原子发射光谱法分析木瓜中的微量元素

徐春秀，蔡龙飞，萧柽霞

（韩山师范学院化学系，广东潮州521041）

原子发射光谱法分析木瓜中的微量元素

徐春秀，蔡龙飞，萧柽霞

（韩山师范学院化学系，广东潮州521041）

采用石墨消解仪对样品进行消化，并用微波等离子炬-原子发射光谱法（MPT-AES）测定4种不同生长时期木瓜中的铁、镁、钴、铬、锰、钙、镍、钡（Fe、Mg、Co、Cr、Mn、Ca、Ni、Ba）8种微量元素的含量，为进一步开发和利用木瓜提供参考。

木瓜；原子发射光谱法；微量元素

微量元素与人类健康有密切关系，它不仅对人体的正常生长发育起着积极作用，而且对人体的其他生命活动也有着极为重要的作用。人体微量元素摄入过量或不足都会不同程度地造成生理的异常甚至疾病。由于微量元素不能在人体内自行合成，所以在日常生活中我们必须通过平常的饮食摄取来补充[1-7]。

木瓜（pawpaw），是一种无污染、纯天然的药用和食用植物，富含人体所需的多种氨基酸、维生素、黄酮以及丰富的钾、钙、硼等18种无机矿物元素，此外，木瓜还富含有多种人体必须的微量元素Mg、Mn、Fe、Zn、Ca、K、P等，其微量元素含量的高低与人体的需求量基本一致。木瓜丰富的营养价值及药用价值使其具有很高的开发价值，对于木瓜中各种微量元素的研究也就显得具有特别重要的意义[8]。现代分析化学的快速发展为木瓜中微量元素的测定提供了许多简单快速、灵敏度高的测量手段。近年来，木瓜丰富的营养价值，已引起了各行各业的科研工作者的广泛兴趣，关于木瓜的研究也屡见报道。目前用于研究木瓜微量元素的测定方法主要有：电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）[8]、电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）[9-12]和火焰原子吸收光谱法（FAAS）[13-20]等方法。这几种测定方法简便快速，准确性好，且能多种元素同时测定。

以不同生长时期的木瓜为研究对象，采用石墨消解仪方便安全地消解样品，样品消解效果好，消解操作过程简单快捷，并利用简单易行、准确度高、能同时测定多种元素的原子发射光谱法对研究对象进行测定分析和研究，为木瓜的保健价值提供参考。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

DGG－9240B型电热恒温鼓风干燥箱：上海森信实验仪器有限公司；电子天平：北京塞多利斯仪器系统有限公司；DS-360石墨消解仪：中国广州分析测试中心；520型微波等离子体炬（MPT）光谱仪：长春吉大·小天鹅仪器有限公司。

Ca、Fe、Mg、Mn、Ni、Cr、Co、Ba 8种元素的标准储备液（1mg/mL，由国家标准物质中心提供），硝酸（分析纯），过氧化氢（分析纯），超纯水。

1.2 样品处理

4种不同生长时期的木瓜均摘于潮州市郊外同一棵树上。样品一为处于刚在树上结果不久的木瓜幼果，样品二是处于生长期，外表青涩的木瓜果实，样品三为外表青色但是快成熟的木瓜果实，样品四是已成熟的木瓜。将4种不同生长时期的木瓜分别用水洗净后，去皮去核，切碎至细片，置于60℃～70℃烘干箱中至恒重，然后取出备用。采用石墨消解法：分别准确称取各待测木瓜2.000 0 g，置于洁净的消解管中，再分别加入4mL的浓HNO3和2mLH2O2，在通风橱内将消解管放进石墨消解仪中消解直至所得溶液为无色或淡黄色，取下冷却，用超纯水溶解，然后移至50mL容量瓶中定容，待测。

1.3 方法

采用原子发射光谱法来测定样品中的微量元素。具体操作如下：开循环冷却水，打开电源，打开氩气阀门，设定系统的最佳工作条件，待各参数稳定后，点燃等离子体，稳定后，依次测得各元素标准液和样品的强度。根据所得的强度，在标准曲线上求出样品中待测元素的浓度，即可求出其含量。

