石墨消解-氫化物發(fā)生原子熒光光譜法測(cè)定乳粉中硒的含量

楊曉靈,劉 倩,夏 淼

(常州市疾病預(yù)防控制中心,常州 213001)

硒是人體必需的一種營(yíng)養(yǎng)元素,硒攝入量過(guò)多或過(guò)少都會(huì)影響人的身體健康[1]。食品中硒的測(cè)定方法主要有電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)[2]、高效液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜法(HPLC-ICP-MS)[3]、氫化物發(fā)生原子吸收光譜法(HG-AAS)[4]以及氫化物發(fā)生原子熒光光譜法(HG-AFS)[5],其中HG-AFS由于具有靈敏度高、分析快速、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于食品中硒含量的檢測(cè),并被列為標(biāo)準(zhǔn)方法(GB 5009.93-2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中硒的測(cè)定》)。常見(jiàn)的樣品前處理方法主要包括微波消解[6]和濕法消解[7],使用的消解液一般為硝酸或高氯酸,這種前處理方法既費(fèi)時(shí)又危險(xiǎn)。石墨消解儀多用于環(huán)境樣品中金屬檢測(cè)的前處理過(guò)程[8-9],通常采用低沸點(diǎn)混合酸(硝酸-鹽酸-水)消解樣品[9-10],不使用高氯酸危險(xiǎn)試劑,且在密閉環(huán)境中消解,對(duì)實(shí)驗(yàn)人員和環(huán)境友好。因此,本工作提出了石墨消解-HG-AFS測(cè)定乳粉中硒含量的方法,為乳粉中硒的測(cè)定提供有力的技術(shù)支持。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

AFS 9320型原子熒光光度計(jì);SPB50-48型石墨消解儀;XSE205DualRange型分析天平;Centrifuge5804型離心機(jī);Milli-Q IQ7000型超純水儀。

硒元素標(biāo)準(zhǔn)溶液：100.0 μg·mL-1,編號(hào)GBW 08692。

硒元素標(biāo)準(zhǔn)使用液：100 μg·L-1,取0.1 mL 100.0 μg·mL-1硒元素標(biāo)準(zhǔn)溶液,用5%(體積分?jǐn)?shù),下同)鹽酸溶液逐級(jí)稀釋,配制成質(zhì)量濃度為100 μg·L-1的硒元素標(biāo)準(zhǔn)使用液。

鐵氰化鉀溶液：100 g·L-1,稱取5 g鐵氰化鉀,用水溶解并定容至50 mL,現(xiàn)配現(xiàn)用。

5 g·L-1氫氧化鉀和8 g·L-1硼氫化鉀的混合溶液：在200 mL水中先加入1.00 g氫氧化鉀,攪拌均勻,再加入1.60 g硼氫化鉀,混勻,現(xiàn)配現(xiàn)用。

生物成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10017a(GSB-8a,乳粉),硒認(rèn)定值為(24.0±3.0) μg/100 g;氫氧化鉀、鹽酸、硝酸均為優(yōu)級(jí)純;其他試劑均為分析純;試驗(yàn)用水為超純水。

1.2 儀器工作條件

燈電流80 mA;載氣流量400 mL·min-1,屏蔽氣流量800 mL·min-1;光電倍增管負(fù)高壓270 V;延遲時(shí)間1.0 s;載流為5%鹽酸溶液;還原劑為5 g·L-1氫氧化鉀和8 g·L-1硼氫化鉀的混合溶液。

1.3 試驗(yàn)方法

稱取0.400 g乳粉樣品于50 mL離心管中,加入4 mL 鹽酸和1 mL硝酸,混勻后置于石墨消解儀上,于120 ℃消解3.0 h。消解完成后,冷卻至室溫,加入2.5 mL 100 g·L-1鐵氰化鉀溶液,再用水定容至25 mL,搖勻,按照儀器工作條件進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 消解條件的選擇

2.1.1 消解液

消解液是影響乳粉中硒測(cè)定準(zhǔn)確度的關(guān)鍵因素。以乳粉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GSB-8a為待測(cè)對(duì)象,考察了6種不同類型的消解液對(duì)硒測(cè)定值的影響,結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 消解液類型對(duì)硒測(cè)定值的影響

結(jié)果表明：?jiǎn)为?dú)的硝酸、鹽酸(消解液①、②)或稀硝酸、稀鹽酸(消解液③、④)都無(wú)法很好地消解乳粉樣品;強(qiáng)氧化性硝酸能夠消解樣品基質(zhì),鹽酸可將Se(VI)還原成Se(IV),將二者相結(jié)合可以很好地消解乳粉樣品,并且得到的硒測(cè)定值與認(rèn)定值接近(消解液⑤);而在混合酸中加入水(消解液⑥),會(huì)使得硒測(cè)定值降低,可能由于水的加入降低了硝酸的氧化性能,導(dǎo)致樣品中的硒未能完全釋放。因此,試驗(yàn)選擇以鹽酸和硝酸的混合溶液消解乳粉樣品。

試驗(yàn)進(jìn)一步考察了不同體積比的鹽酸和硝酸對(duì)硒測(cè)定值的影響,結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 鹽酸和硝酸體積比對(duì)硒測(cè)定值的影響

