辣木中Se检测方案(原子荧光光谱)

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HG-AFS测定辣木中的Se 黄国清1, 2 肖仔君2 1.华南理工大学轻工与食品学院,广东广州　510640 2.韶关学院食品工程系,广东韶关　512005 摘 要 采用湿法消解, HG-AFS法(氢化物发生原子荧光光谱法)对辣木中微量Se含量进行了分析测定,系统地考察了消化方式、仪器工作条件、酸介质、掩蔽剂等因素对测定的影响,确定了最佳测定条件,结果表明:方法的最低检出限为0.42 ng·mL-1,线性范围0~120 ng·mL-1,相对标准偏差(RSD)为3.53%(n=11),回收率为95.2%~104.6%,表明该方法有较高灵敏度,并且简便、快速、准确。 关键词 氢化物发生原子荧光光谱法;硒;辣木 HG-AFS Determination of Selenium in Moringa Oleifera HUANG Guo-qing1.2, XIAO Zi-jun2 1. College of Light Industry and Food Science, South China University of Technology, Guangzhou　510640, China 2. Food Engineering Department, Shao guan College, Shao guan　512005, China Abstract The Se content in Moringa oleifera was studied by hydride generation atom fluorescence spectrometry (HG-AFS)with wet digestion. The effects of the way of digestion, the work condition of apparatus, the reaction medium and acidity, and the reducing agent and masking agent on the determination of Se were investigated. And the operating condition of apparatus was optimized. The results showed that the detection limit of Se in this method was 0.42 ng·mL-1in the linear ranger of 0-120 ng·mL-1, the relative standard deviation was 3.53%(n=11), and the recovery of the method was 95.2%-104.6%. It was showed that the method was very sensitive, simple, rapid and accurate. Keywords HG-AFS; Se; Moringa oleifera 引言 辣木(Moringa oleifera),商业名为奇树(Miracle tree),是辣木科辣木属植物,起源于印度西北部的喜马拉雅山南麓,现多种植于非洲、阿拉伯半岛、东南亚、太平洋地区、加勒比诸岛和南美洲,目前我国两广、云南、海南以及台湾也均有种植。研究发现,辣木全身都是宝,除了富含矿物质、维生素、蛋白质、纤维素等营养外,还具有增强体力、食疗保健、抑制病菌、驱除寄生虫等功效,在印度及非洲还用作治疗糖尿病、高血压、皮肤病、免疫力低下、贫血、骨骼病、忧郁症、关节炎、消化器官肿瘤等疾病的传统药材。Se是人体必需的微量元素,与人体正常的新陈代谢、健康和发育有直接的关系。人体缺Se会造成器官机能的失调,导致如克山病、大骨节病、白内障、动脉硬化、冠心病、高血压、癌症等疾患的发生,动物实验证实Se具有抗多种致癌物质的作用[1]。许多药材如人参、灵芝、辣木、枸杞等都含有一定量的Se。本文采用氢化物发生原子荧光光度法对辣木中Se元素的含量进行了测定[2],探讨了实验条件对测定的影响。 1实验部分 1.1主要仪器与工作条件 AFS-230全自动双道氢化物发生原子荧光光度计, Se空心阴极灯(北京海光仪器公司)。仪器工作条件:原子化温度: 200℃,负高压: 300 V,原子化器高度: 8 mm,灯电流: 60 mA,载气流量: 500 mL·min-1,屏蔽气流量为900 mL·min-1。 