茶樹是一種集硒能力較強的植物,它能將無機態硒轉化為有機態硒而易于人體的吸收。因此,茶葉是理想的補硒飲品,而對茶葉中硒含量的測定是補硒研究最基本的任務。硒易于揮發而損失,常規的濕法消解由于溫度不易控制及加熱時間較長而易造成硒損失與樣品和環境污染。自從1975年文獻中報道微波濕法消解樣品以來,微波溶樣技術得到了較大的發展。微波消化樣品的方法具有快速、準確、省試劑、省費用、污染少、待測元素不易損失等特點。筆者采用微波消解分子熒光法測定茶葉中的硒含量,主要探討微波法消解茶葉樣品時,微波消解試劑、消解功率、時間等因素對硒測定的影響,以優化微波法消解條件。鑒于消解樣品茶葉的特殊性,結合茶葉微波消解條件,對基于硒(IV)與DAN(2,3-二氨基萘)生成具有強熒光特性的4,5-苯并苤硒腦的分子熒光光度法測定硒含量相關的DAN用量、萃取劑用量等測定條件進行了優化。
1材料與方法
1.1材料茶葉樣品為陜西省紫陽縣紫健牌紫陽綠茶(陜西省紫陽縣紫健富硒茶廠生產)。硒粉(光譜純,天津科密歐科技有限公司生產);2,3一二氨基萘(AJohsonMattheyCompa-ny,NewJersey.USA)。EDTA、鹽酸羥胺、濃硝酸、高氯酸、濃鹽酸、環己烷、甲酚紅指示劑及其他試劑至少為分析純,未經純化直接使用,試驗用水均為二次蒸餾水。主要儀器有LWMC一205可調功率微波化學反應器(南京陵江科技開發有限公司),RF一5301型熒光光度計(日本島津)。
1.2方法
1.2.1儲備液的配制。100.0ug/ml硒標準儲備液,0.1%2,3二氨基萘(DAN)溶液,EDTA一鹽酸羥胺混合液:參照GB/T5009.93-2003中華人民共和國國家標準--食品中硒的測定方法》中“8.1、8.2、8.5”配制。1.0g/ml硒標準使用液:移取一定量硒標準儲備液用0.1mol/LHC1稀釋,于冰箱內保存。
1.2.2標準曲線的繪制。
分別準確移取1.0g/ml硒標準液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0ml于250ml錐形瓶中,各加20.0mlEDTA一鹽酸羥胺混合溶液,加入5.0mlDAN溶液,用鹽酸一氨水緩沖溶液調節pH值1.5~2.0,溶液呈淡紅橙色,在沸水浴中加熱反應5min,取出立即冷卻,然后分別用6.0ml環己烷萃取,振搖5min,將全部溶液移入分液漏斗,靜置分層后棄去水層,環己烷萃取層從漏斗上口轉入帶蓋的比色管中待用。萃取液用1cm比色皿,在RF一5301型熒光光度計上進行熒光強度的測定。熒光光度計選擇高靈敏度,狹縫寬度3BITI,激發波長377nm,發射波長519nlFl,由測得的熒光值與se濃度繪制標準工作曲線。
1.2.3樣品消解及分析。
取80.0g茶葉樣品于坩堝中,在60℃下烘2h,將烘好的樣品粉碎后用100目分樣篩分樣。準確稱取0.5g處理好的樣品于微波化學反應器的容器中,先用5.0ml5.0%硫酸潤濕,再加入濃硝酸一高氯酸(4:1)混合酸10.0rnJ,放入微波反應器中消解,微波功率0.20kW時消解30min,當伴有白煙,且溶液淡黃色、無殘渣時取出,然后沸水浴加熱15min,除去殘余的氮氧化物,取下冷卻,加入10.0ml鹽酸(1:9)混勻,繼續加熱至溶液變為清亮無色并伴有白煙出現,此時se6+還原為se4+。將此消解液同標準曲線繪制方法和條件測定其熒光強度,由標準曲線上查得硒濃度值,計算其相應含量。
2結果與分析
2.1微波消解試劑的選擇硒的測定中,樣品消解試劑一般選擇硝酸一高氯酸混酸體系,由于微波消解不同于濕法消解,有必要對混酸比例進行選擇。取0.5g篩分好的茶葉樣品5份于消解容器中,分別用5.0ml5.0%硫酸潤濕,向每份樣品中加入HNO:HCIO體積比為2:1、3:1、4:1、5:1、6:1的混合酸共10.0Inl,在微波功率為0.10kW時消解樣品,以溶液無殘渣、淡黃色作為消化終點,然后按“1.2.3”步驟操作,用“1.2.2”方法測定試液的熒光強度,測定結果如表1所示。由表1可見,混酸比例HNO:HCIO在5:1-6:l時測定結果偏低,說明消解不完全;而在2:1-4:1時,測定結果無顯著性差異。本著HCIO少用的原則,選用混酸比例HNO:HCIO為4:1。
