微波消解—?dú)浠锇l(fā)生—原子熒光法測(cè)定蘋果中的硒

韓張雄　董亞妮　王曦婕　馬婭妮　陶秋麗　邢云

摘要：由于微波消解技術(shù)具有使用試劑少、污染小的優(yōu)點(diǎn)，常被應(yīng)用于微痕量元素測(cè)定。本研究通過有效選擇微波消解條件，逐級(jí)升溫，使樣品消解完全，利用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測(cè)定蘋果中的微量硒，即先用HNO3和H2O2（5+1）混合酸消化蘋果樣品，消解液經(jīng)濃鹽酸還原后加入3價(jià)鐵鹽，消除共存元素的干擾，而后測(cè)定消化液中的硒含量。結(jié)果表明，硒濃度與熒光強(qiáng)度呈線性關(guān)系，線性方程為If=63.192C+7.375，線性相關(guān)系數(shù)r=0.999 4，檢出限（蘋果漿）為0.217 ng/g。樣品6次測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差為1.55%～8.55%，加標(biāo)回收率為93.2%～105.7%。利用蘋果標(biāo)準(zhǔn)樣品檢測(cè)其準(zhǔn)確度為-3.89%，經(jīng)多次檢測(cè)證實(shí)該方法較穩(wěn)定，可用于蘋果樣品中硒元素的快速測(cè)定。

關(guān)鍵詞：蘋果；微波消解；氫化物發(fā)生；原子熒光法；硒

中圖分類號(hào)： S661.101；O657.31 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2015）10-0377-03

硒元素對(duì)于植物屬于兩性元素[1]。同時(shí)，硒元素是一種人體必需元素，被稱為“生命的奇效元素”[2-4]。歷史上陜西省為缺硒的省份，近年來雖有所改善，但整體水平仍較低[5-7]，科學(xué)補(bǔ)硒刻不容緩。蘋果是深受人們喜愛的常見水果，其硒含量較高；因此，蘋果成為人體中硒的重要來源之一[8-10]。以蘋果為主的果業(yè)是陜西省六大支柱產(chǎn)業(yè)之一[11-12]，研究陜西省蘋果中的硒元素具有重要意義。由于蘋果中的硒元素含量較低[13]且易被吸附，測(cè)定相對(duì)較為困難；因此，選擇合適的檢測(cè)方法，對(duì)蘋果中硒元素進(jìn)行快速檢測(cè)，有利于準(zhǔn)確獲得蘋果中硒元素的含量水平。目前，常用于測(cè)定生物樣品中硒元素的方法有紫外分光光度法[14]、原子吸收光譜法（AAS）[15]、電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）[16-17]、原子熒光光譜法（AFS）[18]等。其中，AAS的靈敏度和穩(wěn)定性不好，難以滿足對(duì)硒的檢測(cè)要求；以ICP-MS技術(shù)測(cè)定硒則會(huì)受到同質(zhì)異位素的嚴(yán)重干擾[19]。原子熒光光譜法（AFS）作為一種靈敏度高、操作簡單、儀器成本低的監(jiān)測(cè)手段，已被廣泛應(yīng)用于地質(zhì)﹑植物、生物、多金屬礦、煤等樣品中硒的測(cè)定[20-25]。本研究利用微波消解的方法對(duì)樣品進(jìn)行前處理，采用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測(cè)定蘋果漿樣品中的硒。試驗(yàn)結(jié)果顯示該方法檢出限低、精密度高，且用蘋果標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)方法進(jìn)行驗(yàn)證，測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值基本相符，能夠較好地應(yīng)用于蘋果樣品中硒的檢測(cè)。

1 材料與方法

1.1 儀器及其工作條件

ETHOSA型微波消解儀 （意大利Milestone公司產(chǎn)品），采用斜坡式溫控方式，參數(shù)選擇見表2；AFS-2000型雙道原子熒光光度計(jì)（北京科創(chuàng)海光儀器有限公司產(chǎn)品），儀器的工作參數(shù)見表1；硒高性能空心陰極燈（西北有色研究院產(chǎn)品）。

1.2 主要試劑

硒標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液[ρ（Se）=1 000.00 μg/mL]：GSB 04-1751—2004（北京有色金屬研究總院產(chǎn)品）。硒標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)儲(chǔ)備液[ρ（Se）=10.00 μg/mL]：準(zhǔn)確吸取1.00 mL硒標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液至 100 mL 容量瓶中，用蒸餾水定容并搖勻（本標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)用現(xiàn)配）。硒標(biāo)準(zhǔn)溶液[ρ（Se）=10.00 ng/mL]：準(zhǔn)確吸取 1.00 mL 硒標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)儲(chǔ)備溶液至1 000 mL容量瓶，用蒸餾水定容并搖勻（本標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)用現(xiàn)配）。試驗(yàn)中硒的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，采用逐級(jí)稀釋法將硒標(biāo)準(zhǔn)溶液配制成所需濃度。硼氫化鉀溶液（分析純）：稱取硼氫化鉀20.00 g溶于1 L濃度為5 g/L的氫氧化鉀溶液中，配成20 g/L硼氫化鉀溶液。載流：體積分?jǐn)?shù)為30%的鹽酸溶液。去離子水：電阻率>18 MΩ·cm（制水機(jī)為北京雙峰科技有限公司產(chǎn)品）。鐵鹽溶液（10 mg/mL）：稱取2436 g三氯化鐵（優(yōu)級(jí)純）于250 mL燒杯中并溶于20 mL鹽酸，溶解后用水稀釋至500 mL，混勻備用。硝酸、過氧化氫、鹽酸均為優(yōu)級(jí)純?cè)噭?/p>

