高等环境分析化学.doc

硒的形态分析方法概述及其在生物有效性研究中的应用 成都理工大学材料与化学化工学院 分析化学专业 摘要：硒的形态研究是了解环境中硒的毒性、生物可利用性、迁移和生物地球化学循环等方面的基础。本文总结了环境样品中硒形态的研究方法，及其形态分析在生物有效性研究中的应用。 关键词：硒；形态分析；方法；生物有效性；应用 1前言 硒位于第六主族, 是一种准金属元素。地壳中硒的丰度仅为0.05-0.09 μg/g, 但由于人为因素与自然因素的影响使硒在自然界中分布日益广泛, 一般大气、水、土壤中硒水平为μg/g-ng/g级。 一定条件下, 各种形态的硒类化合物可相互转化。有报道以葡萄糖作为外加碳源, 研究天然水体中亚硒酸钠通过微生物反应转化为单质硒和挥发态硒(如二甲基硒、二甲基二硒) 的实验。 1957年，Schwar首先证明硒作为谷胱甘肽过氧化物酶的活性中心, 是人体必需的微量元素。近年来, 适量的硒摄入水平与癌症、心血管病、糖尿病、白内障、老年痴呆症等各种疾病的密切相关性日益引起人们的重视。我们在贫硒地区通过口服亚硒酸钠来治疗预防克山病、大骨节病。 硒作为多种重金属元素(如Cd、Hg等)的天然解毒剂、可拮抗环境中多种有害物质的毒性。 硒化合物的生理、生物活性，及其在环境中的迁移转化规律，同硒存在的化学形态及不同化学形态下硒的浓度水平直接相关。硒分析方法在研究生命科学、环境科学、材料科学等领域均具重要意义。 1 环境中硒的存在形式 硒存在形式的早期研究主要集中于矿床学、矿物学和环境地球化学。朱建明等[1]于2003年对已发现的107种硒矿物进行了总结和归类，概述了表生环境中硒的存在形式。环境中硒主要以无机和有机硒形式存在(表1)[2-4,5]，不同硒形态间会因pH、Eh和生物作用(如甲基化)等因素的影响而发生转变，其中pH-Eh是主要的影响因素。图1给出了常温常压下不同形态硒稳定存在的pH-Eh范围。 表一 　环境中主要的硒化合物[2,5] Table 1 　The major selenium compounds in the environment 硒化合物 化学式 存在条件 无 机 硒 硒化氢(-Ⅱa) H2Seb 气体，不稳定，水中易分解成Se0 硒氢化物(-Ⅱ) Se2- 还原环境，金属硒化物，土壤中 元素硒(0) Se0 还原环境稳定存在，水中不溶解 亚硒酸盐(Ⅳ) SeO32- 弱氧化条件，易溶解，如土壤或大气颗粒 偏亚硒酸盐(Ⅳ) HSeO32- 酸性或中性条件，易还原，如土壤中 二氧化硒(Ⅳ) SeO2 化石燃料燃烧放出的气体，易溶于水 硒酸盐(Ⅵ) SeO42- 弱氧化条件，易还原，易为植物利用 硒酸根(Ⅵ) SeO42-，HSeO4- 一般土壤环境 有 机 硒 二甲基硒化物(DMSe) (CH3)2Seb 土壤中微生物、细菌形成的挥发组分 二甲基二硒化物(DMDSe) (CH3)2Se2b 植物形成的挥发组分 二甲基硒砜 (CH3)2SeO2b DMSe的前期还原挥发产物，由代谢形成 三甲基硒 (CH3)3Se+ 动物代谢产物，以尿形式排放 　注：a表示无机硒化合物中硒的价态；b表示该硒化合物具有挥发性。 此外，生物体内还有硒代半胱氨酸(Selenocysteine)、硒代胱氨酸 (Selenocystine)、硒代蛋氨酸(Selenomethionine)、硒乙硫基氨基酪酸(Selenothionine)、硒甲基硒代半胱氨酸( Se-methyl selenocysteine)、硒甲基硒代蛋氨酸(Se-methyl selenomethionine)、γ-谷氨酰硒甲基硒代半胱氨酸(γ -glutamyl-Se-methyl selenocysteine)、硒蛋白(Selenoprotein)等有机硒化合物[5,6]，对它们的分离和定量分析一般要用仪器联用技术。 图1 　常温常压下硒的pH-Eh图[7] Fig.1 Eh-pH diagram of selenium species at 25℃，1atm ，and ∑Se=10-6M 2总硒测定 2.1分子荧光分析法和吸光光度法 现行中华人民共和国标准中采用 2,3-二氨基萘荧光法[8]。原理是利用四价硒与DAN(2,3-二氨基萘)反应生成强荧光特性的4,5-苯并苤脑，用有机溶剂萃取后在荧光分光光度计上于激发波长366nm、发射光波长520nm处测定荧光强度。此法选择性好、灵敏度高，但操作繁琐费时且试剂需进口且对人体有害。王守兰等[9]用该法测定富硒米、富硒茶中痕量硒，检出限为1ng。常规荧光法测定硒时，存在485nm杂质荧光峰与519.2nm检测荧光峰相重叠，干扰了硒的测定，使结果偏高。胡益水[10]采用一阶导数