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原子荧光法测定食品中的硒Determination of selenium in food by atomic fluorescence spectrometry张坤 彭科怀 杨长晓摘要 目的： 建立食品中硒元素原子荧光光度法测定方法。方法：样品经过酸加热消化后，用硼氢化钠作还原剂，还原成硒化氢（SeH2）,由载气带入原子化器中进行原子化，在硒特制空心阴极灯照射下，基态硒原子被激发至高能态，在去活化回到基态时，发射出特征波长的荧光，其荧光强度与硒含量成正比。与标准系列比较定量。结果：硒的浓度在1.0ug/L20.0ug/L之间线形关系良好，相关系数r=1.0000，回归方程y=177.421x-11.782。结论：原子荧光法测定硒的检出限可达ppb级，AFS9800的检出限0.0989g/L。该法灵敏度高，准确度好，精密度高，线形范围宽，所用试剂毒性小，简便。因此可以广泛的应用于食品及水质中硒测定。Abstract Objective: To establish a method for the determination of selenium in food by atomic fluorescence spectrometry. Methods: After the sample was digested by heating in acid, hydrogen selenide (SeH2) was generated using sodium borohydride as the reducer and introduced with the carrier into the atomizer for atomization. Under irradiation of a hollow cathode lamp of selenium, ground state selenium atoms were excited to high-energy state and, when returning to the ground state after deactivation, emitted fluorescence of characteristic wavelengths. The fluorescence intensity was positively proportional to the content of selenium and, based on this, quantification was performed against a standard series. Results: Good linearity was presented within the selenium concentration range of 1.0ug/L-20.0ug/L; the regression equation was y=177.421x-11.782 (r=1.0000). Conclusion: For determination of selenium by atomic fluorescence spectrometry, the limit of detection could be of as low as ppb grade; the limit of detection of AFS9800 spectrometer was 0.0989g/L. The method has the advantages of high sensitivity, high accuracy, high precision, wide linear range, simple operation and low reagent toxicity and, therefore, can be widely used for determination of selenium in food and water. 关键词 原子荧光光谱法；食品；水；硒Key words Atomic fluorescence spectrometry; food; water; selenium硒是人体必需的微量元素，但是摄入过多对人体健康造成危害。