电感耦合等离子体质谱仪测定蔬菜中硒含量的方法转让专利
申请号 : CN201710106941.7
文献号 : CN106596704B
文献日 : 2018-12-18
发明人 : 刘艳明 , 赵发 , 张喜琦 , 董瑞 , 于文江 , 高喜凤 , 祝建华
申请人 : 山东省食品药品检验研究院
摘要 :
本发明涉及一种碰撞池‑电感耦合等离子体质谱法测定蔬菜中硒含量的方法，利用微波消解进行前处理，加入具有氧化性的硝酸和双氧水，在微波消解仪中进行消解，取消解后的溶液，采用电感耦合等离子体质谱仪进行测定。本发明采用丰度较高的质量数80进行硒的测定，仪器采用碰撞池模式，通过调节碰撞池电压和氦气流量来改善测定条件，降低氩气干扰，显著提高了测定结果的精密度、准确度以及灵敏度。采用微波消解对样品进行前处理，微波能穿透聚四氟乙烯的消解罐对样品进行加热，密闭的消解罐中，压力高，消解速度快，消解效果好；方法过程简单、灵敏、准确、快速，同时还适用于水果、蛋类等其他食品中硒的测定。
权利要求 :
1.一种碰撞池-电感耦合等离子体质谱仪测定蔬菜中硒含量的方法，其特征在于，步骤包括：
1）样品前处理：称取样品于聚四氟乙烯消解罐中，加入硝酸和双氧水，于微波消解仪中消解，消解完成后用超纯水冲洗消解罐盖子及内壁至聚四氟乙烯消解罐中，然后于赶酸电热板赶酸，得待测样品溶液；
2）配制标准溶液：取10mL浓度为1000mg/L的硒标准品于100mL容量瓶中，采用体积分数为1.5%的硝酸水溶液定容，然后用体积分数为1.5%的硝酸水溶液逐级稀释为1～5ng/mL的标准溶液稀释液，备用；
3）绘制标准曲线：取体积分数为1.5%的硝酸水溶液作为标准溶液空白，以及步骤2）配制的标准溶液稀释液，于电感耦合等离子体质谱仪中，采用质量数80，碰撞池模式，绘制出标准曲线；
4）样品测定：步骤1）待测样品溶液转移定容至25mL，用超纯水定容，样品使用电感耦合等离子体质谱仪测定，采用质量数80，碰撞池模式测定；
步骤3）和步骤4）中，所述电感耦合等离子体质谱仪测定条件为：积分时间2s
内标锗0.5mg/L
氦气流量10mL/min
碰撞池入口电压-130V
碰撞池出口电压-150V。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1）中，样品与硝酸质量体积比为0.3～
0.4g/mL，硝酸与双氧水体积比为9:1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1）中，微波消解程序为：115℃保持
9min，155℃保持19min,185℃保持25min；功率为1600W。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1）中，赶酸温度为155℃，时间为
95min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2）中，所述标准溶液稀释液浓度为
1ng/mL、2ng/mL、3ng/mL、4ng/mL、5ng/mL的标准溶液稀释液。
说明书 :
电感耦合等离子体质谱仪测定蔬菜中硒含量的方法
技术领域
[0001] 本发明属于食品分析技术领域，涉及一种碰撞反应池-电感耦合等离子体质谱仪测定蔬菜中硒含量的方法。
背景技术
[0002] 硒是人体必需的营养元素，具有抗癌、抗氧化、抗衰老等作用，目前国内市场上充斥着各种富硒食品，但是硒的含量具体为多少还需要我们进一步去测定，所以硒的测定具有重要意义，目前硒的检测主要有氢化物原子吸收光谱法、氢化物原子荧光法和电感耦合等离子体质谱法，硒的检测方法主要以氢化物原子荧光法为主，但是此方法在前处理的过程中由于需要考虑硒的不同价态的响应值不同，所以在前处理过程中，需要加入铁氰化钾,多次加入盐酸，在测定时还需要加入盐酸、氢氧化钾和硼氢化钾，与ICP-MS相比，实验操作繁琐，测定速度慢。
