微波消解-ICP-MS 法測定大米中的硒含量

林詞意，吳雨霏，何文俊，林佳怡，朱雨潔，章偉鋒，陳曉燕，王 立

（1.浙江醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校，浙江寧波 315000；2.浙江省微量有毒化學(xué)物健康風(fēng)險評估技術(shù)研究重點實驗室，寧波市疾病預(yù)防控制中心，浙江寧波 315010）

硒（Selenium，Se）是人類生活所需的微量營養(yǎng)元素，直接與人類身體健康休戚相關(guān)[1]，具有提高免疫力、促使抗體和免疫球蛋白合成、促進(jìn)細(xì)胞增殖等生理功能，同時具有一定的抗癌作用，但是過量攝入硒對人體是有害的，人體對硒的安全攝入范圍較窄（50～400 μg/d）[2]。GB 2762—2017《食品中污染物限量》中對于硒不再作限量，本世紀(jì)初隨著對硒生理性能的研究，許多富硒農(nóng)產(chǎn)品開始出現(xiàn)[3]。水稻是我國主要糧食作物，大米中硒是人體攝入硒的主要來源之一[4]。富硒農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)價值通常是同等普通農(nóng)產(chǎn)品的2～5 倍，同樣的水田每畝可為農(nóng)民增加年收入2 000 元左右。準(zhǔn)確評估大米中硒，對人體健康及邊遠(yuǎn)山區(qū)的大米產(chǎn)區(qū)的脫貧致富尤為重要[5]。

電感耦合等離子體質(zhì)譜法（Iductively coupledplasma mass spectrometry，ICP-MS）是一種質(zhì)譜型無機(jī)元素分析方法[6]，具有檢測速度快、動態(tài)線性范圍廣、靈敏度高等優(yōu)點[7]。采用微波消解對樣品進(jìn)行前處理以減少元素的流失，結(jié)合ICP-MS 檢出限低的特點[8]，檢測樣品中痕量的硒，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小，精密度高[9]。采用微波消解-ICP-MS，探索一種簡單、快速、試劑用量少、準(zhǔn)確測定大米中硒含量的方法。

1 試驗部分

1.1 材料與方法

1.1.1 儀器

NexION 300D 型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，美國PerkinElmer 公司產(chǎn)品；MARS6 型微波消解儀，美國CEM 公司產(chǎn)品；Integral 3 型超純水機(jī)，密理博中國有限公司產(chǎn)品。

1.1.2 材料與試劑

樣品采自中國吉林延邊長白山的大米產(chǎn)地，樣品用自來水淘洗干凈后，再用三級水清洗2 遍，放置于85 ℃的烘箱中烘干，冷卻后粉碎，置于密封干燥器中保存。

硝酸（優(yōu)級純），國藥集團(tuán)提供；過氧化氫（分析純），國藥集團(tuán)提供；硒元素標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液的質(zhì)量濃度為0.1 mg/mL，國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心提供。

1.2 試驗方法

1.2.1 試樣消解

準(zhǔn)確稱取0.30 g 處理后的大米樣品，置于消解管中，添加硝酸溶液4 mL、三級水2 mL，雙氧水2 mL，依法進(jìn)行微波消解（見表1）；消解完成后，冷卻至50 ℃以下，打開消解罐，將消解罐放置趕酸儀中趕酸，溫度設(shè)置為130 ℃，直至消解液至1～2 mL，冷卻后用三級水轉(zhuǎn)移至量瓶中，定容，待測，并且做試劑空白防止試劑污染。

微波消解程序見表1。

表1 微波消解程序

1.2.2 ICP-MS 條件

RF 發(fā)射功率為1.3 kW，采樣錐、截取錐類型為鉑錐，載氣流速為0.99 L/min，掃描方式為跳峰，低質(zhì)量截取值RPQ：0.50，碰撞反應(yīng)池模式：DRC 模式，氧化物比率：CeO+/Ce+＜2.5%，雙電荷比率：Ce++/Ce+＜3.0%。

2 結(jié)果與分析

2.1 前處理條件的選擇

微波消解法對微量易揮發(fā)元素非常適用，理想情況下，濃硝酸和雙氧水的量能與樣品的有機(jī)質(zhì)剛好完全反應(yīng)，但事實上加入的試劑一般是過量的，過量的強(qiáng)氧化性的酸在高溫高壓下會引起樣品中有機(jī)物炭化，而碳粒包裹樣品會降低消解效果，同時也會大大影響檢測儀器的靈敏度[10]。因此，在保證大米樣品完全消解并且使用試劑最少的前提下，找出最合理的硝酸、雙氧水、純水的比例，達(dá)到完全消解并消解液含酸量較小的目的，選取2，4，6 mL 3 種體積的硝酸對質(zhì)控樣品（加標(biāo)量為0.020 mg/kg）進(jìn)行消解比較（見表2），發(fā)現(xiàn)使用4，6 mL 硝酸回收率、RSD 都復(fù)合檢測要求，因此采用硝酸溶液4 mL、三級水2 mL，雙氧水2 mL 進(jìn)行消解。

不同體積硝酸消解的平均回收率及RSD（n=6）見表2。

表2 不同體積硝酸消解的平均回收率及RSD（n=6）

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線方程及相關(guān)系數(shù)

將質(zhì)量濃度為0.1 mg/mL 硒元素標(biāo)準(zhǔn)貯備液用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的硝酸溶液逐級稀釋，配制成5，10，50，100，200 μg/L 的硒標(biāo)準(zhǔn)工作曲線溶液，分別進(jìn)樣，根據(jù)響應(yīng)值與質(zhì)量濃度值繪制準(zhǔn)曲線。結(jié)果顯示硒元素的質(zhì)量濃度在5～200 μg/L 范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的相關(guān)性。其回歸方程為Y=4 812.6X+4.641，線性相關(guān)系數(shù)為0.999 8?？瞻讟悠愤B續(xù)測定10 次，按照3 倍空白的標(biāo)準(zhǔn)偏差，得出方法在稱樣量為0.3 g時檢出限（LOD）為0.000 3 mg/kg，方法定量限（LOQ）為0.001 mg/kg。

2.3 精密度和回收率試驗

準(zhǔn)確稱取18 份質(zhì)量為0.30 g 的大米樣品，并在樣品中分別加入不同體積的硒標(biāo)準(zhǔn)溶液，模擬3 個不同濃度的加標(biāo)大米樣品，按方法進(jìn)行加標(biāo)回收試驗，每個濃度做6 次，其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差和加標(biāo)回收率。

精密度和回收率試驗（n=6）見表3。

表3 精密度和回收率試驗（n=6）

2.4 實際樣品測定

采用驗證的方法對采集于吉林省延邊朝鮮族自治州長白山區(qū)的富硒大米樣品，其中8 種富硒大米為采用噴灑葉面肥人工富硒大米，生長在天然火山灰土與火山流泥土壤的4 種天然富硒大米，12 種普通大米進(jìn)行測定，發(fā)現(xiàn)人工富硒大米硒含量最高，可以達(dá)到0.152 mg/kg，天然富硒大米硒含量為0.041～0.062 mg/kg，而普通大米含硒量較少。天然富硒大米主要分布在與朝鮮接壤的長白山地區(qū)天然火山，經(jīng)測定火山巖中含有較高硒元素。

3 結(jié)論

建立了使用微波消解-ICP-MS 測定大米中硒元素含量的分析方法。研究表明，該方法通過微波消解減少了硒元素?fù)p失，并且試劑用量較小，ICP-MS簡便快捷、準(zhǔn)確性好、靈敏度高，適用于大米中硒含量的測定。