超高压微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定坚果中的硒

袁新跃　沈莉　袁燕村　周阳元　廖刘伟　季昱　陈瑜　张培洪　胡路平　刘建伟

摘要 [目的]建立超高压微波消解-电感耦合等离子体质谱联用测定油脂含量高的坚果食品中硒含量的方法。[方法]0.5 g样品中加入4 mL浓硝酸和2 mL 30%双氧水后，经超高压微波消解处理，采用甲烷作为反应气，用电感耦合等离子体质谱测定其中硒含量。[结果]超高压微波消解-电感耦合等离子体质谱联用法在0.1～10.0 μg/L线性关系良好（R 2=0.999），方法检出限为0.4 μg/kg，在5、10、50 μg/kg添标水平下，回收率为93.2%～108.1%，相对标准偏差（RSD）均小于5%（n=6）。[结论]该方法准确灵敏，可以加大油脂含量高的坚果样品的称样量，提高检出限，适用于油脂含量高的坚果食品中硒含量的测定。

关键词 超高压微波消解;电感耦合等离子体质谱;坚果;硒

中图分类号 TS207.3文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2019）17-0204-03

Abstract [Objective] The research aimed to establish a method for determination of selenium in high oil nuts with ultrahigh pressure microwaveassisted and ICPMS.[Method]Weight 0.5 g sample， added 4 mL nitric acid and 2 mL 30% hydrogen peroxide， treated by ultrahigh pressure microwave（Easyprep TM） ，with ICPMS to measure the contents of selenium. [Result]The proposed method had good linear relationships in the range of 0.1-10.0 μg/L （R 2=0.999）.The LODs was 0.4 μg/kg， the average recoveries of added standards at 5，10，50 μg/kg were range from 93.2% -108.1%， with the RSD less than 5%（n=6）. [Conclusion]The proposed method is accurate and sensitive， it can increase the sampling amount， improve LODs of sample. It can be used for determination of selenium in high oil nuts.

Key words Ultrahigh pressure microwaveassisted;ICPMS;Nuts;Selenium

硒是生态环境中重要的微量元素，也是人和动植物体内生理必需的微量元素之一[1-2]，其丰缺与人和动植物的健康有着密切关系[3]。人体内硒含量为14～20 mg，主要分布在肝、肺、皮肤、肾等部位，其中的1/3存在于肌肉尤其是心肌中[4]。硒能够以低分子量化合物（包括游离Se 2+）和高分子量化合物形式存在于生物体内[5]，在人体中参与多种免疫与生物学功能，对人类健康的巨大作用是其他物质无法替代的。食物是人体摄入硒的主要來源[6]。研究表明，中国72%地区属于缺硒、低硒带，硒膳食摄入量不足严重影响着几亿人口的身体健康[7]。随着生活水平的提高，富硒食品走入千家万户，人们对硒的摄入补充越来越重视[8]，关于硒的营养水平也成为研究的热点，杨光圻[9]系统地研究了人体硒需要量及最低和最高安全摄入量范围。因此，为了更好地指导人们通过合理健康膳食摄入硒元素，准确测定食品中硒含量具有重要的意义。

坚果作为人类喜爱食物之一，其本身含有丰富的营养元素，硒就是其中之一。但是由于坚果本身含有大量的油脂，油脂在消解时产生大量的气体，从而增大消解罐的压力，限制了样品的取样量，降低了样品的代表性，影响检测结果的准确性，因此，样品前处理方法是准确测定坚果中痕量硒元素的关键。目前常用的前处理方法有干灰化法[10]和微波辅助消化法[11-14]，干灰化法操作步骤繁琐、耗时较长，且回收率不高;微波辅助消化法虽然操作简单、耗时较短，也能解决回收率不高的问题，但是在处理高油脂含量样品时，由于微波消解仪能承受的消解压力一般不能超过6 000 kPa，因此在处理油脂含量高的样品取样量上受到了极大的限制，一般取样量不能超过0.2 g，从而不能准确地测定出坚果中硒元素的含量。超高压微波消解系统可以承受的消解压力可达12 000 kPa[15-16]，能有效解决普通微波辅助消化法取样量小、代表性不够的问题。该研究采用超高压微波消解前处理方法，结合电感耦合等离子体质谱测定坚果食品中硒含量，可以大幅度提高方法的检出限，满足坚果食品中痕量硒元素的测定要求。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

超高压微波消解仪，Easyprep TM（最高压力8 000 kPa），美国CEM公司;微波消解仪，Xpress TM（最高压力5 000 kPa），美国CEM公司;ICP-MS，Nexion 300D，美国PE公司;电子天平，AL204，瑞士Mettler Toledo公司;硝酸，优级纯，69%，德国默克公司;双氧水，优级纯，30%，国药集团化学试剂有限公司;硒（Se）标准溶液（1 mg/mL），中国计量科学研究院。