近年来，在食品加工方面有任意在一些食品中强化硒的倾向。为了保障人体健康，因此要加强硒在食品、水中含量的监测力度。常用方法有荧光法、原子吸收法和比色法等，荧光法虽然准确但繁琐，并且所用试剂DAN毒性大且需进口。原子吸收法火焰法灵敏度低，石墨炉法有严重的基体干扰，比色法简便、灵敏度低。原子荧光法测定硒克服以上方法的缺点，是一种简便、灵敏度高的方法。1 实验部分1.1 仪器与试剂四通道原子荧光分光光度计（北京海光仪器公司S-9800），配有计算机处理系统，硒空心阴极灯，可调恒温电热板，硝酸（优级纯），高氯酸（优级纯），盐酸（优级纯50%，V/V），混合酸：硝酸高氯酸（9+1），氢氧化钠（优级纯5g/L），硼氢化钠溶液（优级纯 20g/L 5g/L氢氧化钠溶液配制）临用时新配。 硒标准贮备液：国家标准物质GBW（E）080215 100g/ml，硒标准应用液：取100g/ml 硒标准贮备液0.5ml，定容至100ml，此应用液浓度为0.5g/ml。载流：5%（V/V）HCl本方法中，除特殊规定外，所用试剂分析纯，实验用水为超纯水。1.2试样处理1.2.1 食品试样 取试样0.50g(ml)1.00g(ml)，如含有机溶剂需沸水浴加热驱赶，加10ml硝酸-高氯酸混合酸（9+1）1 2，电热板上加热消解完全，继续加热至三角瓶内出现高氯酸白色烟雾，赶尽硝酸，保留高氯酸3，加入盐酸溶液（50%，V/V）6.0ml，继续加热至溶液变为清亮无色并伴有白烟出现，以完全将六价硒还原成四价硒。冷却，转移至25ml比色管中，再加入盐酸溶液（50%，V/V）2.0ml，铁氰化钾（100g/L)2.0 ml，加水定容至刻度，混匀，放置30min后待测，同时做平行、空白实验。1.3 试样测定 1.3.1 仪器条件 灯电流：硒灯60mA(辅助灯电流30 mA)；PMT负高压300V；原子化器高度8mm；氩气（纯度99.99%）流速：载气400ml/min、屏蔽气1000ml/min；测量方式：标准曲线法；读数方式：峰面积；延迟时间2s、读数时间12s。1.3.2 标准系列的配制 吸取硒标准应用溶液0、0.05、0.25、0.50、0.75、1.00 ml，相当于含硒 0、25、125、250、375、500 ng，各加入盐酸溶液（50%，V/V）2.0ml，并加水至25 ml，混匀，放置30min后测定。 1.3.3 测定 设置仪器最佳测定条件和参数，分别测定标准系列和试样溶液中硒的荧光强度，根据标准曲线或仪器自动计算镉、汞的含量。1.3.4 计算 试样中硒的含量按公式（1）计算（1）式中：X试样中硒的含量，mg/kg (mg/L)；C测定用试样溶液中硒的浓度，ng/ml；C0测定用试样空白溶液中硒的浓度，ng/ml；V试样处理溶液总体积，ml；m试样质量或体积，g ( ml)。2 结果与讨论2.1仪器工作条件的选择 仪器工作条件的选择试验是在含硒为15ng/ml、0.48 mol/L HCl酸度、100g/L铁氰化钾反应体系中进行，20g/L硼氢化钠溶液作还原剂，盐酸溶液（5%，V/V）作载流，对其灯电流和负高压等工作条件进行试验。 2.1.1空心阴极灯灯电流的选择 灯电流大小与待测元素测定的荧光信号强度、信噪比有密切关系。在一定范围内灯电流增大，灵敏度增高，测得的荧光信号越强，但灯电流过大会降低灯的使用寿命，并且不一定能满实际工作的需要。试验中硒灯电流选择范围10 mA 150 mA，其试验结果见图1。标准IF、信噪比图1 硒灯电流与荧光强度的关系 图1所示，硒空心阴极灯灯电流10mA60mA时，硒信噪比逐渐增加，60mA100mA时信噪比相对恒定。硒荧光强度在10mA120mA逐渐增强。考虑到方法的实用性和灯的使用寿命，选用60mA。2.1.2光电倍增管负高压的选择 PMT负高压的高低与测定的荧光强度、信噪比有密切的关系，在一定范围内负高压越高，灵敏度越高。太高的负高压会增加暗电流和噪声，严重影响其稳定性，且过高的负高压不利于光电倍增管使用寿命。负高压的实验范围为200V450V，结果见图2。标准IF、信噪比 图2 负高压与硒荧光强度的关系图2所示，负高压在450V范围内硒荧光强度逐渐增大；信噪比：负高压在200V300V范围内逐渐增大、300V350V范围内趋于恒定，选用300V可达到硒的测定要求。