硒（Se）是人体必需的微量类金属元素，并且是唯一一个以基因编码结合入蛋白质的功能元素，一般以饮水和食物得以补给。确认的25个人类硒蛋白中，由于许多特殊的新陈代谢途径和氧化还原状态的调控，部分硒蛋白已证实在人体内具有抗氧化、防癌变的生物功效，联系硒蛋白的生物活性功能，部分硒蛋白还可能是一些疾病和癌症的生物标记物^[1]。铊（Tl）及其化合物形态物质一般都有很大的毒性，人的致死量低，饮食中对Tl的摄入允许量应每天小于1.6微克（1.6 μg·d^-1）^[2]，轻微中毒可使人脱发，重度则破坏人的中枢神经系统而成植物人，国内外Tl中毒事件多有报道^[3]。Tl已被世界卫生组织列为优先控制的污染物对象。油菜是主要油料作物和蜜源作物，其籽粒是制取食用油的重要原料，籽粒的品质和重金属含量及其分布直接关系到人类的健康生活。

目前，对油菜籽中有益有毒元素分析集中在总量的测定上^[4-5]，形态物质含量及其分布研究较少。Se和Tl的测定大多事先采取湿法消解^[6-7]，结合分光光度法、原子光谱/质谱法检测^[8-10]。酸消解过程耗时长，易受污染，且存在挥发性元素损失^[11]的风险，检测中会有仪器进样效率问题而满足不了实际样品的分析。将固体样制成悬浮体，用微量注射器将其定量引入进样系统，在保证悬浮体均匀稳定的前提下，可以有效地克服前述缺点^[12-15]。悬浮体制样通常将固体样品粉碎并研磨成微米级粒径的颗粒，然后加入一定量的分散剂或稳定剂，制成均匀稳定的悬浮液。但油菜籽在研磨过程中会压榨出油酯，不易粉碎和分散，为了得到均匀稳定的悬浮液，保证一定粒径的刚性菜籽饼柏颗粒均匀悬浮分散在试液中，同时使大油珠乳化成细小的水包油型均质乳化液稳定共存于悬浮液中，必须将悬浮体制样与乳化制样相结合，借助于乳化剂使油脂乳化并分散，得到稳定均一的悬浮乳化液（slurry-emulsion solution，SES）。本文详细考察了影响悬乳液的制备及石墨炉原子吸收光谱法（graphite furnace atomic absorption spectrometry，GFAAS）测定Se和Tl的相关因素，包括烘焙温度、油菜籽基体用量、介质硝酸的浓度、乳化剂浓度、化学改进剂的选择及灰化、原子化温度影响等。并将一定量油菜籽通过压榨转化成菜油和菜渣，应用乳化、悬浮和悬乳液等样品前处理方式分别处理菜油、菜渣和菜籽三部分样品，建立了简便快速的食用油菜籽中Se和Tl形态分布分析的新方法。

1 试剂和样品

Triton X-100（Acros Organics，New Jersey，USA），硝酸钯（Pd（NO₃）₂）溶液（以Pd计10 mg·mL^-1，西北有色金属研究院），硝酸为优级纯，过氧化氢为分析纯，六水合硝酸镍（Ni（NO₃）₂·6H₂O）、盐酸为优级纯，其他试剂至少为分析纯，水为高纯去离子水。

样品为采自湖北恩施红土壤，利川、建始、巴东黄土壤，巴东黑土壤上种植收割的油菜籽，分别命名样品为菜籽1~5号。通过YJY-Z300型益加益榨油机热压榨转化为菜油和菜饼残渣两部分，分别对应的试样命名为菜油1~5号，菜渣1~5号，5个菜籽的产油率分别为29%、28%、28%、30%、32%。