1.2 ICP-MS仪器条件

采用1 μg/L质谱调谐液（含有Be、Mg、 In、Ce、Pb、U）对仪器进行调谐优化，仪器灵敏度In≥ 40 000 cps/ppb，氧化物CeO/Ce≤2.5%，双电荷Ce ++/Ce≤ 3%。为了去除质谱干扰得到较高的灵敏度，满足坚果中硒元素的测定要求，该试验选择80Se质量数，在动态反应池（DRC）条件下，采用甲烷（CH4）作为反应气来消除80Ar +的干扰。试验采用5%硝酸溶液配制10 μg/L硒元素标准溶液对仪器进行优化，通过优化后得出：CH4流量为0.8 mL/min，RPq电压为0.7 V时硒元素的信号最强，背景浓度最低，具体参数设置见表1。

1.3 样品前处理

1.3.1 超高压微波消解样品前处理。称取0.5 g样品于聚四氟乙烯微波消解管中，分别加入浓硝酸（3、4、5和6 mL）和30%双氧水（0、1和2 mL），放进Easyprep TM微波消解仪中，以表2升温程序进行消解，消解完成后，待消解管冷却到60 ℃以下，取出消解管，在180 ℃温度下进行赶酸，待消解液小于0.5 mL后，将消解液转移至25 mL容量瓶，用1%的硝酸溶液定容至25 mL。

1.3.2 微波消解样品前处理。称取0.2 g样品于聚四氟乙烯微波消解管中，分别加入浓硝酸5 mL和30%双氧水2 mL，放进Xpress TM微波消解仪中，以表3升温程序进行消解，消解完成后，待消解管冷却到60 ℃以下，取出消解管，在180 ℃温度下进行赶酸，待消解液小于0.5 mL后，将消解液转移至25 mL容量瓶，用1%的硝酸溶液定容至25 mL。

2 结果与分析

2.1 超高压微波消解前处理中酸和双氧水比例优化

一般而言，样品在足量的浓硝酸和双氧水作用下都会完全消解，但是过量的酸和双氧水加入会引起样品在消解过程中炭化，影响消解效率和检测仪器的灵敏度，此外，加入过量的酸和双氧水会造成浪费。该试验对浓硝酸和双氧水的加入比例进行优化，以浓硝酸加入体积（A：3、4、5和6 mL）和双氧水加入体积（B：0、1和2 mL）做双因素正交试验优化，结果表明加入4 mL浓硝酸和2 mL双氧水作为氧化剂的情况下，消解效率最好，既不会造成样品消解过程中炭化的情况，影响ICP-MS的检测灵敏度，又可以达到样品完全消解的目的，确保检测结果的准确性。

2.2 方法学评价

2.2.1 线性范围和检出限。

用1%硝酸溶液配制硒元素系列标准工作溶液，在表1所列的仪器参数条件下测定，在0.1～10.0 μg/L呈良好的线性关系（R 2=0.999）。按照3倍空白样品连续测定10次的浓度的标准偏差，乘以定容体积，除以称样量得出方法检出限（LOD）为0.4 μg/kg，方法定量限（LOQ）按照3倍方法检出限计算，得出该方法的定量限为1 μg/kg。从表4可以看出，采用超高压微波消解前处理方式，方法的检出限比普通微波消解前处理方式降低了2.5倍，能够更准确地测定出坚果食品中痕量的硒含量。

2.2.2 方法回收率和精密度。

选择硒含量低于1 μg/kg的样品分别进行5、10和50 μg/kg 3种添加水平时，方法的回收率为93.2%～108.1%，相对标准偏差（RSD）均小于5%（n=6），具体结果见表5。从表5可以看出，采用超高压微波消解前处理方式，加标回收率更好，且具有更好的精密度。

2.3 实际样品检测

应用所建立的方法对市场上购买的花生、瓜子、松子、核桃、山核桃、南瓜子和鲍鱼果等坚果食品共57批次进行检测，发现有56批次样品中均检出硒，说明坚果食品中含有丰富的硒营养元素。样品中硒元素含量为ND～1.680 mg/kg，不同类别的坚果食品中硒元素含量差异较大，其中鲍鱼果和南瓜子中硒元素含量较高，而瓜子、核桃和松子等坚果中硒元素相对低一些，具体检测结果见表6。

3 结论与讨论

该研究采用超高压微波消解样品前处理，结合电感耦合等离子体质谱，可以解决一般微波消解前处理过程中油脂含量高的坚果样品称样量小、代表性不够的问题。通过超高压微波消解-电感耦合等离子体质谱法可以增大高油脂含量坚果样品的称样量，提高方法的检出限及精密度，具有较好的回收率，方法在0.1～10.0 μg/L线性关系良好（R 2=0.999），方法检出限为0.4 μg/kg，在5、10、50 μg/kg添标水平下，回收率为93.2%～108.1%，相对标准偏差（RSD）均小于5%（n=6）。该方法操作简便、快速准确，适用于高油脂样品中硒含量的定量分析。

通过实际样品检测结果发现，坚果食品中含有丰富的硒营养元素，可以有效地增加人体膳食摄入硒元素的含量，有利于人体健康。该研究方法可以准确地测定出坚果食品中硒元素的含量，为人们合理选择食品补充人体必需的硒元素提供重要的参考依据。

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