理好的茶葉、菠菜和大米標準物質，3個標準物質的硒含量見表6。

表6　用于測定的國家標準物質及其硒含量范圍Table 6　List of national standards substances and the contents of selenium

選擇同位素78Se進行了測定，結果見圖1。

圖1 不同CCT氣體流量下測定茶葉、菠菜和大米中Se的回收率Fig.1　Recovery of selenium determination in tea，spinach and rice under different flow of CCT gas

從圖1中可以看出采用5.0 mL/min的CCT氣體流量時，3種國家標準物質硒的測定值回收率介于91%～98%之間。同時從測定結果的準確度來看（表7），CCT氣體流量最佳為5.0 mL/min。

表7 不同CCT氣體流量下茶葉、菠菜和大米中Se的測定值Table 7　Results of selenium determination in tea，spinach and rice under different flow of CCT gas

2.5方法的檢出限

采用優化后的儀器條件，進行標準曲線制備，并對空白進行11次測試，計算標準偏差，得到儀器檢出限為0.018 μg/L，以稱樣量0.5 g，定容體積為50 mL計算，該方法的檢出限為0.002 mg/kg，可以滿足對農產品中硒含量的測定。

3　結論與討論

實驗室配制的Se溶液由于基質簡單，不同Se的同位素對測定結果沒有影響。而對于農產品經過微波消解前處理后，大部分的有機物被氧化，農產品含有的礦質元素進入溶液中，形成一個成分復雜的溶液。這些復雜基質成分對ICP-MS的測定過程產生質譜干擾和非質譜干擾，對Se的測定產生影響。

選擇測定的同位素是影響Se測定準確度的關鍵因素之一，侯冬巖等選用82Se測定茶葉中的硒含量，回收率介于80.8%～90.8%之間［14］，本文通過優化選用78Se測定了茶葉、菠菜和大米3種農產品中的硒含量，回收率介于91%～98%之間，回收率有了明顯提高。

CCT模式下H2/He混合氣體流量的選擇對測定準確度有較大影響，從試驗結果看，基質復雜的茶葉和菠菜受到混合氣流量影響較大，而大米受到影響則較小。因此，在測定不同農產品中硒含量時，需要預先優化CCT氣體的流量，以適合待測樣品。

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Method of Determination Selenium in the Agricultural Products by CCT-ICP-MS

Lü Yue-zhen
（Hangzhou Lvyu Zhongke Test Technology Co.，Ltd.，Hangzhou 310008，Zhejiang，China）

Compare the Se solution to tea digestion solution，there was obvious matrix effects in the tea digestion solution.As known the collided cell technology（CCT）is a commendable method for eliminating this matrix effect.In this article we used Rh as an internal standard，based the optimized isotope of selenium for test，the flow of CCT gas（7%H2+93%He）was optimized either.The results were that under the flow of gas 5.0 mL/min，determination of isotope78Se as total selenium in the national reference substances of tea，spinach and rice，the recoveries of selenium were between 91%and 98%，the accuracy were met the demands.

ICP-MS；selenium；CCT

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.10.039

呂躍珍（1978—），女（漢），工程師，本科，從事實驗室化學分析檢測技術工作。

2015-04-01