原子荧光法测定食品中硒含量的研究

原子荧光法测定食品中硒含量的研究
摘要：近十几年来，科学家们发现一些食物中富含一定量的硒，硒是一种天
然的抗氧化剂，食物中含有微量的硒加强了食物的营养效果。

用微波消解食物样品，原子荧光光度法测定其含量，该方法操作简单，结果准确，能满足日常食物
中硒的检验要求。

关键词：硒；原子荧光；食品
一、硒的概述
硒是一种化学元素，化学符号是Se，是动物体必需的营养元素和植物有益的
营养元素。

硒在自然界的存在方式分为两种:无机硒和有机硒。

科学家测定，有些疾病，特别是肿瘤、高血压、内分泌代谢病、糖尿病、老
年性便秘都与缺硒有关。

硒在人体组织内含量为千万分之一，但它却决定了生命
的存在，对人类健康的巨大作用是其他物质无法替代的。

缺硒会直接导致人体免疫能力下降，临床医学证明，威胁人类健康和生命的
四十多种疾病都与人体缺硒有关，如癌症、心血管病、肝病、白内障、胰脏疾病、糖尿病、生殖系统疾病等等。

据专家考证，人需要终生补硒，人每天必须摄入足
够量的硒。

因此，补硒已经成为我们追寻健康的一种潮流，也是势在必行的健康
使命。

二、硒的分析方法—原子荧光光谱法
1、原子荧光光谱法的原理
酸化过的样品溶液中的待测元素与还原剂在氢化物发生系统中反应生成气态
氢化物，过量氢气和气态氢化物与载气（氩气）混合，进入原子化器，氢气和氩
气形成氩氢火焰，使待测元素原子化。

待测元素的激发发光源（一般高强度空心
阴极灯）发射特征谱线通过聚焦，激发氩氢焰中待测物原子，得到的荧光信号被
光电倍增管接收，然后经放大，解调，得到荧光强度信号，荧光强度与被测元素的浓度在一定的条件下成正比，据此进行定量分析。

2、测定中常见问题、原因分析及对策
（1）荧光信号波动性较大
原子化器上方安装的排气扇高度与功率也会对荧光信号的重现性产生影响，应做适当调整。

如果光电倍增管使用电压过高，暗电子发射影响较大，导致荧光信号波动，当检测信号能满足要求时，尽量使用小的光电倍增管电压来减少噪声。

（2）荧光强度值低甚至没有
检查载气、辅气调节开关是否开启，一般将载气流量调节至600mL/min，辅气流量为800mL/min，不能过高或过低。

载气流量过大会冲稀测定成分的浓度，过小不能迅速将测定成分带入石英炉，使荧光强度低且不稳定，屏蔽气体可防止周围空气进入火焰产生荧光淬灭。

每次测定前先要检查是否已加水封,没有加水封，产生的氢气跑了进不了原子化器。

荧光信号低或没有还可能是气路系统积水、漏气、堵塞、连接件破裂，可通过清洗、疏通、更换管道或更换密封垫、更换连接件等方法进行解决。

（3）空白荧光强度偏大
所用试剂特别是盐酸的纯度不够会造成空白值偏大，要使用优级纯的试剂配制溶液进行测定。

进样管污染，或者是反应模块、原子化器顶端炉丝及石英炉芯污染也可能导致空白荧光强度偏大，可用大量蒸馏水冲洗管壁；用棉球擦拭反应模块内部污垢后浸泡于20%硝酸中24小时，再用蒸馏水冲洗干净，晾干后装回；取下原子化器
顶端白色瓷盖及石英炉芯，置于20%硝酸中浸泡24小时后用蒸馏水冲洗干净，晾
干后装回，同时更换新炉丝。

（4）样品测试重复性差
仪器预热时间不够，还未稳定即进行测试，应使仪器主机预热足够时间再进
行测定，一般预热30分钟以上，侍仪器稳定再进行测定。

管路中待测元素残留，仪器有记忆效应，应先测定低浓度样品再测定高浓度
样品，测完高浓度样品后可进行清洗管路再继续测定。

（5）样品测试灵敏度降低
调节合适的灯电流及负高压，过高会使灵敏度降低。

原子化器高度调节不当，或空心阴极灯未对焦也会降低灵敏度，调节原子化
器位置及空心阴极灯，使荧光强度值最大，光路焦点与火焰中心重合。

空心阴极灯老化，可适当提高灯电流或负高压或更换灯。

三、实验部分
1、原理
将已粉碎的样品，置于微波消解罐中进行消解，将样品中的硒还原成四价硒，
用硼氢化钠（NaBH
4）作为还原剂，将四价硒在盐酸介质中还原成硒化氢（H
2
Se），
由载气（氩气）带入原子化器中进行原子化，在硒空心阴极灯照射下，基态硒原子被激发至高能态，再去活化回到基态时，发射出特征波长的荧光，其荧光强度与硒的含量成正比，与标准系列比较定量。

