木耳无机成分分析标准物质

文/肖婉艳（华测检测） 以高分子化合物为主、添加各种添加剂而构成的材料叫高分子材料，高分子材料为混合物。高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、涂料、胶黏剂等一系列产品，在人们的生产和生活中无处不在。随着人们对高分子材料研究的不断深入，高分子材料将在未来发挥更大的作用。 高分子材料通常由主体树脂和添加剂组成，纯树脂的用途是非常受限的，经过改性才能扩大高分子材料的应用。高分子材料的改性就是设法改变原有的高分子材料的化学组成和结构，改善和提高其性能，从而实现高分子材料从单项性能优良向多项性能及综合性能良好发展。通常来讲，主体树脂决定高分子材料的基本性能，通过添加不同的添加剂改善高分子材料耐老化、阻燃、耐磨、增强等性能。由此可见，了解高分子材料的成分组成是高分子材料的性能研究及改进的基础。 目前，高分子材料已遍及航空航天到家用电器的各个领域，高分子材料的复合化发挥了不同材料的优点，克服了单一材料的缺点和不足，提高经济效益，使高分子材料的应用更为广泛。由于高分子材料本身的特性，为了确保产品的耐久性与高品质，高分子材料成分分析成为生产、研发、品质控制过程中常见的需求。成分分析可以了解未知物质成分，改善产品的性能，为配方分析和产品失效分析提供依据。 高分子材料成分分析是将原料或制品通过多种技术分离，利用高科技分析仪器进行表征，技术人员对检测结果进行逆向推导，最终完成对待检样品未知成分定性、定量分析的过程。由此可见，高分材料成分分析是一种综合分析的技术手段，目前行业内没有统一的关于高分子材料成分分析的标准。 高分子材料成分分析是在以下几个方面建立起来的：一是较为先进的检测设备，这些设备包括FTIR、TGA、DSC、HPLC、核磁、元素分析仪等，每种仪器能实现的目的不一样，熟悉各种仪器的能力范围及局限性是高分子材料成分分析的基础；二是针对性的分离手段，高分子材料通常是由各种化合物共混而成的复合材料，借助萃取、灰化等分离手段可以实现不同组分之间的分离，使得成分分析更加全面细致；三是具有丰富行业知识和理论知识的技术人员，高分子材料成分分析不仅要求技术人员熟悉相关仪器分析和分离手段，同时要求熟悉材料的常见配方及生产工艺。 虽然高分子材料成分分析没有统一的标准，但是经过多年的研究总结，高分子材料成分分析的基本流程如图1所示。高分子材料成分分析首先需要了解样品的基本信息(外观、气味、元素、主材质等)，根据以上基本信息制定分离方法和仪器分析手段，最后综合分析所有分离结果和仪器分析结果得到样品的成分列表。下面介绍一些常见的分析仪器和分离手段，可供相关领域人士参考。[img=,608,649]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708111418_01_3051334_3.jpg[/img][align=center]图 1[/align][b]1．红外光谱法(FTIR)[/b]红外光谱是借助红外吸收带的波长位置与吸收带的强度和形状来表征分子结构，主要用于鉴定未知物的结构或用于化学基团及化合物的定性鉴定。又因红外吸收带的吸收强度与分子组成或其化学基团的含量有关，故也可用来进行定量分析和化合物纯度鉴定。目前红外检测主要还是用于定性分析，通常将试样的谱图与标准物的谱图或文献上的谱图进行对照，也可采用计算机谱库检索，通过相似度来识别。[b]2．[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]-质谱联用法(GC-MS)[/b]GC-MS主要用于高分子材料中助剂的分离、定性及定量。一般是将高分子材料中的助剂与树脂分离后，通过[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]柱将不同助剂进行分离，再与质谱中标准谱图对照进行定性，结合标准样品进行定量。[b]3．热重分析法(TGA)[/b]热重分析是在程序控温下，测量样品的重量随温度或时间的变化。高分子材料随着温度升高发生分解、氧化、挥发等，并伴随着质量的变化，通过记录质量与温度的关系结合其他仪器分析结果推断发生质量变化原因，对主要成分、添加剂、填料、炭黑等进行定量。[b]4．差式扫描量热法(DSC)[/b]DSC是程序控温条件下，直接测量样品在升温、降温或恒温过程中所吸收或释放出的能量。高分子材料随着温度升高发生物理变化并伴随着热流的变化，通过记录热流与温度的关系来检测发生的物理变化，如熔点、玻璃化转变温度等，实现对材料的定性。[b]5.元素分析法(XRF)[/b]X-射线激发高分子材料表面元素使其发生能带跃迁，后又回到基态发射荧光，通过检测发出的荧光对高分子材料中的部分元素进行定性及半定量，这种方法简单易操作，可用于高分子材料基本信息的确认。[b]6.灰化[/b]灰化是在高温条件下将有机物分解掉，得到不再分解的无机物。高分子材料通常会添加玻纤、二氧化钛、碳酸钙、滑石粉等无机物来改性，将高分子材料按照规定的条件(温度、时间)进行灼烧，可以将这些无机物分离出来，进一步实现这些化合物的定性定量。[b]7.