劉艷秀, 可成友

(沈陽(yáng)化工大學(xué) 制藥與生物工程學(xué)院， 遼寧 沈陽(yáng) 110142)

正交實(shí)驗(yàn)法測(cè)定富硒北五味子中硒的含量

劉艷秀, 可成友

(沈陽(yáng)化工大學(xué) 制藥與生物工程學(xué)院， 遼寧 沈陽(yáng) 110142)

測(cè)定富硒北五味子中硒的含量，并優(yōu)化儀器測(cè)定條件.以吸光度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，以氫化物發(fā)生-原子吸收光譜法為測(cè)定手段，采用正交實(shí)驗(yàn)方案對(duì)富硒北五味子中硒含量測(cè)定方法進(jìn)行條件優(yōu)選.結(jié)果表明：載液質(zhì)量分?jǐn)?shù)1 %，還原劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)1 %，原子化溫度810 ℃，載流流速280 mL/min為最佳條件.硒質(zhì)量濃度在0～40.0 μg/L范圍內(nèi)，吸光度與質(zhì)量濃度具有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)R=0.999；精密度RSD為1.8 %；樣品平均回收率為99.6%.該法操作簡(jiǎn)便、結(jié)果準(zhǔn)確，可用于測(cè)定富硒北五味子中硒的含量.

富硒北五味子； 硒； 氫化物發(fā)生-原子吸收光譜法； 正交實(shí)驗(yàn)

五味子為木蘭科植物Schisandrachinensis(Turcz)Baill的果實(shí)，其果實(shí)中富含的木脂素成分具有補(bǔ)腎、益氣、生津、止瀉等作用[1-2].進(jìn)入21世紀(jì)后，我國(guó)已把五味子列為保健食品原料[3].近年來(lái)，功能性食品在國(guó)際上已經(jīng)掀起熱潮，隨之也出現(xiàn)了一些如五味子功效飲料、五味子酒等多種關(guān)于五味子的功能性食品，可見(jiàn)其食用、保健用價(jià)值正逐步為人們所重視.其中北五味子是著名的滋補(bǔ)性中藥，因主產(chǎn)于我國(guó)東北各地，又稱遼五味子[3-7]，然而我國(guó)東北三省及內(nèi)蒙古等地為缺硒區(qū)，硒含量較低.

硒是人體必需的微量元素，具有防癌抗癌作用，但過(guò)量攝入又會(huì)對(duì)人體造成毒害.隨著人們健康意識(shí)和需求的增強(qiáng)，目前，不少種類的富硒保健品和富硒食品大量涌入市場(chǎng)，因此，這些保健品和食品中硒的檢測(cè)具有很重要的意義.由于硒是一種易揮發(fā)性元素，硒的測(cè)定大多采用熒光法、分光光度法、石墨爐原子吸收法和氫化物發(fā)生-原子吸收法[8-16].熒光法是測(cè)定硒的經(jīng)典方法，具有較高的靈敏度，但因樣品需萃取濃縮，操作繁瑣，費(fèi)時(shí)，易污染[9]；石墨爐法靈敏度雖高，但存在嚴(yán)重的基體干擾，且易揮發(fā)損失，常需要加入適當(dāng)?shù)幕w改進(jìn)劑以提高硒的揮發(fā)溫度，消除基體干擾[6].本文采用正交實(shí)驗(yàn)方案對(duì)氫化物發(fā)生-原子吸收光譜法測(cè)定人工富硒的北五味子中硒的條件進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)富硒北五味子質(zhì)量控制具有重要指導(dǎo)價(jià)值.

1 儀器與試劑

1.1 儀 器

9602A型原子吸收分光光度計(jì)，沈陽(yáng)華光精密儀器有限公司；硒高性能空心陰極燈，河北寧強(qiáng)光源有限公司；電子天平，上海倫捷機(jī)電儀表有限公司；植物組織粉碎機(jī)，河北黃驊齊家務(wù)科學(xué)儀器廠.

1.2 試 劑

硒標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液：1 000 mg/L硒國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)溶液(國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心鋼鐵研究總院)；硝酸和高氯酸為優(yōu)級(jí)純；鹽酸、硼氫化鉀、氫氧化鈉為分析純；實(shí)驗(yàn)用水為去離子水；富硒五味子樣品由課題實(shí)驗(yàn)田人工栽培種植并富硒.

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

精確移取1.00 mL的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液置于1 000 mL容量瓶中用3.0 mol/L的鹽酸稀釋至刻度，搖勻，配制成1.0 mg/L的硒標(biāo)準(zhǔn)溶液，再移取4 mL上述1.0 mg/L的硒標(biāo)準(zhǔn)溶液置于100 mL容量瓶中用3.0 mol/L的鹽酸稀釋至刻度，搖勻，配制成40 μg/L的硒標(biāo)準(zhǔn)溶液.

