微波辅助消解－电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP－AES）测定几种血藤中17种元素

2014-08-06陈燕芹刘红杨志银

中国无机分析化学 2014年2期

陈燕芹刘红杨志银

（1毕节学院化学化工实验教学中心贵州毕节551700；2贵州省应用化学特色重点实验室贵州毕节551700）

0 前言

血藤作为常见野生豆科和五味子科植物，同时又是重要的药材，广泛用来治疗风湿、类风湿病，跌打损伤等症［1］，主要有鸡血藤、大血藤、红藤、小红藤及茜草血藤等。大体上各类所谓血藤的中药均用于活血化瘀、消肿止痛［2］，学者们对血藤的生物学特征及其医疗保健功效、化学成分［3－4］、血藤总黄酮的提取［5－6］等方面都做了一定的研究，并取得了不错的成果，但是尚未见有相关文献详细报道同时对不同种类血藤进行微量元素分析测定，且对血藤中微量元素分析测定的相关研究也很少。采用在中草药元素分析中应用十分广泛的电感耦合等离子体发射光谱法（ICP－AES）［7－11］对几种血藤（小血藤、大血藤、红血藤、五香血藤、五花血藤、鸡血藤）中17种常量和微量元素进行分析测定，以期为血藤类中药的综合开发利用和深入研究提供科学依据。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

各种血藤样品购于毕节市中医院，经毕节学院生物教研室鉴定。

单元素标准储备溶液（1 000μg/mL）：K，Ca，Mg，P，Sr，Fe，Mn，Zn，Cu，Co，Cr，Al，Ba，Ni，As，Pb，Cd标准储备溶液，由国家有色金属及电子材料分析测试中心提供。

HNO3（优级纯，经酸纯化器纯化）；H2O2（优级纯）；实验用水为超纯水；氩气（Ar，纯度99.99%）。所用玻璃仪器等均用硝酸（10%）浸泡24 h以上，用自来水洗涤多次，再用超纯水冲洗备用。

Optima 8000电感耦合等离子体原子发射光谱仪（美国 Perkin Elmer），电子分析天平（BSA224S，德国赛多利斯），微波消解萃取工作站（MDS－10，上海新仪公司），超纯水机（UPT－II－40L，成都超纯水有限公司），电热恒温鼓风干燥箱（DHG－9070A）。

1.2 标准溶液

将标准储备溶液用2%（v/v）的硝酸逐级稀释，配制含有钾的质量浓度为0.6312，2.5248，12.624，25.248，126.24μg/mL；磷的质量浓度为0.5，2.0，10.0，20.0，100.0μg/mL；Ca，Mg的质量浓度为0.25，1.0，5.0，10.0，50.0μg/mL；Fe，Mg的质量浓度为0.025，0.1，0.5，1.0，5.0μg/mL；其它元素的质量浓度为0.01，0.04，0.2，0.4，2.0μg/mL系列标准溶液。

1.3 ICP－AES仪工作条件选择

通过实验考察对元素测定有影响的射频功率、辅助气流量、冷却气流量、等离子体流量、试液提升量等因素，优化得到ICP－AES仪的工作参数见表1。

表1 选定的ICP仪器工作参数Table 1 Instrumental operation parameters for ICP－AES

用ICP－AES法，按表1仪器工作条件检测各元素标准系列工作溶液的发射强度。相同实验条件下，以试剂空白为参比，检测血藤样品中各元素的含量。仪器自动处理数据，并显示标准曲线。

1.4 样品处理

用自来水清洗血藤样品后，再用超纯水清洗多次，晾干后置于鼓风干燥箱中80℃恒温烘干至恒重，冷却、用中药粉碎机粉碎后置于硅胶干燥器中备用。准确称取样品0.5 g（精确至0.000 1 g）于溶样杯中（聚四氟乙烯材质），加入6 mL HNO3和2 mL H2O2，置于60℃水浴锅上预消解，让大量棕色气体冒出，至无泡后，补加2 mL HNO3和0.5 mL HF，按设置好的微波消解仪工作参数（100℃下消解10 min；120℃下消解5 min；180℃下消解10 min；200℃下消解20 min）进行消解。消解完毕把消解罐直接放在沸水浴中赶酸至1 mL左右，冷却至室温后，把溶液小心转移至50 mL塑料容量瓶中，用超纯水洗涤多次，洗涤液一并转入容量瓶中，定容至刻度线、摇匀备用。同时做试剂空白实验。

