硒是人體必需的15種營(yíng)養(yǎng)素之一，硒缺乏是發(fā)生克山病和大骨節(jié)病的重要原因。嬰幼兒吸收一定量的硒能提高免疫力、促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育，但硒過(guò)量攝入也可引起中毒。2016年美國(guó)FDA發(fā)布終期條例，將硒列為嬰兒配方乳粉必需營(yíng)養(yǎng)素，且規(guī)定了蕞低及蕞高限量值，同時(shí)要求在乳粉標(biāo)簽中也須標(biāo)明硒含量。我國(guó)強(qiáng)制性食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB10765、GB10766及GB10767，對(duì)于硒的限量也有明確的規(guī)定。

目前，國(guó)內(nèi)外食品領(lǐng)域測(cè)定硒的方法主要有原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、電感耦合等離子發(fā)射光譜法以及電感耦合等離子體質(zhì)譜法等。其中原子熒光光譜法和（AFS）電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）為乳粉中硒測(cè)定較主流的方法，但由于檢測(cè)原理不同和樣品基質(zhì)效應(yīng)，兩種方法的檢測(cè)結(jié)果往往會(huì)出現(xiàn)較大差異。本試驗(yàn)以微波消解對(duì)樣品進(jìn)行前處理，分別使用原子熒光光譜外標(biāo)法和電感耦合等離子體質(zhì)譜法的高靈敏度模式、高基體模式及標(biāo)準(zhǔn)加入法對(duì)嬰幼兒配方乳粉中的硒進(jìn)行測(cè)定，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析比較，同時(shí)，對(duì)方法原理及定量檢測(cè)條件差異進(jìn)行探討。

1.材料與設(shè)備

微波消解儀；原子熒光光譜儀（上海美析儀器有限公司）；電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（上海美析儀器有限公司）；控溫電爐；酸純化系統(tǒng)；超純水機(jī)。

硒單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（GSB04-1751-2004，國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心），鍺元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（GSB04-1728-2004，國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心）；硝酸（優(yōu)級(jí)純）；鹽酸（優(yōu)級(jí)純）；硼氫化鉀（分析純）；氫氧化鉀（分析純）；超純水（電阻率≥18.2MΩ·cm）；液氬；氦氣（≥99.995%）；嬰配乳粉樣品質(zhì)控樣品（乳制品生產(chǎn)企業(yè)提供）。

2.方法

2.1原子熒光光譜測(cè)定技術(shù)

2.1.1樣品前處理為提高樣本結(jié)果的代表性，使用微波消解儀進(jìn)行樣品消解，通過(guò)只控制單一消解管的溫度和壓力以確保每個(gè)試樣有相同的消解情況。樣品經(jīng)混勻后，稱取0.5g（精確至0.0001g）于微波消解管中，加入5mL經(jīng)過(guò)純化的硝酸，加蓋放入微波消解儀，靜置2h，按照預(yù)設(shè)微波升溫程序逐個(gè)進(jìn)行消解，微波升溫程序見(jiàn)表1。待消解完成后，取出消解管置于電熱爐上180℃將酸液蒸發(fā)至近干，加入2mL濃鹽酸，繼續(xù)加熱將酸液蒸發(fā)至0.5mL左右，取下冷卻，轉(zhuǎn)移至10mL容量瓶中，用水洗滌消解管2~3次，合并洗液并定容。同時(shí)做空白試驗(yàn)。

2.1.2儀器測(cè)試條件載流：5%鹽酸；還原劑：20g/L硼氫化鉀（用5g/L氫氧化鉀溶液定容）。標(biāo)準(zhǔn)溶液梯度濃度：4.0、8.0、12.0、16.0、20.0μg/L。定量方法：標(biāo)準(zhǔn)曲線法。原子熒光光譜儀參數(shù)如表2所示。

2.2電感耦合等離子體測(cè)定技術(shù)（ICP-MS）

2.2.1樣品前處理用微波消解儀對(duì)樣品進(jìn)行消解。樣品經(jīng)混勻后，稱取0.5g（精確至0.0001g）于微波消解管中，加入5mL經(jīng)過(guò)純化的硝酸，加蓋放入微波消解儀，靜置2h，按照預(yù)設(shè)微波升溫程序進(jìn)行消解，微波升溫程序見(jiàn)表1。待消解完成后，取出消解管置于電熱爐上180℃將酸液蒸發(fā)至1.0mL左右，取下冷卻，轉(zhuǎn)移至25mL容量瓶中，用水洗滌消解管2~3次，合并洗液并定容。同時(shí)做空白試驗(yàn)。

