超高壓微波消解-電感耦合等離子體質譜法測定堅果中的硒

袁新躍　沈莉　袁燕村　周陽元　廖劉偉　季昱　陳瑜　張培洪　胡路平　劉建偉

摘要 [目的]建立超高壓微波消解-電感耦合等離子體質譜聯用測定油脂含量高的堅果食品中硒含量的方法。[方法]0.5 g樣品中加入4 mL濃硝酸和2 mL 30%雙氧水后，經超高壓微波消解處理，采用甲烷作為反應氣，用電感耦合等離子體質譜測定其中硒含量。[結果]超高壓微波消解-電感耦合等離子體質譜聯用法在0.1～10.0 μg/L線性關系良好（R 2=0.999），方法檢出限為0.4 μg/kg，在5、10、50 μg/kg添標水平下，回收率為93.2%～108.1%，相對標準偏差（RSD）均小于5%（n=6）。[結論]該方法準確靈敏，可以加大油脂含量高的堅果樣品的稱樣量，提高檢出限，適用于油脂含量高的堅果食品中硒含量的測定。

關鍵詞 超高壓微波消解;電感耦合等離子體質譜;堅果;硒

中圖分類號 TS207.3文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）17-0204-03

Abstract [Objective] The research aimed to establish a method for determination of selenium in high oil nuts with ultrahigh pressure microwaveassisted and ICPMS.[Method]Weight 0.5 g sample， added 4 mL nitric acid and 2 mL 30% hydrogen peroxide， treated by ultrahigh pressure microwave（Easyprep TM） ，with ICPMS to measure the contents of selenium. [Result]The proposed method had good linear relationships in the range of 0.1-10.0 μg/L （R 2=0.999）.The LODs was 0.4 μg/kg， the average recoveries of added standards at 5，10，50 μg/kg were range from 93.2% -108.1%， with the RSD less than 5%（n=6）. [Conclusion]The proposed method is accurate and sensitive， it can increase the sampling amount， improve LODs of sample. It can be used for determination of selenium in high oil nuts.

Key words Ultrahigh pressure microwaveassisted;ICPMS;Nuts;Selenium

硒是生態環境中重要的微量元素，也是人和動植物體內生理必需的微量元素之一[1-2]，其豐缺與人和動植物的健康有著密切關系[3]。人體內硒含量為14～20 mg，主要分布在肝、肺、皮膚、腎等部位，其中的1/3存在于肌肉尤其是心肌中[4]。硒能夠以低分子量化合物（包括游離Se 2+）和高分子量化合物形式存在于生物體內[5]，在人體中參與多種免疫與生物學功能，對人類健康的巨大作用是其他物質無法替代的。食物是人體攝入硒的主要來源[6]。研究表明，中國72%地區屬于缺硒、低硒帶，硒膳食攝入量不足嚴重影響著幾億人口的身體健康[7]。隨著生活水平的提高，富硒食品走入千家萬戶，人們對硒的攝入補充越來越重視[8]，關于硒的營養水平也成為研究的熱點，楊光圻[9]系統地研究了人體硒需要量及最低和最高安全攝入量范圍。因此，為了更好地指導人們通過合理健康膳食攝入硒元素，準確測定食品中硒含量具有重要的意義。

堅果作為人類喜愛食物之一，其本身含有豐富的營養元素，硒就是其中之一。但是由于堅果本身含有大量的油脂，油脂在消解時產生大量的氣體，從而增大消解罐的壓力，限制了樣品的取樣量，降低了樣品的代表性，影響檢測結果的準確性，因此，樣品前處理方法是準確測定堅果中痕量硒元素的關鍵。目前常用的前處理方法有干灰化法[10]和微波輔助消化法[11-14]，干灰化法操作步驟繁瑣、耗時較長，且回收率不高;微波輔助消化法雖然操作簡單、耗時較短，也能解決回收率不高的問題，但是在處理高油脂含量樣品時，由于微波消解儀能承受的消解壓力一般不能超過6 000 kPa，因此在處理油脂含量高的樣品取樣量上受到了極大的限制，一般取樣量不能超過0.2 g，從而不能準確地測定出堅果中硒元素的含量。超高壓微波消解系統可以承受的消解壓力可達12 000 kPa[15-16]，能有效解決普通微波輔助消化法取樣量小、代表性不夠的問題。該研究采用超高壓微波消解前處理方法，結合電感耦合等離子體質譜測定堅果食品中硒含量，可以大幅度提高方法的檢出限，滿足堅果食品中痕量硒元素的測定要求。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

超高壓微波消解儀，Easyprep TM（最高壓力8 000 kPa），美國CEM公司;微波消解儀，Xpress TM（最高壓力5 000 kPa），美國CEM公司;ICP-MS，Nexion 300D，美國PE公司;電子天平，AL204，瑞士Mettler Toledo公司;硝酸，優級純，69%，德國默克公司;雙氧水，優級純，30%，國藥集團化學試劑有限公司;硒（Se）標準溶液（1 mg/mL），中國計量科學研究院。

