孫 杰，陳發(fā)榮＊，韓力揮，李景喜，陳軍輝，鄭 立，王小如

（1.國(guó)家海洋局 第一海洋研究所，山東 青島 266061；2.中國(guó)海洋大學(xué) 海洋化學(xué)理論與工程技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266100）

多棘海盤(pán)車（Asteriasamurensis）在我國(guó)黃海區(qū)域是一種較為常見(jiàn)的海星，屬于海洋無(wú)脊椎動(dòng)物棘皮動(dòng)物門(mén)海星綱的海盤(pán)車科，可以作為海洋藥物和海洋新型食用原料使用，其功效為平肝和胃、止痛和鎮(zhèn)驚［1－3］.多棘海盤(pán)車的作用與它的生長(zhǎng)地域密切相關(guān)，而微量元素的種類與含量又反映海產(chǎn)品的生長(zhǎng)環(huán)境特征.隨著現(xiàn)代藥理學(xué)和生命科學(xué)的迅速發(fā)展，海星的功效與微量元素的關(guān)系越來(lái)越引起人們的關(guān)注［4－5］.并且同種海星遺傳特性相似，其含有的微量元素在種類和含量上就具備了一定的規(guī)律性，把握這些規(guī)律有利于海星的質(zhì)量控制［6］.作者運(yùn)用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP－MS）對(duì)多棘海盤(pán)車中微量元素進(jìn)行分析，并結(jié)合SPSS11.5的主成分分析法對(duì)6個(gè)不同產(chǎn)地的多棘海盤(pán)車樣品進(jìn)行分析，為多棘海盤(pán)車的進(jìn)一步研究提供研究基礎(chǔ).

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 研究對(duì)象

多棘海盤(pán)車，從青島各產(chǎn)地采購(gòu)，實(shí)驗(yàn)所用多棘海盤(pán)車樣品的輻徑均為20～30cm，具體信息見(jiàn)表1.將所有多棘海盤(pán)車樣品，分別去除內(nèi)臟、棘皮，然后用二次蒸餾水進(jìn)行清洗，在－80℃的超低溫冰箱中冷凍12h，緊接著放置在冷凍干燥機(jī)中冷凍干燥24h，粉碎，過(guò)80目篩，分別裝入50mL的聚乙烯瓶中，放入干燥器中保存，待用.

表1 實(shí)驗(yàn)所用多棘海盤(pán)車樣品Tab.1 The Asterias amurensis samples in experiment

1.2 儀器與試劑

儀器：7500a型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，美國(guó)安捷倫公司；真空冷凍干燥機(jī)，美國(guó)LABCONCO公司；MARS微波消解儀，美國(guó)CEM公司；Milli－Q超純水處理系統(tǒng)（18.2MΩ），美國(guó)Milipore公司.

試劑：雙氧水、濃硝酸（德國(guó)，Merck），10mg·L－1的7Li、89Y、205Tl、140Ce的調(diào)諧溶液和6Li、45Sc、72Ge、89Y、115In、159Tb、209Bi的內(nèi)標(biāo)溶液（美國(guó)，安捷倫公司）均為優(yōu)級(jí)純，二次蒸餾水，直接使用或者用5%～10%的硝酸溶液對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行稀釋后使用.

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 儀器工作條件

ICP－MS的工作條件：分析模式為定量分析；射頻功率為1 360W；采樣錐為鉑錐；采樣深度為6.0mm；等離子體氣流速為15.0L·min－1；載氣流速為1.24L·min－1；輔助氣流速為1.0L·min－1；霧化室溫度為2.0℃；積分時(shí)間為0.3s；采集次數(shù)為3次；分析測(cè)試前用10μg·L－1的7Li、89Y、205Tl、140Ce的調(diào)諧液對(duì)ICP－MS進(jìn)行調(diào)諧，使儀器的靈敏度、雙電荷、氧化物干擾、分辨率達(dá)到分析測(cè)定要求.

微波消解儀的工作條件如圖1所示，其中消解過(guò)程中的壓力由消解罐蓋的松緊度控制，一般保持在擰到罐口處最后一環(huán)即可.

1.3.2 樣品的處理與微量元素的測(cè)定

準(zhǔn)確稱量多棘海盤(pán)車樣品0.3g，每個(gè)樣品做3份平行實(shí)驗(yàn)，分別轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯的消解罐中，同時(shí)加入6mL濃硝酸溶液，擰緊消解罐并放置一夜，擰開(kāi)罐口放氣，接著加入2mL雙氧水溶液，擰緊罐口放置1h之后，擰松消解罐蓋放氣，然后擰緊放入微波消解儀中按照?qǐng)D1所示條件運(yùn)行.冷卻之后，擰松罐口放氣，將消解液轉(zhuǎn)移到30mL的聚乙烯瓶中，用二次蒸餾水定重至30g，過(guò)孔徑為0.45μm的尼龍濾器膜，用ICP－MS測(cè)定，同時(shí)每批樣品做3份空白實(shí)驗(yàn)和3份黃魚(yú)標(biāo)準(zhǔn)樣品實(shí)驗(yàn).

2 結(jié)果與分析

2.1 準(zhǔn)確度和精確度實(shí)驗(yàn)

考慮到實(shí)際樣品基體的復(fù)雜性和多樣性，為了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方法的準(zhǔn)確性，首先對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)黃魚(yú)物質(zhì)（GBW08573）進(jìn)行測(cè)定.結(jié)果顯示標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的回收率為86.00%～120.00%，通過(guò)對(duì)多棘海盤(pán)車3份平行樣品的測(cè)定，結(jié)果表明RSD＜5.00%，以上結(jié)果說(shuō)明該次實(shí)驗(yàn)方法準(zhǔn)確可靠、重現(xiàn)性好，可以滿足多棘海盤(pán)車樣品中微量元素的測(cè)定.