2 结果与讨论

2.1 元素分析波长的选择及工作曲线的绘制

电感耦合等离子体原子发射光谱法对每种元素的分析都可以选择多条特征谱线同时测定，因此实验中对每种分析元素选取几条谱线进行分析，综合谱线强度、干扰情况及稳定性，选择谱线干扰较少、精密度较好的谱线进行分析，对于光谱干扰严重的谱线，采用MSF拟合（多重谱线拟合）法扣除光谱干扰，在1.3中最优化条件下，采集空白及标准系列溶液的发射强度，仪器自动绘制分析物质的标准曲线，结果见表2。

表2 各元素的分析谱线波长和工作曲线、检出限、相关系数Table 2 Analytical spectral lines for every analyzed element，working curve equation，detection limits and correlation coefficients

2.2 方法检出限

以2%（v/v）HNO3作空白，重复检测11次，以其标准偏差的3倍计算检出限，分析结果见表2。由表2可知，K，Ca，Mg，P，Sr，Fe，Mn，Zn，Cu，Co，Cr，Al，Ba，Ni，As，Pb和 Cd 17种元素的方法检出限为0.000 03～0.009 81μg/mL。

2.3 加标回收实验

为了保证方法的可靠性，对小血藤进行了加标回收和精密度实验，实验结果见表3。由表3可知，方法加标回收率为88.37%～110.00%，相对标准偏差（RSD）均小于5.0%，表明实验结果具有较高的准确度及精密度。

表3 加标回收实验结果Table 3 Results of recovery tests（n＝3）/（μg·mL－1）

2.4 样品测定

在选定实验条件下，将消解好的血藤样品用ICP－AES法进行分析，检测结果见表4。由表4可知，6种血藤样品中除含有人体必需的K，Ca，Mg，P外，还含有Fe，Zn，Mn，Cr，Co等必需的微量元素以及Ni，Ba，Al，Sr和微量有毒元素Pb，As，Cd。6种血藤中微量元素含量较高的有Fe，Zn，Mn。鸡血藤中Fe的含量为1 016.37μg/g，Fe离子具有广泛的生理功能及生物学作用，不仅具有良好的补血功能，还与能量代谢有紧密的关系，是血红蛋白的重要组成成分之一，是血液中输送氧和交换氧的重要无机元素，还是许多酶的组成成分和氧化还原反应酶的激活剂［8－9］。小血藤中 Zn 的含量最高，为116.51μg/g，Zn在维持前列腺生理功能与结构上具有重要作用。五花血藤中Mn的含量为663.40μg/g，锰参与蛋白质的合成、遗传信息的传递及甲状腺和性腺的分泌，能刺激抗毒素的合成，提高对传染病的抵抗能力。

微量有毒元素Pb，As，Cd在血藤中有一定含量，尤其是大血藤中Pb，As和Cd含量都较高，所以建议在临床使用中要注意用药剂量，并且避免长期大剂量服用，以免Pb，As和Cd等有害元素在体内累积影响患者人体健康。

3 结论

通过实验建立了ICP－AES法测定血藤中K，Ca，Mg，P，Sr，Fe，Mn，Zn，Cu，Co，Cr，Al，Ba，Ni，As，Pb和Cd 17种常微量元素的方法，确定了仪器检测条件为：射频功率（K 900 W，其它元素1 300 W），辅助氩气流量0.2 L/min，冷却氩气流量15 L/min，等离子体气流量0.55 L/min，试液提升量1.5 mL/min。17种元素的检出限为0.000 03～0.009 81 μg/mL，加标回收率为 88.37% ～110.00%，方法的相对标准偏差（RSD）均小于5.0%。采用微波辅助消解样品并用ICP－AES法分析血藤类中药的金属离子的含量具有省时省力、环境污染较小，而且精密度较高，能达到血藤中K，Ca，Mg，P，Sr，Fe，Mn，Zn，Cu，Co，Cr，Al，Ba，Ni，As，Pb和Cd 17种常量和微量元素的检测需要，具有实际应用意义。