2.2.2儀器測(cè)試條件硒檢測(cè)質(zhì)量數(shù)：78，在線內(nèi)標(biāo)：鍺（質(zhì)量數(shù)72），進(jìn)樣模式：高靈敏度模式、高基體模式。定量方法：標(biāo)準(zhǔn)曲線法（高靈敏度模式）；標(biāo)準(zhǔn)曲線法（高基體模式HMI）；標(biāo)準(zhǔn)加入法（高靈敏度模式）。電感耦合等離子體質(zhì)譜儀參數(shù)如表3所示，并用1μg/L調(diào)諧液調(diào)諧儀器參數(shù)至最佳狀態(tài)。

3.結(jié)果與討論

3.1結(jié)果

試驗(yàn)以某乳制品生產(chǎn)企業(yè)提供的嬰配乳粉質(zhì)控樣品為基質(zhì)，其質(zhì)控含量中位值為0.185mg/kg，分別采用原子熒光光譜和電感耦合等離子體質(zhì)譜進(jìn)行測(cè)定，計(jì)算檢測(cè)結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果如表4。

3.2討論

3.2.1檢測(cè)結(jié)果的比較將試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以相對(duì)誤差來(lái)評(píng)價(jià)檢測(cè)結(jié)果與質(zhì)控樣品中位值的差異。表5結(jié)果表明，4種不同測(cè)定方式的檢測(cè)結(jié)果差異較大，原子熒光光譜標(biāo)準(zhǔn)曲線法和ICP-MS標(biāo)準(zhǔn)加入法定量結(jié)果與質(zhì)控樣品中位值比較接近，原子熒光光譜法測(cè)定結(jié)果比中位值稍低，ICP-MS標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定結(jié)果比中位值稍高。而ICP-MS采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量時(shí)，使用高靈敏度模式和高基體模式的測(cè)定結(jié)果均與質(zhì)控中位值相差較大，且均呈現(xiàn)偏高的態(tài)勢(shì)，高靈敏度模式比高基體模式的正偏差更大。

3.2.2不同測(cè)定技術(shù)的探討嬰幼兒配方乳粉食品基質(zhì)較復(fù)雜，基體中的蛋白質(zhì)和油脂含量均較高，且由于在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)添加多種礦物質(zhì)元素，使基質(zhì)本身的鹽含量較高，基體中的有機(jī)物和元素間的多原子離子影響都會(huì)對(duì)檢測(cè)過(guò)程造成較大干擾；同時(shí)，硒在乳粉中的強(qiáng)化添加量較低，也使基體對(duì)其檢測(cè)干擾更為顯著；另外，原子熒光光譜和電感耦合等離子體質(zhì)譜的檢測(cè)技術(shù)原理不同，也會(huì)使同一基質(zhì)的檢測(cè)結(jié)果有較大差異。