萃取[/b]萃取是利用[url=http://baike.baidu.com/item/%E7%B3%BB%E7%BB%9F][color=windowtext]系统[/color][/url]中[url=http://baike.baidu.com/item/%E7%BB%84%E5%88%86][color=windowtext]组分[/color][/url]在[url=http://baike.baidu.com/item/%E6%BA%B6%E5%89%82][color=windowtext]溶剂[/color][/url]中不同的[url=http://baike.baidu.com/item/%E6%BA%B6%E8%A7%A3%E5%BA%A6][color=windowtext]溶解度[/color][/url]来[url=http://baike.baidu.com/item/%E5%88%86%E7%A6%BB][color=windowtext]分离[/color][/url][url=http://baike.baidu.com/item/%E6%B7%B7%E5%90%88%E7%89%A9][color=windowtext]混合物[/color][/url]的操作。萃取是高分子材料分离的常用手段，根据目的和萃取形式的差异，萃取通常有超声萃取、回流萃取、索氏萃取、溶解-沉淀等方法。超声萃取是利用超声波的能量将高分子材料中的抗氧剂、润滑剂、增塑剂等提取出来，是一种常见的萃取方法；回流萃取是通过高分子材料与沸腾的溶剂接触，缩短萃取时间，提高萃取效率；索氏萃取是利用溶剂回流和虹吸原理，使高分子材料每一次都能被纯的溶剂萃取，极大的提高萃取效率；溶解-沉淀是选择合适的溶剂将聚合物和有机助剂溶解，将有机物和无机物分离，将上层清液倒出，加入析出溶剂将聚合物析出，从而实现一步分离聚合物、无机助剂和有机助剂。 以上是高分子材料成分分析常见的仪器分析方法和分离方法，除此之外，还有很多设备和分离方法可以采用。具体分析时该运用什么样的方法，与待分析样品的成分体系、设备的配备情况及个人的目的息息相关。华测拥有大批世界顶级的仪器设备和技术资源，可以为客户解决生产、流通和使用过程中遇到的技术问题。

成分分析中常见纤维标准名称分享[img=,638,656]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/12/201912091357214265_8701_2154459_3.png!w638x656.jpg[/img]

下面这两个成分分析的标准，哪位老师拿到标准分享一下？[img=,448,77]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802051108249144_7832_2154459_3.png!w448x77.jpg[/img]

[align=center][b]富硒木耳中的硒元素形态分析[/b][/align][align=center]张俊杰[/align][align=center][color=#231F20]山西大学,大型科学仪器中心，山西太原，030006[/color][/align][b]摘要：[/b]硒元素因具有抗氧化及防癌功效，对人类健康起关键作用，农产品及食品的富硒化培养及富硒效果评价，是近年来的研究热点。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]电感耦合等离子体质谱[/color][/url]具有高灵敏度和高稳定性，在硒元素的检测方面具有一定优势。本论文使用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]电感耦合等离子体质谱[/color][/url]，以富硒木耳为研究对象,通过液相色谱偶联[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]电感耦合等离子体质谱[/color][/url]，比较了不同提取方法对富硒木耳小分子硒形态的提取效率,对木耳的硒形态进行了定量分析。结果表明,以胃蛋白酶孵育提取，可对富硒木耳的硒形态达到较好的提取，且硒代蛋氨酸是富硒木耳硒的主要形态。[b]关键词[/b]：[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]电感耦合等离子体质谱[/color][/url]、富硒木耳、硒形态[b]引言[/b]硒（Selenium, Se）是人类和动物生命中所必需的微量元素。人体和动物对硒的反应较敏感，硒摄入过量或者不足均易引发疾病，如硒过剩可引起生殖力下降或者高畸胎率，甚至导致癌症；而硒缺乏可加速机体衰老，导致心血管疾病等40多种流行性的地方病 [sup][/sup]。人体所需要的硒主要来自于食物，在吸收利用率及安全性方面，植物性硒源高于动物性硒源，有机硒高于无机硒。植物体内的硒有无机、有机和挥发3种形态，主要以有机硒为主，挥发态硒仅占植物硒量的5%，无机硒约占全硒量的15%，并以Se（Ⅳ）形式存在。有机硒由包括大分子的硒蛋白、硒核酸及硒多糖和以硒代氨基酸及其衍生物形式存在的小分子硒化物组成[sup][/sup]。目前已经证明的食品中含有的硒化合物有20多种，常见的有硒酸根(SeO42-)、亚硒酸根(SeO32-)、硒代蛋氨酸(SeMet)、硒代胱氨酸(Se（Cys）2)、硒脲(SeUr)、硒代乙硫氨酸(SeEt)等。目前国内外报到的硒元素的研究主要包括生物、环境、地质、食品中硒元素总量测定，硒形态测定及富硒植物栽培及富硒效果研究。HPLC-[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url],是分析硒化合物应用最多的方法之一，但还存在诸多需要解决的问题：如硒形态的不稳定,造成其无法准确地定性定量，植物硒形态化合物种类繁多,且含量低,但标准品有限,造成目标化合物的不可知性 [sup][/sup]。