黃田富，胡志彪，劉金仙

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基于氫化原子熒光法的蘋果中Se形態(tài)分析研究

黃田富，*胡志彪，劉金仙

（龍巖學(xué)院化學(xué)與材料學(xué)院，福建，龍巖364000）

采用連續(xù)浸提分離技術(shù)，將蘋果中的Se以水溶態(tài)、有機(jī)物結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)3種形態(tài)選擇性地提取，并用HG-AFS法檢測了各形態(tài)的硒含量和總硒含量。結(jié)果表明：該方法硒的檢出限為0.028 ng/mL，線性范圍為0~10 ng/mL，精密度為2.8%，回收率為94.15%~108.95%；蘋果中硒的3種形態(tài)含量不同，水溶態(tài)> 有機(jī)結(jié)合態(tài)> 殘?jiān)鼞B(tài)，三者的加和略小于總硒含量，誤差在2.6%以內(nèi)。

氫化物發(fā)生–原子熒光光譜法；連續(xù)浸提；Se形態(tài)

硒具有調(diào)節(jié)維生素A、C、E和K的吸收與利用、調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的合成、增強(qiáng)生殖功能等許多重要的生理功能，是肌肉功能的重要成分，還具有抗氧化、抗癌等作用[1-3]，是人體必需的微量礦物質(zhì)營養(yǎng)元素之一。但硒在人體內(nèi)的安全含量范圍較小，缺硒是導(dǎo)致大骨節(jié)病和克山病的病因之一，但攝入量過多則會(huì)中毒[4-6]。研究表明，Se在食物鏈中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律、生物效應(yīng)及其毒性不僅取決于其總濃度，還依賴于其存在的具體化學(xué)形態(tài)[7-9]。

人體中的硒來源于食品。蘋果富含硒，是人體硒的重要補(bǔ)充源之一。目前的研究集中在蘋果的總硒含量上，鮮見對其形態(tài)分析的報(bào)道。本研究以市售蘋果為對象研究，應(yīng)用連續(xù)浸提技術(shù)將蘋果中的Se以水溶態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)3種形態(tài)分別提取，并用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法檢測各形態(tài)Se含量和總Se含量，為富硒蘋果新品種的開發(fā)及蘋果汁加工提供安全科學(xué)的理論依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

AFS-9800全自動(dòng)四燈位原子熒光光度計(jì)（北京海光儀器有限公司）；硒高強(qiáng)空心陰極燈（北京有色金屬研究總院）；臺式離心機(jī)（長沙英泰儀器有限公司）；恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）；XT-9900A智能微波消解儀（上海新拓分析儀器科技公司）。

硝酸、鹽酸（GR，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；雙氧水（AR，質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；硼氫化鉀（AR，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；硒標(biāo)準(zhǔn)溶液（100 mg/L，國家環(huán)保總局標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所）；所用水為二次蒸餾水。

所用器具均在10%硝酸中浸泡24 h后用去離子水和二次蒸餾水洗凈。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品制備

樣品于當(dāng)?shù)卮笮统匈徺I：山東棲霞蘋果，標(biāo)號為1# ；澳洲青蘋果，標(biāo)號為2# 。用去離子水洗凈，去芯核，碾碎，于40 ℃烘箱中干燥，用瑪瑙研缽磨至200目，室溫干燥貯存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 總硒的測定

按照衛(wèi)生部食品中硒的測定標(biāo)準(zhǔn)方法（GB/T5009.93-2003），稱取蘋果樣品1#、2# 各1.00 g，分別置于50 mL聚四氟乙烯消解罐中，加入6 mLHNO3，3 mL30%H2O2，5 mL二次蒸餾水，旋緊密封，浸泡12 h，置微波消解儀爐內(nèi)，按表1程序消解。

表1 微波消解程序

冷卻，取出，轉(zhuǎn)移至燒杯中，然后加入5 mL濃鹽酸，煮沸10 min，使Se(Ⅵ)還原為Se(Ⅳ)，冷卻，用少量的二次蒸餾水洗入50 mL容量瓶中，加入1 mL100g/L鐵氰化鉀，定容至50 mL待測。同法同時(shí)制備試劑空白溶液。在優(yōu)化的條件下用氫化物發(fā)生原子熒光光譜法測定樣品中硒的總含量。原子熒光光度計(jì)工作條件如表2所示。

表2 原子熒光光度計(jì)工作條件

1.2.3 連續(xù)浸提分離技術(shù)[8,10]

將蘋果中的Se相繼以水溶態(tài)、有機(jī)物結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)選擇性連續(xù)提取，具體過程如下：