2 仪器装置及工作条件

Mastersizer 2000型激光粒度分布测试仪（Malvern仪器有限公司），用于悬乳液的粒径测试；85-2A型磁力搅拌器（上海浦东物理光学仪器厂），SY1200型超声仪（上海声源超声波仪器设备有限公司）；WFX-210型原子吸收光谱仪（北京瑞利分析仪器有限公司），D₂-BGD扣背景，主要工作测定参数列于表 1。

所用器皿均经过如下洗涤过程：用洗涤剂去除污垢及灰尘后，用自来水清洗干净，然后在20%的混合酸（v_HNO3:v_HCl=1:1）中浸泡24 h，再置于10%的硝酸中浸泡24 h，最后用超纯去离子水清洗3~4次备用。

3 标准溶液和供试液的制备 3.1 标准溶液

1.0 mg·mL^-1 Se标准储备液：准确称取硒粉0.100 0 g于100 mL烧杯中，加入浓硝酸2 mL，在电热水浴锅中微热溶解后，蒸至近干，用0.5 mol·L^-1盐酸稀释转移定容至100.0 mL，摇匀，即得。1.0 mg·mL^-1 Tl标准储备液：准确称取金属Tl 0.100 0 g溶于5 mL硝酸中，用水转移定容至100.0 mL，摇匀，即得。1 000.0、100.0、10.0 ng·mL^-1的Se和Tl标准工作溶液：由各自的标准储备液用稀硝酸（0.1 mol·L^-1）逐级稀释配制。

3.2 供试液制备

菜籽供试液：准确称取已烘干（140 ℃，2 h）至恒重的菜籽约25 mg于玛瑙研钵中，加入Triton X-100（非离子性表面活性剂）0.1 mL，用杵矸捣粹菜籽并用力研磨5 min，得到均匀溶浆，用3%（v/v）稀硝酸将研磨后的菜籽溶浆转移到5.0 mL试剂瓶中，再加入10 mg·mL^-1的硝酸钯溶液0.15 mL和6.4 mg·mL^-1的硝酸镍溶液0.25 mL，并用3%（v/v）硝酸定容至刻度。超声（40 kHz，80 W）分散15 min，制取悬乳液，即得。

菜渣供试液：称取深度研细（粒径小于30 μm）的菜渣粉20~25 mg于5.0 mL试剂瓶中，加入Triton X-100 0.1 mL，10 mg·mL^-1硝酸钯溶液0.15 mL和6.4 mg·mL^-1硝酸镍溶液0.25 mL，并用3%（v/v）硝酸定容至刻度，超声（40 kHz，80 W）分散15 min，制取悬浮液，即得。

菜油供试液：移取相应菜油0.4 mL（约0.36 g）至5.0 mL试剂瓶中，加入Triton X-100 0.1 mL，10 mg·mL^-1硝酸钯溶液0.15 mL和6.4 mg·mL^-1硝酸镍溶液0.25 mL，并用3%（v/v）硝酸定容至刻度，振摇超声（40 kHz，80 W）分散15 min，制取乳化液，即得。

4 供试液测定

GFAAS仪预热调试正常后，对于三类试液，在磁力搅拌下取菜籽、菜渣、菜油的供试液25 μL，注入平台石墨管中，启动GFAAS仪，让设定程序运行到灰化结束前5 s停止，然后复原，再移取供试液25 μL加入石墨管，从头再启动测定程序，原位在线富集2次后测定吸收信号。3种供试液均分别2次累积进样50 μL于石墨管中，依照表 1优化程序，随同系列标准溶液测定供试液的最终信号，根据标准曲线方程校准出各个供试液的浓度值，乘以供试液体积得到总量，然后除以各个供试液制备时所称取的质量而得到目标元素在菜籽中以及各分布形态的含量。

