微波消解-原子荧光法测定黄精中硒

李娟，谭洪涛，辜芸

江西省疾病预防控制中心，江西省食源性疾病诊断溯源重点实验室，江西 南昌 330029

黄精又被称为“鸡头黄精”“老虎姜”“姜形黄精”，具有降血糖、保护心血管、抗病原微生物等作用［1,2］。硒为人体必须微量元素，可以提高免疫力，促进免疫球蛋白合成和淋巴细胞增殖，同时硒与维生素E作用，可以保护细胞膜，阻止不饱和脂肪酸的氧化。临床证明缺硒与某些疾病的发生息息相关［3］。因此，开展黄精中硒元素的检测具有一定的现实意义。

目前，测定硒含量的前处理方法主要有湿消法［4-6］和微波消解法［7-9］等，分析技术有紫外分光光度法［10］、荧光分光光度法［11］、原子荧光法［12-16］、电感耦合等离子体质谱法［17-19］等。湿消法前处理过程比较烦琐，试剂用量大，消解中产生的化学物质损害实验操作员健康。与湿消法相比，微波消解具有样品取样量少，试剂用量小，消解时间短，待测元素损失少等优点。荧光分光光度法测定前需消除荧光杂质，控制好本底值，否则影响检测结果。紫外分光光度法操作简单，但检出限高，比较适合高浓度硒的样品检测。电感耦合等离子质谱灵敏度高，被广泛用于元素的检测，但由于价格比较昂贵，难以普及。原子荧光法操作简便，具有良好的准确度和灵敏度。本研究采用微波消解-原子荧光法测定黄精中硒，并对微波消解及原子荧光条件进行了优化，同时对原子荧光法和电感耦合等离子体质谱法实验结果进行分析，该方法准确、快速、适合于黄精中硒的测定。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

AFS8220 原子荧光仪（吉天仪器公司）；Agilent7700 电感耦合等离子体质谱（美国Agilent 公司）；TANKPLUS 微波消解仪（上海新仪仪器有限公司）；超纯水（美国Millipore）。

硝酸为优级纯，购于美国Merck 公司；过氧化氢、盐酸、氢氧化钾、硼氢化钾、硫脲均为优级纯，购于上海国药集团；国家标准物质：柑橘叶（GBW10020）；硒标准溶液［GBW（E）080215，100 μg/mL，国家标准物质中心］。

1.2 仪器工作条件

原子荧光仪器条件见表1。

表1 原子荧光仪工作条件

1.3 实验方法

1.3.1样品处理原子荧光法。称取试样0.5 g 左右，加入10 mL 硝酸，将消解罐置于微波消解仪内，微波条件：120 ℃持续5 min，160 ℃持续10 min，190 ℃持续20 min，消解后冷却至50 ℃左右，取出消解罐于电热板上赶酸，不可蒸干，溶液再继续加热至液体变为清亮无色，用超纯水定容，同时进行空白试验。

电感耦合等离子体质谱法。称取试样0.5 g左右，加 10 mL 硝酸，振荡摇匀，置于微波仪中消解，取出消解罐于电热板上赶酸，不可蒸干，用超纯水定容，同时进行空白试验。

1.3.2标准曲线的绘制准确吸取1.0 mL 硒标准溶液至100 mL 容量瓶中，配成1 μg/mL 硒标准储备液。取1.0 mL 硒标准储备液至10 mL 容量瓶中，配成100 ng/mL 硒标准使用液。再分别吸取一定量硒标准使用液配成1.00、2.00、4.00、8.00、10.00、20.00 ng/mL 的标准系列，绘制曲线。

1.4 计算公式

式中X：试样中硒元素含量（mg/kg），V：消化液总体积（mL），C：消化液中硒浓度（ng/mL），m：取样量（g）。

1.5 统计学方法

所有分析结果采用Excel 2007 和SPSS 13.0 进行数据处理。

2 结果与讨论

2.1 微波消解体系的选择

微波消解在密闭环境中进行，降低环境污染，减少待测元素损失。实验比较硝酸和硝酸-过氧化氢作为消解液对硒含量的影响，发现两种消解液均可将样品消解彻底，进一步考察硝酸用量（8、10、12 mL）对样品的消解效果。结果发现硝酸用量对样品的消解效果影响不大，选择消解液为10 mL 硝酸。