（1）原子熒光光譜測(cè)定技術(shù)：原子熒光光譜的原理是先將試樣溶液中的六價(jià)硒還原為四價(jià)硒，通過(guò)鹽酸作為載流，以硼氫化鉀作還原劑，將四價(jià)硒還原成硒化氫，由氬氣帶入原子化器中進(jìn)行原子化，在硒空心陰極燈照射下，產(chǎn)生特征波長(zhǎng)的熒光。這種檢測(cè)原理的優(yōu)勢(shì)在于其對(duì)不同基質(zhì)的適應(yīng)性比較強(qiáng)，特別是在測(cè)定復(fù)雜基質(zhì)樣品時(shí)，基質(zhì)中的硒形成氫化物氣體被載氣輸送至檢測(cè)器，其他不參與氫化反應(yīng)基質(zhì)成分隨廢液排出，很大程度降低了基體對(duì)硒檢測(cè)的影響，使其檢測(cè)結(jié)果更接近質(zhì)控特性值。在檢測(cè)過(guò)程中，六價(jià)硒還原成四價(jià)硒的轉(zhuǎn)化率是影響檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。由于六價(jià)硒不能形成氫化物，如基質(zhì)中六價(jià)硒沒(méi)有充分的轉(zhuǎn)化成四價(jià)硒，會(huì)造成結(jié)果偏低。實(shí)驗(yàn)對(duì)還原過(guò)程的關(guān)鍵試劑硼氫化鉀濃度進(jìn)行了研究，分別考察15、20、25、30g/L硼氫化鉀對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。由附圖結(jié)果可見(jiàn)，當(dāng)硼氫化鉀濃度偏低時(shí)，硒形態(tài)轉(zhuǎn)化不完全，使結(jié)果偏低，隨著硼氫化鉀濃度的提高，硒化氫的轉(zhuǎn)化率增大，測(cè)定結(jié)果也隨之增高；隨著濃度的進(jìn)一步升高，硒的氫化程度趨于飽和，檢測(cè)結(jié)果的上升態(tài)勢(shì)也隨之減緩?？紤]結(jié)果的準(zhǔn)確性和試劑的消耗性，本實(shí)驗(yàn)使用20g/L硼氫化鉀作為還原劑。

（2）電感耦合等離子體質(zhì)譜測(cè)定技術(shù)：電感耦合等離子體質(zhì)譜的原理是將樣品霧化成氣溶膠，以氬氣為載氣通過(guò)電感耦合等離子體電離后，以元素特定質(zhì)量數(shù)（質(zhì)荷比，m/z）定性，檢測(cè)待測(cè)元素質(zhì)譜信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行定量。此技術(shù)可以在一次分析中對(duì)多種元素進(jìn)行定性定量分析，但其受進(jìn)樣模式、檢測(cè)參數(shù)設(shè)置和樣品基質(zhì)多原子離子等因素的影響，需在檢測(cè)時(shí)選取合適的進(jìn)樣模式和定量方式使結(jié)果更加準(zhǔn)確。在確定進(jìn)樣模式和定量方式前，需對(duì)硒的檢測(cè)質(zhì)量數(shù)進(jìn)行確定。硒的最大豐度比質(zhì)量數(shù)為80Se（天然豐度比為49.8%），由于ICP-MS是采用氬氣作為等離子氣，質(zhì)量數(shù)80Se會(huì)受到40Ar2+的嚴(yán)重干擾，使本底值非常大［17］，所以需選取其他質(zhì)量數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。其他同位素有77Se（豐度比7.6%）、78Se（豐度比23.7%）、82Se（豐度比9.2%），但這幾個(gè)同位素也受到40Ar37Cl、40Ca37Cl、39K38Ar、42Ca40Ar、81BH等多原子離子干擾，綜合比較檢測(cè)靈敏度、質(zhì)譜干擾和響應(yīng)值等因素的影響，選用78Se作為檢測(cè)質(zhì)量數(shù)。

①高靈敏度模式：在選用豐度比較小的同位素作為檢測(cè)時(shí)，選擇高靈敏度模式可以提高待測(cè)元素的靈敏度，使結(jié)果更加穩(wěn)定，所以實(shí)驗(yàn)首先采用高靈敏度進(jìn)樣模式。在此模式下，儀器通過(guò)增加一路載氣的方式提升樣品本身的霧化效率，即讓更多樣品形成氣溶膠以達(dá)到提高靈敏度的目的。表5結(jié)果表明，這一組數(shù)據(jù)結(jié)果比質(zhì)控特性值偏高約25%。對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行分析，嬰幼兒配方乳粉本身有機(jī)物含量較高，盡管在消解過(guò)程中會(huì)消耗掉大部分有機(jī)物，但有一部分碳鏈會(huì)留在樣品溶液中，而碳的殘留會(huì)使儀器有碳增益效應(yīng)，在使用高靈敏度進(jìn)樣時(shí)，由于樣品霧化效率的提升，導(dǎo)致基質(zhì)效應(yīng)的放大，使得碳基增益的干擾也同步放大；該模式雖增加了目標(biāo)元素的靈敏度，但也增加了基體的增益效應(yīng)，不能消除高基體樣品的基質(zhì)影響。

