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icp-ms 动态反应池(氧气)模式检测水果中硒元素含量
硒是一种人体*的微量矿物质。大量研究显示,微量元素硒具有防癌、抗癌、抗氧化、拮抗重金属、抗逆境等多种生物学活性,缺硒会引起克山病、大骨病等 40 多种疾病,补充硒则可以防治缺硒病。食物是人体硒摄入的主要来源,因此了解食物中硒的含量具有重要意义。
目前,硒含量的检测方法有分光光度法、荧光光度法、氢化物发生原子吸收光谱(hg-aas)法、中子活化分析(naa)法和电化学分析法等。然而,食品中硒元素的检测不仅由于其含量很低,需要高灵敏的检测手段;而且其基质背景复杂,往往需要较繁琐的前处理手段,进行样品净化,以提高检测方法的选择性。近年来,电感耦合等离子体质谱仪(icp-ms)作为一种新的痕量分析手段,具有高灵敏度、高选择性、样品消耗量小和多元素同时测定等特点,为食品中硒元素的检测提供了蕞佳手段。本研究采用了 icp-ms 检测水果中元素硒的含量,为了消除背景中氩气对 80se 的严重干扰,我们采用了动态反应池模式(氧气),将 80se 转变为 80se16o 进行检测,建立了一种快速、高灵敏检测 se 的新方法。
1 材料及方法
1.1 试剂及仪器
优级纯硝酸(merck),硒标准液(国家有色金属及电子材料分析测试中心);电感耦合等
离子体质谱仪(elan drcⅱ, perkin elmer sciex),微波消解仪(mars)。
1.2 样品准备
待测水果样品采用随机抽样方式,购于深圳市内各大型超市, 包括火龙果、菠萝、黑布林、
苹果、蓝莓等。样本采集带回实验室后,立即用自来水冲洗 3-5 次,去除灰尘和泥土,放置冰箱冷冻待测。
1.3 样品前处理
1.3.1 冻干浓缩
将水果样品以超纯水清洗 3 次,取可食部分捣成匀浆,-80℃冷冻过夜,再分别放入冻干瓶,冻干浓缩,除去样品中的水分。
1.3.2 微波消解
准确称取冻干后的样品 0.5g,放入微波消解仪的反应罐中,加入 5ml 硝酸、1ml 双氧水,轻轻振荡混匀后密闭。设置微波消解程序为 15min 缓慢上升至 200oc,在此条件下控温密闭消解 10min。消解完成后将消解液转移至 ptfe 烧杯(经过泡酸清洗),加热至 150℃赶酸,待消解液挥发剩下 1-2 滴溶液时停止加热,冷却至室温。将消解好的样品用 milli-q 超纯水定容至 10 ml,待测。每批样品同时制备试样空白。
1.4 icp-ms 仪器检测条件
测量时,选取 80se16o 进行定量检测和分析。优化 icp-ms 的操作条件(见表 1),稳定后开始测量。分别测量试样空白、标准溶液和样品消解液,样品每次进样前用 3%hno3 清洗进样器。
表1 icp-ms操作条件
参数
条件
参数
条件
雾化器
旋流雾化器
真空度
4.5×10-7
载气流量
0.84l/min
扫描模式
peak hopping
辅助气流量
1.2l/min
停留时间
50ms
冷却气流量
17l/min
通道数
3
射频功率
1200
采集次数
20
分辨率
standard
测量次数
3
2 结果与讨论
2.1 检测干扰和模式选择
se 有几种主要的同位素,质量数分别为 78、80、82,由于 80se 会受到载气中 40ar40ar+的严重干扰,传统的方法是选择同位素 82se 进行检测分析(78se 有时也会受到 39ar+ar+的影响)。于振花等利用 82se 对食品中的硒元素含量进行测定,其方法的检出限为 0.18μg/l。然而,从
2 中可以看到,82se 的天然丰度仅为 9.40%,采用 82se 作为响应信号会对分析方法的灵敏度产生较大的影响。
与元素 ar 相比,元素 se 具有较强的还原性,可以与氧气反应生成 seo。因此,可以通过动态反应池(drc)模式,将受严重背景干扰的 80se 转换为 80se16o 进行检测,不仅可提高方法的灵敏度(lod 为 0.036μg/l,loq 为 0.122μg/l);而且方法的线性相关性也更好(见表 2)。
表 2 三种检测方式的比较
标准模式(78se)
标准模式(82se)
drc(80se16o)
se 元素丰度
23.50
9.40
49.60
(%)
回归方程
y=839.678x
y=353.82x
y=274.211x
相关系数
0.999782
0.999691
0.999977
(r2)
2.2 精密度和回收率
分别在火龙果和黑布林的匀浆样品中加入元素 se 标准溶液,经前处理后上机检测,分别在连续三天进行测定,共测定 11 次求均值,测定样品的精密度和加标回收率,结果见表 3。由表 3 可知,加标回收率在 101.8%~105.0%之间,日内相对标准偏差(rsd)小于 3%,日间 rsd 小于 5%。由此可见,水果样品的基质效应对本方法影响较小,检测结果正确可靠。
表3 方法精密度和回收率( n = 11)
样品
样品本底值
加标量
测量值
rsd(%)
回收率
μg/l
μg/l
μg/l
日 内
日 间
(%)
火龙果
9.709
10.00
19.98
1.34
3.25
102.7
5.00
14.96
1.28
4.03
105.0
黑布林
1.044
2.00
3.08
1.21
3.62
101.8
1.00
2.07
1.25
4.66
102.6
2.3 样品测定结果
在所选水果样品中,火龙果中硒含量蕞高,为 148.7μg/kg,菠萝和蓝莓次之,苹果含量
低。普通水果中硒含量一般在 10-50μg/kg 之间,且热带及亚热带水果中硒含量较高,这与
我们的实验结果相吻合;对于火龙果中硒的检测结果偏高,可能与其产地不同有关。
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石墨管,元素灯,无极放电灯,泵管,样品杯,基体改性剂,色谱柱,进样针,采样锥,截取锥,o型圈,雾室,过滤器等