全 文 ：※分析检测 食品科学 2013, Vol.34, No.10 215
微波消解-氢化物原子荧光光谱法同时
测定贼小豆中的砷、硒、锑
高向阳1,2，韩 帅2，王莹莹1，乔明武2
(1.郑州科技学院食品科学系，河南 郑州 450064；2.河南农业大学食品科学技术学院，河南 郑州 450002)
摘 要：采用微波消解，以郑州地区贼小豆为样品，以绿豆作为对照，建立氢化物发生原子荧光光谱法同时测定
样品中砷、硒、锑的方法。在实验条件下，砷、硒和锑的质量浓度与荧光强度均呈现良好的线性，检出限分别为
0.020、0.040ng/mL和0.050ng/mL。贼小豆试液平行测定的RSD(n=6)分别为砷2.2%、硒为0.97%、锑为2.6%，锑的平
均回收率为97.19%～98.72%(n=6)。对比实验结果表明，贼小豆中硒的含量明显高于绿豆，南阳绿豆中砷的含量明
显低于贼小豆和郑州绿豆，郑州绿豆中锑的含量高于贼小豆和南阳绿豆。将微波消解技术与氢化物发生-原子荧光
光谱分析法结合，在同一试液中同时测定砷、硒、锑，得到了满意结果，该法简便、灵敏准确、成本低廉、工作效
率大为提高，有一定的推广应用价值。
关键词：贼小豆；微波消解；氢化物原子荧光法；砷；硒；锑；同时测定
Simultaneous Determination of Arsenic, Selenium and Antimony in Vigna minima (Roxb.) Ohwi et Ohashi Seeds by
Microwave Digestion-Hydride Generation-Atomic Fluorescence Spectrometry
GAO Xiang-yang1,2，HAN Shuai2，WANG Ying-ying1，QIAO Ming-wu2
(1. Department of Food Science, Zhengzhou Institute of Science and Technology, Zhengzhou 450064, China；
2. College of Food Science and Technology, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)
Abstract：A method for simultaneous determination of arsenic, selenium and antimony in Vigna minima (Roxb.) Ohwi et
Ohashi seeds by hydride generation-atomic fl uorescence spectrometry (AFS) with microwave digestion was established.
This method was also applied for determination of mung beans. Under optimized conditions, the concentration of arsenic,
selenium and antimony showed a good linear relationship with the fluorescence intensity and the limits of detection
were 0.020, 0.040 ng/mL and 0.050 ng/mL, respectively. The RSDs for 6 parallem determinations of arsenic, selenium and
antimony were 2.2%, 0.97% and 2.6%, respectively. Average recoveries for antimony ranged from 97.19% to 98.72% (n = 6).
The results of comparative experiments proved that Vigna minima (Roxb.) Ohwi et Ohashi seeds contained a much higher
level of selenium, arsenic content in mung beans from Nanyang was significantly lower than in Vigna minima (Roxb.)
Ohwi et Ohashi seeds and mung beans from Zhengzhou, which was richer in antimony than the other two samples. The
described AFS method has been sucessfully applied for simultanenous determination of arsenic, selenium and antimony with
satisfactory results. It is simple, sensitive, accurate, low-cost and effi cient and consequently deserves popularization.
