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微量元素硒与人体健康密切相关,人体中硒的主要来源是膳食摄入,而植物性食物又是膳食主体,因此植物在人体硒补充中发挥着重要作用。硒元素的化学形态不同对环境的毒性、生物效应以及对人体健康的影响均不同。硒元素的行为效应不仅仅取决于该元素的总量水平,其只有在特定的浓度范围和一定的存在形态下才能对生态环境、生命体系和生物体发挥作用。因此建立准确、高效的环境样品的硒形态分析方法,并在硒元素形态分析方法研究的基础上开展硒元素与人体健康相关环境地球化学研究工作,对科学评价硒元素对环境和生物体系的影响具有重要意义。本文采用高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱（HPLC-ICP-MS）联用技术建立了硒代胱氨酸（SeCys2）、甲基-硒代半胱氨酸（MeSeCys）、亚硒酸根（Se（Ⅳ））、硒代蛋氨酸（SeMet）、硒酸根（Se（Ⅵ））等不同硒形态的分离检测方法,同时开展了土壤和植物样品中硒形态的分析研究。在此基础上,以湖北恩施部分地区的水稻、玉米及对应根系土为研究对象,探讨了硒元素在陆生植物体内的分布规律、主要赋存形态以及土壤中硒与植物体内富集硒的相关关系,主要取得如下进展:1.建立了土壤、植物样品中硒及硒形态的分析方法。为了实现对植物和土壤中总硒的有效分析,减少样品处理过程中硒元素的损失及减少试验成本,对样品前处理方法进行了优化,最终采用石墨预消解-封闭消解-电感耦合等离子体质谱的分析方法。该法准确可靠。建立了植物样品中5种硒形态的分离检测方法。为实现SeCys2、MeSeCys、Se（Ⅳ）、SeMet、Se（Ⅵ）5种硒形态的有效分离,本文分别考察了不同检测器、色谱柱、流动相、流动相pH等条件对硒形态分析的影响,最终采用高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱（HPLC-ICP-MS）技术,以Hamilton PRP-X100分析柱为色谱柱,以pH 4和pH 6的20 mmol·L-1的柠檬酸溶液辅以少量甲醇为流动相,在梯度洗脱条件下,9 min内可实现5种硒形态完全分离。5种硒形态的线性相关系数R2均大于0.9991。2.建立并优化了植物和土壤样品硒形态分析中的前处理条件。为实现植物样品中硒形态的有效提取,本文分别考察了不同提取剂、酶用量、浸提时间等条件对硒形态提取效率的影响,最终选择将20 mg XIV蛋白酶和10 mg Driselase酶溶于3 mL75 mmol·L-1 Tris-HCl（pH 7.5）作为提取剂,将样品在37℃振荡3 h作为样品前处理方法。植物样品中SeCys2、MeSeCys、Se（Ⅳ）、SeMet、Se（Ⅵ）的检出限分别为0.88、0.69、1.00、0.90、0.82μg·L-1。对植物样品进行加标回收实验,5种硒形态的加标回收率均在73.2%—107%之间。所建立的植物样品硒形态分析方法准确可靠。采用文献调研法,参考前人对土壤硒形态分析方法的研究,结合本研究的研究目的,确定了土壤硒赋存状态的分步提取方法。并采用HPLC-ICP-MS法对水溶态和可交换态组分中的可利用硒形态进行进一步分析。3.对所采集的恩施部分地区植物及土壤中硒及硒形态进行了分析。采集了恩施12个村镇的水稻、玉米及对应根系土样品,其中水稻样品10件,玉米样品6件,根系土壤样品16件,利用建立的方法对其硒及硒形态进行了分析测定。结果表明,土壤硒含量空间分布差异较大,其中超过58%的土壤样品硒含量高于中国硒过剩地区的土壤硒基准值3μg·g-1。硒在水稻体内的富集特征表现为:水稻根>水稻籽粒>水稻叶>水稻茎,说明硒元素较容易在根部富集。根据GB/T 22499-2008《富硒稻谷》和GB 2762-2012《食品中污染物限量》中对富硒稻谷的限定,水稻籽粒样品均属于富硒稻谷。因此当地居民需根据人体每日硒需求量合理食用富硒产品,若长期食用此富硒地区水稻,其所带来的健康风险仍不可忽视。土壤中有效硒占比仅为6.08%—17.5%,因此土壤硒中只有较小部分可以被植物吸收利用。对水溶态组分与可交换态组分进行硒形态分析。结果表明,在水溶态组分中主要的硒形态为Se（Ⅵ）,检出率为100%,其中有69%的样品中还检出了少量的Se（Ⅳ）,而在可交换态组分中只检出了Se（Ⅳ）一种硒形。所有土壤样品的水溶态组分与可交换态组分中均未检出有机硒形态。说明恩施采样地区土壤中的硒主要是以无机形态向植物体内迁移。稻植株体内硒形态均以有机形态为主,主要为SeMet,其占总硒量的50%以上,且水稻的不同部位硒形态的组成和含量存在着一定差异。将水稻各部位SeMet的含量水平分别与土壤中水溶态和可交换态组分中硒形态的含量水平进行相关性分析。结果表明,水稻各部位的SeMet与土壤水溶态组分中的Se（Ⅳ）均无明显相关性,而与水溶态组分中的Se（Ⅵ）在p<0.01水平下呈显著正相关关系,与土壤可交换态组分中的Se（Ⅳ）在p<0.01水平下呈显著正相关关系。通过文献调研可知,硒形态在植物中的迁移规律,而本研究中所采样品中硒形态的分布规律与已有研究中硒形态在植物中的迁移规律相吻合。本文建立了土壤、植物样品中硒含量及形态的分析方法,方法简单、快捷、高效,利用建立的方法初步探究了恩施富硒地区土壤及植物样品中的硒的分布状况及赋存形态,同时探讨了水稻不同组织部位与根系土壤中硒的相关关系,以期为有效营养成分的量化评价及人体健康风险评价提供技术支持。