ICP-AES测定桑树不同部位的12种微量元素

窦文渊，黄腾花，黄名湖，许慧鹊（.中国广州分析测试中心广东省分析测试技术公共实验室，广东广州50070；.广州市妇女儿童医疗中心，广东广州5063）

ICP-AES测定桑树不同部位的12种微量元素

窦文渊1，黄腾花2，黄名湖1，许慧鹊1
（1.中国广州分析测试中心广东省分析测试技术公共实验室，广东广州510070；2.广州市妇女儿童医疗中心，广东广州510623）

摘要：采用加热消解处理样品，建立原子荧光法测定桑树不同部位Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、Fe、Mn、Mg、K、Na和Ca 12种元素质量浓度的分析方法，采用ICP-AES测定样品中的微量元素。结果各种元素在其线性范围内线性关系良好，r在0.999 5～0.999 9之间，平均回收率在90.%～96.4%之间，RSD<3%（n=6），符合微量分析要求。本法简便，结果准确，重现性好，ICP-AES可同时测定多种元素，方便快捷。

关键词：电感耦合等离子发射光谱；桑树；检测；元素

桑科（Moraceae）桑属（Morus）落叶乔木，偶有灌木。叶为桑蚕饲料。木材可制器具，枝条可编箩筐，桑皮可作造纸原料，桑椹可供食用、酿酒，叶、果和根皮可入药。桑枝作为临床上使用的中药之一，具有祛风湿，利关节作用，多用于治疗风湿痹证[1]。桑叶有着极高的营养价值和药用价值，其具有降血糖、降血压、抗衰老、防癌抗癌、提高人体免疫力等多种生理功能[2]。桑葚含有丰富的营养物质，历来具有食用及中药材之用，很早就被作为水果和中药材得到广泛应用[3]。随着社会的迅速发展，工业的发展给环境带来了巨大的挑战，各种污染越来越严重，其中像金属的污染，就非常普遍，因此，食品、保健和医药等行业对元素的关注越来越重视。桑树，作为一种不同部位都可以为人们日常生活使用的植物，因此测定对它的不同部分的元素含量具有很大的意义。以往文献报道元素测定，主要有冷原子吸收光度法[4]、冷原子荧光分光光度法[5]、荧光分光光度法[6]和原子荧光分光光度法[7-8]，紫外可见分光光度法[9]，报道较多，但对桑树不同部位相关的研究报道很少，未有文献报道以ICP-AES法测定桑树不石墨炉原子吸收光谱法[10-11]，电感耦合等离子体发射光谱仪[12-16]等，近年来对元素的检测同部位的12种微量元素质量浓度，因此，本试验采用湿法消解对样品进行消解，用电感耦合等离子发射光谱法（ICP-AES）法测定桑树不同部位的12种元素质量浓度，为科学合理地开发、利用桑树提供理论参考。

1　材料与方法

1.1仪器和试剂

Leeman Prodigy XP电感耦合等离子体原子发射光谱仪：美国Leeman公司；HT-300胜谱电热板：中国广州分析测试中心。Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、Fe、Mn、Mg、K、Na、Ca标准溶液：购于国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院，浓度均为1 000 μg/mL。样品：桑树根、桑树枝、桑树叶、桑树果实（成熟），由自广东省翁源县某公司提供；硝酸、高氯酸等化学试剂均为分析纯：广州市试剂厂。试验用水为二次蒸馏水。所用玻璃器皿均用10%硝酸浸泡过夜，依次用蒸馏水、二次蒸馏水清洗备用。

1.2仪器工作条件

试验选定的电感耦合等离子体原子发射光谱仪最佳工作条件如表1所示。

表1　主要仪器参数Table 1　The major instrument parameter

1.3样品前处理

将样品（桑树根、桑枝、桑叶、桑树果实）清洗干净，风干表面水分，切断成小块，然后粉碎（样品为鲜样）。精密称定样品5.0g，置三角瓶中，HNO3溶液10mL，HClO4溶液2 mL，盖上曲颈小漏斗，放置电子控温加热板上，升温至180℃，溶液澄清透明无浑浊，冷却，过滤转入25 mL容量瓶，用高纯水定容至刻度。

1.4校准曲线配制

混合标准溶液1：将标准储备液用1%硝酸逐级稀释，混合至Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、Fe、Mn、Mg质量浓度分别为0.00、0.100、0.200、1.00、2.00、4.00 μg/mL；混合标准液2：将标准储备液用1%硝酸逐级稀释，混合至：K、Na、Ca质量浓度分别为0.00、1.00、5.00、10.0、50.00 μg/mL。