[0003] 硒具有多种同位素，主要的质量数有72、74、76、77、78、80、82，元素的检测一般选用丰度占优势的质量数进行测定，因为丰度越高采用电感耦合等离子体质谱仪测定时理论灵敏度越高，对于硒元素，76Se丰度为 9.36% ，77Se丰度为 7.63% ，78Se 丰度为23.78% ，80Se 丰度为49.61% ，82 Se 丰度为8.73%。理论上应该选用丰度最高的质量数80来进行硒的测定，但是由于采用电感耦合等离子体质谱仪进行测定时会对质量数80造成干扰，由于使用的载气为Ar气，而Ar的质量数为40 在测定时具有较强的（Ar40+Ar40）80干扰，同时由于食品中若还具有较高含量的钙，则同时还存在（Ar40+Ca40）80的干扰，因此，在现有ICP-MS测定硒的方法中，采用80的质量数时检测过程都存在难以消除的干扰，所以以前的研究因为技术原因只能采用其他丰度较低的的其它质量数如78、82等其他质量数，例如殷忠在“微波消解-碰撞反应池技术电感耦合等离子体质谱法测定粮食中硒的方法研究”和吕跃珍在“碰撞池电感耦合等离子体质谱法测定农产品中硒含量的方法”等文章中均采用硒的78的质量数进行测定，这样造成的结果就是灵敏度较低。但是78Se的丰度为23.60，80Se的丰度为49.70，使用质量数为80具有更高的响应值。
[0004] 因此，如何克服上述缺陷，建立一种简单、灵敏、准确、快速且具有更高响应值的方法，是目前ICP-MS在硒检测应用中急需解决的问题。
发明内容
[0005] 本发明针对现有技术中存在的上述不足，目的在于提供一种稳定准确的利用碰撞反应池-电感耦合等离子体质谱仪测定蔬菜中硒含量的方法，本发明方法首先利用微波消解仪对样品进行前处理，然后利用电感耦合等离子质谱法，使用碰撞池、高氦模式测定蔬菜中硒的含量，可有效消除检测过程中对质量数为80时的硒的干扰，克服灵敏度较低等缺陷。
[0006] 本发明技术方案如下：
[0007] 一种碰撞池-电感耦合等离子体质谱仪测定蔬菜中硒含量的方法，步骤包括：
[0008] 1）样品前处理：称取样品于聚四氟乙烯消解罐中，加入硝酸和双氧水，于微波消解仪中消解，消解完成后用超纯水冲洗消解罐盖子及内壁至聚四氟乙烯消解罐中，然后于赶酸电热板赶酸，得待测样品溶液；
[0009] 2）配制标准溶液：取10mL浓度为1000mg/L的硒标准品于100mL容量瓶中，采用体积分数为1.5%的硝酸水溶液定容，然后用体积分数为1.5%的硝酸水溶液逐级稀释为1～5ng/mL的标准溶液稀释液，备用；
[0010] 3）绘制标准曲线：取体积分数为1.5%的硝酸水溶液作为标准溶液空白，以及步骤2）配制的标准溶液稀释液，于电感耦合等离子体质谱仪中，采用质量数80，碰撞池模式，绘制出标准曲线；
[0011] 4）样品测定：步骤1）待测样品溶液转移定容至25mL，用超纯水定容，样品使用电感耦合等离子体质谱仪测定，采用质量数80，碰撞池模式测定。
[0012] 步骤1）中，样品与硝酸质量体积比为0.3～0.4g/mL，硝酸与双氧水体积比为9:1。
[0013] 步骤1）中，微波消解程序为：115℃保持9min，155℃保持19min,185℃保持25min；功率为1600W。
[0014] 步骤1）中，赶酸温度为155℃，时间为95min。
[0015] 步骤2）中，所述标准溶液稀释液浓度为1ng/mL、2ng/mL、3ng/mL、4ng/mL、5ng/mL的标准溶液稀释液。
[0016] 进一步地，步骤3）和步骤4）中，所述电感耦合等离子体质谱仪测定条件为：
[0017] 积分时间2s
[0018] 内标锗（0.5mg/L）
[0019] 氦气流量10mL/min
[0020] 碰撞池入口电压-130V
[0021] 碰撞池出口电压-150V。
[0022] 本发明的有益效果在于：
[0023] 1.采用丰度较高的质量数80进行硒的测定，仪器采用碰撞池模式，通过调节碰撞池电压和氦气流量来改善测定条件，降低氩气干扰，显著提高了测定结果的精密度、准确度以及灵敏度。
[0024] 2.采用微波消解对样品进行前处理，微波能穿透聚四氟乙烯的消解罐对样品进行加热，密闭的消解罐中，压力高，消解速度快，消解效果好；