2 结果与讨论

2.1 石墨消解仪的工作条件

在测定样品微量元素前往往需要对样品进行消解处理，植物类样品的分解方法及用ICP-AES法分析微量元素的方法均较多。对于木瓜中微量元素报道最多的是采取HNO3+HClO4体系消解法，但该法在常压下消解，操作耗时及繁琐，曾有研究者在ICP-AES法的基础上，采用了比常规消解方法操作更简便、准确度更高的微波消解法来处理样品，并控制溶液中酸的含量，从而大大地提高了消解的效率[21-23]。但是微波消解的工作原理是样品与酸的混合物在微波产生的交变磁场作用下，内部分子间产生剧烈的振动和碰撞，致使加热物内部的温度迅速升高，在密闭样品容器里产生高压，因而具有一定的危险性，而且在取出样品处理液之前需要较长的冷却降压时间。石墨消解仪是一种专用于对各类分析测试样品作为加热预处理的恒温装置，采用微机控制，具有结构简单、性能可靠、操作灵活的特点，多重防腐蚀设计适应各种恶劣环境，可广泛用于生物、化学、环保等行业的分析测试场合。采用石墨消解法对样品进行消解，石墨消解仪的消解程序见表1。

2.2 消解液的选择

采用硝酸和过氧化氢作为消解的氧化剂，硝酸氧化性较强，且加热分解产生大量的二氧化氮气体，有催化氧化的能力，双氧水在酸性介质中能在低温下分解，产生高能态的活性氧，二者结合使用可增强氧化能力，提高反应速度，从而使样品完全消解，对实验结果影响很小，因此选用硝酸和过氧化氢作为消解液进行湿法消解。

表1 石墨消解仪的消解程序Table1 Graphite furnace digestion program of the sample

2.3 微波等离子体炬原子发射光谱仪的工作条件

520型微波等离子体炬（MPT）光谱仪的最佳工作条件见表2。

表2 微波等离子体炬光谱仪的最佳工作条件Table2 Operating parameters of MPT-AES

2.4 标准曲线的绘制

将Ca、Fe、Mg、Mn、Ni、Cr、Co、Ba的标准储备液稀释成一系列不同浓度的标准溶液，在表2条件下测其强度，以测定的强度对元素标准溶液浓度作图，得到各元素的标准曲线。各标准曲线的线性范围、线性回归方程及相关系数见表3。

表3 线性回归方程和相关系数Table3 Linear equation and correlative coefficient of standard curves

从表3可以看出：在实验选定的浓度范围内，各元素浓度与吸光度均呈良好的线性关系。

2.5 方法的精密度及检出限

按照实验方法进行11份空白平行测定，以结果的3倍标准偏差所对应的浓度值作为方法的检出限，结果列于表4。

2.6 不同生长时期木瓜中各微量元素的测定结果

每种木瓜样品都准确称取3份，按照实验方法进行消解、测定，平行测定3次。实验测得4种不同生长时期的木瓜中微量元素的含量，结果见表5。

表4 方法的精密度和检出限Table4 Precision and detection limits of the method

从样品测定结果来看，4种不同生长时期的木瓜都含有人体所需的微量元素，其中Mg、Fe、Ca含量较高，而Mn、Cr含量较低。不同生长时期的木瓜所含元素的含量也有差异，其中，Ni、Ba和Ca的含量随着木瓜的生长而不断增加，到成熟期时木瓜中已含有丰富的Ni、Ba和Ca等元素。元素Mg的含量随着木瓜的生长反而不断降低，但其含量较其他元素仍较高；微量元素Mn的含量在4种不同时期的木瓜中含量变化不大，且含量最低，仅介于24.500μg/g～30.250μg/g之间；Co的含量在刚结果的幼果时期时最高，并随着木瓜的不断生长其含量反而降低，但到成熟时期时Co的含量有所上涨，达到101.850μμg/g；微量元素Fe的生长变化情况与Co类似；而元素Cr刚开始随着木瓜的生长而不断增大，到快成熟时其含量已高达103.625μg/g，但随后其含量反而有所下降，至成熟时元素Cr的含量仅为72.575μg/g。

表5 样品分析结果Table5 Analytical results of the sample

3 结论

采用石墨消解法消解样品，微波等离子体炬-原子发射光谱法对4个不同生长期的木瓜中的微量元素进行测定，方法简单实用，在严格控制消化温度和时间的基础上，在优化的实验条件下，可以得到准确可靠的实验结果。

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Determination of Trace Elements in Pawpaw by MPT-AES

XU Chun-xiu，CAI Long-fei，XIAO Cheng-xia
（Department of Chemistry，Hanshan Normal University，Chaozhou 521041，Guangdong，China）

Graphite digestion was used to digest the samples.The content of 8 trace elements（iron，magnesium，cobalt，chrome，manganese，calcium，nickel and barium）in four kinds of pawpaw at different period were measured by the microwave plasma torch-atomic emission spectrometry（called the MPT spectrographic methods）.The method could be used for the exploitation and the development of pawpaw.

pawpaw；atomic emission spectrometry；trace elements

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.03.020

2012-09-27

广东省自然科学基金项目（S2011040002246）；韩山师范学院科研启动基金项目（QD201106,QD201205）

徐春秀（1978—），女（汉），讲师，博士，主要从事分析化学的教学与科研工作。