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ICP-MS法测定新疆巴旦木中硒的含量

2022-06-16何川川杨忠俊

现代食品 2022年9期
关键词:定容容量瓶标准溶液

◎ 何川川,李 菁,杨忠俊

(新疆维吾尔自治区疾病预防控制中心,新疆 乌鲁木齐 830002)

硒(Se)是人体生命活动中必需的微量元素之一,具有重要的生理功能,然而人们对硒元素的认识经历了漫长的过程[1-6]。最初硒元素被认为有毒,甚至致癌,直到1957年学者Schwarz通过动物实验揭示了硒是一种重要营养素[7]。到1973年,世界卫生组织将微量元素硒定为已知的14种必需微量元素之一,人们开始用硒来治疗一系列地方病的实践。例如,口服亚硒酸钠预防克山病。研究表明,硒参与构成碘化甲状腺胺酸脱碘酶,缺硒会引起大骨节病及免疫功能障碍等多种疾病[8-12]。人们依靠膳食摄入硒,然而植物本身不能产生硒,只能吸收来自土壤中的硒[13]。我国硒元素资源较为缺乏,目前仅在湖北、新疆和青海等少数省份发现部分富硒土壤资源,因此如何合理的通过膳食摄取硒元素已成为人们研究的热点。

巴旦木作为新疆特色干果的代表,具有较高的营养价值。根据实验室检测,其巴旦木仁内含植物油55%~61%,蛋白质28%,并含有少量胡萝卜素、钙、镁、钠和钾等营养物质[14-15]。为准确且全面地了解巴旦木的硒营养,本文通过电感耦合等离子体质谱法(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,ICPMS)测定新疆巴旦木中硒元素含量,为开发集营养、安全、保健为一体的新疆特色产品提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

巴旦木:2020年10月购置于新疆喀什,巴旦木洗净,切小块,粉碎,冷冻在冰箱中待用;1 000 mg·L-1的硒元素标准溶液(GSB 04-1751-2004):国家有色金属及电子材料分析测试中心;1 000 mg·L-1铑元素标准溶液(GSB 04-1751-2004):国家有色金属及电子材料分析测试中心;硝酸(优级纯):德国默克公司。

1.2 仪器与设备

RQ电感耦合等离子体质谱仪:赛默飞公司;超纯水机:美国Millipore公司。

1.3 方法

1.3.1 巴旦木样品的处理

称取0.5 g(精确到0.001 g)均质巴旦木样品于聚四氟乙烯消解内罐,依次加入5 mL浓硝酸和2 mL双氧水后静置过夜。然后置于烘箱,分别在80 ℃、120 ℃ 和160 ℃保持4 h、2 h和2 h,自然冷却到室温,打开消解罐,用少量纯水冲洗内壁后置于电加热板上赶酸至剩余1 mL左右,然后将消解液转移至10 mL容量瓶中,用纯水定容后摇匀,同时做样品空白。

1.3.2 标准系列溶液的配制

准确量取1 000 mg·L-1的硒元素标准溶液10 mL于100 mL容量瓶中,用1% HNO3溶液定容,得到100 mg·L-1的硒元素标准中间液,然后用同样方法再稀释100倍,得到1 mg·L-1的硒元素标准使用液。分别量取0 mL、0.1 mL、0.5 mL、1.0 mL和5.0 mL硒元素标准使用液于100 mL容量瓶中,用1% HNO3溶液定容,得到硒含量分别为0 μg·L-1、1 μg·L-1、5 μg·L-1、10 μg·L-1和50 μg·L-1的标准系列溶液。

1.3.3 内标溶液的配制

量取1 000 mg·L-1的铑元素标准溶液1 mL于100 mL容量瓶中,用1% HNO3溶液定容,得到10 mg·L-1的铑元素标准中间溶液,然后量取10 mg·L-1的铑元素标准中间溶液0.1 mL于100 mL容量瓶中,用1% HNO3溶液定容,得到10 μg·L-1的铑元素标准溶液。

1.3.4 ICP-MS条件的优化

ICP-MS开机预热0.5 h稳定后,用1 μg·L-1调谐液,对仪器进行调谐,并使仪器各项参数达到最佳状态:射频(RF)功率为1 550 W,镍锥采样深度为 8 mm,分析模式为[He]碰撞反应池模式,氦气流量为4.5 mL·min-1,等离子气流量为15 L·min-1,载气流量为1.2 L·min-1,辅助气流量为0.10 L·min-1,雾化室温度为2 ℃,检测的信号为78Se,内标为铑(Rh)元素[16-17]。

2 结果与分析

2.1 消解样品量的选择

由于巴旦木脂肪含量比较高,取样量太多难以消化完全,太少对结果的准确性有较大影响,又不具备代表性,所以选择样品取样量为0.5 g。

2.2 Se同位素的选择

硒元素的同位素较多,包括74Se、76Se、77Se、80Se和82Se,经过实验发现,选择78Se时,具有较高的灵敏度和良好的线性,因此检测信号为78Se。

2.3 方法的线性关系与检出限

经测定硒的每秒计数值(CPS)与硒浓度(μg·L-1) 在0~50 μg·L-1具有良好的线性关系(图1),线性方程为y=50.029x+23.51,其中斜率b=50.029,相关系数r=0.999 8。全流程样品空白连续10次测定值的标准偏差为3.4,以3倍标准偏差所对应的分析物浓度为方法的检出限,其值为0.2 μg·L-1。

2.4 加标回收试验

以匀质后的巴旦木添加标准溶液的方法进行加标回收的测定。在处理好的样品中分别添加不同体积的硒标准溶液,使得样品中硒含量分别为30 μg·L-1、 40 μg·L-1、50 μg·L-1、60 μg·L-1和70 μg·L-1,按 照 所建方法进行测定,该方法的回收率为95%~106% (表1),相对标准偏差小于5%。

表1 方法的回收率表

2.5 样品的测定

用所建立的方法对4种不同产地的巴旦木样品进行测定,并测定5次,结果表明样品中硒元素含量为50~70 μg·kg-1(表2),表明巴旦木有较高的硒含量,具有丰富的营养价值。

表2 样品的测定结果表

3 结论与讨论

ICP-MS是测试食品中硒元素研究常用的手段之一,相较于原子吸收光谱法和原子荧光光谱法,该方法中原子化温度高,当样品消解不彻底时,待测元素也能被高温原子化,使得该方法具有较高的回收率,另外ICP-MS还有快速高效、灵敏度高和环境友好等优点。该试验采用压力罐消解法处理样品,既避免干法消解和湿法消解带来的危险,同时在高温高压下,较彻底地消解了脂类含量较高的样品,克服了待测元素损失的缺点,提高了回收率,是目前较为理想的消解方式。在较多的硒元素的同位素中,选择了有较高灵敏度和良好线性的78Se作为检测信号。经过优化条件,该方法测定硒的线性r=0.999 8,检出限为0.20 μg·L-1,相对标准偏差在可接受范围,表明该方法比较稳定。测得新疆巴旦木中硒元素含量为50~70 μg·kg-1。下一步应该对新疆巴旦木中硒元素的形态进行全面分析,建立对应的巴旦木硒元素形态指纹图谱,为地方农产品升级和居民健康膳食提供科学理论依据。

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