针对这些问题，在硒形态的分析方面，需要注意对复杂样品采集后，进行妥善储存，如分析前应该用冷冻干燥处理样品，而非高温烘干，避免硒形态发生变化；使用合适的提取条件，确保预处理条件的稳定可靠性，对硒形态进行准确提取；另外，开发有效方法，如植物硒标准品的制备，利用电喷雾质谱(ESI-MS)，电喷雾串联质谱(ESI-MS/MS)以及二维凝胶色谱分离结合激光解吸飞行质谱(MALDI-TOF)等新技术，进一步鉴定未知硒形态化合物的结构 [sup][/sup]。本文立足于富硒木耳中小分子硒形态测定的目的，优化硒形态提取条件，以期得到一种快速、稳定可靠的小分子硒形态的分析方法。[b]1材料与方法[/b]1.1 实验材料富硒的木耳样品收获干燥后，用搅拌机碎成粉末，过60目筛待用。1.2 试剂药品实验所需药品包括:甲醇（西陇化工股份有限公司），乙酸铵（分析纯）（天津市天力化学试剂有限公司，中国），胃蛋白酶Pepsin1:3000，Amresco: 0685(sigma，美国)，柠檬酸（天津博迪化工股份有限公司，中国），12 mol/L浓盐酸，浓硝酸（65%-68%，优级纯）（国药集团化学试剂有限公司，中国上海），磷酸氢二铵（分析纯）（天津市天力化学试剂有限公司，中国），甲酸（分析纯）（天津市天力化学试剂有限公司，中国），硒形态标准溶液（六价硒Se6+，四价硒Se4+，硒代胱氨酸Se(cys)2，硒代蛋氨酸（SeMet）（国家有色金属及材料研究中心，中国）。超纯水（电阻率≥18MΩcm）采用EASY15 Heal Force超纯水系统(力康发展有限公司，香港)制备。1.3 实验仪器[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]电感耦合等离子体质谱仪[/color][/url]（PerkinElmer，美国），Flexa超高效液相色谱仪（PerkinElmer，美国），Ex2250ZH电子天平（奥豪斯仪器，中国常州），雷磁pH计及pH计校准溶液（上海仪电科学仪器股份有限公司，中国）。1.4 样品前处理称取0.2g左右的木耳样品粉末（精确至0.1mg），分别加入1 g/L胃蛋白酶溶液、25 mmol/L乙酸铵、5 mmol/L柠檬酸、0.1 mol/L稀盐酸、70℃热水和1:1（v:v）的甲醇：水溶液10 mL，记为A、B、C、D、E、F组。样品A置于37℃下孵育过夜，其他样品室温下超声提取1小时，提取完成后，将悬浮液进行15000 rpm高速离心10 min，取上清测试。1.5 仪器参数采用阴离子交换柱（anion- exchange column(Hamilton PRP-X100)）（4×250mm, 10 μm）进行液相分离，流动相为60mM磷酸氢二铵（(NH[sub]4[/sub])[sub]2[/sub]HPO[sub]3[/sub]），用甲酸调节pH至6.0，流速为1 mL/min；等度洗脱，洗脱时间为15 min。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url]参数设置：功率：1600W，等离子体氩气流速：18L/min，辅助气流速1.2L/min，载气流速0.94 L/min，雾化器类型Meinhard，滞留时间50 ms，仪器调谐指标如常规分析灵敏度指标Be（9）：2000 cps，In（115）：40000 cps，U(238):30000 cps；背景：Bkgd220≤1 cps ，氧化物比值（CeO+156/Ce+140）:≤2.5%，双电荷离子比值（Ce2+70/Ce+140）：≤3.0%，质量数和分辨率Li(7.016)，Mg(23.985)，In(114.904)和U(238.05)在10%峰高处的峰宽在0.65-0.8 amu范围内。实验前，优化矩管位置、雾化器流量，四极杆离子偏转器（QID）电压及检测器电压，并进行检测器双模校正。在DRC模式下，[sup]80[/sup]Se干扰最小，且响应最高，选用此同位素进行硒的测定。1.6 数据处理根据硒形态标准品的出峰时间，对木耳样品的硒形态进行定性。根据硒形态标准品浓度及色谱峰面积响应，以浓度为横坐标，色谱峰面积响应为纵坐标，做线性标准曲线，计算回归方程。从回归方程中计算木耳样品相应硒形态的浓度。[b]2 实验结果[/b]2.1 硒形态的HPLC-[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url]检测方法建立建立了基于HPLC-[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url]的对木耳硒形态进行形态分离及检测的方法，四种硒形态标准品包括硒代胱氨酸Se(cys)[sub]2[/sub]、亚硒酸钠Se[sup]4+[/sup]、硒代蛋氨酸SeMet和硒酸钠Se[sup]6+[/sup]，在此方法条件下可以达到良好的分离，其色谱图如图1所示。根据系列稀释得到四个浓度的硒形态混合标准溶液，其响应和线性校正方程如表1所示。