微波消解-電感耦合等離子體質譜法測定意大利蜜蜂雄蜂蛹中的硒

（山東農業大學動物科技學院，泰安 271000）

硒元素在1817年被瑞典化學家J?ns Jacob Berzelius發現并命名[1]，1957年，Schwarz和Foltz證明了硒是動物必須的微量元素，揭開了硒營養作用的面紗[2]。1973年，Rotruck等證明硒是谷胱甘肽過氧化酶的重要組成部分，在細胞抗氧化作用中占據重要地位[3]。隨著研究的不斷深入，硒被證明對動物的生長、發育、抗癌和免疫均具有重要的作用[3,4]。硒研究的不斷深入對準確測定生物制品中微量元素硒的方法也提出了新的要求，對測定的準確性與檢出限的要求也越來越高。

雄蜂蛹是一種營養價值較高的蜜蜂產品，蜜蜂雄蜂蛹是指雄性蜜蜂發育到22～23日齡時的個體。此時，蛹已成熟，但尚未羽化，含有極其豐富的營養物質。雄蜂蛹作為保健、營養食品，已被越來越多的人接受[5]。目前，對蜂產品中硒元素的檢測，如蜂王漿，主要有氫化物原子熒光光譜法、氫化物發生原子吸收光譜法（HG-AFS）、氫化物發生石墨爐原子吸收光譜法、催化示波極譜法、ICP-AES/OES等[6-9]。然而，這些方法均有一定的局限性，氫化物原子熒光法測定過程中硒易揮發損失導致結果不準確，HG-AFS盡管有較高的靈敏度和選擇性，但蜂產品中硒含量較低，其中的有機質殘留使HG-AFS測定時存在儀器漂移不穩定的問題，已經不能滿足微量硒的分析需要[10]；催化示波極譜法的穩定性差[11]等各類問題。微波消解-電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）提供了極低的檢出限、極寬的動態線性范圍，干擾少、分析精密度高，自誕生至今一直是元素檢測領域測試方法研究的核心之一[12-14]。

本研究首次采用微波消解-電感耦合等離子體質譜法測定意大利蜜蜂雄蜂蛹中的硒，試圖建立一種靈敏準確、簡單可行、適用范圍廣的雄蜂蛹微量元素的測定技術方法。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

1.1.1 儀器和工作條件

Multiwave 3000 型微波消解儀（奧地利Anton Paar公司）。主要工作參數：微波輸出功率1400W，磁控管頻率2455MHz，轉子速度3rpm。

X-Series Ⅱ型電感耦合等離子體質譜儀（美國Thermo公司），主要工作參數見表1。使用ICP-MS調諧溶液，優化儀器參數，使所有測定元素有最大的靈敏度、最小的氧化物和雙電荷比值，能滿足JF1159-2006《四極桿電感耦合等離子體質譜儀校準規范》中的相關規定。

表1 ICP-MS儀器工作條件

1.1.2 主要試劑

標準儲備液：Se為100μg/ml，購買于國家有色金屬及電子材料分析測試中心；標準液配制，取硒元素標準儲備液，以5%的硝酸為介質進行逐級稀釋，配制成濃度為0mg/l、0.005mg/l、0.01mg/l、0.02mg/l、0.1mg/l的標準系列溶液。內標溶液：內標元素根據相對原子質量相近的原則選擇Rh元素，購買于國家有色金屬及電子材料分析測試中心；取濃度為100μg/ml的Rh元素溶液配制內標溶液，濃度為10μg/l。

1.2 樣品前處理

取意大利蜜蜂雄蜂蛹（2017年6～7月份，生產于山東農業大學試驗蜂場）約0.3g，精密稱定，放置于洗好烘干的聚四氟乙烯消解罐中，注意樣品放置到罐底，加入硝酸6.0ml，使樣品充分浸沒。放入電加熱恒溫爐中130℃加熱30min，取下后將消解罐擰上罐蓋，放入微波消解儀中消解，消解程序如表2。消解完后冷卻至室溫，轉移至25ml容量瓶中，超純水定容，然后用0.45μm水系濾器過濾得到樣品，同時做流程空白實驗。內標混合液在測定過程中經過三通進樣系統，在線加入到待測樣品溶液中混合后測定，采用Rh元素進行內標校正。