5 结果与讨论 5.1 烘焙温度对悬乳液微粒粒径的影响

将菜籽进行低温烘焙失水干燥至恒重而不炭化，这将十分有利于油脂的压出和菜籽饼柏的研细。实验考察了不同的烘焙温度对制备悬乳液微粒粒径的影响。准确称取已分别在120、140、160、180 ℃温度下烘焙2 h的菜籽50 mg于玛瑙研钵中，加入非离子性表面活性剂Triton X-100 0.2 mL，用杵矸捣碎菜籽并用力研磨5 min，得到均匀溶浆，然后用3%（v/v）硝酸将研磨后得到的溶浆转移到10.0 mL试剂瓶中定容并摇匀。用Mastersizer 2000型激光粒度分布测试仪对上述悬乳液微粒粒径分别进行测定，温度对悬乳液微粒粒径的影响如图 1所示。结果表明，经过120~180 ℃温度烘焙2 h后，所制备的悬乳液90%的微粒粒径在30 μm以下。在实验中以140 ℃对菜籽烘焙2 h后将其用于悬乳液制样。

5.2 悬乳液浓度的考察

为了避免过多的共存基体与目标分析物同时引入石墨炉，需要考察菜籽悬乳液的基体效应并选择合适的供试液浓度，防止基体效应影响分析结果的准确性。因为无法对菜籽悬乳液进行基体匹配操作，实验中采取逐级稀释对菜籽悬乳液的基体效应进行考察。即依照“1.3”项下步骤制备出合适浓度的菜籽悬乳液，然后用同样的试剂空白对其进行逐级稀释，以GFAAS法分别测定各悬乳液中Se和Tl的信号强度，并以菜籽浓度对Se和Tl的信号强度作图。所得结果如图 2所示，可以看出，在0.25%~1.5%（m/v）的菜籽浓度范围内，目标分析物Se和Tl的信号强度基本呈线性增加，说明在此制样条件和测定参数下，没有明显的基体效应。后续实验中选择菜籽用量为0.5%（m/v）。

5.3 乳化剂的选择及其浓度的影响

鉴于非离子性表面活性剂Triton X-100有着适中的亲水亲油平衡值（HLB=13.6），较低的浊点温度，适度的粘性，以及一定的悬浮作用，实验选用Triton X-100作为菜籽悬乳液制备过程中的悬浮及乳化剂。考察了Triton X-100的浓度对Se和Tl信号强度的影响，结果如图 3所示。可以看出，当Triton X-100的浓度在1.0%~2.5%（v/v）范围内变化时，目标分析物Se和Tl的信号强度没有明显变化，且此范围的信号强度相对高于当Triton X-100浓度为0.5%时的信号20%~75%。若Triton X-100的浓度超过2.5%，粘稠的供试液变得较难移取和引入石墨炉中。实验中选择Triton X-100的浓度为1.0%（v/v）。

5.4 硝酸浓度的影响

悬乳液中存在一定的硝酸有利于对目标分析物的预提取，使它们进入液相介质，则悬乳液进样测定的行为将接近于水溶液试样的测定状况。悬乳液中硝酸浓度对目标分析物测定信号强度的影响如图 4所示，可以看到，相对于未加硝酸的悬乳液试样而言，1%~4%（v/v）的硝酸可使Se和Tl的信号强度增强10%~50%；当硝酸浓度在2%~4%（v/v）浓度范围内时，Se和Tl的信号强度没有明显变化。实验最后选择介质硝酸的浓度为3%（v/v）。

5.5 化学改进剂选择及灰化温度的影响

对于易挥发元素的GFAAS测定，如As、Cd、Sb、Se和Tl等，为了让它们经受一个较高的灰化温度而无挥发损失，常常使用贵金属来做它们在石墨管中的化学改进剂。为了在同一份供试液中完成Se和Tl的测定，实验选择了硝酸钯（300 μg·mL^-1，以Pd计）作化学改进剂，Tl的灰化温度达到800 ℃尚未表现出损失，而Se在300 ℃后信号就开始下降。另外考察加入硝酸镍（320 μg·mL^-1，以Ni计）协同改进效果，Se和Tl的信号强度随灰化温度变化的影响结果如图 5所示。灰化温度在400~900 ℃间，两者几乎都保持了一个信号平台，硝酸镍改进剂的引入，可能在一定温度下Ni与Se形成热稳定性较好的金属化合物，使其灰化温度耐受到1 000 ℃。综合考虑，在后续实验中选择800 ℃作为灰化温度。