（1）水溶態(tài)：稱取1.00 g蘋果樣品于10 mL離心管中，加入二次蒸餾水8 mL，加蓋，平放于振蕩器上，室溫下連續(xù)振蕩2 h，然后以8000 r/min轉(zhuǎn)速離心30 min，取出上層清液，定容至10 mL，備測。

（2）有機(jī)物結(jié)合態(tài)：在（1）含有殘?jiān)碾x心管中，加入8 mL30%H2O2，于90 ℃的恒溫水浴中加熱2 h，并間歇振蕩，然后以8000 r/min轉(zhuǎn)速離心30 min，取出上層清液，定容至10 mL，備測。

（3）殘?jiān)鼞B(tài)：取出（2）步驟離心管中的殘?jiān)?，烘干，重新研磨?/p>

1.2.4 提取液中Se的測定

移取1.2.3節(jié)中（1）或（2）所得提取液2 mL，加入3 mL30%H2O2溶液，于沸水浴中加熱30 min，將低價(jià)態(tài)Se氧化成Se(Ⅵ)，同時(shí)除去有機(jī)質(zhì)。然后再加入2 mL濃鹽酸，煮沸10 min，使Se(Ⅵ)還原為Se(Ⅳ)，冷卻后加入0.5 mL100g/L鐵氰化鉀，定容至25 mL待測。在優(yōu)化的條件下用氫化物發(fā)生原子熒光光譜法測定硒的含量。

1.2.5 殘?jiān)蠸e的測定

以和1.2.2總Se測定相同的方法測定硒的含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 硼氫化鉀和鹽酸濃度對熒光強(qiáng)度的影響

硼氫化鉀作為還原劑和氫氣來源，其濃度的大小直接影響氫化物生成的速率和氧氫焰的質(zhì)量。取一定量4 ng/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液、5%的鹽酸載流液，考察硼氫化鉀濃度對產(chǎn)生熒光強(qiáng)度的影響，結(jié)果如圖1所示。

圖1 不同硼氫化鉀濃度對熒光強(qiáng)度的影響

由圖1可知，熒光強(qiáng)度隨著硼氫化鉀的濃度的增大先增強(qiáng)后下降，質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到2%時(shí)，熒光信號趨于最佳。因此，還原劑硼氫化鉀取這一濃度較為合適。當(dāng)硼氫化鉀濃度低時(shí)，由于反應(yīng)不完全，產(chǎn)生氣態(tài)硒化氫的量少，導(dǎo)致熒光強(qiáng)度低。而硼氫化鉀濃度過量時(shí)，反應(yīng)雖完全，但因產(chǎn)生過量的氫氣對硒化氫起著稀釋作用，熒光強(qiáng)度反而降低[11]。

取一定量4 ng/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液、2%的硼氫化鉀溶液，考察鹽酸載流液濃度對產(chǎn)生熒光強(qiáng)度的影響，結(jié)果（如圖2）表明：當(dāng)鹽酸濃度為5%時(shí)，熒光強(qiáng)度較強(qiáng)，因此，采用5%的鹽酸作為載流液。

圖2 不同鹽酸濃度對熒光強(qiáng)度的影響

2.2 共存離子的影響

蘋果中除了硒外，還存在鈣、鎂、銅、鉀、鈉、碘、錳、鋅等其他元素。用連續(xù)浸提分離技術(shù)，分離得到硒的水溶態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)中存在微量鈣、鎂、銅等其它元素，這些元素會(huì)對硒的形態(tài)分析產(chǎn)生影響[12]。據(jù)文獻(xiàn)[13]報(bào)道，加入一定量的鐵氰化鉀作掩蔽劑可以消除鈣、鎂、銅、鉀、鈉、碘、錳、鋅等元素對測硒的干擾。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，定容50 mL待測樣品容量瓶加入1mL100 g/L鐵氰化鉀時(shí)，可以較好地消除鈣、鎂、銅等其他元素對硒的測定干擾，且鐵氰化鉀對硒的熒光強(qiáng)度無影響。

2.3 線性方程、檢出限和精密度

根據(jù)選定的最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件配制硒標(biāo)準(zhǔn)系列濃度，0.00、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 ng/mL，硼氫化鉀濃度2%，鹽酸濃度5%。按實(shí)驗(yàn)確定的儀器最佳工作條件，全自動(dòng)進(jìn)樣進(jìn)行測定，并用儀器自帶的軟件繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，硒（Ⅳ）在0~10 ng/mL范圍內(nèi)，呈良好的線性，線性回歸方程為：If= 251.47c + 78.744，相關(guān)系數(shù)R為0.9997，標(biāo)準(zhǔn)偏差（SD）為2.67%。連續(xù)11次測量標(biāo)準(zhǔn)空白溶液的熒光強(qiáng)度，標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.73%，測得的精密度值用相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD%）表示，為2.8%，儀器檢出限D(zhuǎn)L為0.028 ng/mL。

