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硝酸-盐酸混合酸-石墨消解仪消解-氢化物发生原子荧光光谱法测定猪肝中全硒含量

2024-04-15刘倩夏淼杨晓灵

食品安全导刊·中旬刊 2024年1期
关键词:中硒氢化物猪肝

刘倩 夏淼 杨晓灵

摘 要:目的:建立一种简便、高效、灵敏的硝酸-盐酸混合酸-石墨消解仪消解-氢化物发生原子荧光光谱法测定猪肝样品中(干粉)全硒含量。方法:使用HCl和HNO3对猪肝样品(干粉)进行消解,采用原子荧光光度计测定猪肝中全硒含量。结果:硒工作曲线的线性范围是2~20 μg·L-1,相关系数为0.999 7;检出限和定量限分别是0.029 μg·L-1和0.098 μg·L-1,不同浓度下的加标回收率在91.2%~111.4%,日内精密度为1.2%,日间精密度2.1%。同时对石墨消解仪消解样品条件进行了单因素条件优化,最优化条件为消解还原溶剂4 mL HCl和1 mL HNO3,最佳料液比1/25(0.200 g/5 mL),消解温度采用离心管最大耐受温度120 ℃,消解时间3 h。结论:本研究为猪肝中全硒含量的测定提供了一种简单、快捷、高效、环保的方法。

关键词:石墨消解仪消解;氢化物发生原子荧光光谱法;猪肝粉;全硒

Determination of Total Selenium in Pork Liver Powder by HNO3- HCl Acid Mixture -Graphite Digester Digestion-Atomic Fluorescence Spectrometry

LIU Qian, XIA Miao, YANG Xiaoling*

(Changzhou Center for Disease Control and Prevention, Changzhou 213001, China)

Abstract: Objective: To establish a simple, efficient and sensitive graphite digester digestion-atomic fluorescence spectrometry method for the determination of total selenium in pork liver powder. Method: The pig liver samples (dry powder) were digested by HCl and HNO3, and the total selenium content in pig liver was determined by atomic fluorescence spectrophotometer. Result: The linear range of selenium working curve was 2~20 μg·L-1, and the correlation coefficient was 0.999 7. The limit of detection and limit of quantitation were 0.029 μg·L-1 and 0.098 μg·L-1, respectively. The spiked recoveries at different concentrations were 91.2%~111.4%. The intra-day precision was 1.2%, and the inter-day precision was 2.1%. At the same time, the sample digestion conditions of graphite digestion instrument were optimized by single factor. The optimum conditions were as follows: 4 mL HCl and 1 mL HNO3 were used as digestion and reduction solvents, the optimum ratio of material to liquid was 1/25 (0.200 g/5 mL), the maximum tolerance temperature of centrifuge tube was 120 ℃, and the digestion time was 3 h. Conclusion: This study provides a simple, fast, efficient and environmentally friendly method for the determination of total selenium content in pig liver.

Keywords: graphite digester digestion; atomic fluorescence spectrometry; pork liver powder; total selenium

硒是人體必需的微量元素,具有预防心血管疾病、抗氧化和增强人体免疫力的作用,适当地补充硒能增强人体免疫功能,但过量的硒却能引起中毒[1-3]。因此,食品中全硒含量与人体健康密切相关,高效、准确地测定食品中全硒含量十分重要。硒的检测方法主要有电感耦合等离子体质谱法[4-6]、电感耦合等离子体原子发射光谱法[7]、氢化物发生原子吸收光谱法以及氢化物发生原子荧光光谱法[8]等。其中,氢化物发生原子荧光光谱法(Hydride Generated-Atomic Fluorescence Spectrometry,HG-AFS)[9]具有灵敏度高、分析速度快、操作简单等特点,被广泛应用于食品中硒含量的检测,是《食品安全国家标准 食品中硒的测定》(GB 5009.93—2017)中规定的国家标准方法[10]。GB 5009.93—2017采用湿法消解,以硝酸和高氯酸作为消解液,这种前处理方法既费时又危险。石墨消解仪多应用于环境样本的检测,通常采用低沸点混合酸(硝酸-盐酸-水)消解样本,对操作人员和环境友好。因此,本文采用石墨消解仪消解-HG-AFS体系测定猪肝粉中全硒含量,为猪肝中硒含量测定提供有力的技术支持。