1.2材料与主要试剂 供试验用的辣木叶采购于广东省韶关市。Se标准储备液(1 mg·mL-1)由国家标准物质研究中心提供; Se标准使用液(1μg·mL-1):吸取1 mg·mL-1Se标准储备液1 mL ,移入1000 mL容量瓶中,以20% HCl定容,混匀,此溶液含Se 1μg·mL-1。KBH4溶液(10 g·L-1)配制:称取10 g KBH4,溶于100 mL 5 g·L-1KOH溶液中,过滤后使用,宜临用前现配。K3[Fe(CN)6] (100 g·L-1), KOH(5 g·L-1), HCl(GR, 37%~38%), HNO3(GR, 65%~68%), H2SO4(GR,95%~98%), HClO4(GR, 70%~72%),硫脲,草酸, ED-TA。除特别注明外,所用试剂均为分析纯,实验用水为二次蒸馏水,所有玻璃器皿均用10% HNO3浸泡24 h,用水冲洗干净后使用。 1.3样品处理 将辣木叶烘干,磨碎,过100目筛,称0.5 g(精确到0.1mg)干燥样于烧杯中,加4 mL HNO3,浸泡过夜、再加入1mL HClO4,同时制作空白对照,摇匀,在电炉上加热至白烟冒尽,若消化液为黑(褐)色,则补加HNO3,当颜色变为清亮淡黄色或无色时,再继续加热至约2 mL,切不可蒸干,放冷,再加入5 mL(1+1)HCl,加热至溶液变为清亮无色并使白烟冒尽,冷至室温,加入100 g·L-1K3[Fe(CN)6] 4.0mL,以(1+1)HCl定容于50 mL容量瓶中,用原子荧光光度计测Se含量。 1.4工作曲线绘制 移取0.0, 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 2.0, 3.0 mL Se标准工作液(1μg·mL-1)于预先盛有12.5 mL (1+1)HCl的25mL容量瓶中,沸水浴20 min,冷却后加入K3[Fe(CN)6]溶液(100 g·L-1)2.0 mL,用水稀释至刻度,得到Se标准系列溶液的浓度为(1 ng·mL-1): 0.0, 4.0, 8.0, 20.0, 40.0,80.0, 120.0。在最佳仪器工作条件下测量并绘制工作曲线,线性回归方程为:y=11.566x-2.318,相关系数为r=0.9995。 2结果与讨论 2.1消化方式优化 国标方法GB/T12399-1996湿式消解Se是采用HNO3和HClO4两者同时加入消解样品[3]。通过试验,我们发现两者分别加入时消解效果更好,样品先加HNO3,放置过夜,大部分样品已经消解,再加入HClO4时发应不太剧烈,不易爆炸,增加了实验安全性;同时,样品也不会因反应剧烈而冲出损失,又HClO4沸点略高于HNO3沸点,在消解后期可用来赶尽HNO3气体(使Se荧光强度下降),均提高了结果准确性。样品消化后,加入5 mL(1+1)HCl加热至溶液清亮无色,将Se6+完全还原为Se4+,能确保Se氢化物最大的发生。结果表明,用此法消解时空白较低,再现性良好。 2.2仪器条件选择 选择的负高压300 V、原子化温度200℃为仪器所推荐使用条件。灯电流对Se测定的灵敏度有显著影响,在灯电流为20~90 mA范围内,灯电流增大, Se的灵敏度提高,但过大灯电流产生自吸,影响检出限和稳定性,缩短灯的使用寿命,所以综合考虑,我们选择灯电流60 mA。载气(Ar)流量过高会冲淡Se原子浓度,降低灵敏度,过低时氩氢焰中Se原子密度较低,形成的Se氢化物无法迅速带入原子化器。实验表明,载气流量400~600 mL·min-1时, Se具有较大灵敏度且重现性好,选择载气流量为500 mL·min-1。屏蔽气是为避免石英管在加热过程中周围空气进入发生氧化而产生背景吸收,当其为900 mL·min-1时,效果较好,大于900mL·min-1时火焰稳定性变差。故选择屏蔽气流量为900mL·min-1。原子化器高度是影响Se测定灵敏度的另一个重要参数,过低时,空白值较高,检出限差,随着原子化器高度增大,空白值降低,灵敏度提高,继续增大原子化器高度,灵敏度又降低。经试验选择原子化器高度8 mm,测Se效果最好。 2.3掩蔽剂确定 分别试验了硫脲、草酸、K3[Fe(CN)6]、EDTA等对测定的影响,发现K3[Fe(CN)6]和硫脲均能减少共存元素对Se测定的干扰,但硫脲不适宜在高酸度下发挥作用,而K3[Fe(CN)6]适宜的酸度范围较宽(1~6 mol·L-1),适合Se测定所需的高酸度要求并能提高测Se灵敏度,故本实验选K3[Fe(CN)6]溶液为掩蔽剂。