2.2 仪器工作参数

实验采用5 ng/mL 硒标准溶液上机，考察负高压（260、270、280、290 V），灯电流（40、50、60、70、80 mA）对硒响应强度的影响。结果发现随着负高压的增大，信号值与噪声水平也相应增大，负高压过高，重现性变差，信噪比下降。灯电流增大时，信号值也随之提高，但灯电流过大易造成谱线变宽，灯的寿命缩短。仪器条件选择280 V负高压，60 mA 灯电流。

2.3 载流的影响

实验考察了盐酸、硝酸溶液作为载流对硒响应强度的影响，发现这两种溶液对硒的响应均较好，但盐酸的空白值较低，故选用盐酸溶液作为载流。同时考察不同浓度盐酸（1.0%、3.0%、5.0%、7.0%、9.0%、11.0%）对硒荧光信号的影响，见图1。结果发现当盐酸浓度小于5.0%时，荧光强度较低，随着盐酸浓度的提高，荧光强度逐渐增大。当盐酸浓度达到5.0%时，荧光响应最强，且较稳定。当盐酸浓度大于5.0%时，荧光强度无明显变化。因此，选用5.0 %盐酸溶液作为载流。

图1 盐酸浓度对硒荧光强度的影响（n=3）

2.4 硼氢化钾浓度的影响

硼氢化钾浓度大小影响待测物生成氢化物的速率。硼氢化钾水溶液易分解，须配置在碱性溶液中。实验固定氢氧化钾浓度为5 g/L，考察不同硼氢化钾浓度（5、10、15、20、30、50、70 g/L）对硒荧光信号的影响，见图2。实验发现当硼氢化钾碱溶液浓度低于20 g/L 时，反应不完全，荧光信号较弱。当硼氢化钾碱溶液浓度达到20 g/L 时，硒的荧光信号最强且比较稳定。当硼氢化钾碱溶液浓度高于30 g/L时，信号值有所下降，且谱图变宽，稳定性也较差。因此，本实验选择20 g/L 硼氢化钾碱溶液。

图2 硼氢化钾浓度对硒荧光强度的影响（n=3）

2.5 标准曲线和检出限

在最佳实验条件下测定标准系列，以浓度（X，ng/mL）为横坐标，以荧光强度（Y）为纵坐标，制作标准曲线。结果表明，硒在0～20 ng/mL 浓度范围内具有较好的线性关系，线性方程为Y=115.270 1X-20.914 0，相关系数r=0.999 9，对空白试液进行11 次重复实验，以3 倍信噪比计算方法检出限为0.002 mg/kg。

2.6 方法的准确度

按照“1.3.1 样品处理”对国家标准物质柑橘叶进行前处理，每个样品重复5 次测定，将两组实验结果进行对比，见表2。统计结果显示P=0.588，两组实验结果差异无统计学意义。两种方法测定柑橘叶平均值分别为0.169、0.175 mg/kg，相对标准偏差分别为3.78%、4.06%。检测值均在证书标准值（0.17±0.03）mg/kg范围内。

表2 实验结果比对

2.7 方法的精密度和回收率

为了确保方法的可行性，在硒含量为0.022 mg/kg 的样品中分别加入不同量的硒标准溶液进行加标实验，见表3。硒的平均回收率为94.7%，相对标准偏差（RSD）为2.73%，满足实验测定要求。

表3 加标回收实验（n=3）

2.8 实际样品测定

在最佳实验条件下，采用原子荧光法测定3 份黄精中硒含量为0.017～0.022 mg/kg 之间。

3 结论

本研究采用微波消解-原子荧光法测定黄精中硒，在最佳工作条件下进行分析，硒在0～20 ng/mL浓度范围内呈现良好的线性关系，加标回收率为94.7%，相对标准偏差为2.73%。该法精密度高，准确度较好，适合于样品中总硒含量的测定。