1.2 ICP-MS儀器條件

采用1 μg/L質譜調諧液（含有Be、Mg、 In、Ce、Pb、U）對儀器進行調諧優化，儀器靈敏度In≥ 40 000 cps/ppb，氧化物CeO/Ce≤2.5%，雙電荷Ce ++/Ce≤ 3%。為了去除質譜干擾得到較高的靈敏度，滿足堅果中硒元素的測定要求，該試驗選擇80Se質量數，在動態反應池（DRC）條件下，采用甲烷（CH4）作為反應氣來消除80Ar +的干擾。試驗采用5%硝酸溶液配制10 μg/L硒元素標準溶液對儀器進行優化，通過優化后得出：CH4流量為0.8 mL/min，RPq電壓為0.7 V時硒元素的信號最強，背景濃度最低，具體參數設置見表1。

1.3 樣品前處理

1.3.1 超高壓微波消解樣品前處理。稱取0.5 g樣品于聚四氟乙烯微波消解管中，分別加入濃硝酸（3、4、5和6 mL）和30%雙氧水（0、1和2 mL），放進Easyprep TM微波消解儀中，以表2升溫程序進行消解，消解完成后，待消解管冷卻到60 ℃以下，取出消解管，在180 ℃溫度下進行趕酸，待消解液小于0.5 mL后，將消解液轉移至25 mL容量瓶，用1%的硝酸溶液定容至25 mL。

1.3.2 微波消解樣品前處理。稱取0.2 g樣品于聚四氟乙烯微波消解管中，分別加入濃硝酸5 mL和30%雙氧水2 mL，放進Xpress TM微波消解儀中，以表3升溫程序進行消解，消解完成后，待消解管冷卻到60 ℃以下，取出消解管，在180 ℃溫度下進行趕酸，待消解液小于0.5 mL后，將消解液轉移至25 mL容量瓶，用1%的硝酸溶液定容至25 mL。

2 結果與分析

2.1 超高壓微波消解前處理中酸和雙氧水比例優化

一般而言，樣品在足量的濃硝酸和雙氧水作用下都會完全消解，但是過量的酸和雙氧水加入會引起樣品在消解過程中炭化，影響消解效率和檢測儀器的靈敏度，此外，加入過量的酸和雙氧水會造成浪費。該試驗對濃硝酸和雙氧水的加入比例進行優化，以濃硝酸加入體積（A：3、4、5和6 mL）和雙氧水加入體積（B：0、1和2 mL）做雙因素正交試驗優化，結果表明加入4 mL濃硝酸和2 mL雙氧水作為氧化劑的情況下，消解效率最好，既不會造成樣品消解過程中炭化的情況，影響ICP-MS的檢測靈敏度，又可以達到樣品完全消解的目的，確保檢測結果的準確性。

2.2 方法學評價

2.2.1 線性范圍和檢出限。

用1%硝酸溶液配制硒元素系列標準工作溶液，在表1所列的儀器參數條件下測定，在0.1～10.0 μg/L呈良好的線性關系（R 2=0.999）。按照3倍空白樣品連續測定10次的濃度的標準偏差，乘以定容體積，除以稱樣量得出方法檢出限（LOD）為0.4 μg/kg，方法定量限（LOQ）按照3倍方法檢出限計算，得出該方法的定量限為1 μg/kg。從表4可以看出，采用超高壓微波消解前處理方式，方法的檢出限比普通微波消解前處理方式降低了2.5倍，能夠更準確地測定出堅果食品中痕量的硒含量。

2.2.2 方法回收率和精密度。

選擇硒含量低于1 μg/kg的樣品分別進行5、10和50 μg/kg 3種添加水平時，方法的回收率為93.2%～108.1%，相對標準偏差（RSD）均小于5%（n=6），具體結果見表5。從表5可以看出，采用超高壓微波消解前處理方式，加標回收率更好，且具有更好的精密度。

2.3 實際樣品檢測

應用所建立的方法對市場上購買的花生、瓜子、松子、核桃、山核桃、南瓜子和鮑魚果等堅果食品共57批次進行檢測，發現有56批次樣品中均檢出硒，說明堅果食品中含有豐富的硒營養元素。樣品中硒元素含量為ND～1.680 mg/kg，不同類別的堅果食品中硒元素含量差異較大，其中鮑魚果和南瓜子中硒元素含量較高，而瓜子、核桃和松子等堅果中硒元素相對低一些，具體檢測結果見表6。

3 結論與討論

該研究采用超高壓微波消解樣品前處理，結合電感耦合等離子體質譜，可以解決一般微波消解前處理過程中油脂含量高的堅果樣品稱樣量小、代表性不夠的問題。通過超高壓微波消解-電感耦合等離子體質譜法可以增大高油脂含量堅果樣品的稱樣量，提高方法的檢出限及精密度，具有較好的回收率，方法在0.1～10.0 μg/L線性關系良好（R 2=0.999），方法檢出限為0.4 μg/kg，在5、10、50 μg/kg添標水平下，回收率為93.2%～108.1%，相對標準偏差（RSD）均小于5%（n=6）。該方法操作簡便、快速準確，適用于高油脂樣品中硒含量的定量分析。

通過實際樣品檢測結果發現，堅果食品中含有豐富的硒營養元素，可以有效地增加人體膳食攝入硒元素的含量，有利于人體健康。該研究方法可以準確地測定出堅果食品中硒元素的含量，為人們合理選擇食品補充人體必需的硒元素提供重要的參考依據。

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