另外,试验表明,在加入100 g·L-1K3[Fe(CN)6]溶液1.0~2.5 mL范围内,荧光强度较稳定且灵敏度高,本实验选用2.0 mL作为加入量。 2.4酸介质及浓度 试验了HCl, H2SO4, HNO3等几种酸介质对Se氢化物生成的影响。结果表明, HNO3会使Se的灵敏度降低,H2SO4本身含Se,需去Se处理,而HCl可给出最大荧光强度信号且空白值最低、线性范围较宽,故选HCl为反应介质。同时,试验表明:在1~6 mol·L-1酸度范围内, Se的灵敏度不受影响,浓度低于1 mol·L-1时,荧光强度显著降低,但浓度过高时, K3[Fe(CN)6]会产生沉淀,影响测定结果,故本实验选择酸度为3.0 mol·L-1。 2.5还原剂KBH4浓度选择 KBH4在氢化物反应中作为一种强还原剂,它的浓度既是氢化物反应中氢的来源也是影响Se灵敏度的关键因素。KBH4浓度太低, KBH4不能将Se全部还原,灵敏度低;其浓度太大,会产生大量氢气稀释Se原子,导致重现性差,灵敏度降低。实验表明,固定加液量2.0 mL, KBH4浓度在9~14 g·L-1时,荧光较强且比较稳定,本实验选择10 g·L-1KBH4溶液。 2.6干扰及消除 共存重金属离子的氧化、吸附、催化等作用会使Se生成氢化物的效率和扩散速度降低。由于本试验辣木中干扰元素如Pb, Hg, Cd, As等含量非常低,一般不干扰测定。测定中可能出现的干扰元素如Cu, Mn等可通过在HCl酸性条件下加入K3[Fe(CN)6]等与之形成络合物而去除。 2.7检测限、线性范围和精密度 按仪器条件,以HCl为载体, KBH4(10 g·L-1)+KOH(5 g·L-1)为还原剂,交替进行空白和标准溶液(Se4.0 ng·mL-1)的测定24次,取最后11次空白溶液所测得的荧光信号的标准偏差,除以工作曲线斜率,再乘以3(即DL=3SD/k,SD为荧光信号测定时的标准偏差,k是工作曲线斜率),计算得出方法最低检出限DL=0.42 ng· mL-1,线性范围0~120 ng·mL-1,相对标准偏差RSD=3.53%(n=11)。 2.8样品测定与方法准确度 按照2.1消化方法以及选定的仪器工作条件,对样品中Se进行了测定,得出辣木叶中Se含量为0.054μg·g-1,同时采用标准加入法对本法的准确度进行了考察,结果见表1,其回收率为95.2%~104.6%,表明本法准确度高,结果可靠。 结论 本法采用HNO3和HClO4两者分别加入的湿法消化方式、通过加入K3[Fe(CN)6]消除基体干扰,用HG-AFS法测定辣木中Se的含量,具有操作简单、检出限低、线性范围宽等优点,方法简便易行,适宜测定辣木等新资源食品中的Se含量。 Table 1 Recovery results of the method 参考文献 [1]KONG Xiang-rui(孔祥瑞). Essential Trace Elements (必需微量元素). Hefei: Anhui Scientific and Technical Press(合肥:安徽科学技术出版社), 1982. [2]DUAN Min, WANG Bo(段敏,王波). Spectroscopy and Spectral Analysis(光谱学与光谱分析), 2005, 25(8): 1358. [3]National Bureau of Standards of the People’s Republic of China(中华人民共和国国家标准局). Determination of Selenium in Foods, GB/T12399-1996(食品中硒的测定, GB/T12399-1996). Beijing: Chinese Standard Press(北京:中国标准出版社), 2001. [4]L Shui-yuan, DAI Jin-lan, ZHONG Mao-sheng(吕水源,戴金兰,钟茂生). Spectroscopy and Spectral Analysis(光谱学与光谱分析),2006, 26(7): 1352. 采用湿法消解, HG-AFS法(氢化物发生原子荧光光谱法)对辣木中微量Se含量进行了分析测定,系统地考察了消化方式、仪器工作条件、酸介质、掩蔽剂等因素对测定的影响,确定了测定条件,结果表明:方法的最小检出限为0.42 ng•mL-1,线性范围0~120 ng•mL-1,相对标准偏差(RSD)为3.53%(n=11),回收率为95.2%~104.6%,表明该方法有较高灵敏度,并且简便、快速、准确。