1 材料与方法

1.1 仪器和试剂

AFS 9320原子荧光光度计,吉天仪器;SPB50-48石墨消解仪,PerkinElmer;XSE205DualRange分析天平,METTLER TOLEDO;Centrifuge5804离心机,Eppendorf;Milli-Q IQ7000型超纯水仪,德国Merk公司。

GBW08692硒单元素溶液标准物质(100.0 μg·g-1),中国计量科学研究院;生物成分分析标准物质GBW10051 GSB-29猪肝,中国地质科学院地球物理地球化学侦查研究所;氢氧化钾(95%,优级纯),阿拉丁试剂有限公司;硼氢化钾(97%+),Adamas;铁氰化钾(分析纯),徐州试剂厂;盐酸、硝酸(优级纯),General-reagent。除特殊说明外,其他试剂均为分析纯。

1.2 实验方法

1.2.1 实验所需溶液配制

5%盐酸溶液:量取50 mL浓盐酸于1 000 mL容量瓶中,用水定容至刻度,摇匀待用。100 g·L-1的铁氰化钾溶液:称取5 g铁氰化钾于50 mL容量瓶中,用水定容至刻度,摇匀待用,现配现用。5 g·L-1氢氧化钾和8 g·L-1硼氢化钾混合溶液:量取200 mL水,先加入1.00 g氢氧化钾搅拌均匀,再加入1.60 g硼氢化钾混匀备用,现配现用。

1.2.2 标准工作溶液的配制

精确称取一定量100.0 μg·g-1的GBW08692硒单元素溶液标准物质于10 mL容量瓶中,使用5%盐酸溶液定容至刻度,量取该溶液1 mL于10 mL容量瓶中,使用5%盐酸溶液定容至刻度,获得100 μg·L-1的标准使用溶液。准确量取100 μg·L-1标准使用溶液0.2 mL、0.5 mL、1.0 mL、1.5 mL和2.0 mL于10 mL容量瓶中,分别加入1 mL 100 g·L-1铁氰化钾溶液,使用5%盐酸溶液定容至刻度,摇匀,获得浓度分别为2 μg·L-1、5 μg·L-1、10 μg·L-1、15 μg·L-1以及20 μg·L-1的标准工作溶液。

1.2.3 样品溶液的测定

精确称取0.200 g猪肝样品(粉末)于50 mL离心管中,加入4 mL HCl和1 mL HNO3溶液于石墨消解仪上,120 ℃一步消解还原3 h,冷却至室温,加入2 mL HCl继续加热还原40 min,再一次冷却至室温,加入4.0 mL 100 g·L-1的铁氰化钾溶液,纯水定容至40 mL刻度线,摇匀,上机测定。

2 结果与分析

2.1 石墨消解仪消解条件的优化

2.1.1 消解液优化

消解液是影响硒含量测定的关键因素,本课题组在前期实验研究时发现单独的浓HNO3、稀HNO3或者单独的浓HCl、稀HCl都无法很好地消解样品,需要利用HNO3的强氧化性消解样品基质,利用HCl将六价硒还原为四价硒。而混合酸中水的加入会使测得的硒含量降低,可能由于水降低了硝酸的氧化性能,样品中的硒未能完全释放。因此,最终选择浓硝酸和浓盐酸混合酸作为消解液,从而实现一步法消解还原猪肝样品[11]。

2.1.2 消解液混合酸比例优化

本实验考察了不同比例浓HNO3和浓HCl对硒含量测定的影响,见表1。最终选择消解液混酸的构成为4 mL HCl+1 mL HNO3,建议分别向样品中加入浓HNO3和浓HCl,提前混合均匀,长时间放置会产生气泡,影响加入酸量的准确性。