Key words：Vigna minima (Roxb.) Ohwi et Ohashi seeds；microwave digestion；hydride generation-atomic fl uorescence
spectrometry；arsenic；selenium；antimony；simultaneous determination
中图分类号：S529 文献标志码：A 文章编号：1002-6630(2013)10-0215-04
doi:10.7506/spkx1002-6630-201310047
收稿日期：2012-03-12
基金项目：河南省重点学科建设项目(10466-X-082301)
作者简介：高向阳(1949—)，男，教授，主要从事食品分析、食品资源开发研究。E-mail：ndgaoxy@163.com
砷及其化合物是环境和食品的重要污染物之一，各
国都有严格的限量要求[1-2]。我国明确规定豆类食品中砷
限量指标(以无机砷计)为0.1mg/kg[3]。持续接触锑可破坏
心脏及肝脏功能，吸入高含量的锑会导致中毒，出现呕
吐、头痛、呼吸困难，严重者可能死亡[4]。硒具有抗氧
化、降低重金属毒性及增强免疫等多种功能，摄取不足
或过多都会影响人身安全[5-7]。贼小豆(Vigna minima)又名
山绿豆，属于豆科菜豆亚组豇豆属，一年生缠绕草本，
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产于我国北部、东南部至南部，生于旷野、草丛或灌丛
中，国外亦有分布[8]，是有一定开发前景的食品新资源，
除铝外[9]目前尚未见其他微量元素和其营养价值研究的报
道，对其理化特性和安全性进行深入探讨，进一步充分
开发利用，具有一定的现实意义。
氢化物发生-原子荧光光谱法具有精密度高、干扰
少、谱线简单、线性范围宽、进样效率和原子化效率高
等优点[10-13]。微波设计程序，密闭压力消解样品，试剂用
量少、处理速度快、成本低廉，可有效防止待测元素的
损失。微波压力消解技术与氢化物发生-原子荧光光谱分
析法结合，使两者的优点得到了充分发挥，已用于食品
中微量元素的测定[14-18]。食品中砷、硒、锑的测定，国家
颁布的标准方法[19-21]是单个元素分别进行分析，本实验
以郑州地区野生贼小豆为样品，用微波压力进行程序消
解，用氢化物发生原子荧光光谱法同时测定消解液中的
砷、硒、锑，试样用量少，消解过程不污染环境也不被
环境污染，节省时间和试剂，分析成本大为降低，工作
效率得到提高，为进一步开发利用该自然野生资源提供
了参考依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
贼小豆果实分别于2010年和2011年秋季采集于郑州
龙子湖高校园区(113:42E;34:44N)，由河南农业大学生命
学院朱长山教授鉴定，野生深灰色小豆，籽粒饱满，平
均千粒质量为27.1542g(n=5)；郑州绿豆，籽粒饱满，产
地新郑；南阳绿豆，籽粒饱满，采集于南阳市唐河县桐
寨铺镇。
盐酸、硝酸 烟台市双双化工有限公司；过氧化氢
天津市华东试剂厂；氢氧化钾 北京化学试剂三厂；
硼氢化钾 国药集团化学试剂有限公司；硫脲 天
津市大茂化学试剂厂。砷(GSB 04-1714-2004)、硒(GSB
04-1751-2004)、锑(GSB 04-1748-2004)单元素标准溶液
(质量浓度均为1000μg/mL) 国家有色金属及电子材料
分析测试中心。
还原剂：质量浓度为0.5g/100mL氢氧化钾溶液和质
量浓度为1.5g/100mL硼氢化钾混合液，现用现配；所用
盐酸、硝酸为优级纯，其余试剂均为分析纯；水为超纯
水(电阻率为18.3MΩ·cm)；所用玻璃器皿均用硝酸(1＋5)
浸泡过夜，依次用蒸馏水、超纯水冲洗后使用。
1.2 仪器与设备
PF6-3型多道全自动原子荧光光度计 北京普析通
用公司；砷、硒、锑高性能空心阴极灯 北京有色金属
研究总院；屏蔽气及载气均为高纯氩气 河南源正科技
发展有限公司；MARS微波消解系统 美国CEM公司；
FZ102微型植物粉碎机 浙江上虞盛科仪器制造有限
公司；EH20A数显防腐电热板(PLUS) 北京LabTech公
司；Milli-QAdvantageA10超纯水系统 美国Wasters
公司。
1.3 方法
1.3.1 样品的处理
样品除杂、除残粒后，依次用自来水、蒸馏水、超
纯水洗净、80℃恒温箱中烘干，用“四分法”取约1kg，
用微型植物粉碎机粉碎，弃去最初约50g样品后，其余过
60目筛，置于广口瓶中，于干燥器内保存、备用。称取
1g左右(称准至0.0001g)恒定质量的均匀样品于微波消解
管内，加10mL硝酸，放置过夜后加2mL过氧化氢，轻摇
混匀，按表1程序密闭压力消解。冷却后取下盖子，在电
热板上继续加热至近干，加入6mol/L盐酸5.00mL，加热
