ICP-MS法同时测定海南油茶不同部位的24种矿质营养元素含量及富集作用

彭德乾　闫超　吴友根　张军锋　王灿红

摘要：建立油茶矿质营养元素的测定方法，并评价海南油茶中的不同部位对栽培土壤中矿质营养元素的富集能力。采用电感耦合等离子体质谱（inductively coupled plasma mass spectrometry，简称ICP-MS）法测定海南油茶及其栽培土壤中的矿质营养元素含量。本研究测定海南油茶根、果和叶中的24种矿质营养元素（Li、Be、B、Na、Mg、Al、K、Ca、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Ga、Se、Sr、Sn、Ba、Sb、Tl、Bi、Mo），其中根和果中含量最大的元素是K，分别达到50.47、69.72 mg/kg，而在叶中含量最大的是Ca（103.8 mg/kg）;Li、Ti、V、Ni、Se、Sb、Bi、Mo等元素含量较低，这些结果和生物必需矿质营养元素的含量一致。矿质营养元素的富集系数均存在差异，表明海南油茶不同部位对矿质营养元素具有不同的富集能力。海南油茶不同部位的矿质营养元素和生物必需矿质营养元素的含量一致，这可为评价油茶品质和开发利用油茶资源提供重要的试验依据和保障。

关键词：油茶;电感耦合等离子体质谱;土壤;矿质营养元素;富集

中图分类号：S794.401 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2019）08-0202-03

油茶（Camellia oleifera）是山茶科山茶属含油脂量较高且具有经济价值的树种，在我国海南、广东、广西、湖南等南方省份均有分布[1]。油茶作为一种野生植物，其各部位皆可利用，具有广泛的食用价值且可预防和治疗动脉粥样硬化、冠心病和高血压等疾病[2-4]。近年来，油茶的相关产品在市面上不断增多，同时也备受人们的青睐[5-6]，据统计，我国于2014年油茶籽的产量约为200万t[7]。目前，人们较多地关注油茶的化学成分及其生物活性的研究[8]，而对其微量营养成分的研究较少。众所周知，中药所含的微量元素在药效、药性和毒副作用中起着非常重要的作用，尤其是微量元素可以调节人体机能[9]，而电感耦合等离子体质谱（inductively coupled plasma mass spectrometry，简称ICP-MS）分析技术在矿质营养元素分析中应用非常广泛[10-12]。为此，采用ICP-MS法测定油茶各部位的矿质营养元素，通过其富集系数评价油茶各部位对其生长土壤中矿质营养元素的富集能力，为开发利用油茶资源提供试验依据和保障。

1材料与方法

1.1材料

采集海南油茶的根、果和叶以及收集其栽培土壤样品，用自来水冲洗干净，再用超纯水清洗3次，晒干，然后用高速植物组织粉碎机将其打碎，过60目的筛网，得到各个样品，装至干净的样品袋，待用。

1.2仪器

主要仪器有X Series 2型电感耦合等离子质谱仪（美国Thermo Fisher公司）、PYP-20L超纯水机（广州品业有限公司）、MDS-6型光纤压力自控密闭微波消解系统（上海新仪微波化学科技有限公司）、QE-200高速中药粉碎机（武义县屹立工具有限公司）、AL204-IC电子天平（梅特勒-托利多仪器上海有限公司）。

1.3试剂

主要试剂有68%的硝酸和30%的双氧水（上海国药集团）、多参数水质分析仪配套试剂（长春吉大小天鹅仪器有限公司）、GSB04 1767—2004多元素标准溶液。

1.3方法

1.3.1样品预处理

分别称量粉碎后的油茶植物各部位300.0 mg样品和50.0 mg土壤样品，将其装入干净的聚四氟乙烯消解罐中，加入5 mL 68%硝酸和3 mL 30%过氧化氢，混合均匀，分别盖紧后在消解罐中进行消解后，冷却至室温，将样品转移至50 mL容量瓶中，用超纯水清洗消解罐3次并转移至容量中，最后定容至50 mL。

1.3.2标准溶液

ICP-MS分析标准溶液为国家标准GSB04 1767—2004多元素标准溶液。

1.3.3仪器工作条件

ICP-MS仪器的工作条件：RF功率为1 200 W，冷却气流量为16.0 L/min，采样深度为6.4 mm，载气流量为1.02 L/min，辅助氣流量为1.0 L/min，提升量为1.1 mL/min，雾化温度为3 ℃，扫描方式为跳峰，观测点/峰为3，循环3次，样品分析时间为60 s;样品通过12滚柱进入进样器以30 r/min速率进样，经过孔径为1.0 mm的采样锥、孔径为0.7 mm的截取锥，采样深度为16.5 mm。

1.3.4样品测量

用GSB04 1767—2004多元素标准溶液在计算机控制及数据处理系统中制作标准曲线。经过1 μg/L的Be、Co、In、U混合调谐液优化后的仪器进行测定油茶植物的根、果和叶及土壤样品，每个样品重复3次，最终测定结果取其平均值（表1）。

2结果与分析

2.1线性关系

根据多元素标准溶液的测试结果绘制作图，得到线性关系良好的标准曲线，其相关性系数为0.999 9～1.000 0。

2.2检出限和精密度

往样品加入一定量的各元素标准溶液，测定其回收率。结果表明，其回收率为94.5%～104.9%（表2），说明本方法的准确度良好;相对标准偏差小于3.3%（n=3），表明其精密度基本达到试验要求。

2.3样品中矿质营养元素的含量

微量元素可以调节人体和植物机能，而油茶可以通过其相关产品为人们所用，所以确定油茶中微量元素的含量关系到人类的健康、油茶产品品质等问题。本研究在使用优化后的仪器设备中测定海南油茶不同部位的24种微量元素含量，结果（表1）表明，在根、果和叶中，除了在叶中Mn的含量较大外，其他含量较大的均为Ca、Na、Mg、Al、K、Fe，其中，根和果中含量最大的元素是K，分别达到50.47、69.72 mg/kg，而在叶中含量最大的是Ca（103.8 mg/kg），这些结果和生物体内的必需矿质营养元素的含量指标一致。Li、Ti、V、Ni、Se、Sb、Bi、Mo等元素含量较低，有的甚至低于检测限。以上的这些结果对今后开发利用油茶资源有重要的参考价值。