5.6 原子化温度的选择

原子化温度的设定应保证供试液Se和Tl的充分原子化，减少记忆效应，也不能太高而损伤石墨管寿命。实验考察了原子化温度对信号强度的影响，结果如图 6所示。可以看出，当原子化温度从1 900 ℃增加到2 300 ℃时，Tl和Se的信号强度均逐渐增大，但在2 400~2 600 ℃温度范围内，信号强度基本保持一个平台，兼顾分析程序一致考虑，最后两者的原子化温度均选定为2 400 ℃。

5.7 分析性能

按照菜籽供试液（悬乳液）的制备方法，平行制备7份供试液，进行GFAAS测定方法的重现性评价，得到该方法对Se和Tl的RSD分别为7.2%和7.6%[c=0.5%（m/v），n=7]。根据IUPAC的定义，依照优化的介质用量，配制空白溶液和含5.0、10、15、20、25 ng·mL^-1 Se及0.5、1.0、2.0、4.0、8.0 ng·mL^-1 Tl的标准系列溶液，在原位富集2次和选择的实验条件下测定，Se和Tl校准曲线方程分别为A=0.009 6C+0.004和A=0.025 2C+0.002，相关系数r分别为0.998和0.999，得到本法对Se和Tl的检出限（3σ）分别为1.3 ng·mL^-1和0.15 ng·mL^-1。分别向所制备的5.0 mL菜籽供试液（悬乳液）、菜渣供试液（悬浮液）、菜油供试液（乳化液）中加入10.00 ng·mL^-1 Se和1.00 ng·mL^-1 Tl标准溶液，所测定的加标回收率列于表 2，菜籽供试液中Se和Tl的加标回收率分别在96%~103%和94%~105%，菜渣供试液中Se和Tl的回收率分别在95%~106%和93%~107%，菜油供试液中Se和Tl的回收率分别在97%~103%和96%~105%。

6 样品分析

对采自恩施红土壤，利川、建始、巴东黄土壤，巴东黑土壤上种植收割的油菜籽样品，按“3.2”项方法制备菜籽供试液（悬乳液）、菜渣供试液（悬浮液）、菜油供试液（乳化液），用GFAAS进行直接测定，标准曲线法测定的结果以及样品标准加入法测定的结果如表 3所示。2种校准方法对菜籽和菜渣所测定的结果较一致，而菜油中均未测出Se和Tl，可能其中含量低于方法检出限。实验额外原位富集4次后测定，菜油供试液也未表现出明显的吸收信号。

7 结论

本文通过将一定量油菜籽压榨转化成一定比例的菜油和菜渣，对油菜籽样品进行悬乳液制样，考察了悬乳液的制备条件并优化了GFAAS测定参数。建立了固体直接进样-GFAAS分析油菜籽中有益有毒元素Se和Tl的分布形态分析方法；所测恩施地区油菜籽中含有1 723~2 973 ng·g^-1的Se和91~203 ng·g^-1的Tl，但其中未检出油脂态Se和Tl，与各个菜籽的产油率衡算值相比，对应残渣态中Se和Tl测定结果比较一致。这可能是不饱和油脂缺少键合位点，菜籽中的Se和Tl可能主要以蛋白质、核酸、多糖等结合形式留存于残渣态中；人们通过食用菜油不会得到微量元素Se的补充，同时也不必担心摄入剧毒重金属Tl；富硒菜籽残渣不应简单地只用作有机肥料，残渣态中Se和Tl的细分化学形态分析将会继续深入研究。本方法省去了冗长的消解步骤，简便、快速、可靠，也可应用于其他一些油脂含量较高的油料作物，如芝麻、松仁中一些有益有毒元素的分布形态分析。