[0025] 3.方法过程简单、灵敏、准确、快速，同时还适用于水果、蛋类等其他食品中硒的测定。
附图说明
[0026] 图1 为实施例1硒标准曲线；
[0027] 图2为对比例1硒标准曲线；
[0028] 图3 为对比例2硒标准曲线。
具体实施方式
[0029] 为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例对本发明做进一步详细的说明。
[0030] 本发明下述方法中，采用的仪器设备和试剂如下：
[0031] 仪器设备：电感耦合等离子体质谱仪（Agilent 7900）、微波消解仪（CEM Mars6）、酸纯化仪（PerkinElmer）。
[0032] 所有玻璃仪器均在20%的硝酸中浸泡过夜，用蒸馏水反复冲洗6次，最后用超纯水冲洗干净晾干。
[0033] 试剂：硝酸（GR）、双氧水（GR）。
[0034] 实施例1:选取两种富硒金针菇样品一、二进行测定
[0035] 1）样品前处理：称取样品2.00g于聚四氟乙烯消解罐中，加入9mL硝酸和1mL双氧水，于微波消解仪中消解，消解完成后用超纯水冲洗消解罐盖子及内壁至聚四氟乙烯消解罐中，然后于赶酸电热板赶酸，得待测样品溶液；微波消解程序为：115℃保持9min，155℃保持19min,185℃保持25min；功率为1600W。赶酸温度为155℃，时间为95min；
[0036] 2）配制标准溶液：取10mL浓度为1000mg/L的硒标准品于100mL容量瓶中，采用体积分数为1.5%的硝酸水溶液定容，然后用体积分数为1.5%的硝酸水溶液逐级稀释为1ng/mL、2ng/mL、3ng/mL、4ng/mL、5ng/mL的标准溶液稀释液，备用；
[0037] 3）绘制标准曲线：取体积分数为1.5%的硝酸水溶液作为标准溶液空白，以及步骤2）配制的标准溶液于电感耦合等离子体质谱仪中绘制出标准曲线；
[0038] 4）样品测定：步骤1）待测样品溶液转移定容至25mL，用超纯水定容，样品使用电感耦合等离子体质谱仪测定。
[0039] 等离体质谱仪测定条件为，采用碰撞池模式测定：
[0040] 质量数80
[0041] 积分时间2s
[0042] 内标锗（0.5mg/L）
[0043] 氦气流量为10mL/min
[0044] 碰撞池入口电压-130V
[0045] 碰撞池出口电压-150V。
[0046] 结果分析：
[0047] 样品一检测实际硒含量为0.049mg/kg；
[0048] 样品二检测实际硒含量为0.212mg/kg。
[0049] 实验结果表明，硒标准曲线（图1）线性良好 R2=0.99907，符合实验要求。
[0050] 采用实施例样品一，同时对不同浓度质量数78、80、82的硒的同位素进行测定，测定结果见表1
[0051] 表1不同浓度不同质量数的硒的同位素测定响应值
[0052]
[0053] 测定结果表明，可采用本发明方法80质量数进行数据分析，80的质量数响应值明显高于其他质量数。
[0054] 实施例1中每个样品做三个不同层次的加标，样品及加标测定6次取平均值作为最终值，测定方法同上，结果见表2、表3：
[0055] 表2样品一加标回收率测定结果（mg/kg）
[0056] 样品本底 加标量 测定值 回收率（%）[0057] _____________________________________________________________[0058] 0.049 0.05 0.097 96.0
[0059] 0.049 0.10 0.147 98.0
[0060] 0.049 0.20 0.252 101.5
[0061] 表3样品二加标回收收率测定结果（mg/kg）
[0062] 样品本底 加标量 测定值 回收率（%）[0063] ____________________________________________________________________[0064] 0.212 0.100 0.309 97.0[0065] 0.212 0.200 0.416 102[0066] 0.212 0.400 0.607 98.8[0067] 由表2、表3可以看出本方法对蔬菜中硒的加标回收率在96.0%～101.5%之间，[0068] 多次测定RSD为3.24%、2.89%可见在本实施例方法下测定硒灵敏准确。
