电感耦合等离子体质谱法测定富硒苹果中硒

摘 要：本方法预先将试样进行干燥处理，然后加入硝酸和过氧化氢在电热板上进行常压消解，待消化液蒸发至近干后转移定容，同时加入内标溶液，通过电感耦合等离子体质谱法进行测定。该方法不需要微波消解，可直接准确测定富硒苹果中硒的含量，定量限低于国家标准6倍，线性范围为0.002～0.020 mg/L，相关系数R为0.999，加标回收率为81.6%～91.5%，相对标准偏差为4.4%～9.2%，适用于富硒水果等样品中硒的准确定量。

关键词：电感耦合等离子体质谱法;富硒苹果;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

硒是人体必须的微量元素，具有清除自由基、抗炎、抗肿瘤的抗脂质氧化、延长寿命和提高机体免疫力等作用[1]。人体硒的生理需求量为40 μg/d，缺硒会引起克山病和大骨节病等，还会使机体处于抗氧化应激态，受精能力和胚胎发育能力都会受到一定程度的损伤[2];人体摄入过多的硒则会形成硒中毒，出现脱发、周围性神经炎和生长迟缓等症状[3]。科学补硒对人体健康极为关键，因此建立一种快速、准确的食品中硒的测定方法，对人体健康有着重要的意义。

目前食品中硒元素的检测方法主要以氢化物原子荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱法为主[4]。原子荧光光谱法需用湿法消解，即先将试样完全消解至无机状态，然后用6 moL/L盐酸将试样中Se6+还原到Se4+，过程需要用到3种以上的酸且用量较大，同时用到的玻璃器皿也会带来一定的污染，造成空白的本底值难以控制;此外富硒苹果中硒的含量多在20 ～50 μg/kg，因此该方法难以准确测定出富硒苹果中微量硒。而采用电感耦合等离子体质谱法不受试样消化液中硒存在的状态影响，可采用微波消解作为前处理方法，该方法灵敏度高、检出限低、线性范围宽以及本底值低，适合于痕量元素的检测，但微波消解前处理受称样量的影响。《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》（GB 5009.268—2016）[5]硒的定量限为0.03 mg/kg，无法满足硒含量较低的样品测定，为了获得更好的定量限，本文建立了多孔电热板直接消解作为前处理方法，定量限较国家标准方法可降低6倍，且可免去微波消解步骤，方法简单可靠，基质干扰小，适合于富硒苹果中硒的准确定量。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

Agilent 7800电感耦合等离子体质谱（美国Agilent公司）;多孔电热板（最高210 ℃，精度±1 ℃，莱伯泰科公司）;超纯水机（德国赛多利斯）;微波消解罐（55 mL，意大利迈尔斯通）。

硝酸（优级纯，上海安谱）;硝酸溶液（2%）：取20 mL硝酸用水定容至1 000 mL;过氧化氢（30%，优级纯，上海安谱）;实验用水为超纯水。

硒标准物质（1 000 mg/L，中国计量科学研究院）;混合内标溶液（115In、159Tb，1.0 mg/L，美国安捷伦公司）。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理

将样品洗净晾干粉碎均匀后，称取5～6 g置于微波消解罐中，在多孔电热板上（100 ℃）蒸发至水分近干，取出后加入5 mL硝酸和2 mL过氧化氢浸泡10 min，重新放回多孔电热板上进行消解，将电热板温度调至160 ℃，保持沸腾直至消解液蒸发至1 mL左右，取出用水定容至50 mL，同时加入混合内标溶液1.0 mL，混匀待测。

1.2.2 标准溶液的配制

取硒标准物质0.10 mL至100 mL容量瓶中，用硝酸溶液（2%）定容至刻度，所得储备液硒浓度为1.0 mg/L。分取该储备液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，同时加入混合内标溶液1.0 mL，用硝酸溶液（2%）定容至刻度，混匀备用，则该系列标准工作液浓度分别为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 样品测定