表1消解試劑對測定結果的影響
2.2微波消解功率、時間的確定取0.5g篩分好的茶葉樣品5份,分別用5.0ml5.O%硫酸潤濕,向每份樣品中加入4:1的HNO:HCIO混酸10.0ml,將每個樣品分別在微波功率0.1O、O.15、0.20、0.25、0.30kW時消解,以溶液無殘渣、淡黃色作為消化終點,觀察記錄達到終點所需的時間,然后同“2.1”的方法,測定各試液的熒光強度(表2)。試驗發現,隨著功率增大,消解時間減短,但當功率達0.25kW時,試液熒光強度明顯減小。可能是因為微波功率過高時,因溫度較高造成樣品中硒的揮發損失。綜合考慮功率、時間因素,該試驗選擇0.20kW消解30min。
表2微波條件對測定結果的影響
2.3絡合劑DAN溶液用量的優化鑒于消解樣品茶葉的特殊性,基于國標測定方法,筆者對DAN溶液(0.1%)的加入量進行了優化。方法是:于7個250rrd錐形瓶中各加入1.0~g/ml硒標準使用液1.0rnl,再加入20.0mlEDTA一鹽酸羥胺混合液,用鹽酸和氨水緩沖溶液調節pH值1.5~2.0,分別加入1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0ml0.1%DAN溶液,沸水浴中加熱5min,用10.0rnl環己烷萃取后,測定各萃取液的熒光強度,試驗結果見圖1。由圖1可見,當DAN加入量達到4.0ml時,熒光強度趨于穩定,確定5.0rnl為DAN最佳用量。
圖1DAN對熒光強度的影響
2.4環己烷萃取劑用量的優化試驗中發現,環己烷用量不足,萃取不完全,熒光值較小;環己烷用量過大,被萃取物濃度降低,亦導致熒光值下降。因此,筆者對萃取劑甩量進行了優化試驗。取1.0ml硒標準使用液1.0ml于6個250ml錐形瓶中,加入20.0mlEDTA一鹽酸羥胺混合溶液,緩沖溶液調節pH值1.5~2.0,加入0.1%DAN溶液5.0ml,沸水浴中加熱5min,分別用2.0、4.0、6.0、8.0、10.0、12.0ml環己烷萃取反應物,測定各溶液的熒光強度。由圖2所示的試驗結果,確定環己烷的最佳用量為6.0rnl。
圖2環己烷用量對熒光強度的影響
2.5共存離子的影響研究表明,銅、鐵、鉬等重金屬離子及大量氧化物對測定硒有干擾,可用EDTA.鹽酸羥胺消除。由于茶葉中的有關干擾離子含量和種類具有差異性,為此,
針對紫陽富硒茶,選擇Cu2+、Hg2+、zn2+、Fe3+、Bi3+、Cd2+等離子,按“1.2.2”的試驗方法進行干擾試驗。結果表明,測定1.0ug硒,加入20.0ml0.2%EDTA一鹽酸羥胺混合溶液,zn2+、Fe3+、Bi3+、Cd2+在300倍時不干擾測定,Cu2+、Hg2+對硒的測定有一定干擾,Cu2+的允許量為200倍,Hg2+的允許量為150倍。
2.6標準曲線和相對標準偏差按“1.2.2”標準曲線的繪制方法,以1.0Ixg/ml硒標準溶液繪制標準曲線。由圖3可見,硒含量在1.0-7.0ug時線性良好,回歸方程y=91.761x,相關系數R=0.9909。對1.0ug/ml硒標樣進行了6次平行試驗,其標準偏差2.755,RSD值為2.5%。
2.7樣品中硒含量的測定及加標回收率試驗用“1.2.3”的試驗方法微波消解茶葉樣品,測定紫陽富硒茶樣品中的硒含量,同時做加標回收率試驗,并以濕法消解(GB/T5009.93-2003)作對照試驗,測定結果見表3。兩種消解方法測定樣品結果的相對誤差為4.21%。
表3樣品分析結果3結論
(1)采用微波化學反應器消解茶葉樣品的消解條件:0.5g樣品加5.0InI5.0%硫酸潤濕,加入HNO:HCIO(4:1)10.0ml,在0.20kW時消解30min。經與濕法消解對照。樣品測定結果可靠,回收率高。該方法用于茶葉中硒的消化,省時、省力、污染小。
(2)應用分子熒光光度法測定紫陽富硒茶中微量硒含量,并對相關影響因素進行了優化。確定最佳測定條件為:pH值1.5~2.0,EDTA一鹽酸羥胺混合液用量20.0rnl,0.1%DAN加入量5.0rI1l,沸水浴加熱5min,6.0ml環己烷萃取,于激發波長377nm、發射波長519Nm測定熒光強度,效果較好。此外,該測定方法還可用于食品及其他產品中硒含量的測定。