2.2 KBH4的配制

稱取KBH40.5 g、1.0 g、1.5 g分別與0.3 g氫氧化鈉置于3個(gè)100 mL容量瓶中，均用純化水溶解并稀釋至刻度，搖勻，即得質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.5 %、1.0 %、1.5 %的 KBH4溶液.

2.3 HCl的配制

量取濃鹽酸2.0 mL、3.0 mL、4.0 mL分別置于3個(gè)200 mL容量瓶中，均加純化水稀釋至刻度，搖勻即得質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1.0 %、1.5 %、2.0 %的鹽酸溶液.

2.4 正交實(shí)驗(yàn)

該實(shí)驗(yàn)正交實(shí)驗(yàn)因素及水平的選定以40 μg/L的硒標(biāo)準(zhǔn)溶液為測(cè)定液，選取測(cè)定的載液(HCl)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、還原劑(KBH4)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、載流流速、氫化物溫度為考察的主要因素，以測(cè)得的吸光度為考察指標(biāo)，進(jìn)行4因素3水平L9(34)正交實(shí)驗(yàn)(見(jiàn)表1).在波長(zhǎng)：196.0 nm；燈電流1：8.0 mA，燈電流2：8.5 mA；光譜通帶：0.4 nm的條件下測(cè)定吸光度.

表1 因素與水平

3 結(jié)果與分析

3.1 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

以40 μg/L的硒標(biāo)準(zhǔn)溶液為測(cè)定液，測(cè)定9種條件下的吸光度(每個(gè)水平均測(cè)定5次)，其結(jié)果見(jiàn)表2.

表2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

以吸光度為指標(biāo)，進(jìn)行正交分析，得出極差R(見(jiàn)表2)，對(duì)因素影響主次進(jìn)行分析，計(jì)算結(jié)果如表3所示.

表3 正交實(shí)驗(yàn)方差分析

用方差分析方法分析正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以得出如下幾點(diǎn)結(jié)論：

(1) 關(guān)于顯著性的結(jié)論：P=0.000<0.05，可見(jiàn)載液，還原劑，溫度，載流均在α=0.05水平上顯著.以吸光度為考察指標(biāo)，由表2中的極差R值大小顯示，各因素作用主次為溫度>載流 >還原劑>載液.

(2) 吸光度隨各因素的變化趨勢(shì)見(jiàn)圖1～圖4(用表2中的K1,K2,K3值標(biāo)繪).

圖1 載液-吸光度

圖2 還原劑-吸光度

圖3 溫度-吸光度

圖4 載流-吸光度

由圖1可見(jiàn)，吸光度隨載液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加變化不大；由圖2可見(jiàn)，還原劑在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0 %之前時(shí)，吸光度一直都是處于上升階段，而過(guò)1.0 %后，隨著還原劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，吸光度反而有所降低.其原因是還原劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)太小硒還原不完全，靈敏度下降；質(zhì)量分?jǐn)?shù)太大則產(chǎn)生大量氫氣，稀釋硒原子蒸汽，靈敏度亦下降；由圖3可見(jiàn)，溫度在810 ℃之前時(shí)，吸光度一直都是處于上升階段，而過(guò)810 ℃后，隨著溫度的增加，吸光度反而有所降低.溫度過(guò)低氫化物的原子化效率低，溫度過(guò)高使氣體過(guò)度膨脹，稀釋了氫化物；由圖4可見(jiàn)，載流流速越大吸光度越大.載氣流量太小不能迅速將氫化硒氣體帶入原子化器.

(3) 最佳測(cè)定條件的選擇.通過(guò)正交設(shè)計(jì)得出測(cè)定富硒五味子的最佳條件為：載液質(zhì)量分?jǐn)?shù)1 %，還原劑1 %，溫度810 ℃，載流流速280 mL/min. 由表3方差分析可知，各因素作用主次為溫度>載流流速>還原劑>載液，與直觀極差分析結(jié)果完全吻合.

3.3 最佳測(cè)定條件的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

為考察上述最佳測(cè)定條件的可靠性，按該測(cè)定條件進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn).

3.3.1 樣品溶液的制備

精密稱取0.5 g樣品置于100 mL的三角燒瓶中，均勻加入5 mL濃HNO3蓋上小漏斗冷消過(guò)夜.次日均勻加入10 mL HNO3和2.5 mL HClO4，在100 ℃電熱板上消解40 min再調(diào)至180 ℃消化，剩余1 mL左右時(shí)仍有淺黃色，補(bǔ)加4 mL濃HNO3和1 mL HClO4仍舊180 ℃消化，剩余1 mL左右時(shí)取下冷卻后各加5 mL鹽酸(3 mol/L即1∶1)，同時(shí)把6價(jià)硒還原為4價(jià)，剩1 mL左右時(shí)取下冷卻.用鹽酸(3 mol/L)分多次移液到50 mL的容量瓶中，并用此濃度的鹽酸定容待測(cè)，同時(shí)做試劑空白.