表2 微波消解程序

2 結果與討論

2.1 微波消解條件和消解酸的選擇

溫度和酸的選擇對樣品消解是否完全起著至關重要的作用，消解罐內壓力過大也會導致樣品中易揮發元素的損失，采用梯度升溫的方式效果較好[15]。在使用微波消解儀前，首先在電加熱恒溫爐中130℃預消解30min，防止將消解罐密封后因反應劇烈造成壓力過大損壞儀器，同時也利于樣品的充分消解。在消解酸的選擇上，由于HCl或者HClO4中引入的Cl會形成多原子離子干擾，且HClO4與有機物反應容易爆炸，H2SO4容易與Ca、Ba等元素形成沉淀，也不建議使用；HF會對霧化室和矩管，對于常規容易消解的物質也不會使用；HNO3是一種溶解能力極強的強氧化性酸，溶解度高，在ICP-MS分析中是樣品分解前處理最常用的試劑，對測定形成的干擾也較小。該研究中，針對雄蜂蛹容易消解的特點，直接用6ml硝酸進行消解，樣品消解完全，能夠獲得澄清并且空白值低的樣品。

2.2 分析同位素的選擇

Se在自然界中有74Se、76Se、77Se、78Se、80Se和82Se 6個穩定同位素，但是，74Se、76Se、77Se在自然界的豐度低，以其為響應信號會對分析方法的靈敏度產生較大影響；而80Se雖然在自然界的豐度大，但儀器所使用的等離子氣體氬氣在電離時產生的40Ar40Ar+會對80Se產生強烈干擾[16]，因此選用78Se為測定同位素，ICPMS信號也較強[11]。

2.3 質譜干擾及校正

質譜干擾對待測元素測定的準確度及精密度都有嚴重影響，同位素的選擇和優化儀器工作參數可以降低雙電荷離子干擾、同量異位素干擾、氧化物干擾和氫氧化物干擾等質譜干擾，通過利用碰撞池技術可以對多原子離子干擾進行消除。通過選擇iCAPQc的動能歧視消除模式（KED）也可以降低多原子離子產生的質譜干擾。

2.4 線性范圍

在將儀器調節至最佳條件后，依次加入配好的Se系列標準液，并在線加入內標溶液，進行ICP-MS分析，以標準溶液的濃度為X軸，其相應強度cps為Y軸，繪制標準工作曲線。結果表明，在0～0.1mg/l濃度范圍內線性關系良好，線性方程為y=12656.223x+1.1111，相關系數R2為1.0000。

表3 雄蜂蛹中硒含量測定結果（mg/g）

2.5 方法檢出限

按照同樣消解樣品的過程不加樣品制備空白溶液10份，依次進樣檢測，測的結果分別為0.0317、0.0477、0.0321、0.0584、0.0628、0.0761、0.0657、0.0387、0.042、0.0523μg/l，其標準偏差為0.0150，用貝塞爾公式3δ法估算方法的檢出限為0.045μg/l。

2.6 加標回收率

取1份雄蜂蛹消解樣品，分別向其中加入低、中、高（0.005、0.02、0.10mg/l）3種濃度的硒標準溶液，按照相同方法消解后分析，重復測定3次，計算實際樣品的加標回收率。結果表明，3種加標水平下硒的回收率為97.3%～105.4%。

2.7 樣品測定結果

隨機挑選同一批樣品中10只雄蜂蛹，對其進行硒含量測定，結果見表3。

3 結論

本研究采用微波消解對雄蜂蛹樣品進行前處理，使用電感耦合等離子體質譜儀對硒含量進行測定，具有良好的準確度與精密度，較寬的線性范圍，操作簡便，可應用于雄蜂蛹微量元素的測定。