1.3 試驗(yàn)方法

每個(gè)樣品取蘋果0.5 kg，用蒸餾水清洗干凈。利用料理機(jī)將其打碎成泥狀，稱取5.000 0 g蘋果泥樣品于微波消解罐中，加入10 mL硝酸、2 mL過氧化氫，放置10 min后將樣品放入微波消解儀中進(jìn)行消解，微波消解程序見表2。消解完成后用2%硝酸洗滌微波消解罐4次，合并洗液于50 mL試管中，搖勻后抽取10 mL消解液于25 mL試管內(nèi)，加入4 mL鹽酸、2 mL鐵鹽，搖勻后置于水浴鍋內(nèi)，加熱30 min后取下，搖勻待測(cè)。試驗(yàn)過程中制備空白3份。

2 結(jié)果與分析

2.1 樣品的消解

采用逐步升溫消解程序?qū)悠愤M(jìn)行消解。消解溫度、保持時(shí)間的優(yōu)化對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果（表2）表明：方案一，消解程序?qū)悠返南膺^于劇烈，易造成消解液損失和消解罐爆罐；方案三，消解程序?qū)悠返南獠煌耆１狙芯孔罱K采用方案二消解程序?qū)μO果樣品進(jìn)行處理，消解過程比較穩(wěn)定，所得消解液為透明溶液，表明已經(jīng)消解完全。

2.2 干擾試驗(yàn)

蘋果中的主量元素包括O、N、Si、Al、Ca、K、Mg、S、Na、P、Cl等[26-27]，這些元素不干擾本方法對(duì)硒元素的測(cè)定[28]。但由于蘋果中硒元素含量相對(duì)較低，樣品中含有的Au、Ag、Bi、Cu、Pb、Zn等能與硼氫化鉀反應(yīng)生成氫化物，并能與硼氫化鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將對(duì)Se元素的測(cè)定產(chǎn)生干擾；因此，測(cè)定Se時(shí)加入三價(jià)鐵鹽可抑制干擾（表3）[29]。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線和方法檢出限

分別移取10 ng/mL硒標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00、0.50、1.00、2.00、5.00、10.00、20.00、40.00 mL于100 mL容量瓶中，加入10 mg/mL 三氯化鐵溶液4.00 mL，再加入30.00 mL鹽酸，用水定容后搖勻，在儀器的工作條件下進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明，硒的質(zhì)量濃度與熒光強(qiáng)度呈良好的線性關(guān)系：y=63.192x+7.375（相關(guān)系數(shù)為0.999 4）。同時(shí)測(cè)定樣品空白12份，以3倍標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算硒的檢出限，為0.217 ng/g。endprint

2.4 方法的精密度和準(zhǔn)確度

對(duì)蘋果標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，相對(duì)誤差（RE）為-3.89%（表4）。按試驗(yàn)方法對(duì)蘋果樣品、蘋果標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBW10019）中的Se進(jìn)行測(cè)定，平行分析6份。結(jié)果顯示，該方法的精密度為1.55%～8.55%（表5）。

2.5 加標(biāo)回收試驗(yàn)

由于GBW10019為干的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，而本方法所使用的樣品為蘋果漿，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不能滿足對(duì)樣品中硒含量的監(jiān)控，因此進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)。取蘋果漿樣品2份，其中1份加入待測(cè)Se元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液，按試驗(yàn)方法處理后進(jìn)行測(cè)定（表6）。可見，樣品加標(biāo)回收率為93.2%～105.7%，滿足分析要求。

3 結(jié)論

本研究利用微波消解-氫化物發(fā)生-原子熒光法測(cè)定蘋果漿樣品中的Se元素，試驗(yàn)結(jié)果顯示方法檢出限為0.217 ng/g。通過精密度、準(zhǔn)確度試驗(yàn)，證明本方法可進(jìn)行蘋果樣品中硒元素的測(cè)定，同時(shí)進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，硒的回收率為93.2%～105.7%。對(duì)陜西省蘋果樣品進(jìn)行測(cè)定，證實(shí)該方法比較穩(wěn)定，可用于蘋果漿樣品中硒元素的檢測(cè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]伍云卿，涂杰峰，范 超，等. 一次性消解連續(xù)測(cè)定食品中砷、硒和汞的研究[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013，29（27）：200-203.

[2]劉慧超，李春梅. 微量元素硒對(duì)人體和植物的作用[J]. 中國園藝文摘，2009，25（12）：165-166，75.

[3]陳寶泉，史艷萍，李彩文，等. 基于硒元素的抗癌藥物研究進(jìn)展[J]. 化學(xué)通報(bào)，2011，74（8）：709-714.