[0069] 对比例1
[0070] 同实施例1相比区别仅在于：碰撞池入口电压-40V，碰撞池出口电压-60V。
[0071] 测定硒标准曲线见图2；
[0072] 实验结果表明，硒标准曲线很差 R2=0.8778 ，空白响应值较高，无法应用于测定样品。
[0073] 实验结果表明，更改仪器碰撞池的电压参数可以消除氩气干扰，更好的测定蔬菜中的硒，取得较好的实验结果。
[0074] 对比例2
[0075] 同实施例1相比区别在于采用原子荧光法测定
[0076] 1）样品前处理：称取样品2.00g于聚四氟乙烯消解罐中，加入9mL硝酸和1mL双氧水，于微波消解仪中消解，消解完成后用超纯水冲洗消解罐盖子及内壁至聚四氟乙烯消解罐中，然后于赶酸电热板赶酸至近干，切不可蒸干。再加入5.0mL6mol/L盐酸溶液，继续加热至溶液变为清亮无色并伴有白烟生成，冷却转移消解液于25mL容量瓶中定容，混匀备用，得待测样品溶液；
[0077] 2）配制标准溶液：取10mL浓度为1000mg/L的硒标准品于100mL容量瓶中，采用体积分数为1.5%的硝酸水溶液定容，然后用体积分数为1.5%的硝酸水溶液逐级稀释为1ng/mL、2ng/mL、3ng/mL、4ng/mL、5ng/mL的标准溶液稀释液，备用；
[0078] 3）绘制标准曲线：将配好的标准溶液取10mL，再分别加盐酸2mL，铁氰化钾溶液（100g/L）1.0mL,混匀，制成标准曲线，于原子荧光光谱仪测定，绘制出标准曲线；测定条件为负高压：340V；灯电流：100mA；原子化温度：800℃；载气流速：500mL/min;屏蔽器流速：1000mL/min；延迟时间：1s；读数时间：15s；加液时间8s；进样体积：2mL。
[0079] 4）样品测定：步骤1）待测样品溶液取10mL，再分别加盐酸2mL，铁氰化钾溶液（100g/L）1.0mL,混匀，于原子荧光光谱仪测定，测定条件同标准曲线测定仪器条件相同。
[0080] 测定标准曲线见图3；
[0081] 每个样品做三个不同层次的加标，样品及加标测定6次取平均值作为最终值，测定方法同上，结果见表4、表5：
[0082] 表4样品一加标回收率测定结果（mg/kg）
[0083] 样品本底 加标量 测定值 回收率（%）[0084] ___________________________________________________________[0085] 0.049 0.05 0.089 80.0
[0086] 0.049 0.10 0.137 88.0
[0087] 0.049 0.20 0.259 105.0
[0088] 表5样品二加标回收收率测定结果（mg/kg）
[0089] 样品本底 加标量 测定值 回收率（%）[0090] ____________________________________________________________[0091] 0.212 0.100 0.315 103.0
[0092] 0.212 0.200 0.403 95.5
[0093] 0.212 0.400 0.606 98.5
[0094] 样品多次测定RSD为13.38%、2.65%，原子荧光法测定硒的含量为现在国内大多数实验室采用的方法，由表4和表5及测定RSD可以看出在低含量的硒的测定时原子荧光精密度和准确度不如本发明方法，并发明方法在不同浓度水平下均取得良好的测定结果，而且目前大多实验室采用的测定方法操作步骤繁琐，对实验技能要求较高，增加了实验结果的不确定，进一步证明了本发明的实用性。
[0095] 上述实例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化均为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。