AFS 測(cè)定農(nóng)產(chǎn)品中硒元素不同消解方法的研究

冷 鵑，肖愛(ài)平，劉亮亮，廖麗萍，劉開(kāi)陽(yáng)

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類(lèi)研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410205）

隨著生活水平的不斷提高，人們的營(yíng)養(yǎng)保健意識(shí)日益增強(qiáng)，農(nóng)產(chǎn)品因具有“天然、無(wú)污染”的優(yōu)勢(shì)備受青睞。近年來(lái)，隨著科研工作者對(duì)硒元素探索研究的深入。各種富硒農(nóng)產(chǎn)品層出不窮，開(kāi)始為百姓食用，硒元素成為大眾所認(rèn)可人體不可或缺的稀有微量元素。人體自身不能產(chǎn)生硒元素，要想補(bǔ)充硒元素只能通過(guò)飲食攝入，為富硒農(nóng)產(chǎn)品興起提供了契機(jī)。然而，對(duì)富硒農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全準(zhǔn)確評(píng)估、監(jiān)測(cè)農(nóng)產(chǎn)品硒含量情況，需要有準(zhǔn)確測(cè)定農(nóng)產(chǎn)品中硒含量檢測(cè)技術(shù)方法。

對(duì)農(nóng)產(chǎn)品菠菜（GBW 10015）、雞肉（GBW 10018）、湖南大米（GBW 10045） 等3 種國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，同時(shí)采用電熱、微波及水浴等3 種消化方法處理并利用原子熒光光譜法[1-7]測(cè)定硒含量結(jié)果的準(zhǔn)確度、精密度及檢出限，進(jìn)行比較研究，為實(shí)驗(yàn)室采用原子熒光法測(cè)定農(nóng)產(chǎn)品中硒含量前處理方法選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)備及試劑

AFS-8520 型原子熒光分光光度計(jì)，北京海光儀器有限責(zé)任公司產(chǎn)品；AB204-S/FACT 型電子天平（感量為0.1 mg），瑞士梅特勒公司產(chǎn)品；EG35A-plus型數(shù)顯電熱板，北京萊伯泰科儀器股份有限公司產(chǎn)品；MARS5 型微波消解儀，美國(guó)CEM 公司產(chǎn)品；WEB-6 型數(shù)顯恒溫水浴鍋，韓國(guó)大韓儀器有限公司產(chǎn)品；TD5 型離心機(jī)，長(zhǎng)沙英泰離心機(jī)有限公司產(chǎn)品。

硝酸、鹽酸、高氯酸：優(yōu)級(jí)純，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司提供；硒標(biāo)準(zhǔn)母液（質(zhì)量濃度為1 mg/mL），國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心提供；試驗(yàn)用水：超純水，電阻率為18.2 MΩ·cm。

1.2 試驗(yàn)材料

國(guó)家一級(jí)生物成分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：菠菜（GBW 10015）、雞肉（GBW 10018）、湖南大米（GBW 10045），中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所提供。

1.3 儀器工作條件

原子熒光光譜儀工作條件見(jiàn)表1，微波消解儀升溫工作程序見(jiàn)表2。

表1 原子熒光光譜儀工作條件

表2 微波消解儀升溫工作程序

1.4 樣品預(yù)處理

1.4.1 電熱板消解法[8]

稱(chēng)取農(nóng)產(chǎn)品固體試樣0.250 0~0.500 0 g，放入三角瓶中，加10 mL 硝酸，1 mL 高氯酸，同時(shí)置入幾粒防爆玻璃沸珠，充分搖勻后于電熱板上加熱消化至最后1 mL 左右，溶液變?yōu)榍辶翢o(wú)色時(shí)取出，趁熱加入1∶1 鹽酸5 mL 充分搖勻（如為渾濁，適當(dāng)補(bǔ)加硝酸繼續(xù)加熱直至變?yōu)榍辶翞橹梗鋮s后轉(zhuǎn)入25 mL 離心管中，用水定容，混勻離心后待測(cè)。同時(shí)做試劑空白試驗(yàn)。

1.4.2 微波消解法[8]

稱(chēng)取農(nóng)產(chǎn)品固體試樣0.200 0~0.300 0 g，放入消化管，加10 mL 硝酸、2 mL 雙氧水，充分搖勻，移入微波消解儀中消化，其消化參考條件見(jiàn)表2（可根據(jù)不同的儀器自行設(shè)定）。消化完成趁熱加入1∶1鹽酸5 mL 充分搖勻冷卻后，將最后的消化液轉(zhuǎn)入25 mL 離心管中，用水定容，搖勻離心后待測(cè)。同時(shí)做試劑空白試驗(yàn)。

