色谱及其联用技术在硒形态分析中的应用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 色谱及其联用技术在硒形态分析中 的应用 摘要：硒是人体必需的微量元素， 食品中的硒元素形态有多种，硒的化学 形态可以影响人体补硒效果，硒形态分 析研究具有重要意义。硒形态分析比传 统的硒总量分析复杂很多，本研究综述 了色谱及其联用技术在硒形态分析中的 应用，主要包括液相色谱、气相色谱、 毛细管电泳、离子色谱等光谱/质谱联用 技术，以期为硒形态的分析提供理论依 据。 中国论文网 /8/view-12933729.htm 关键词：硒；形态；色谱；联用 技术 中图分类号：O657.7；O613.52 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 文献标识码：A 文章编号： 0439- 8114（2017）08-1413-03 DOI：10.14088/ki.issn0439- 8114.2017.08.003 Application of Chromatography and Related Hyphenated Techniques of Selenium Speciation Analysis LIAO Mei-lin， MA Zuo-jiang （National Quality Supervision and Testing Center for Selenium Rich Products/Enshi Tujia and Miao Autonomous Prefecture Center for Food and Drug Control， Enshi 445000， Hubei， China） Abstract： Selenium is the essential trace elements for human body. There are many forms of selenium in food， and the effect of selenium supplement is determined by the selenium speciation， the research of speciation analysis of selenium is -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 significance，Selenium speciation analysis is much more complex than the total content determination， the application of chromatography and related hyphenated techniques of selenium speciation analysis is reviewed， including liquid chromatography，gas chromatography，Ion Chromatography，capillary electrophoresis and related hyphenated with spectrometry/mass spectrometry. In order to provide a theoretical basis for the analysis of selenium speciation. Key words： selenium； speciation； chromatography； hyphenated techniques 硒是人w 必需的微量元素之一， 硒的不同化学形态对人体的吸收、生物 效应、毒性及防癌作用不同。许多日常 食品中硒的可利用价值由硒的化学形态 决定，硒形态主要分为无机硒和有机硒 2 种，无机硒的毒性大，而有机硒的毒 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 性小。无机硒形态主要有 HSe- 、H2Se、金属硒化物、硒酸盐、亚硒酸 盐等，有机硒的形态主要包括甲基硒、 二甲基硒、二甲基二硒等硒醚，硒代氨 基酸，硒蛋白，硒多糖，硒核酸等，其 中硒代氨基酸和硒蛋白是生物体内最主 要的有机硒存在形态。由于硒形态复杂， 硒形态分析比传统的硒总量分析复杂很 多。色谱分离及光谱/质谱检测技术的发 展，以及各种连接技术的陆续发现，为 硒的形态分析提供了技术支持。目前硒 形态研究主要以硒酸盐、亚硒酸盐、硒 代氨基酸等小分子硒化合物为主。