成都理工大学应用化学专业2011.doc

成都理工大学应用化学专业2011-2012学年第一学期专业课程设计植物样品中硒的测定和形态分析学号: 200802030205姓名: 裘德智指导老师: 胡晓荣 完成日期；2011年1月6日植物样品中硒的测定和形态分析含量测定. 植物样品中Se是重要指示元素之一。Se是多种酶和蛋白质的重要组成成分,为人体必需的微量元素,具有很强的生物活性,参与多种生理、生化作用1。Se含量检测结果的准确与否,直接关系到植物对人类健康的影响及经济价值。近几年来,人们对Se元素的准确测定进行了大量的研究。测定方法有原子吸收光谱法2-3、荧光分光光度法4、原子荧光光谱法5-7。其中氢化物-原子荧光光谱法(HG-AFS)测定Se具有操作简便、分析速度快、灵敏度高等优点,已得到广泛应用5-13。Se是易挥发元素,植物中的Se在常温加热时消解极易损失。采用微波消解植物样品,易挥发元素无损失,样品消解时间短、分解完全,是植物样品分解的最佳方法。本文采用微波消解植物样品,氢化物发生-原子荧光光谱法测定Se。方法简便、快速、准确,适用于植物样品中Se的测定。一 原理：Se 是易挥发元素，植物中的Se在常温加热时消解极易损失。采用微波消解物样品，易挥发元素无损失，样品消解时间短、分解完全，是植物样品分解的最佳方法。本文采用微波消解植物样品，氢化物发生- 原子荧光光谱法测定Se。植物样品经微波消解后，在酸性介质中，以氢硼化钾为还原剂，使样品中四价硒生成硒化氢，由载气带入原子化器中进行原子化，在硒阴极灯照射下，基态Se原子被激发至高能态，回到基态时发射出特征波长的荧光。一定范围内，荧光强度与含量成正比。与标准系列对比，即可得出Se的含量。 二. 主要仪器：AES230E型双道原子荧光光度计（微机化系统，北京海光仪器公司），Se高性能空心阴极灯。光电倍增管负高压315V ，原子化器温度200度，原子化器高度9mm，灯电流80mA，载气氩气流量400mL/min，屏蔽气氩气流量1000mL/min，测量方式std curve,读数方式peak area，读数时间10s，延迟时间1s.MDS-六型微波消解仪，Se系列密闭压力消解罐。主要试剂：Se标准溶液，密度：1000g/L。2，称取光谱纯硒粉0.5000g于烧杯中，加入硝酸10.0mL，加热完全溶解。移入500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。使用时逐级稀释至0.5mg/L（1.6mol/L硝酸介质）。氢硼化钾溶液：20g/L （2g/L氢氧化钠介质），现用现配，硝酸（优级纯）。实验用水为离子交换水。三. 操作步骤：称取0.2000-0.5000g 植物样品于消解罐中，加5.0mL硝酸，放置1h，放入微波消解仪中，以消解压力2.0Mpa,消解时间3min对样品消解。冷却，将溶液移入25mL比色管中，用水稀释至刻度，摇匀。按原子荧光光度计工作条件测定Se含量。四. 结果：样品本检法1本检法2外检法1外检法2油菜0.0110.0150.0100.014大豆0.0170.0320.0170.030土豆0.0270.0180.0250.026单位：mg/Kg.五 结果讨论：微波消解的最佳条件：5mL硝酸，2.0Mpa，3min。对于干态的植物样品，消解时预先用7mL密闭浸泡2小时。还原剂氢硼化钾的浓度直接影响测定结果的准确性。氢硼化钾浓度低，还原不完全，Se 的荧光强度低，测定结果偏低；浓度过大，过多的氢硼化钾产生的氢气反而稀释了被测组分浓度，测定结果亦偏低。本实验选择氢硼化钾浓度为20g/L。介质硝酸的酸度可造成对实验的影响。实验表明酸度小，荧光强度低，酸度过大则又会增加仪器背景噪声。本实验选择5.0mol/L的硝酸。仪器工作条件也造成影响。