2、试剂与仪器设备
试剂：本方法所用的试剂为优级纯，测定用水为超纯水。

氢氧化钠溶液
（2g/L）；硼氢化钠溶液（20g/L）；盐酸1+1；30%的过氧化氢；铁氰化钾
100g/L；硝酸；硒标准贮备液（0.50μg/mL）。

仪器设备：AFS-230E型双道原子荧光光度计，配有硒空心阴极灯，ETHOS Ⅰ
型微波消解系统，VB24型智能样品处理器。

3、分析方法及测定
样品前处理：称取0.3~0.6g（精确到0.1mg）已粉碎后食物样品于消解罐中，加入5ml硝酸，预处理30分钟后补加2ml硝酸，1ml过氧化氢，于微波炉中消解。

消解条件：压力由0.4Mpa分五个工步逐步升至1.6MPa，并保持5min，消解至溶
液澄清透明。

待消解罐冷却后（用微波消解仪自带吹风机加速冷却），加入5mL6mol/L盐酸，加热15分钟（用配备的智能样品处理器加热），冷却至室温，取10ml消解
液加入25ml容量瓶中，加入盐酸（1+1）6ml，铁氰化钾2ml用水定容至刻度。

同时做空白试验。

标准系列的配制：吸取硒标准贮备液于50mL容量瓶中。

配制相当于硒的浓
度0.0、5.0、10.0、20.0、50.0、80.0、100.0μg/L的标准系列。

4、测定
测定步骤按以上设好仪器最佳条件，输入有关参数，点燃原子化器炉丝，稳
定30分钟后开始测量，连续用载流进样待读数稳定后，用标准系列零管进样，
确定空白值，然后转入标准系列测量，绘制标准曲线，再依次进行样品溶液测定。

测定完毕后，依次用载流液和水清洗仪器。

四、结果
1、仪器条件选择
单测食物中的硒，考虑到硒的浓度较低，灯的寿命等多种因素，经实验选择
仪器最佳测定条件是负高压为300～320V、灯电流为70～80mA、载气为400～
600mL/min、屏蔽气为800～1000mL/min、硼氢化钠的浓度为1.5%～2.5%时。

2、不同种类酸及酸度的影响
实验选择了盐酸、硫酸、硝酸、磷酸作介质。

经实验证明盐酸、硝酸作为硒
的酸介质较好。

则可选4%～12%的盐酸作介质，本次试验选用了10%HCL。

3、硼氢化钠溶液浓度的选择
浓度过低时，还原能力较弱，灵敏度低；当浓度在1.5～试验表明，当NaBH
4
溶液。

2.5g/L时基本稳定且达到最大值，本次试验选取2.0g/L NaBH
4
4、共存离子的干扰
在研究硒测定的干扰时，在含5ug/L的硒标准溶液中加入以下金属离子
0.5mg/L（As、Fe、Sn、Pb、Sb、Cd、Cu、Hg）与未加干扰离子的标准溶液比较，荧光强度改变±8%以上即视为对它产生一定程度的干扰，结果为未加干扰离子的
荧光强度为388.4，加了与上面相对应离子的荧光强度分别为414.7、412.7、418.8、363.6、370.9、408.8、407.7、361.7，可见都在388.4±8%（357.3～419.47）以内，各金属离子对硒的测定无干扰，在样品测定时，可以不加掩蔽剂
直接测定。

但在加入钙、锌这两种离子时，对结果产生了影响，实验中加入铁氰
化钾可消除干扰,且铁氰化钾对硒的荧光强度没有影响。

5、线性范围
硒在较宽的浓度范围内线性关系都很好，考虑到在食物中硒的卫生指标及测
定的要求，硒的标准曲线浓度范围为0～100μg/L在最佳仪器条件下测定，硒的
相关系数为0.9998。

6、检出限
根据仪器的设定测定检出限，连续测定空白溶液11次，用3倍空白样品荧
光值的标准偏差除以标准曲线斜率即为本方法最低检出限，硒为0.22ng/mL。

7、精密度
测定不同硒含量的食物样品各八次，求硒含量的相对标准偏差。

8、回收率
选择四个食物样品，在食物样品中加入一定浓度的硒标准溶液，测定样品的
加标回收率。

五、结论
本文采用了原子荧光度计测定食物中的硒，选择了适宜的仪器条件、酸介质、酸度，进行了干扰离子及掩蔽干扰方法的研究，本方法的最低检出限为
0.22ng/mL，在测定中硒的标准曲线浓度范围为0～100μg/L，相关系数达到
γ=0.9998，用相对标准偏差考察方法的精密度，相对标准偏差在1.7%以下，用
加标回收率考察方法的准确度，低浓度加标准回收率为Se97.7%~100.9%，能满足
产品质量检验要求。

本方法操作简便，灵敏度高，线性范围宽，仪器价格低廉，
便于推广，适用于食物中硒的测定。

参考文献
[1]叶素芳．微量元素硒与人体健康的研究．广东微量元素科学，2015.15
[2]吴万征.微量元素硒与人体健康．广东微量元素科学．2016.1
[3]徐辉碧．硒的化学、生物化学及其在生命科学中的应用．华中理工大学
出版社．2017.18
[4]胡克季．硒的化学与生物化学形态分析综述．光谱学与光谱分析2016.29
[5] HJ694-2014水质汞、砷、硒、秘和锑的测定原子荧光法[S].。