至溶液变为清亮无色并伴有白烟出现时止，冷却后将消
解液定量转入25mL容量瓶，用1.2mol/L盐酸定容，混匀
备用，同时处理空白溶液。
表 1 微波消解程序
Table 1 Microwave digestion procedure
步骤 功率/W 控制温度/℃ 升温时间/min 保持时间/min
1 1600(100%) 120 5.00 3.00
2 1600(100%) 150 5.00 5.00
3 1600(100%) 180 3.00 10.00
1.3.2 仪器测定条件
实验表明，原子荧光光度计在以下仪器条件下进
行测定，可以得到令人满意的测定结果。光电倍增管
负高压：280.00V；原子化器炉温：200℃；载气流速：
300mL/min；读数方式：面积；延迟时间：3s；载液一
次进样量：1.50mL；样品进样量：1.00mL；A道为锑
(Sb)灯；B道为砷(As)灯；C道为硒(Se)灯；主灯电流：
50mA；辅灯电流：50mA；屏蔽气流速：600mL/min；
测量方法：标准曲线法；读数时间：13s；载液二次进样
量：1.50mL；测量次数：3次。
1.3.3 方法建立及样品测定
用1.2mol/L盐酸逐级稀释1000μg/mL各单元素标准
溶液为1μg/mL的标准应用液。吸取1.00mL各标准应用
液于100mL容量瓶，加入10.00g/L硫脲溶液10.00mL，
用1.2mol/L盐酸定容、摇匀。用仪器自动稀释功能，通
过人机对话，将砷、硒、锑的标准工作液稀释为0.00、
1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00ng/mL，用时现配。
以0.24mol/L盐酸为载液，以0.5g/100mL氢氧化钾溶液和
1.5g/100mL硼氢化钾混合液为还原剂，待炉温升至190℃
以上，按表2仪器工作参数及测定条件进行测定，以相对
荧光值为纵坐标，各元素标准工作液质量质量浓度为横
坐标，分别绘制标准曲线。
吸取5.00mL试样消解液于50.00mL容量瓶，加入
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10.00g/L硫脲溶液5.00mL，用1.2mol/L盐酸定容至刻度。
以0.24mol/L盐酸为载液，按上述绘制标准曲线的方法进
行测定，按下式计算结果：
mh1000
( ρ－ρ0)hVh10ω/(μg/g) =
式中：ω为试样中元素的质量分数/(μg/g)；ρ为试
样消解液测定元素的质量浓度/(ng/mL)；ρ0为试样空白
消解液测定元素的质量浓度/(ng/mL)；V为试样消解液
总体积/mL；10为稀释倍数；m为试样质量/g；1000为将
“ng”换算为“μg”的系数。
2 结果与分析
2.1 消解体系料液比的确定
利用HNO3-H2O2混合酸溶液，消解效果比较好。称
取1.0000g左右过60目筛的样品，按一定料液比于1600W
微波功率消解40min，消解效果见表2。
表 2 样品消解效果
Table 2 Results of sample digestion
序号 样品量/g 消解体系加入量/mL 消解效果硝酸 过氧化氢
1 1.0002 6.00 2.00 浑浊状态(有绿色)
2 1.0006 8.00 1.00 浑浊状态(有绿色)
3 1.0001 9.00 2.00 比较澄清
4 1.0004 10.00 2.00 澄清，无色
由表2可知，1.0000g左右的样品，加入10.00mL硝酸、
2.00mL过氧化氢，微波密闭消解40min的效果最为理想。
2.2 反应介质及酸度的确定
在实验条件下，比较HNO3、HCl、H2SO4介质对3种
元素荧光强度的影响，结果表明：HCl为介质时，测定效
果较好。实验表明：用1.2mol/L盐酸为介质，0.24mol/L
的盐酸作为载液，测定结果较为理想。
2.3 掩蔽剂的选择
在实验条件下，比较硫脲、抗坏血酸、硫脲与抗坏
血酸混合液的掩蔽效果。结果表明，硫脲掩蔽铜、铝、
镉等离子的效果较好，但应放置30min以上，以增加溶液
的稳定性[2]。选择10.00g/L硫脲溶液为掩蔽剂。
2.4 硼氢化钾浓度的选择
硼氢化钾与所测元素反应生成相应的氢化物气
体，被载气带入仪器进行测定，加入氢氧化钾可保持
其稳定性。硼氢化钾质量浓度太低，会导致反应不完
全，浓度太高，会产生大量氢气引起荧光测定信号猝
灭。通过对10～20g/L硼氢化钾溶液对荧光强度影响的
实验表明：0.5g/100mL氢氧化钾溶液和1.5g/100mL硼
氢化钾混合液为还原剂能够满足砷、硒、锑3种元素完
全气化的需要。
2.5 干扰实验
以镉、铅、铜、铝、锡等干扰元素大于5倍待测元
素的可能存在量，分别对1μg/mL的砷、硒、锑单一元素
标准溶液进行干扰实验。结果表明：100μg铅、镉，20μg
铜、铝，5μg锡不干扰砷、硒、锑测定。分别在1μg/mL
砷、硒、锑单一元素标准溶液中加20倍量的另外两种元