[align=center][img=,376,255]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809051544562934_5220_3237657_3.jpg!w376x255.jpg[/img][/align][align=center]图1 硒形态检测的HPLC-[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url]色谱图[/align][align=center]Fig. 1 Chromatography of selimium species using HPLC-[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url][/align][align=center]表1 HPLC-[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url]硒形态分析的线性响应及线性方程[/align][align=center]Table 1 Linear of selimium species detection using HPLC-[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url] [/align][table=638][tr][td] [align=center]硒形态[/align] [/td][td] [align=center]项目[/align] [/td][td] [align=center]浓度1[/align] [/td][td] [align=center]浓度2[/align] [/td][td] [align=center]浓度3[/align] [/td][td] [align=center]浓度4[/align] [/td][/tr][tr][td=1,2] [align=center]Se(cys)[sub]2[/sub][/align] [/td][td] [align=center]响应[/align] [/td][td] [align=center]17818.2[/align] [/td][td] [align=center]41345.6[/align] [/td][td] [align=center]83142.3[/align] [/td][td] [align=center]226466.1[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]标准曲线[/align] [/td][td=4,1] [align=center]y = 2120x - 16400[/align] [/td][/tr][tr][td=1,2] [align=center]Se[sup]4+[/sup][/align] [/td][td] [align=center]响应[/align] [/td][td] [align=center]32047.2[/align] [/td][td] [align=center]67445.4[/align] [/td][td] [align=center]144565.1[/align] [/td][td] [align=center]283230.5[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]标准曲线[/align] [/td][td=4,1] [align=center]y = 2630x + 1350[/align] [/td][/tr][tr][td=1,2] [align=center]SeMet[/align] [/td][td] [align=center]响应[/align] [/td][td] [align=center]10487.0[/align] [/td][td] [align=center]50663.8[/align] [/td][td] [align=center]101388.9[/align] [/td][td] [align=center]243290.9[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]标准曲线[/align] [/td][td=4,1] [align=center]y = 2610x - 17400[/align] [/td][/tr][tr][td=1,2] [align=center]Se[sup]6+[/sup][/align] [/td][td] [align=center]响应[/align] [/td][td] [align=center]37873.0[/align] [/td][td] [align=center]91726.0[/align] [/td][td] [align=center]189795.9[/align] [/td][td] [align=center]281521.9[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]标准曲线[/align] [/td][td=4,1] [align=center]y = 2590x + 26200[/align] [/td][/tr][/table][align=left]2.2 木耳硒形态的提取方法优化[/align]以硒形态提取的种类及浓度为指标，比较了不同提取方式，包括胃蛋白酶、25 mmol/L乙酸铵、5 mmol/L柠檬酸、0.1 mol/L稀盐酸、70℃热水和1：1（v/v）的甲醇和水溶液对富硒木耳硒形态的提取效率，结果如图2所示。