2.1.3 料液比优化

本实验考察了料液比(g/mL)分别为1/5、1/15、1/25、1/35和1/45对猪肝粉中硒含量测定结果的影响。由图1可知,当料液比为1/25(0.200 g/5 mL)时,猪肝粉中硒含量最高,因此选择1/25为最佳料液比。

2.1.4 消解时长优化

本实验考察了消解时长1.0 h、2.0 h、2.5 h、3.0 h和4.0 h对样品中硒含量测定结果的影响。由图2可知,消解时长为3.0 h时,消解效果最好,猪肝粉中硒含量最高,因此选择3.0 h为最佳消解时长。

2.1.5 其他条件

本实验同时考察了载流分别为5%盐酸和10%盐酸对实验结果的影响,发现不同浓度的盐酸载流对实验结果无影响。同时,本实验采用的消解温度为离心管最高耐受温度120 ℃,可满足高浓度硝酸沸点,可以保持较好的回流消解。同时利用离心管的刻度线直接进行后续加样定容操作,无须转移,减少样品多次转移带来的损失,使整个实验便捷化。

2.2 方法学考察

2.2.1 精密度实验

精密称取6份生物成分分析标准物质GBW10051 GSB-29猪肝样品0.200 g,按照1.2.3实验步骤进行操作,上机测定,6份样品检测结果的相对标准偏差为1.2%,日内精密度良好。精密称取3份生物成分分析标准物质GBW10051 GSB-29猪肝样品0.200 g,按照1.2.3实验步骤进行操作,上机测定,重复操作3 d,获得9份样品检测结果的相对标准偏差为2.1%,日间精密度良好。

2.2.2 线性关系、检出限、定量限

按照1.2.2实验步骤配制标准工作曲线溶液,上机测定,以硒溶液浓度C为横坐标,荧光强度值I为纵坐标绘制标准曲线,得到线性方程为I=104.667 5C-16.841 7,線性范围为2~20 μg·L-1,相关系数为0.999 7,线性关系良好。测定10次标准空白的荧光度值,计算其标准偏差,3倍标准偏差为检出限,10倍标准偏差为定量限。最终测得该方法的检出限和定量限分别是0.029 μg·L-1和0.098 μg·L-1。

2.2.3 加标回收试验

分别设计高(2.25 mg·kg-1)、中(1.50 mg·kg-1)、低(0.75 mg·kg-1)3个加标水平,每组进行3次重复实验,其余实验操作同1.2.3。由表2可知,高、中、低3个加标水平下的加标回收率在91.2%~111.4%。

3 结论

本实验与国标方法湿法消解测定的结果做对比,结果无明显差异(国标测定值为1.560 mg·kg-1,本方法测得值为1.562 mg·kg-1),且质控样品GSB-8a全硒含量在不确定度范围内[(1.54±0.29)mg·kg-1],说明测试方法结果准确可靠,且本方法获得的线性范围为2~20 μg·L-1,检出限和定量限分别是0.029 μg·L-1和0.098 μg·L-1,灵敏度高,为猪肝粉中全硒含量测定提供了一种新的简单快捷的测定方法。

参考文献

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[7]毛小晶,王红军,刘名红,等.不同物料中硒、碲元素分析方法的研究进展[J].有色冶金设计与研究,2020,41(4):16-18.

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GB 5009.93—2017[S].北京:中国标准出版社,2017.

[11]杨晓灵,刘倩,夏淼.石墨消解-氢化物发生原子荧光光谱法测定乳粉中硒的含量[J].理化检验-化学分册,2024,60(1):110-112.

基金项目:常州市科技项目:应用基础研究计划(中补助)(CJ20220067);常州市卫生健康青苗人才(CZQM2023027)。

作者簡介:刘倩(1987—),女,江苏溧阳人,硕士,实验师。研究方向:分析检验。

通信作者:杨晓灵(1986—),女,山西晋中人,硕士,实验师。研究方向:分析检验。E-mail: 727944114@qq.com。

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