結(jié)果表明：當(dāng)鹽酸與硝酸體積比為4…1時(shí),得到的硒測(cè)定值較大,且在認(rèn)定值的不確定度范圍內(nèi),因此試驗(yàn)選擇以體積比為4…1的鹽酸和硝酸的混合溶液作為乳粉樣品的消解液。建議消解時(shí),在樣品中分別加入兩種酸試劑,若將二者提前混合均勻,長(zhǎng)時(shí)間放置會(huì)產(chǎn)生氣泡,影響酸加入量的準(zhǔn)確度。

2.1.2 料液比

試驗(yàn)考察了料液比[樣品質(zhì)量(g)：消解液總體積(mL)]分別為1…2.5,1…5,1…10,1…12.5,1…20,1…40時(shí)對(duì)乳粉中硒測(cè)定值的影響,結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 料液比對(duì)硒測(cè)定值的影響Fig.1 Effect of material-liquid ratio on the determined value of selenium

結(jié)果表明：當(dāng)料液比為1…2.5,1…5時(shí)有黑色沉淀物產(chǎn)生,樣品消解后需要過(guò)濾才能上機(jī)測(cè)定;當(dāng)料液比為1…12.5時(shí),樣品消解效果較好,硒測(cè)定值較高,且在認(rèn)定值的不確定度范圍內(nèi)。因此,試驗(yàn)選擇的料液比為1…12.5,即在0.400 g乳粉樣品中加入5 mL消解液(4 mL鹽酸+1 mL硝酸)。

2.1.3 消解溫度和消解時(shí)間

試驗(yàn)采用的消解溫度為離心管的最高耐受溫度120 ℃,該溫度可保持較好的消解效果;同時(shí)利用離心管的刻度線直接進(jìn)行后續(xù)定容,無(wú)需轉(zhuǎn)移,減少了樣品的損失,使整個(gè)操作更加便捷。試驗(yàn)還考察了消解時(shí)間分別為0.5,1.0,2.0,3.0,4.0 h時(shí)對(duì)硒測(cè)定值的影響。結(jié)果表明：硒測(cè)定值隨著消解時(shí)間的延長(zhǎng)先增大后降低;當(dāng)消解時(shí)間為3.0 h時(shí),硒測(cè)定值在認(rèn)定值的不確定度范圍內(nèi)。因此,試驗(yàn)選擇的消解時(shí)間為3.0 h。

2.2 載流的選擇

試驗(yàn)分別以5%鹽酸溶液和10%(體積分?jǐn)?shù))鹽酸溶液為載流,結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同體積分?jǐn)?shù)的鹽酸溶液對(duì)試驗(yàn)結(jié)果無(wú)影響?？紤]實(shí)際測(cè)試時(shí),稀鹽酸的使用更加經(jīng)濟(jì)環(huán)保,因此試驗(yàn)選擇以5%鹽酸溶液為載流。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限和測(cè)定下限

取100 μg·L-1硒元素標(biāo)準(zhǔn)使用液0.1,0.2,0.4,0.8,1.0 mL于10 mL容量瓶中,各加入1 mL 100 g·L-1鐵氰化鉀溶液,再用5%鹽酸溶液定容,搖勻,配制成硒質(zhì)量濃度為1,2,4,8,10 μg·L-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液系列,按照儀器工作條件測(cè)定。以硒的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),熒光強(qiáng)度為縱坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸。結(jié)果顯示：硒標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性回歸方程為y=106.4x-1.805,相關(guān)系數(shù)為1.000。

測(cè)定10次全流程空白溶液的熒光強(qiáng)度,計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差(s),分別以3,10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算檢出限(3s)和測(cè)定下限(10s),結(jié)果分別為0.029 μg·L-1和0.098 μg·L-1,因此硒標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍為0.098～10 μg·L-1。

2.4 精密度試驗(yàn)

按照試驗(yàn)方法對(duì)6份乳粉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GSB-8a進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果顯示6份樣品測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為1.5%,說(shuō)明本方法日內(nèi)精密度良好。

按照試驗(yàn)方法對(duì)3份乳粉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GSB-8a進(jìn)行測(cè)定,連續(xù)測(cè)定3天,結(jié)果顯示9次測(cè)定值的RSD為2.5%,說(shuō)明本方法日間精密度良好。

2.5 回收試驗(yàn)

按照試驗(yàn)方法對(duì)乳粉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GSB-8a進(jìn)行低、中、高等3個(gè)濃度水平的加標(biāo)回收試驗(yàn),每個(gè)濃度水平重復(fù)加標(biāo)3次,計(jì)算回收率,結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 回收試驗(yàn)結(jié)果

2.6 樣品分析

按照試驗(yàn)方法對(duì)4種不同類型的乳粉樣品進(jìn)行測(cè)定,并與標(biāo)準(zhǔn)方法GB 5009.93-2017(濕法消解-HG-AFS)的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行比對(duì),結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 樣品分析結(jié)果

結(jié)果表明：乳粉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GSB-8a和質(zhì)控樣品QC-IP-702的硒測(cè)定值均在其認(rèn)定值的不確定度范圍內(nèi);能力驗(yàn)證樣品23-T207和23-W395的硒測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)方法所得結(jié)果基本一致。

本工作提出了石墨消解-HG-AFS測(cè)定乳粉中硒含量的方法,為乳粉中硒的測(cè)定提供了一種簡(jiǎn)單、快捷的測(cè)定方法。