素，按照实验方法进行测定，结果表明3种元素间不存在
相互干扰。
2.6 标准曲线的回归方程和相关系数
在1.3.2节和1.3.3节测定条件下，绘制标准曲线得
出的线性回归方程和相关系数分别为砷：Y=357.18X－
19.844，r=0.9997；硒：Y=44.699X－7.3202，r=0.9998；
锑：Y=63.241X－97.492，r=0.9991。3种元素测定的质量
浓度在0～50ng/mL范围内呈良好的线性关系。
2.7 检出限和精密度
用1.00ng/mL各元素标准溶液分别进行12次平行测
定，按3倍标准偏差计算方法的检出限，砷、硒和锑分别
为0.020、0.040ng/mL和0.050ng/mL。
在1.3.2节和1.3.3节条件下对2010年10月采集的贼小
豆样品进行6次平行测定，用Q检验法检验无可疑值后，
计算各元素的精密度如表3所示。
表 3 精密度的测定结果(n=6)
Table 3 Precision of the method (n=6)
样品 元素 平行测定值/(μg/g) x±s /(μg/g) RSD/%
贼小豆
Sb 0.0952 0.1006 0.0996 0.1022 0.1008 0.1020 0.1001±0.0026 2.6
As 0.2608 0.2662 0.2656 0.2584 0.2703 0.2743 0.2659±0.0059 2.2
Se 0.2521 0.2506 0.2556 0.2541 0.2512 0.2488 0.2521±0.0025 0.97
由表3可知，样品测定的相对标准偏差(RSD)分别为
砷2.2%、硒为0.97%、锑为2.6%。
2.8 回收率
在1.3.2节和1.3.3节条件下对各样品中的锑进行加标回
收率实验，以6次平行测定的平均值报告，结果见表4。
表 4 加标回收率测定结果(n=6)
Table 4 Recovery of the method (n = 6)
样品 加标前样品测定平均值/(ng/mL)
添加量/
(ng/mL)
加标后样品测定
平均值/(ng/mL)
平均回
收率/% RSD/%
贼小豆 0.1010 1.0 1.0994 98.41 2.7
郑州绿豆 0.2820 1.0 1.2741 97.19 0.28
南阳绿豆 0.08500 1.0 1.08392 98.72 0.30
表4表明，添加量1.0ng/mL条件下，测定锑的加标平
均回收率为97.19%～98.72%，RSD为0.28%～2.7%。
2.9 测定结果
同一地方和位置采摘的贼小豆样品与绿豆样品对
照，按1.3.2节和1.3.3节步骤对其中的砷、硒、锑元素分
别进行6次平行测定，结果见表5。
从表5可以看出，同一地方和位置，2010年9月份采
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摘的贼小豆样品中测定的砷、硒、锑元素含量较高，之
后采集的样品含量基本呈逐步下降态势。郑州绿豆中锑
的含量大于贼小豆和南阳绿豆；南阳绿豆中砷的含量明
显低于郑州绿豆和贼小豆，并低于砷的国家标准限量[3]。
硒的含量高低顺序为：贼小豆＞郑州绿豆＞南阳绿豆。
表 5 样品中砷、硒、锑的测定结果(x±s，n=6)
Table 5 Determination of arsenic, selenium, and antimony in samples
(x±s，n=6)
mg/kg
元素 贼小豆 郑州绿豆 南阳绿豆
2010年9月采样 2010年10月采样 2010年11月采样 2011年11月采样
Sb 0.181±0.005 0.101±0.001 0.075±0.028 0.065±0.016 0.282±0.007 0.085±0.004
As 0.280±0.009 0.270±0.026 0.143±0.35 0.127±0.013 0.268±0.004 0.096±0.019
Se 0.301±0.002 0.254±0.002 0.210±0.008 0.215±0.020 0.175±0.031 0.168±0.001
3 结 论
用硝酸-过氧化氢微波程序消解样品，以硫脲为掩蔽
剂、硼氢化钾为还原剂，采用1.2mol/L盐酸为稀释液，
0.24mol/L的盐酸为载液，将微波程序消解技术与PF6-3型
多道原子荧光光谱仪结合，充分发挥了各自的优点，同
时测定样品中的砷、硒和锑。耗时少、成本低、减少了
污染，提高了工作效率，应用于样品测定，结果满意。
研究结果表明：郑州贼小豆和郑州绿豆中锑的含量存在
明显的差异，贼小豆样品中硒的含量高于绿豆样品。为
进一步开发利用贼小豆自然野生资源提供了基本数据，
为其他食品中砷、硒、锑元素的同时测定提供了技术参
考，有一定的推广应用价值。
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