分析 方法主要是利用液相色谱、气相色谱、 离子色谱、毛细管电泳及其联用技术实 现的。根据各种含硒化合物的不同性质， 采用不同的色谱及其联用技术进行分析。 1 硒形态的色谱联用检测技术 1.1 液相色谱及其联用法 液相色谱（HPLC ）法是目前应 用最广的色谱分离方法，与光谱或质谱 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 技术等联用可分离无机态物质、小分子 代谢物、硒代氨基酸、含硒蛋白等多种 物质，是目前硒形态分析的主流方法。 主要有液相色谱法（HPLC） 、液相色谱 与原子荧光联用法（HPLC-AFS） 、液相 色谱-电感耦合等离子体质谱联用法 （HPLC-ICP-MS） 、液相色谱-质谱联用 法（HPLC-MS-MS/LC-TOF-MS）等。 1.1.1 液相色谱法 HPLC 法在硒 形态分析中，主要是对不同样品的预处 理方法、使用的衍生试剂、流动相和色 谱条件等进行研究。潘红阳等1优化了 样品预处理方法，并建立了柱前衍生反 相高效液相色谱-紫外检测富硒脱水菜 心中硒代胱氨酸（SeCys ） 、硒甲基硒代 半胱氨酸（SeMe-Cys）和硒代蛋氨酸 （SeMet）的方法。刘建群等2采用柱 前衍生-高效液相荧光法对硒营养强化 奶粉中 L-硒-甲基硒代半胱氨酸含量进 行了检测。李红卫等3采用 6 mol/L HCl 溶液， 50 水解富硒米曲霉 48 h， 提取样品中的有机硒，4-氯-3，5-二硝 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 基三氟甲苯柱前衍生，再利用高效液相 色谱法对其有机硒形态进行了分析。 1.1.2 液相色谱-原子荧光光谱联 用法 原子荧光光谱（ AFS）法在国内 发展很快，是总硒含量测定的标准方法。 但对于硒形态分析研究，多需要与色谱 联用，现在主要是与液相色谱联用，国 内已经有多款液相色谱-原子荧光光谱 联用仪器（形态分析仪） ，是由液相色 谱与氢化物原子荧光联用（HPLC-HG- AFS）的元素形态分析技术。能有效对 硒、砷、汞等元素形态进行分离和检测， 该技术的优势在于具备了液相分离的优 点，能利用 AFS 的高灵敏度和元素特 异性，仪器的整体价格也不高。肖志明 等4建立了富硒酵母中 Se（IV） 、 Se（VI） 、硒代蛋氨酸（SeMet） 、硒甲 基硒代半胱氨酸（SeMeCys）4 种硒形 态的高效液相色谱-氢化物发生原子荧 光光谱分析方法。尚德荣等5采用 HPLC-HG-AFS 法对水产品中硒的赋存 形态检测进行研究。韦昌金等6利用离 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 子交换液相色谱-氢化物发生双道原子 荧光联用法，同时测定了富硒营养品中 的 4 种砷形态和 3 种硒形态。谢小雪等 7建立了离子交换液相色谱-原子荧光 联用法同时测定水产品中硒代胱氨酸 SeCys、硒代蛋氨酸 SeMet 和 Se（VI） 等 3 种硒形态的方法。HPLC-AFS 法具 有硒形态分离效果好、光谱干扰少、灵 敏度高等特点，符合一般实验室的检测 要求。 1.1.3 液相色谱 -电感耦 合等离子体质谱联用法 电感偶合等离子体质谱法（ICP- MS）具有较宽的动态线性范围，可以 高效使待测样原子化，能同时进行几十 个元素的定量测定，谱线简单，干扰相 对于光谱技术要少，既可用于元素分析， 还可进行同位素组成的快速测定。这些 特点使得它在元素形态分析中具有重要 意义，由于液相色谱的流速和 ICP-MS 进样速度一致，其联用接口非常简单。 液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用 （HPLC-ICP-MS）法是目前研究报道最 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 多的元素形态分析方法。结合液相色谱 的特点，具有进样量小、分析速度快、 分离效果好、检出限低等优点。在各类 食品中硒、砷、锡、汞等元素形态分析 领域得到了越来越多的应用。王丙涛等 8建立了高效液相色谱-电感耦合等离 子体质谱联用检测食品中 5 种硒形态的 方法。王欣等9建立了富硒食品中硒酸 根（SeO42-） 、亚硒酸根（SeO32-） 、硒 代蛋氨酸（SeMet） 、硒代胱氨酸 （SeCys） 、硒脲（ SeUr） 、硒代乙硫氨 酸（SeEt）等 6 种硒形态的高效液相色 谱-电感耦合等离子体质谱联用检测方 法。Kapolna 等10采用体积排阻色谱 （SEC-HPLC ）及离子对色谱（ IP-RP- HPLC）与电感耦合等离子体质谱联用 法对富硒韭菜的硒形态进行了研究分析。 