微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定意大利蜜蜂雄蜂蛹中的硒

（山东农业大学动物科技学院，泰安 271000）

硒元素在1817年被瑞典化学家Jöns Jacob Berzelius发现并命名[1]，1957年，Schwarz和Foltz证明了硒是动物必须的微量元素，揭开了硒营养作用的面纱[2]。1973年，Rotruck等证明硒是谷胱甘肽过氧化酶的重要组成部分，在细胞抗氧化作用中占据重要地位[3]。随着研究的不断深入，硒被证明对动物的生长、发育、抗癌和免疫均具有重要的作用[3,4]。硒研究的不断深入对准确测定生物制品中微量元素硒的方法也提出了新的要求，对测定的准确性与检出限的要求也越来越高。

雄蜂蛹是一种营养价值较高的蜜蜂产品，蜜蜂雄蜂蛹是指雄性蜜蜂发育到22～23日龄时的个体。此时，蛹已成熟，但尚未羽化，含有极其丰富的营养物质。雄蜂蛹作为保健、营养食品，已被越来越多的人接受[5]。目前，对蜂产品中硒元素的检测，如蜂王浆，主要有氢化物原子荧光光谱法、氢化物发生原子吸收光谱法（HG-AFS）、氢化物发生石墨炉原子吸收光谱法、催化示波极谱法、ICP-AES/OES等[6-9]。然而，这些方法均有一定的局限性，氢化物原子荧光法测定过程中硒易挥发损失导致结果不准确，HG-AFS尽管有较高的灵敏度和选择性，但蜂产品中硒含量较低，其中的有机质残留使HG-AFS测定时存在仪器漂移不稳定的问题，已经不能满足微量硒的分析需要[10]；催化示波极谱法的稳定性差[11]等各类问题。微波消解-电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）提供了极低的检出限、极宽的动态线性范围，干扰少、分析精密度高，自诞生至今一直是元素检测领域测试方法研究的核心之一[12-14]。

本研究首次采用微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定意大利蜜蜂雄蜂蛹中的硒，试图建立一种灵敏准确、简单可行、适用范围广的雄蜂蛹微量元素的测定技术方法。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

1.1.1 仪器和工作条件

Multiwave 3000 型微波消解仪（奥地利Anton Paar公司）。主要工作参数：微波输出功率1400W，磁控管频率2455MHz，转子速度3rpm。

X-Series Ⅱ型电感耦合等离子体质谱仪（美国Thermo公司），主要工作参数见表1。使用ICP-MS调谐溶液，优化仪器参数，使所有测定元素有最大的灵敏度、最小的氧化物和双电荷比值，能满足JF1159-2006《四极杆电感耦合等离子体质谱仪校准规范》中的相关规定。

表1 ICP-MS仪器工作条件

1.1.2 主要试剂

标准储备液：Se为100μg/ml，购买于国家有色金属及电子材料分析测试中心；标准液配制，取硒元素标准储备液，以5%的硝酸为介质进行逐级稀释，配制成浓度为0mg/l、0.005mg/l、0.01mg/l、0.02mg/l、0.1mg/l的标准系列溶液。内标溶液：内标元素根据相对原子质量相近的原则选择Rh元素，购买于国家有色金属及电子材料分析测试中心；取浓度为100μg/ml的Rh元素溶液配制内标溶液，浓度为10μg/l。

1.2 样品前处理

取意大利蜜蜂雄蜂蛹（2017年6～7月份，生产于山东农业大学试验蜂场）约0.3g，精密称定，放置于洗好烘干的聚四氟乙烯消解罐中，注意样品放置到罐底，加入硝酸6.0ml，使样品充分浸没。放入电加热恒温炉中130℃加热30min，取下后将消解罐拧上罐盖，放入微波消解仪中消解，消解程序如表2。消解完后冷却至室温，转移至25ml容量瓶中，超纯水定容，然后用0.45μm水系滤器过滤得到样品，同时做流程空白实验。内标混合液在测定过程中经过三通进样系统，在线加入到待测样品溶液中混合后测定，采用Rh元素进行内标校正。

表2 微波消解程序

2 结果与讨论

2.1 微波消解条件和消解酸的选择

温度和酸的选择对样品消解是否完全起着至关重要的作用，消解罐内压力过大也会导致样品中易挥发元素的损失，采用梯度升温的方式效果较好[15]。在使用微波消解仪前，首先在电加热恒温炉中130℃预消解30min，防止将消解罐密封后因反应剧烈造成压力过大损坏仪器，同时也利于样品的充分消解。在消解酸的选择上，由于HCl或者HClO4中引入的Cl会形成多原子离子干扰，且HClO4与有机物反应容易爆炸，H2SO4容易与Ca、Ba等元素形成沉淀，也不建议使用；HF会对雾化室和矩管，对于常规容易消解的物质也不会使用；HNO3是一种溶解能力极强的强氧化性酸，溶解度高，在ICP-MS分析中是样品分解前处理最常用的试剂，对测定形成的干扰也较小。该研究中，针对雄蜂蛹容易消解的特点，直接用6ml硝酸进行消解，样品消解完全，能够获得澄清并且空白值低的样品。

2.2 分析同位素的选择

Se在自然界中有74Se、76Se、77Se、78Se、80Se和82Se 6个稳定同位素，但是，74Se、76Se、77Se在自然界的丰度低，以其为响应信号会对分析方法的灵敏度产生较大影响；而80Se虽然在自然界的丰度大，但仪器所使用的等离子气体氩气在电离时产生的40Ar40Ar+会对80Se产生强烈干扰[16]，因此选用78Se为测定同位素，ICPMS信号也较强[11]。

2.3 质谱干扰及校正

质谱干扰对待测元素测定的准确度及精密度都有严重影响，同位素的选择和优化仪器工作参数可以降低双电荷离子干扰、同量异位素干扰、氧化物干扰和氢氧化物干扰等质谱干扰，通过利用碰撞池技术可以对多原子离子干扰进行消除。通过选择iCAPQc的动能歧视消除模式（KED）也可以降低多原子离子产生的质谱干扰。

2.4 线性范围

在将仪器调节至最佳条件后，依次加入配好的Se系列标准液，并在线加入内标溶液，进行ICP-MS分析，以标准溶液的浓度为X轴，其相应强度cps为Y轴，绘制标准工作曲线。结果表明，在0～0.1mg/l浓度范围内线性关系良好，线性方程为y=12656.223x+1.1111，相关系数R2为1.0000。

表3 雄蜂蛹中硒含量测定结果（mg/g）

2.5 方法检出限

按照同样消解样品的过程不加样品制备空白溶液10份，依次进样检测，测的结果分别为0.0317、0.0477、0.0321、0.0584、0.0628、0.0761、0.0657、0.0387、0.042、0.0523μg/l，其标准偏差为0.0150，用贝塞尔公式3δ法估算方法的检出限为0.045μg/l。

2.6 加标回收率

取1份雄蜂蛹消解样品，分别向其中加入低、中、高（0.005、0.02、0.10mg/l）3种浓度的硒标准溶液，按照相同方法消解后分析，重复测定3次，计算实际样品的加标回收率。结果表明，3种加标水平下硒的回收率为97.3%～105.4%。

2.7 样品测定结果

随机挑选同一批样品中10只雄蜂蛹，对其进行硒含量测定，结果见表3。

3 结论

本研究采用微波消解对雄蜂蛹样品进行前处理，使用电感耦合等离子体质谱仪对硒含量进行测定，具有良好的准确度与精密度，较宽的线性范围，操作简便，可应用于雄蜂蛹微量元素的测定。