2.4 測定結(jié)果和加標(biāo)回收率

采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法，對蘋果樣品硒形態(tài)進(jìn)行3次平行測定，結(jié)果見表3。

表3 蘋果樣品Se形態(tài)分析測定結(jié)果

從表3可知，不同產(chǎn)地、不同品種蘋果，總硒含量不同，山東棲霞蘋果微量元素總硒3次測量平均值為90.94 ng/ mL，通過換算，微量硒的含量為約90.94 ng/g（溶液的密度約為1 g/cm3），而澳洲青蘋果為82.79 ng/ mL，通過換算，微量硒的含量為約82.79 ng/g，山東棲霞蘋果硒含量比澳洲青蘋果高；蘋果中硒的水溶態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)三者的含量不同，水溶態(tài)> 有機(jī)結(jié)合態(tài)> 殘?jiān)鼞B(tài)，三者的加和略小于總硒含量，誤差在2.6%以內(nèi)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用連續(xù)浸提分離技術(shù)，能對硒的三種形態(tài)成功分離；氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法檢測各形態(tài)Se和總Se，該方法快速簡便、準(zhǔn)確和靈敏度高、重復(fù)性好。

在原子熒光分光光度計(jì)最佳工作條件下，對山東棲霞蘋果各形態(tài)Se的測定作加標(biāo)回收試驗(yàn)，結(jié)果見表4。

表4 各形態(tài)Se的加標(biāo)回收率

從表4可知，各形態(tài)Se的回收率在94.15%~108.95%之間，說明氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法是可靠的。

3 結(jié)論

（1）還原劑硼氫化鉀濃度為2%、載流液鹽酸濃度為5%時(shí)，原子熒光光度計(jì)產(chǎn)生的熒光信號強(qiáng)。

（2）加入一定量的鐵氰化鉀，可以較好地消除蘋果中鈣、鎂、銅等其他元素對硒測定的干擾，且鐵氰化鉀對硒的熒光強(qiáng)度無影響。

（3）硒（Ⅳ）在0~10 ng/mL范圍內(nèi)，呈良好的線性，線性回歸方程為：If= 251.47c + 78.744，相關(guān)系數(shù)R為0.9997；連續(xù)11次測定標(biāo)準(zhǔn)空白溶液，計(jì)算得到檢出限0.028 ng/mL，精密度2.8% 。

（4）采用連續(xù)浸提分離技術(shù)，能對硒的三種形態(tài)成功分離；氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法檢測各形態(tài)Se和總Se，該方法快速簡便、準(zhǔn)確和靈敏度高、重復(fù)性好，加標(biāo)回收率為94.15%~108.95%。

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SPECIATION ANALYSIS OF SELENIUM IN APPLE BY HYDRIDE GENERATION-ATOMIC FLUORESCENCE SPECTROMETRY

HUANG Tian-fu , *HU Zhi-biao, LIU Jin-xian

(College of Chemistry and Material Science, Longyan University, Longyan, Fujian 364000, China)

Selenium in apple was divided into three fractions: (1) water soluble, (2) organic compound, (3) residual by using sequential extraction separation technology, all the three forms of selenium and total selenium were determined with HG-AFS. The experimental results indicated that detection limit of selenium was 0.028 ng/mL, the linearity range was 0 ~ 10 ng/mL, the precision was 2.81%, and recovery percent was 94.15 ~ 108.95%. The content of three forms of selenium in apple were different, water soluble > organic compound > residual, and the sum of three was slightly smaller than total selenium, the error was less than 2.6%.

HG-AFS; sequential extraction; selenium speciation

1674-8085(2015)05-0033-04

O613.52

A

10.3969/j.issn.1674-8085.2015.05.007

2015-06-07；修改日期：2015-08-09

福建省教育廳A類科技項(xiàng)目(JA12314)

黃田富(1978-)，男，福建上杭人，講師，碩士，主要從事重金屬離子的檢測和功能復(fù)合材料的制備及應(yīng)用(E-mail:hhttff@126.com);

*胡志彪(1972-)，男，福建上杭人，教授，博士，主要從事分析檢測和電極材料研究(E-mail:zhibiaohu@163.com);

劉金仙(1982-)，男，福建仙游人，講師，博士，主要從事有機(jī)化學(xué)與藥物合成研究(E-mail:flyhflyh@163.com).