硒是人體必需的15種營養(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、促進生長發(fā)育，但硒過量攝入也可引起中毒。2016年美國FDA發(fā)布終期條例，將硒列為嬰兒配方乳粉必需營養(yǎng)素，且規(guī)定了蕞低及蕞高限量值，同時要求在乳粉標簽中也須標明硒含量。我國強制性食品安全國家標準GB10765、GB10766及GB10767，對于硒的限量也有明確的規(guī)定。

目前，國內(nèi)外食品領域測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）為乳粉中硒測定較主流的方法，但由于檢測原理不同和樣品基質(zhì)效應，兩種方法的檢測結果往往會出現(xiàn)較大差異。本試驗以微波消解對樣品進行前處理，分別使用原子熒光光譜外標法和電感耦合等離子體質(zhì)譜法的高靈敏度模式、高基體模式及標準加入法對嬰幼兒配方乳粉中的硒進行測定，對結果進行分析比較，同時，對方法原理及定量檢測條件差異進行探討。

1.材料與設備

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。

硒單元素標準溶液（GSB04-1751-2004，國家有色金屬及電子材料分析測試中心），鍺元素標準溶液（GSB04-1728-2004，國家有色金屬及電子材料分析測試中心）；硝酸（優(yōu)級純）；鹽酸（優(yōu)級純）；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原子熒光光譜測定技術

2.1.1樣品前處理為提高樣本結果的代表性，使用微波消解儀進行樣品消解，通過只控制單一消解管的溫度和壓力以確保每個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)過純化的硝酸，加蓋放入微波消解儀，靜置2h，按照預設微波升溫程序逐個進行消解，微波升溫程序見表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。同時做空白試驗。

2.1.2儀器測試條件載流：5%鹽酸；還原劑：20g/L硼氫化鉀（用5g/L氫氧化鉀溶液定容）。標準溶液梯度濃度：4.0、8.0、12.0、16.0、20.0μg/L。定量方法：標準曲線法。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定技術（ICP-MS）

2.2.1樣品前處理用微波消解儀對樣品進行消解。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)過純化的硝酸，加蓋放入微波消解儀，靜置2h，按照預設微波升溫程序進行消解，微波升溫程序見表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。同時做空白試驗。

2.2.2儀器測試條件硒檢測質(zhì)量數(shù)：78，在線內(nèi)標：鍺（質(zhì)量數(shù)72），進樣模式：高靈敏度模式、高基體模式。定量方法：標準曲線法（高靈敏度模式）；標準曲線法（高基體模式HMI）；標準加入法（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.結果與討論

3.1結果

試驗以某乳制品生產(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)譜進行測定，計算檢測結果和標準偏差，結果如表4。

3.2討論

3.2.1檢測結果的比較將試驗結果進行統(tǒng)計分析，以相對誤差來評價檢測結果與質(zhì)控樣品中位值的差異。表5結果表明，4種不同測定方式的檢測結果差異較大，原子熒光光譜標準曲線法和ICP-MS標準加入法定量結果與質(zhì)控樣品中位值比較接近，原子熒光光譜法測定結果比中位值稍低，ICP-MS標準加入法測定結果比中位值稍高。而ICP-MS采用標準曲線法定量時，使用高靈敏度模式和高基體模式的測定結果均與質(zhì)控中位值相差較大，且均呈現(xiàn)偏高的態(tài)勢，高靈敏度模式比高基體模式的正偏差更大。

3.2.2不同測定技術的探討嬰幼兒配方乳粉食品基質(zhì)較復雜，基體中的蛋白質(zhì)和油脂含量均較高，且由于在生產(chǎn)過程中會添加多種礦物質(zhì)元素，使基質(zhì)本身的鹽含量較高，基體中的有機物和元素間的多原子離子影響都會對檢測過程造成較大干擾；同時，硒在乳粉中的強化添加量較低，也使基體對其檢測干擾更為顯著；另外，原子熒光光譜和電感耦合等離子體質(zhì)譜的檢測技術原理不同，也會使同一基質(zhì)的檢測結果有較大差異。

（1）原子熒光光譜測定技術：原子熒光光譜的原理是先將試樣溶液中的六價硒還原為四價硒，通過鹽酸作為載流，以硼氫化鉀作還原劑，將四價硒還原成硒化氫，由氬氣帶入原子化器中進行原子化，在硒空心陰極燈照射下，產(chǎn)生特征波長的熒光。這種檢測原理的優(yōu)勢在于其對不同基質(zhì)的適應性比較強，特別是在測定復雜基質(zhì)樣品時，基質(zhì)中的硒形成氫化物氣體被載氣輸送至檢測器，其他不參與氫化反應基質(zhì)成分隨廢液排出，很大程度降低了基體對硒檢測的影響，使其檢測結果更接近質(zhì)控特性值。在檢測過程中，六價硒還原成四價硒的轉(zhuǎn)化率是影響檢測結果準確性的關鍵。由于六價硒不能形成氫化物，如基質(zhì)中六價硒沒有充分的轉(zhuǎn)化成四價硒，會造成結果偏低。實驗對還原過程的關鍵試劑硼氫化鉀濃度進行了研究，分別考察15、20、25、30g/L硼氫化鉀對測定結果的影響。由附圖結果可見，當硼氫化鉀濃度偏低時，硒形態(tài)轉(zhuǎn)化不完全，使結果偏低，隨著硼氫化鉀濃度的提高，硒化氫的轉(zhuǎn)化率增大，測定結果也隨之增高；隨著濃度的進一步升高，硒的氫化程度趨于飽和，檢測結果的上升態(tài)勢也隨之減緩?？紤]結果的準確性和試劑的消耗性，本實驗使用20g/L硼氫化鉀作為還原劑。