2.1.3原子化器高度的选择 原子化器高度与待测元素的原子化率有关，适当的炉高有助于保持较高的灵敏度，过高会导致灵敏度和测定精度的下降，过小将导致气相干扰，并使空白信号增高。原子化器高度选择范围518mm，其试验结果见图3。标准IF、信噪比 图3 原子化器高度与硒荧光强度的关系图3所示，硒的荧光强度、信噪比原子化器高度在5-10mm范围内，基本保持恒定，大于10mm后荧光强度和信噪比有降低趋势。从灵敏度、信噪比的角度考虑，实验中选用原子化器高度为10mm。 2.1.4载气流速和屏蔽气流量的选择 载气流速与试样的荧光信号有一定的关系，流速越大，信号水平越低；流量过低形成的挥发性物质难以迅速进入原子化器，并且容易产生记忆效应。适当的屏蔽气可阻止空气干扰氩氢火焰，保证火焰形状稳定。载气流速选择范围300600ml/min，结果见图4。标准IF、信噪比 图4 载气流速对硒荧光强度的影响如图4所示，硒的荧光强度、信噪比随载气流速的增加而减小，但载气流速过小，不够稳定，过大灵敏度降低，本试验选择载气流速为400 ml/min。 以上仪器条件是在本方法的线性范围内选择的，如改变线性范围，仪器条件可在适当范围内调整。2.2反应介质条件选择挥发性物质发生反应条件选择体系含硒15ng/ml。灯电流：硒灯60mA；负高压300V；原子化器高度10mm；载气流速400ml/min、屏蔽气流速1000ml/min。2.2.1硼氢化钠浓度的选择 硼氢化钠作为反应体系挥发性物质发生的还原剂，其用量影响挥发性物质的生成效率和氩氢焰的质量8 9，从而直接影响着方法的灵敏度和稳定性。浓度过高，产生过量的氢，灵敏度降低，并引起液相、气相干扰；过低则难以形成硒的挥发性物质10。试验中硼氢化钠浓度选择范围5g/L30g/L，试验结果见图5。标准IF、信噪比 图5 硼氢化钠浓度对硒荧光强度的影响由图5可见，硼氢化钠浓度在15g/L30g/L范围内镉的IF值基本稳定，但信噪比有逐渐降低趋势；硼氢化钠浓度对硒原子化等影响很大，在试验范围内硒的荧光强度随浓度增加而增加，信噪比随浓度增加而降低。综合硒的IF及信噪比，硼氢化钠浓度选用20 g/L。2.3.2酸度的影响 挥发性物质的发生需要适当的酸度，本试验中酸度选择范围0.10.4 mol/L HCl，其试验结果见图6。标准IF、信噪比图6 盐酸浓度对硒荧光强度的影响图6所示，酸度在0.1mol/L0.4mol/L HCl时，硒的荧光强度随浓度增加显著增加。酸度在0.4mol/L0.5 mol/LHCl时，硒的荧光强度随浓度增加而降低；综合硒的IF及信噪比，本法采用0.48mol/L HCl。 2.4 硒标准曲线及线性范围 标准溶液系列硒浓度均为0、1.0、5.0、10.0、15.0、20.0ng /ml，按1.3.2、1.3.3节的方法测定其荧光强度，并进行回归分析。硒线性方程：y=177.421x-11.782。，相关系数r =1.0000；2.5检出限 根据本仪器设定的检出限测定程序，连续测定标准空白溶液和标准系列的荧光信号，根据公式DL=3SD/K11，自动计算检出限，硒0.0989g/L。 2.6准确度 以加标回收率表示11。分别在奶粉、河水样品中，添加硒标准0.50g /ml，分别按前面所述的方法处理，测定其硒含量。其回收率：硒96.0%101.0%结果见表1。 加入量（ng）250500奶粉240.0493.8回收率96.0%98.8%河水243.8504.9回收率97.5%101.0%表1 各样品加标回收率2.7干扰及消除 经实验1000倍Al3+、Fe2+、Fe3+、Ca2+、Mg2+、K+及Cl-、F-、NO3-、SO42-、PO43-不干扰测定。氢化物发生原子吸收法中观察到Sn对Se测定的严重干扰，而氢化物原子荧光法中未发现。对于基体成分复杂，而Se的含量较低的样品，可采用萃取、疏基棉吸附、离子交换等分离高集方法来消除干扰2。3 结论HG-AFS测定硒的检出限可达ppb级，该法灵敏度高，准确度好，精密度好，线形范围宽，所用试剂毒性小，简便。因此可以广泛的应用于食品及水质中硒测定。由于硒的存在形态较多，还可以进行价态分析。在2mol/L的盐酸介质中测定Se（6+），然后用6mol/L的盐酸沸水浴后将Se（6+）还原为Se（4+