2.2 樣品中微量元素含量的測(cè)定

表2 多棘海盤(pán)車樣品中元素含量的測(cè)定結(jié)果（n＝10）Tab.2 The determined values of trace elements in Asterias Amurensis（n＝10） μg·g－1

由表2可知，所測(cè)定的12種元素含量差異較大，即墨地區(qū)的多棘海盤(pán)車樣品中Mn、Ba、Pb、Cs、Se元素的含量均高于其他5個(gè)產(chǎn)地的含量，市南區(qū)的多棘海盤(pán)車樣品中Cr、Ni、Cu、Zn元素的含量都高于其他產(chǎn)地的含量.對(duì)樣品中Pb、Cd、Cr等有毒元素的含量與《GB 2762－2012食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》中相應(yīng)元素的限量值進(jìn)行比較，其中Pb、Cd、Cr限量值分別為1.00、2.00、2.00μg·g－1.結(jié)果表明，6個(gè)產(chǎn)地的多棘海盤(pán)車樣品中Cr元素均超出相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)限量值，部分樣品中Pb元素含量超出限量值，而樣品中Cd元素含量均低于限量值.

2.3 主成分分析法分析樣品中的微量元素

2.3.1 多棘海盤(pán)車中微量元素的主成分分析

主成分分析法是利用降維的思想，將原來(lái)多個(gè)變量重新擬合成較少幾個(gè)線性無(wú)關(guān)的變量，將上述分析數(shù)據(jù)使用SPSS11.5軟件對(duì)其進(jìn)行主成分分析，結(jié)果見(jiàn)表3、4.

表3 主成分分析特征根和方差貢獻(xiàn)率Tab.3 Eigenvalue and variance of the main factors in the contribution rate

表4 經(jīng)旋轉(zhuǎn)的主成分矩陣Tab.4 Rotated principal component matrix

由表3可知，前4個(gè)主成分的方差貢獻(xiàn)率達(dá)到97.74%，且特征值均大于1.表4為經(jīng)方差極大法對(duì)主成分系數(shù)向量旋轉(zhuǎn)后的結(jié)果.結(jié)合表3所列的第1個(gè)主成分方差貢獻(xiàn)率達(dá)到34.53%，第1主成分與Pb、Mn、Ba、Cs元素呈正相關(guān)關(guān)系，而且相關(guān)系數(shù)均超過(guò)85%，可以確定Pb、Mn、Ba、Cs為多棘海盤(pán)車的特征性元素.

通過(guò)與已報(bào)道文獻(xiàn)［7－8］中所測(cè)定海星中特征性元素含量的對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該研究所測(cè)定的6個(gè)產(chǎn)地的Pb元素含量除青島嶗山區(qū)的多棘海盤(pán)車以外均超出已報(bào)道值，此外，所測(cè)定的Mn元素含量也都超出已報(bào)道值.

2.3.2 計(jì)算主成分得分及綜合得分

根據(jù)主成分計(jì)算公式可以得到前3個(gè)主成分與12項(xiàng)指標(biāo)的線性組合，其中Zx表示運(yùn)用SPSS11.5轉(zhuǎn)化所測(cè)定元素的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，F(xiàn)1～F4表示主成分得分，F(xiàn)表示總得分.

根據(jù)因子得分系數(shù)矩陣和主成分方差貢獻(xiàn)率矩陣（表3）計(jì)算綜合得分，F(xiàn)＝34.53%×F1＋25.04%×F2＋21.79%×F3＋16.39%×F4，同時(shí)進(jìn)行綜合排名，具體見(jiàn)表5.

表5 不同產(chǎn)地的多棘海盤(pán)車綜合排名Tab.5 The comprehensive ranking of Asterias Amurensis in different origin

由表5可知，微量元素對(duì)6個(gè)地點(diǎn)的多棘海盤(pán)車質(zhì)量影響大小的綜合排名為：即墨＞市南區(qū)＞膠南＞沙子口＞嶗山區(qū)＞黃島，可見(jiàn)山東青島即墨的多棘海盤(pán)車排名第一，說(shuō)明微量元素在該樣品中總體含量較高，對(duì)樣品質(zhì)量影響較大，而黃島的樣品排名最后，說(shuō)明微量元素對(duì)該區(qū)域樣品質(zhì)量影響程度相對(duì)較小.

3 結(jié)束語(yǔ)

作者采用微波消解－ICP－MS測(cè)定了不同產(chǎn)地多棘海盤(pán)車中的 Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Cd、Cs、Ba和Pb元素的含量，并運(yùn)用SPSS11.5的主成分分析法對(duì)其進(jìn)行研究.結(jié)果表明，6個(gè)產(chǎn)地的多棘海盤(pán)車樣品中Cr元素均超出相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)限量值，Cd元素含量均低于限量值.而主成分分析表明，Pb、Mn、Ba和Cs為多棘海盤(pán)車的特征性元素，同時(shí)對(duì)主成分得分和綜合得分進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果發(fā)現(xiàn)微量元素對(duì)山東青島即墨的多棘海盤(pán)車質(zhì)量的影響程度高于青島其他5個(gè)地方，文中樣品的數(shù)據(jù)及其結(jié)果分析為海星的質(zhì)量評(píng)價(jià)與控制提供了部分參考依據(jù).

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