3.3.2 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制

從配好的1.0 mg/L的硒標(biāo)準(zhǔn)溶液中分別精確移取0、0.5、1.0、2.0、4.0 mL 置于100 mL容量瓶中用3.0 mol/L的鹽酸定容，搖勻得到0、5.0、10.0、20.0、40.0 μg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)硒溶液，放置30 min后分別在最佳測(cè)定條件下測(cè)定,吸光度值依次為：0.01、0.091、0.183、0.368、0.739.以吸光度A為縱坐標(biāo)，質(zhì)量濃度ρ為橫坐標(biāo)繪制工作曲線，得回歸方程為：y=0.183 4x+0.031 1,R=0.999 9，表明硒質(zhì)量濃度在0～40.0 μg/L范圍內(nèi)，吸光度與質(zhì)量濃度具有良好的線性關(guān)系.

3.3.3 重復(fù)性

照樣品溶液制備方法，取同一批樣品重復(fù)測(cè)定6次，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD為1.8 %；結(jié)果表明重復(fù)性良好.

3.3.4 加標(biāo)回收率

取同一批樣品9份分別置于9個(gè)100 mL的三角燒瓶中，按樣品處理法進(jìn)行前處理，然后用鹽酸(3 mol/L)把9份處理過(guò)的樣品移到50 mL的容量瓶中，再按高中低分別滴加2.1中1.0 mg/L的硒標(biāo)準(zhǔn)溶液1.5、1.5、1.5、2.0、2.0、2.0、2.5、2.5、2.5 mL，作為回收率用溶液；用2.1中40 μg/L的硒標(biāo)準(zhǔn)溶液作為對(duì)照溶液,結(jié)果見(jiàn)表4.

表4 加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.3.5 樣品測(cè)試結(jié)果與分析

按上述方法檢測(cè)用不同富硒方法所得3批富硒五味子中硒含量分別為2.476 μg/g、2.593 μg/g、2.604 μg/g.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:用氫化物發(fā)生-原子吸收光譜法測(cè)定五味子中硒含量可行，具體實(shí)驗(yàn)條件要依據(jù)不同實(shí)驗(yàn)方法來(lái)確定.

4 結(jié) 論

該法篩選的用氫化物發(fā)生-原子吸收光譜法測(cè)定五味子中硒含量的最佳條件是可靠的，結(jié)果表明：該方法簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確、靈敏度高、精密度好，為其他中藥材中微量元素硒的測(cè)定提供了方法借鑒.其標(biāo)準(zhǔn)工作曲線線性范圍為0～40 μg/L，R=0.999 9，平均回收率為99.6%，測(cè)定效果良好.

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Determination of Selenium in Selenium-enriched Fructus Schisandrae Chinensi by Orthogonal Experiments

LIU Yan-xiu， KE Cheng-you

(Shenyang University of Chemical Technology， Shenyang 110142， China)

Determines the selenium content of selenium-enriched fructus Schisandrae chinensi,and optimizes the condition of determination.The condition of determination was studied by choosing absorbance as evaluation data,hydride generation atomic absorption spectrometry as test means,and using orthogonal experiment scheme is to optimize the conditions on the determination method of selenium content in Fructus schisandrae chinensis.The carrier liquid concentration of 1 %,the concentration of the reducing of 1 % atomization temperature of 810 ℃,and carrier flow rate of 280 mL/min were the best conditions.Selenium concentration in the range of 0～40.0 μg/L,had a good linear relationship between the absorbance and the concentration,the correlation coefficientR=0.999;precision RSD was 1.8 %;the average recovery was 99.6 %.The method is simple,accurate,and can be used for the determination of selenium in selenium enriched Schisandra chinensis.

selenium-enriched fructus schisandrae chinensi； selenium； hydride generation atomic absorption spectrometry； orthogonal experiments

2013-11-17

劉艷秀(1988-)，女(滿族)，遼寧鐵嶺人，碩士研究生在讀，主要從事中藥現(xiàn)代化方面的研究.

可成友(1958-)，男，遼寧沈陽(yáng)人，教授，博士，主要從事中藥現(xiàn)代化方面的研究.

2095-2198(2015)02-0123-05

10.3969/j.issn.2095-2198.2015.02.006

TQ255

A