按照表1仪器条件进行调谐，依次进行标准曲线、试剂空白、样品的测定。

2 结果与分析

2.1 前处理方法的优化

通常想要获得更低的检出限，最直接的方法就是增加试样称重量，常压消解方法可将称样量提高到5 g以上（微波消解一般不超过2 g）。苹果样品含水量一般大于80%，油脂、蛋白质等含量极低，容易被硝酸+过氧化氢消化，因此可采用硝酸+过氧化氢常压消解。但苹果样品含水量过高，直接加入硝酸后会使硝酸氧化性减弱，影响消解效果，因此本文先将试样在多孔电热板上（100 ℃）干燥去除水分，然后再加入硝酸和过氧化氢进行消解，考虑到微波消解罐的导热效率，需将多孔电热板调至160 ℃以保持消解液沸腾，最后待消解液蒸发至1 mL左右定容，此时试样溶液酸度和标准工作液的酸度基本一致，有利于准确测定。

2.2 质量数的选择

硒元素在电感耦合等离子体质谱仪上较难电离，灵敏度相对偏低，因此通常会选择丰度较高的78Se作为检测目标离子，但78Se易受多原子离子干扰。通过对仪器参数的优化，将碰撞气氦气流量设定为4.5 mL/min时能够较好地消除多原子离子干扰。此外，一般选择质量数接近，无本底干扰的元素作为内标元素。对于苹果等农产品样品，选择钪（45Sc）、锗（72Ge）等作为内标物时，本底干扰较大难以获得准确的测定结果。本文同时考察了铟（115In）、铽（159Tb）作为内标元素，实验结果表明两种元素均有较好的回收率，考虑到铟（115In）的相对原子质量数更接近硒（78Se），因此选择铟（115In）作为内标进行定量分析。铟（115In）、铽（159Tb）内标回收率见图1。

2.3 标准曲线

按1.2.2的方法配制标准曲线，如图2所示，在0.002～0.020 mg/L的线性范围内，线性方程y=0.468 8x+0.000 04，相关系数为R为0.999，符合检测方法对标准曲线的要求，能够满足微量硒元素的测定。

2.4 方法定量限

本文采用逐级加标法确定方法定量限，称取6份不含硒的苹果样品进行加标试验，当加标浓度为0.005 mg/kg时，测定平均回收率为81.6%，相对标准偏差为9.2%，满足方法对定量限的要求，因此，确定0.005 mg/kg为定量限。

2.5 回收率和精密度

选用不含硒的苹果样品做基质进行加标试验，加标水平为0.005 mg/kg、0.050 mg/kg、0.100 mg/kg，每个浓度水平6次独立实验，结果如表2所示。方法回收率为81.6%～91.5%，相对标准偏差为4.4%～9.2%，表明该方法具有较好的回收率和精密度。

3 结论

本文建立了一种采用常压消解-电感耦合等离子体质谱法检测富硒苹果中硒的检测方法，该方法较微波消解称样量有较大提高，与标准方法相比能够获得更低的定量限，省去了微波消解的处理过程，使操作步骤进一步简化，避免了烦琐的前处理带来的污染及损失。前处理过程将消解液蒸发至1 mL左右，定容后试样的酸度与标准曲线酸度基本一致，能够有效防止样品基质变化对测定结果的影响，同时方法选择将内标溶液直接加入标准曲线和试样，比普通在线内标法更为稳定可靠，定量更准确。结果表明，该方法可准确测定富硒苹果中硒的含量，定量限低于国家标准6倍，在0.002～0.020 mg/L线性良好，相关系数R为0.999，加标回收率为81.6%～91.5%，相对标准偏差为4.4%～9.2%，方法适合于富硒苹果样品中硒的准确测定。

参考文献

[1]仲娜，李新荣，仲丽，等.高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱分析几种富硒产品的硒总量及其形态[J].分析科学学报，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]张国雄.浅谈硒元素在人体中的作用[J].鄂州大学学报，2005（6）：67-69.

[4]赵晨曦，高佳，付志斌，等.食品中硒总量检测方法研究进展[J].食品安全质量检测学，2021，12（5）：1653-1661.

[5]国家卫生和计划生育委员会，国家食品药品监督管理总局.食品安全国家标准 食品中多元素的测定：

GB 5009.268—2016[S].北京：中国标准出版社，2016.