[4]徐承水. 微量元素硒的生物學(xué)特性及抗衰老機(jī)理[J]. 微量元素與健康研究，2000，17（2）：72-73.

[5]高艷芹，楊培榮，薛福堂，等. 2008年陜西省寶雞市千陽、鳳翔縣克山病監(jiān)測(cè)報(bào)告[J]. 地方病通報(bào)，2009，24（5）：34-35.

[6]程靜毅，梅紫青. 陜西紫陽縣硒中毒區(qū)初步調(diào)查報(bào)告[J]. 陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，1980（6）：17-19，29.

[7]何萍萍. 不同農(nóng)作物中元素富集與拮抗效應(yīng)的研究[D]. 合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2003.

[8]劉興艷，朱靜平，周 浩，等. 原子熒光測(cè)定蘋果中的微量硒[J]. 西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006，28（1）：106-110.

[9]吳敦虎，吳敦富，張 敏，等. 噴施納米硒有機(jī)生物制劑對(duì)蘋果含硒量影響的研究[J]. 微量元素與健康研究，2008，25（1）：29-30.

[10]李 敏，厲恩茂，李 壯，等. 氨基酸硒葉面肥在紅富士蘋果上的應(yīng)用試驗(yàn)[J]. 中國果樹，2013（4）：31-33.

[11]王秀娟，鄭少鋒. 陜西蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展中果農(nóng)參加專業(yè)合作社意愿的實(shí)證分析[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，24（6）：197-200.

[12]李 樺，張 會(huì)，王博文，等. 陜西蘋果低生產(chǎn)成本價(jià)格優(yōu)勢(shì)分析[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006，34（1）：137-141.

[13]呂運(yùn)開，孫漢文，鎖 然，等. 氫化物發(fā)生-原子熒光法測(cè)定蘋果中富集的硒[J]. 食品科學(xué)，2000，21（9）：43-45.

[14]胡雪峰，丁瑞興. 紫外分光光度法測(cè)定土壤和植物中的微量硒[J]. 土壤通報(bào)，1998，29（4）：48-50.

[15]馮尚彩，韓長秀. 塞曼石墨爐原子吸收法直接測(cè)定血清中的硒[J]. 分析試驗(yàn)室，2002，21（4）：52-53.

[16]Bhymer C，Joseph A C. Selenium speciation analysis using inductively coupled plasma-mass spectrometry[J]. Journal of Chromatography a，2006，1114（1）：1-20.

[17]馮永明，邢應(yīng)香，劉洪青，等. 微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定生物樣品中微量硒的方法研究[J]. 巖礦測(cè)試，2014，33（1）：34-39.

[18]茍?bào)w忠，唐文華，張文華，等. 氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測(cè)定植物樣品中的硒[J]. 光譜學(xué)與光譜分析，2012，32（5）：1401-1404.

[19]陶秋麗，韓張雄，熊 英，等. 微波消解-氫化物發(fā)生原子熒光光譜法測(cè)定粉煤灰中的硒[J]. 巖礦測(cè)試，2013，32（3）：445-448.

[20]郭小偉，張文琴，楊密云，等. 氫化物——無色散原子熒光法測(cè)定地質(zhì)樣品中微量硒及碲[J]. 巖石礦物及測(cè)試，1983，2（4）：288-292.

[21]韋山桃，唐 沈. 氫化物-原子熒光法快速測(cè)定化探樣品中微量硒和碲[J]. 礦產(chǎn)與地質(zhì)，2007，21（5）：601-605.

[22]倪迎瑞，柯 玲，李久川，等. 氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測(cè)定北蟲草中總硒和無機(jī)硒[J]. 理化檢驗(yàn)：化學(xué)分冊(cè)，2012，48（2）：182-184.

[23]李曉春，潘金德，毛春國，等. 原子熒光法測(cè)定植物樣品中的硒[J]. 廣東微量元素科學(xué)，2008，15（3）：46-50.

[24]周姣花，汪建宇，鐘蒞湘，等. 氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測(cè)定生物樣品中的硒[J]. 巖礦測(cè)試，2011，30（2）：214-216.

[25]董亞妮，田 萍，熊 英，等. 焙燒分離-氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測(cè)定銅鉛鋅礦石中的硒[J]. 巖礦測(cè)試，2011，30（2）：164-168.

[26]樊紅柱，同延安，呂世華，等. 蘋果樹體不同器官元素含量與累積量季節(jié)性變化研究[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2007，20（6）：1202-1206.

[27]祝優(yōu)珍，史洪云. 微波消解技術(shù)測(cè)定蘋果中的礦物質(zhì)元素[J]. 上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2004，4（4）：275-278.

[28]張錦茂，范 凡，任 萍，等. 氫化物-原子熒光法測(cè)定巖石中痕量硒的干擾及消除[J]. 巖礦測(cè)試，1993，12（4）：264-267.

[29]徐寶玲. 氫化物-原子熒光法測(cè)定硒時(shí)元素的干擾及其消除[J]. 分析化學(xué)，1985，13（1）：29-33.endprint