電感耦合等離子體質譜法測定富硒蘋果中硒

周慧敏 趙彤

摘 要：本方法預先將試樣進行干燥處理，然后加入硝酸和過氧化氫在電熱板上進行常壓消解，待消化液蒸發至近干后轉移定容，同時加入內標溶液，通過電感耦合等離子體質譜法進行測定。該方法不需要微波消解，可直接準確測定富硒蘋果中硒的含量，定量限低于國家標準6倍，線性范圍為0.002～0.020 mg/L，相關系數R為0.999，加標回收率為81.6%～91.5%，相對標準偏差為4.4%～9.2%，適用于富硒水果等樣品中硒的準確定量。

關鍵詞：電感耦合等離子體質譜法;富硒蘋果;硒

Determination of Selenium in Selenium Rich Apples by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry

ZHOU Huimin， ZHAO Tong

（Dalian Center for Certification and Food and Drug Control， Dalian 116630， China）

Abstract： In this method， the sample is dried in advance， then nitric acid and hydrogen peroxide are added for digestion on an electric heating plate under normal pressure. After the digestion solution is evaporated to nearly dry， it is transferred to constant volume. At the same time， the internal standard solution is added， and then the samples were determination by inductively coupled plasma mass spectrometry. This method does not need microwave digestion， and can directly and accurately determine the content of selenium in selenium rich apples. The quantitative limit is 6 times lower than the standard method. The linear range is 0.002～0.020 mg/L， the correlation coefficient R is 0.999， the recovery rate is 81.6%～91.5%， and the relative standard deviation is 4.4%～9.2%. It is suitable for the accurate quantitative determination of selenium in selenium rich fruits and other samples.

Keywords： inductively coupled plasma mass spectrometry; selenium-enriched apples; selenium

硒是人體必須的微量元素，具有清除自由基、抗炎、抗腫瘤的抗脂質氧化、延長壽命和提高機體免疫力等作用[1]。人體硒的生理需求量為40 μg/d，缺硒會引起克山病和大骨節病等，還會使機體處于抗氧化應激態，受精能力和胚胎發育能力都會受到一定程度的損傷[2];人體攝入過多的硒則會形成硒中毒，出現脫發、周圍性神經炎和生長遲緩等癥狀[3]。科學補硒對人體健康極為關鍵，因此建立一種快速、準確的食品中硒的測定方法，對人體健康有著重要的意義。

目前食品中硒元素的檢測方法主要以氫化物原子熒光光譜法、電感耦合等離子體質譜法為主[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機狀態，然后用6 moL/L鹽酸將試樣中Se6+還原到Se4+，過程需要用到3種以上的酸且用量較大，同時用到的玻璃器皿也會帶來一定的污染，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，因此該方法難以準確測定出富硒蘋果中微量硒。而采用電感耦合等離子體質譜法不受試樣消化液中硒存在的狀態影響，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，但微波消解前處理受稱樣量的影響。《食品安全國家標準 食品中多元素的測定》（GB 5009.268—2016）[5]硒的定量限為0.03 mg/kg，無法滿足硒含量較低的樣品測定，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，定量限較國家標準方法可降低6倍，且可免去微波消解步驟，方法簡單可靠，基質干擾小，適合于富硒蘋果中硒的準確定量。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

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

硝酸（優級純，上海安譜）;硝酸溶液（2%）：取20 mL硝酸用水定容至1 000 mL;過氧化氫（30%，優級純，上海安譜）;實驗用水為超純水。

硒標準物質（1 000 mg/L，中國計量科學研究院）;混合內標溶液（115In、159Tb，1.0 mg/L，美國安捷倫公司）。

1.2 實驗方法

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 ℃）蒸發至水分近干，取出后加入5 mL硝酸和2 mL過氧化氫浸泡10 min，重新放回多孔電熱板上進行消解，將電熱板溫度調至160 ℃，保持沸騰直至消解液蒸發至1 mL左右，取出用水定容至50 mL，同時加入混合內標溶液1.0 mL，混勻待測。

1.2.2 標準溶液的配制

取硒標準物質0.10 mL至100 mL容量瓶中，用硝酸溶液（2%）定容至刻度，所得儲備液硒濃度為1.0 mg/L。分取該儲備液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，同時加入混合內標溶液1.0 mL，用硝酸溶液（2%）定容至刻度，混勻備用，則該系列標準工作液濃度分別為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 樣品測定