②高基體模式：在高靈敏度模式未解決基體效應(yīng)的情況下，更換為高基體模式進(jìn)行分析。高基體模式（HMI）是儀器在待測(cè)樣品溶液霧化后增加一路稀釋氣，將已經(jīng)霧化完成的待測(cè)樣品氣溶膠進(jìn)行稀釋，從而降低樣品的基質(zhì)效應(yīng)。表5結(jié)果表明，檢測(cè)結(jié)果較質(zhì)控特性值的增大情況有所降低，但結(jié)果仍比質(zhì)控特性值高，同時(shí)檢測(cè)結(jié)果的RSD較大。對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行分析，由于測(cè)定時(shí)選用了硒的次豐度比質(zhì)量數(shù)，其本身的響應(yīng)值較小，而在高基體模式稀釋進(jìn)樣下，隨降低了一部分的基體干擾，但硒的靈敏度也進(jìn)一步下降，使檢測(cè)結(jié)果波動(dòng)較大。此種模式不能完荃去除基質(zhì)效應(yīng)，且會(huì)影響檢測(cè)的穩(wěn)定性和重復(fù)性。

③標(biāo)準(zhǔn)加入法：高靈敏度模式和高基體模式均未能解決嬰配乳粉中硒的基體干擾效應(yīng)，遂采用消除基體干擾較好的傳統(tǒng)方式-標(biāo)準(zhǔn)加入法。考慮到檢測(cè)結(jié)果的穩(wěn)定性，采用與標(biāo)準(zhǔn)曲線法中高靈敏度模式相同的儀器條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。此方法為平行稱取多份同一乳粉樣品溶液，用乳粉樣品溶液配制硒標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，后繪制標(biāo)準(zhǔn)加入法標(biāo)準(zhǔn)曲線。表5結(jié)果表明，檢測(cè)結(jié)果與質(zhì)控特性值的偏差范圍控制在5%以內(nèi)。對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行分析，標(biāo)準(zhǔn)加入法通過(guò)使用樣品溶液為基質(zhì)來(lái)配制標(biāo)準(zhǔn)曲線的方法，形成了基體匹配，大大降低了基質(zhì)效應(yīng)，在保證靈敏度的前提下，得到更準(zhǔn)確穩(wěn)定的檢測(cè)結(jié)果。

3.2.3不同檢測(cè)技術(shù)的分析比較采用原子熒光光譜技術(shù)檢測(cè)嬰幼兒配方乳粉中的硒含量，其對(duì)基體的抗干擾能力更強(qiáng)，檢測(cè)結(jié)果與質(zhì)控特性值的吻合度較好，此方法檢測(cè)效率較高，且成本相對(duì)較低；電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)適用于多元素同時(shí)檢測(cè)，但受復(fù)雜基體的干擾較大，當(dāng)用此方法檢測(cè)嬰幼兒配方乳粉中的硒含量時(shí)，通過(guò)調(diào)整儀器參數(shù)和檢測(cè)模式均無(wú)法達(dá)到良好的基體干擾去除的效果，需要采用基體匹配的方法以獲得更準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果。

4.結(jié)論

實(shí)驗(yàn)采用原子熒光光譜技術(shù)和電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)對(duì)嬰幼兒配方乳粉中硒含量進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)結(jié)果、檢測(cè)原理、儀器條件和分析模式等進(jìn)行了比較和探討。實(shí)驗(yàn)表明，原子熒光光譜檢測(cè)技術(shù)測(cè)定硒時(shí)對(duì)復(fù)雜基體樣品的適應(yīng)性更強(qiáng)，檢測(cè)結(jié)果較可靠，電感耦合等離子體質(zhì)譜檢測(cè)技術(shù)測(cè)定硒時(shí)，高靈敏度模式和高基體模式均不能解決嬰幼兒配方乳粉高基體干擾的情況，使用基體匹配的標(biāo)準(zhǔn)加入法可顯著消除基體干擾，獲得較可靠的檢測(cè)結(jié)果。

文章來(lái)源：[1]嚴(yán)睿,李清清.基于AFS和ICP-MS測(cè)定嬰幼兒配方乳粉中硒含量的關(guān)鍵技術(shù)探討[J/OL].中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng),1-5[2024-07-29].https://doi.org/10.19870/j.cnki.11-3716/ts.20240711.001.