（2）電感耦合等離子體質(zhì)譜測定技術：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，檢測待測元素質(zhì)譜信號強度進行定量。此技術可以在一次分析中對多種元素進行定性定量分析，但其受進樣模式、檢測參數(shù)設置和樣品基質(zhì)多原子離子等因素的影響，需在檢測時選取合適的進樣模式和定量方式使結果更加準確。在確定進樣模式和定量方式前，需對硒的檢測質(zhì)量數(shù)進行確定。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會受到40Ar2+的嚴重干擾，使本底值非常大［17］，所以需選取其他質(zhì)量數(shù)進行檢測。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，綜合比較檢測靈敏度、質(zhì)譜干擾和響應值等因素的影響，選用78Se作為檢測質(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時，選擇高靈敏度模式可以提高待測元素的靈敏度，使結果更加穩(wěn)定，所以實驗首先采用高靈敏度進樣模式。在此模式下，儀器通過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到提高靈敏度的目的。表5結果表明，這一組數(shù)據(jù)結果比質(zhì)控特性值偏高約25%。對此現(xiàn)象進行分析，嬰幼兒配方乳粉本身有機物含量較高，盡管在消解過程中會消耗掉大部分有機物，但有一部分碳鏈會留在樣品溶液中，而碳的殘留會使儀器有碳增益效應，在使用高靈敏度進樣時，由于樣品霧化效率的提升，導致基質(zhì)效應的放大，使得碳基增益的干擾也同步放大；該模式雖增加了目標元素的靈敏度，但也增加了基體的增益效應，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的情況下，更換為高基體模式進行分析。高基體模式（HMI）是儀器在待測樣品溶液霧化后增加一路稀釋氣，將已經(jīng)霧化完成的待測樣品氣溶膠進行稀釋，從而降低樣品的基質(zhì)效應。表5結果表明，檢測結果較質(zhì)控特性值的增大情況有所降低，但結果仍比質(zhì)控特性值高，同時檢測結果的RSD較大。對此現(xiàn)象進行分析，由于測定時選用了硒的次豐度比質(zhì)量數(shù)，其本身的響應值較小，而在高基體模式稀釋進樣下，隨降低了一部分的基體干擾，但硒的靈敏度也進一步下降，使檢測結果波動較大。此種模式不能完荃去除基質(zhì)效應，且會影響檢測的穩(wěn)定性和重復性。

③標準加入法：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，遂采用消除基體干擾較好的傳統(tǒng)方式-標準加入法?？紤]到檢測結果的穩(wěn)定性，采用與標準曲線法中高靈敏度模式相同的儀器條件進行實驗。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準系列溶液，后繪制標準加入法標準曲線。表5結果表明，檢測結果與質(zhì)控特性值的偏差范圍控制在5%以內(nèi)。對此現(xiàn)象進行分析，標準加入法通過使用樣品溶液為基質(zhì)來配制標準曲線的方法，形成了基體匹配，大大降低了基質(zhì)效應，在保證靈敏度的前提下，得到更準確穩(wěn)定的檢測結果。

3.2.3不同檢測技術的分析比較采用原子熒光光譜技術檢測嬰幼兒配方乳粉中的硒含量，其對基體的抗干擾能力更強，檢測結果與質(zhì)控特性值的吻合度較好，此方法檢測效率較高，且成本相對較低；電感耦合等離子體質(zhì)譜技術適用于多元素同時檢測，但受復雜基體的干擾較大，當用此方法檢測嬰幼兒配方乳粉中的硒含量時，通過調(diào)整儀器參數(shù)和檢測模式均無法達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確的檢測結果。

4.結論

實驗采用原子熒光光譜技術和電感耦合等離子體質(zhì)譜技術對嬰幼兒配方乳粉中硒含量進行檢測，對檢測結果、檢測原理、儀器條件和分析模式等進行了比較和探討。實驗表明，原子熒光光譜檢測技術測定硒時對復雜基體樣品的適應性更強，檢測結果較可靠，電感耦合等離子體質(zhì)譜檢測技術測定硒時，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，使用基體匹配的標準加入法可顯著消除基體干擾，獲得較可靠的檢測結果。

文章來源：[1]嚴睿,李清清.基于AFS和ICP-MS測定嬰幼兒配方乳粉中硒含量的關鍵技術探討[J/OL].中國食物與營養(yǎng),1-5[2024-07-29].https://doi.org/10.19870/j.cnki.11-3716/ts.20240711.001.