按照表1儀器條件進行調諧，依次進行標準曲線、試劑空白、樣品的測定。

2 結果與分析

2.1 前處理方法的優化

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2 g）。蘋果樣品含水量一般大于80%，油脂、蛋白質等含量極低，容易被硝酸+過氧化氫消化，因此可采用硝酸+過氧化氫常壓消解。但蘋果樣品含水量過高，直接加入硝酸后會使硝酸氧化性減弱，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氧化氫進行消解，考慮到微波消解罐的導熱效率，需將多孔電熱板調至160 ℃以保持消解液沸騰，最后待消解液蒸發至1 mL左右定容，此時試樣溶液酸度和標準工作液的酸度基本一致，有利于準確測定。

2.2 質量數的選擇

硒元素在電感耦合等離子體質譜儀上較難電離，靈敏度相對偏低，因此通常會選擇豐度較高的78Se作為檢測目標離子，但78Se易受多原子離子干擾。通過對儀器參數的優化，將碰撞氣氦氣流量設定為4.5 mL/min時能夠較好地消除多原子離子干擾。此外，一般選擇質量數接近，無本底干擾的元素作為內標元素。對于蘋果等農產品樣品，選擇鈧（45Sc）、鍺（72Ge）等作為內標物時，本底干擾較大難以獲得準確的測定結果。本文同時考察了銦（115In）、鋱（159Tb）作為內標元素，實驗結果表明兩種元素均有較好的回收率，考慮到銦（115In）的相對原子質量數更接近硒（78Se），因此選擇銦（115In）作為內標進行定量分析。銦（115In）、鋱（159Tb）內標回收率見圖1。

2.3 標準曲線

按1.2.2的方法配制標準曲線，如圖2所示，在0.002～0.020 mg/L的線性范圍內，線性方程y=0.468 8x+0.000 04，相關系數為R為0.999，符合檢測方法對標準曲線的要求，能夠滿足微量硒元素的測定。

2.4 方法定量限

本文采用逐級加標法確定方法定量限，稱取6份不含硒的蘋果樣品進行加標試驗，當加標濃度為0.005 mg/kg時，測定平均回收率為81.6%，相對標準偏差為9.2%，滿足方法對定量限的要求，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進行加標試驗，加標水平為0.005 mg/kg、0.050 mg/kg、0.100 mg/kg，每個濃度水平6次獨立實驗，結果如表2所示。方法回收率為81.6%～91.5%，相對標準偏差為4.4%～9.2%，表明該方法具有較好的回收率和精密度。

3 結論

本文建立了一種采用常壓消解-電感耦合等離子體質譜法檢測富硒蘋果中硒的檢測方法，該方法較微波消解稱樣量有較大提高，與標準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程，使操作步驟進一步簡化，避免了煩瑣的前處理帶來的污染及損失。前處理過程將消解液蒸發至1 mL左右，定容后試樣的酸度與標準曲線酸度基本一致，能夠有效防止樣品基質變化對測定結果的影響，同時方法選擇將內標溶液直接加入標準曲線和試樣，比普通在線內標法更為穩定可靠，定量更準確。結果表明，該方法可準確測定富硒蘋果中硒的含量，定量限低于國家標準6倍，在0.002～0.020 mg/L線性良好，相關系數R為0.999，加標回收率為81.6%～91.5%，相對標準偏差為4.4%～9.2%，方法適合于富硒蘋果樣品中硒的準確測定。

參考文獻

[1]仲娜，李新榮，仲麗，等.高效液相色譜-電感耦合等離子體質譜分析幾種富硒產品的硒總量及其形態[J].分析科學學報，2013，29（3）：435-438.

[2]MISRA S，BOYLAN M，SELVAM A，et al.Redox-active selenium compounds—from toxicity and cell death to cancer treatment[J].Nutrients，2015，7（5）：3536-3556.

[3]張國雄.淺談硒元素在人體中的作用[J].鄂州大學學報，2005（6）：67-69.

[4]趙晨曦，高佳，付志斌，等.食品中硒總量檢測方法研究進展[J].食品安全質量檢測學，2021，12（5）：1653-1661.

[5]國家衛生和計劃生育委員會，國家食品藥品監督管理總局.食品安全國家標準 食品中多元素的測定：

GB 5009.268—2016[S].北京：中國標準出版社，2016.