1.4.3 水浴消解法

稱(chēng)取農(nóng)產(chǎn)品固體試樣0.250 0~0.300 0 g 入50 mL消化管，用滴管加入少許去離子水濕潤(rùn)試樣，然后加入鹽酸4.5 mL，硝酸1.5 mL 及去離子水6 mL，搖勻，蓋上帶孔的磨口塞或彎曲小漏斗，放入超聲儀超聲處理10 min 左右；將消化管移入恒溫水浴槽（鍋） 中，沸水浴消解2 h 取出冷卻，有刻度消化管可直接用水定容至25 mL，倒入離心管離心或靜置分層或?qū)⑾阂迫?0 mL 刻度離心管用水定容至25 mL，離心。同時(shí)，做試劑空白試驗(yàn)。

1.5 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

在1 組50 mL 容量瓶中，各加入20 mL 鹽酸，分別移入0，0.20，0.40，1.00，4.00，10.0 mL 質(zhì)量濃度為50 ng/mL 的硒標(biāo)準(zhǔn)溶液，用水稀釋至刻度，搖勻，即得硒元素質(zhì)量濃度為0，0.20，0.40，1.00，4.00，10.0 ng/mL 的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。

2 結(jié)果與分析

2.1 線性方程與標(biāo)準(zhǔn)曲線

按照表1 中儀器工作參數(shù)，用原子熒光光譜法測(cè)定上述系列硒標(biāo)準(zhǔn)溶液的熒光強(qiáng)度（見(jiàn)表3）。其標(biāo)準(zhǔn)工作曲線（見(jiàn)圖1），并得出相應(yīng)回歸方程與相關(guān)系數(shù)（FI=297.53ρ+0.475，R=0.999 9），表明在對(duì)應(yīng)的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)（0~10 ng/mL），硒元素質(zhì)量濃度與熒光強(qiáng)度呈良好的線性關(guān)系。

表3 硒標(biāo)準(zhǔn)系列質(zhì)量濃度與對(duì)應(yīng)的熒光強(qiáng)度

硒標(biāo)準(zhǔn)系列質(zhì)量濃度與對(duì)應(yīng)的熒光強(qiáng)度見(jiàn)表3，質(zhì)量濃度（ρ） -熒光強(qiáng)度（FI） 標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖1。

2.2 3 種處理方法的比較

3 種消化方法的比較見(jiàn)表4。

表4 3 種消化方法的比較

由表4 可知，電熱板法操作簡(jiǎn)單、成本低廉，適合批量樣品，但耗時(shí)長(zhǎng)、試劑消耗多，在非密閉環(huán)境下消解，消化產(chǎn)生廢氣有害人體健康，污染環(huán)境，檢測(cè)結(jié)果不穩(wěn)定；水浴法操作簡(jiǎn)便快捷，投入成本較低，在半開(kāi)放條件下冷凝回流消解，消耗試劑相對(duì)較少，一次性處理試樣較多；微波法為全密閉式消解，耗時(shí)短、自動(dòng)化程度高、環(huán)境危害和人體健康影響較小，但設(shè)備昂貴、投入成本高、一次性消化樣品個(gè)數(shù)有限、消化裝置裝卸繁瑣，不適應(yīng)批量試樣的檢測(cè)分析。

2.3 方法的準(zhǔn)確度、精密度與檢出限

分別按電熱板、微波及水浴消解3 種消解方法處理試樣菠菜、雞肉與湖南大米等3 種國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，利用原子熒光光譜法測(cè)定Se 的含量。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)菠菜、雞肉、湖南大米硒測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)菠菜、雞肉、湖南大米硒測(cè)定結(jié)果

由表5 可知，3 種國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)應(yīng)的3 種不同消解方法硒含量檢測(cè)結(jié)果均在標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)認(rèn)定值范圍內(nèi)，準(zhǔn)確度、精密度高，均符合農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量管理規(guī)范的要求，適合農(nóng)產(chǎn)品硒元素的檢測(cè)。同時(shí)對(duì)3 種處理方法空白溶液連續(xù)測(cè)定12 次，驗(yàn)證方法的檢出限（按3 倍標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算）。

不同消解方法檢出限見(jiàn)表6。

表6 不同消解方法檢出限

由表6 可知，3 種消解方法的檢出限電熱板法＞微波法＞水浴法，以水浴法最小，且均低于0.01 mg/L，均可滿足檢測(cè)需求。

3 結(jié)論

利用原子熒光光譜法測(cè)定菠菜、雞肉及湖南大米3 種國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中硒，通過(guò)電熱板、微波與水浴法等3 種處理方法的檢測(cè)結(jié)果比較分析，明確了農(nóng)產(chǎn)品硒元素測(cè)定的試樣前處理方案。3 種消解方法中，電熱板消解法適合批量樣品分析，但試劑消耗較多、耗時(shí)耗力，且為完全開(kāi)放式消解、消化過(guò)程中產(chǎn)生大量廢氣危害環(huán)境與人體健康；微波法為完全密閉式消解，消化時(shí)間短、自動(dòng)化程度較高，但微波消解屬于在密閉環(huán)境中高壓消解，消解樣品個(gè)數(shù)有限，且儀器價(jià)格昂貴、裝卸繁瑣，不適宜批量試樣的檢測(cè)分析；水浴法為半封閉半開(kāi)放式消解，操作簡(jiǎn)便、檢測(cè)效率較高，適用于大批量樣品分析。