测定灵敏度随火焰高度的增加而减小，观测高度太低时，原子器的散射光将造成较高的背景值，灵敏度下降；高度在810mm 时，背景值低，Se的荧光强度高。原子化器的温度在180300度时荧光强度高。因此，本实验选择原子化器的高度为9mm原子化器的温度为200度，载气流量为400 mL/min、屏蔽气流量1000mL/min。形态分析.硒的形态分析.硒在植物中存在形式多样复杂，形态分析中主要涉及的硒化合物分为两大类：挥发性的有机硒，如二甲基硒、二甲基二硒等；非挥发性的硒化合物，包括Se()、Se()、Se(0)、三甲基硒离子和硒代氨基酸等。在绝大多数情况下，生物样品中的硒多以硒蛋白和硒代氨基酸等有机态存在，它们在微生物或细菌的作用下可转化为易挥发的二甲基硒和二甲基二硒。且形态分析不同于元素分析，形态分析要困难的多。目前国内多采用先测出总硒含量，减去无机硒含量得到有机硒含量。根据有机硒含量结合其它多种方法确定出硒的各形态含量。目前国外已有23 种硒化合物标准品 ,有了标准品可采用HPLC2ICP2MS , HPLC2ESI2MS ,HPLC2ES2MS/ MS 等联用技术对富硒酵母中20 多种化合物进行确证 。一般对硒化合物形态分析分四个步骤:提取、分离、检测、确证。1. 提取硒化合物的提取Casiot 等研究认为用水或甲醇提取样品中硒化合物,回收率仅为10 %20 % ,共有8 种化合物,其中可鉴定Se ( ) 和硒硫蛋白。用果糖降解酶仅释放出20 %硒硫蛋白。用SDS 提取,占30 %总硒量的硒蛋白溶解。用蛋白水解酶,硒的回收率达到85 % ,主要是硒蛋白。如用NH4OH 水解,则样品全部溶解,但硒化合物全部降解为硒硫蛋白和无机硒。顺序萃取法可以对硒的形态做出评价。但硒化合物的结构需用ES2MS 鉴定 。Bird等用热水和酶水解法分别提取富硒酵母中硒,发现有20 多种的硒物种。酶水解液中主要是硒硫蛋白,硒物种浓度在洋葱、大蒜中主要以硒2甲基化硒胱氨酸或相应化合物形式存在; 第三类是存在于Phytoremediation 中的丙氨酸度均高于热水提取液。酶水解的提取率为90 % ,而热水的提取率仅为10 %。 2. 分离、检测与鉴定Bird 等用离子交换法、反相色谱法与ICP2MS 联用检测了富硒酵母和大蒜中硒有机化合物,并比较了三种分离方法的优缺点。结果表明,离子交换色谱能分离亚硒酸和硒酸,但不能清晰分离其他物种;反相色谱法能分离端点有胺基基团的化合物,而其他的化合物均在空体积中流出;离子对色谱给出最佳结果,也能与ICP2MS 的标准工作条件相匹配。用以上三种方法都能找出富硒蒜的提取液中有硒硫蛋白、硒2甲基2DL 硒胱氨酸和无机硒。也可能有硒半胱氨酸,但以硒2甲基2DL 硒胱氨酸为主。还有几种未经鉴定的硒化合物。富硒酵母的谱图与富硒大蒜的不同,经过鉴定的有硒硫蛋白,还有一种不知名的主要化合物,无机硒出现在硒胱氨酸的前臂上。Casiot 等提出表征酵母中硒物种的方法。取出RP2HPLC 流出液中的含硒部分,冷冻干燥以除去溶剂,然后用ES2MS/ MS 鉴定冰冻物。将待测物硒化合物的碎片模式与同类物相比较,可以得到确证。用以上方法表征了一种硒酵母中的主要化合物为硒腺嘌呤核苷高半胱氨酸。Kot rebai等用HPLC2ICP2MS 和HPLC2ESI2MS ,全氟化羧酸离子对溶剂对洋葱、大蒜、酵母中的硒形态分析,认为这些样品中硒主要以三大类形态存在。即在硒酵母中以硒蛋氨酸为主要成分;丁氨酸硒醚。研究结果表明总硒含量影响硒的分布,对于同种样品,其总硒含量不同,则其硒的分布形式不同。另外,总硒含量相同的不同样品,其硒的分布形式也不同。因为这还取决于在硒累积过程中环境对其影响。 参考文献：1. 牟仁祥陈铭学朱智伟，黄鹏程，硒的形态分析综述，光谱实验室，2004年，24（1），27-35.2.左银虎，环境与植物中硒形态研究进展，植物学通报，1999，16（4），378-380.3. 陈小鹅，夏文