1.1.4 液相色谱- 质谱联用法 液 相色谱-质谱联用法主要包括液相色谱- 串联四级杆质谱法（LC-MS-MS） 、液 相色谱-飞行质谱联用法（LC-TOF-MS） ， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 使该法具有灵敏度高、检出限低、专一 性强、分析速度快等优点，能有效排除 样品中大量基质的干扰，且能分析出硒 同位素丰度光谱图及其分子量信息，进 行含硒化合物准确定性及定量分析。张 明等11应用液相色谱串联质谱法（LC- MS-MS）对富硒植物中的 -谷氨酰胺- 硒甲基-硒半胱氨酸（GSeMC） 、硒甲基 -硒半胱氨酸（SeMC） 、硒胱氨酸 （SeCys）和硒蛋氨酸（ SeMet）等 4 种 有机含硒化合物进行了快速筛查分析。 铁梅等12采用高效液相色谱-质谱联用 技术对富硒大豆可溶性蛋白中的硒代蛋 氨酸进行了定性定量分析。肖强等13 采用超高压液相色谱-飞行时间质谱联 用（UPLC-TOF-MS）方法同时测定了 硒蛋氨酸（SeMet）和硒胱氨酸 （SeCys）含量。 1.2 气相色谱及其联用法 气相色谱（GC）具有分辨率高、 分析速度快、仪器设备消耗低等优点。 可以直接分离检测易挥发的甲基硒、二 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 甲基硒等硒形态化合物，而无机的硒酸 盐、亚硒酸盐以及硒代氨基酸等难挥发 的硒化合物，必须通过氢化物发生、酯 化和氨基的酰化或烷基化等试剂反应得 到沸点较低的衍生产物才能用气相色谱 法实现分离检测，且衍生化步骤使分离/ 分析过程复杂化，增加了待测硒形态丢 失的可能性。陈晓霞等14通过异丙醇、 七氟丁酸酐等试剂将对富硒丹参中的硒 蛋氨酸衍生化反应后， 采用 GC 法进 行了分析测定。气相色谱分离多采用联 用技术对硒形态进行定性定量分析。 Lee 等15分别用 GC 法和 GC-MS 法使 硒代氨基酸与其他氨基酸得到有效分离， 并对西兰花中的硒代氨基酸含量进行了 分析。张浩等16 采用氯甲酸乙酯衍生 法，研究了硒氨基酸衍生物的一级质谱 以及二级碰撞离子裂解规律，建立了硒 蛋氨酸的 GC-MS/MS 测定方法，且对 毛豆中的硒蛋氨酸含量进行了测定。段 建坤17采用顶空吸附萃取-GC-ICP-MS 法测定了洋葱的挥发性有机硒化合物。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 1.3 毛细管电泳及其联用法 毛细管电泳（CE）以电渗流为驱 动力、毛细管为分离通道，根据目标分 子所带电荷数与分子本身大小的比值进 行分离，具有高分辨率、低检测限等特 点。王柏松等18 以十二烷基三甲基溴 化铵（CTAB）为电流改性剂对砷酸根 和硒酸根进行了毛细管电泳分离。李平 静等19利用动态 pH 界面堆积毛细管 电泳法对硒代氨基酸进行了分析。冯金 荣等20设计了一种毛细管电泳氢化物 发生装置，利用该装置将（CE）分离后 的 2 种硒形态转化榍饣 物，通过 CE-ICP-AES 联用对其检测分析。 Zhao21采用 CE-ICP-MS 联用技术，对 Se（IV） 、Se（VI ） 、硒代蛋氨酸 （SeMet） 、硒代胱氨酸（SeCys）等硒 形态进行了分析检测。毛细管电泳 （CE）分离效率高，操作条件温和，但 是在分离过程中，样品中硒形态可能由 于电解质或 pH 的调节而发生变化，样 品的组成也是影响 CE 分离的一个重要 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 因素，并且 CE 与 ICP-MS 的接口技术 还不成熟。 1.4 离子色谱及其联用法 离子色谱法（IC）作为一种有效 的分离和检测技术，已经在金属和非金 属离子的测定中得到了较多应用，已成 为解决复杂机体中超痕量硒形态分析的 有效工具。秦冰等22 采用离子色谱-积 分脉冲安培检测法（HPAEC-IPAD）对 茶树叶中硒代氨基酸进行定性和定量分 析。林立等23 采用离子色谱-电感耦合 等离子体质谱法（IC-ICP-MS）测定了 奶粉中的硒酸盐Se（VI ） 、亚硒酸盐 Se（IV）、硒代蛋氨酸（ SeMet）和 硒代胱氨酸（SeCys ）等 4 种硒形态。 2 硒形态的色谱联用鉴定技术 硒形态标准物质只有很少的几种， 加之硒在生物体内吸收和代谢过程的复 杂性和多样性，很难实现实际样品中各 种含硒未知形态的分析，所以需要多种 联用技术对其分子结构形态进行鉴定分 析。王真真等24 采用 HPLC-MS/MS 法， -