参照硒形态标准品的保留时间，样品中硒形态出峰如图2所示，物质1、2、3分别为Se(cys)[sub]2[/sub]：Se[sup]4+[/sup]和SeMet，其余硒形态由于缺少标准品，未知，标记为U。可以看出，SeMet在富硒木耳样品中浓度最高，其他形态，包括Se(cys)[sub]2[/sub]和Se[sup]4+[/sup]含量很低，不存在Se[sup]6+[/sup]形态。几种提取方式比较，胃蛋白酶的提取效果最好，响应值最高，乙酸铵提取效果总体上不如胃蛋白酶。柠檬酸和稀盐酸对已知硒形态形态的提取效果相差不大，热水提取效果最差，1：1（v/v）的甲醇水溶液和0.1 mol/L的稀盐酸提取物中，出现了未知硒形态，有待进一步对其进行定性研究。2.3 木耳硒形态含量分析根据标准曲线，计算得出样品中硒形态形态的浓度结果。经过胃蛋白酶提取，木耳硒形态浓度分别为Se(cys)[sub]2 [/sub]23.18μg/L，Se[sup]4+ [/sup]4.17μg/L， SeMet 205.04μg/L，浓度折合计算成样品中干重为Se(cys)[sub]2 [/sub]1.159μg/g，Se[sup]4+ [/sup]0.208μg/g， SeMet 10.252μg/g，不存在六价硒形态。已知硒形态占到总硒浓度（22.89μg/g）的44.79%。 [align=center] [img=,614,539]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809051545279009_2558_3237657_3.jpg!w614x539.jpg[/img][/align][align=center]图2 不同提取方法对木耳硒形态的提取效率，(A) 1g/L胃蛋白酶溶液；(B)25 mmol/L乙酸铵溶液；(C) 5mmol/L柠檬酸；(D) 0.1mol/L稀盐酸；(E) 70℃热水；(F)1：1（v/v）的甲醇水溶液[/align][align=center](1, Se(cys)[sub]2[/sub], 2, Se[sup]4+[/sup],3, SeMet, U, unknown)[/align][align=center]Fig. 2 Comparation of selimium species extraction efficiency ofdifferent extraction methods (A) 1 g / L pepsin solution (B) 25 mmol / Lammonium acetate solution (C) 5 mmol / L citric acid (D) 0.1 mol / Lhydrochloric acid (E) hotwater (F) 1：1 (v: v) methanol: water [/align][b]3 结论[/b]本论文使用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]电感耦合等离子体质谱[/color][/url]，以富硒木耳为研究对象，通过液相色谱偶联[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]电感耦合等离子体质谱[/color][/url]，比较了不同提取方法对富硒木耳硒形态的提取效率，对硒形态进行了定量分析；结果表明，以胃蛋白酶孵育提取，可对富硒木耳的硒形态达到较好的提取，且硒代蛋氨酸是富硒木耳的主要形态。[align=left][b]致 谢[/b][/align]感谢中国农业大学提供的富硒木耳样品。[b]参考文献[/b] 李金峰等﹒土壤—植物系统中硒营养的研究进展﹒南方农业学报﹒2016，5：649-656 许凌凌﹒植物硒的研究进展﹒安徽农学通报﹒2016，12：14-16 程建中, 杨萍,桂仁意﹒植物硒形态分析的研究综述﹒浙江农林大学学报﹒2012，29(2):288-295 Vonderheide A. P., Wrobel K., Kannamkumarath S.S., B'Hymer C.,Montes-Bayón M., Ponce De León C., Caruso J. A﹒Characterization of SeleniumSpecies in Brazil Nuts by HPLC-[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url] and ESI-MS. J. Agric. Food Chem﹒2002，50，5722-5728 Infante H. G. , Borrego A. A., Peachey E., Hearn R., Connor G. O.,Barrera T. G., Ariza J-L. G.﹒Study of the Effect of Sample Preparation and Cooking on the SeleniumSpeciation of Selenized Potatoes by HPLC with [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url] and ElectrosprayIonization MS/MS. J. Agric. Food Chem﹒2009，57，38-45[b] [/b]