2　结果与讨论

2.1样品前处理

试验过程中的样品的消解方式为湿法消解。湿法消解，是用浓度大的强氧化剂的氧化作用破坏有机质，加热赶去有机物，使元素以可以溶液形态存在。湿法消解处理方法处理步骤少，干扰少，消解样品效果好。经过试验，分别用HNO3、HNO3+H2SO4、HNO3+H2O2、HNO3+HClO4、HNO3+HCl，其中HNO3-H2O2-样品（体积比2∶0.4∶1）、HNO3-样品（2∶1，体积比）、HNO3-HCl-样品（体积比2∶0.4∶1）消解效果不好，消解不太完全，而HNO3-H2SO4-样品（体积比2∶0.4∶1）消解需要时间较长，同时容易造待测元素的损失，消解效率低，因此，选择HNO3-HClO4-样品（体积比2∶0.4∶1）作为消解化学试剂。经过试验，得出HNO3-HClO4-样品（体积比2∶0.4∶1），消解效果最佳。

2.2分析波长的选择及背景的校正

ICP-AES法对每个元素都有多条特征谱线选择，且有同步背景校正功能。因此在试验中对每个测定元素选取3条谱线，使用标准品背景校正，再通过综合分析灵敏度、稳定性、干扰等因素，从中选择精密好、干扰少的分析谱线，结果见表2。

表2　12种元素的分析谱线Table 2　Analysis line of 12 elements

2.3线性范围和检出限

按表1仪器的工作条件，测定混合标准溶液，并绘出校准曲线并算出回归方程和相关系数，同时按测试方法平行进行11次空白试验，以3倍的标准偏差除去工作曲线的斜率求得检出限。采用连续注射不同梯度的标准溶液，得到标准曲线，结果如表3所示。

表3　12种元素的线性及检出限Table 3　Linear equation and detection limit of 12 metal elements

由表3可以看出，在线性范围内，Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、Fe、Mn、K、Na、Ca、Mg的线性相关系数范围为0.999 5～0.999 9，线性关系良好。

2.4加样回收试验

取桑树的A号样品6份（分别标为样品1、2、3、4、5、6），精密加入12种元素一定量的标准溶液，按“1.3”项下方法制备，按“1.2”项下光谱条件测定，计算回收率，结果如表4所示。

表4　加样回收试验测定结果（n=6）Table 4　The results of recovery experiment（n=6）

由表4可知，样品的Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、Fe、Mn、K、Na、Ca、Mg平均回收率范围为90.0%～96.4%，相对标准偏差（RSD）范围为为0.88%～2.98%。结果表明该方法准确可靠。

2.5样品含量测定

取2个不同批次的样品，按“1.3”项下方法制备供试品溶液，按“1.2”项下光谱条件测定，以标准曲线法计算含量（见表5）。

表5　样品的12种元素含量测定结果Table 5　Determination results of 12 metal elements content in thesample

续表5　样品的12种元素含量测定结果Continue table 5　Determination results of 12 metal elements content in the sample mg/k

由表5结果可知，桑树不同部位Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、Fe、Mn、K、Na、Ca、Mg含量不一样，但有一定的规律，每个部位都是K元素含量最高，Cd元素最低，桑树根中12种元素的含量高于其它部位，大致的高低顺序是根>叶>果>枝。

3　结论

本试验采用湿法消解桑树样品不同部位，一次性消解好12个检测项目需要的样品，通过前处理以及仪器一系列条件的优化，以ICP-AES法测定了样品中的12种元素的含量，方法简便、快速，结果准确。检测结果表明，线性相关系数范围为0.999 5～0.999 9，线性关系良好（n=6），平均回收率范围为90.0%～96.4%，相对标准偏差（RSD）范围为0.88%～2.98%。结果表明该方法准确可靠。桑树不同部位元素含量不一样，但有一定的规律，就是根中12种微量元素的含量最高，高低顺序是根>叶>果>枝。试验证明该方法适合用于ICP-AES法测定桑树不同部位的12种微量元素的含量，同时为有效控制该桑树质量提供了参考，为桑树以及其他植物的相关元素检测提供参考。

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DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.20.037

收稿日期：2015-03-12

作者简介：窦文渊（1986—），男（汉），助理研究员，本科，从事食品、药品和环境分析工作。

Determination of Twelve Trace Elements in Different Parts of Mulberry by ICP-AES

DOU Wen-yuan1，HUANG Teng-hua2，HUANG Ming-hu1，XU Hui-que1
（1.Guangdong Provincial Public Laboratory of Analysis and Testing Technology，China National Analytical Center，Guangzhou 510070，Guangdong，China；2.Guangzhou Women and Children's Medical Center，Guangzhou 510623，Guangdong，China）

Abstract：To establish a hydride generation-atomic fluorescence spectrometry to measure the content in different parts of mulberry by Cu，Pb，Zn，Ni，Cd，Cr，Fe，Mn，Mg，K，Na，Ca twelve trace elements with heat digestion.Concentrations of elements were determined by ICP-AES.Experimental results showed that linear relationshipwas good，r was between 0.999 5 and 0.999 9.Average recovery rate was between 90.0%and 96.4%，RSD was less than 3%（n=6）.The results met requirement of microanalysis.The method proved to be simple，convenient and precise and can be used for control of ICP-AES method was rapid，accurate and convenient，can be used to determine various trace elements.

Key words：ICP-AES；mulberry；determination；trace elements