石墨炉法测定中药黄芪、人参中镉含量方法改进

孙冰雪，于 萍，李沅耕，崔贺铭，付雯雯

（吉林大学药学院，长春 130021）

中药材历史悠久，广泛应用于医药卫生领域。其栽培、储存、加工等过程容易受到不同程度的污染，不仅影响中药材质量，而且被人服用后严重危害人体健康[1]。镉是中药材中常见的重金属元素，可以被人体吸收和蓄积，从而引起慢性中毒，对人体健康产生严重威胁[2]。因此，准确测定中药材中痕量镉的含量对于提高中药质量和保护人体健康意义重大。

目前实验室对中药黄芪、人参样品前处理多采用电热板湿法消解法，该方法酸用量大，消解时间长，并且消解过程中产生大量酸雾严重影响操作人员健康和环境[3]。结合实验室实际条件，采用微波消解法替代电热板湿法消解法进行样品前处理[4-5]，优化样品处理过程，对基体改进剂、灰化温度及原子化温度等实验条件进行选择和优化，改进后的实验方法具有灵敏度高、污染小和重现性好等优点，适用于中药黄芪、人参中镉含量的测定。

1 仪器与试剂

1.1 仪器

1）微波消解仪XH-100A（北京祥鹄科技发展有限公司）；2）数显型电热板SKML-3-4（北京中兴伟业仪器有限公司）；3）原子吸收分光光度计AA6880AFG（日本岛津公司）；4）镉空心阴极灯（日本岛津公司）；5）万分之一天平AB204-L（METTLER TOLED）。

1.2 试剂

1）黄芪（市售）；2）人参根（市售）；3）硝酸（GR，北京化工厂）；4）过氧化氢（AR，国药化学试剂）；5）盐酸（AR，北京化工厂）；6）磷酸氢二铵（AR，国药化学试剂）；7）硝酸钯（AR，国药化学试剂）；8）氯化钯（AR，国药化学试剂）；9）镉标准物质（中国计量科学研究院）。

2 实验方法

2.1 样品消化

取黄芪、人参根粉碎，称取药粉约0.5 g，置于消解罐内罐中，加5 mL HNO3，2 mL 30% H2O2，封闭静置过夜。次日，再加3 mL HNO3，将供试品溶液放入微波消解仪中（消解程序：120 ℃，保持3 min，5 atm；150 ℃，保持 3 min，10 atm，180 ℃，保持30 min，20 atm）进行消解，取出放凉。消解完成后，置于赶酸器上142 ℃加热2 h驱酸，至酸驱尽，取出放凉。将剩余的液体用纯化水洗入25 mL容量瓶中，用超纯水定容至刻度，即得。同法制备空白对照溶液[6]。

2.2 仪器操作条件

镉元素浓度以峰面积计算，用氘灯进行背景校正，以进样20 μL，基体改进剂5 μL，分别测定标准系列和样品吸光度。仪器主要测量条件及石墨炉程序升温（见表1）。

表1 仪器测量条件及升温程序

2.3 标准系列的配制

镉（Cd）标准曲线的制备：精密吸取1 mL镉元素储备液（1 000 μg·mL-1），加2% HNO3逐级稀释至50 μg·L-1镉标准溶液。吸取上述镉标准溶液（50 μg·L-1）0、0.5、1.0、1.5、2.0 和 3.0 mL 于50 mL容量瓶中，配置成精密量0、0.5、1.0、1.5、2.0、3.0 μg·L-1标准系列[7]，分别取 20 μL，基体改进剂5 μL，注入石墨炉中，测定吸光值。根据吸光值与相应浓度关系得出线性回归方程。

3 结果与讨论

3.1 基体改进剂的选择

将磷酸二氢铵50 μg、硝酸钯5 μg和氯化钯2 μg三种基体改进剂进行对比分析，进样量20 μL、基体改进剂5 μL，以2.0 μg·L-1镉标准溶液试验。研究发现，使用磷酸二氢铵为基体改进剂时可以提高灰化温度、降低原子化背景，但吸光度响应值低于使用硝酸钯和氯化钯8%左右，而氯化钯相较于硝酸钯的吸收曲线更稳定和平滑，用量更少，因此选定氯化钯作为基体改进剂（见图1）。

图1 磷酸二氢铵、硝酸钯、氯化钯做基体改进剂效果比较

3.2 灰化温度和原子化温度的选择

选择氯化钯2 μg作为基体改进剂，以2.0 μg·L-1镉标准溶液优化反应的灰化温度及原子化温度。仅优化条件变化其余参数不变，在500～900 ℃范围内，灰化温度为800 ℃时吸光度最大，因此设定该温度为灰化温度（见图2）。在900～1 800 ℃范围内，吸光度值先升高后降低，在1 300 ℃时达到最大吸收，因此选用1 300 ℃为原子化温度（见图3）。

图2 镉灰化温度

图3 镉原子化温度

3.3 方法线性范围

以吸光度值为纵坐标，标准溶液的质量浓度为横坐标得到标准曲线。黄芪、人参根的线性关系良好，线性范围0～3 μg·L-1。曲线方程见表2。

表2 黄芪、人参根中镉元素回归方程

3.4 方法精密度回收率

为了验证方法的可行性，采用同一批黄芪、人参样品，取6份，用优化后的实验条件进行加标回收率的测定。回收率在92.3%～109.7%范围内，说明该方法适用于测定黄芪、人参中的重金属镉（见表3）。同时，对黄芪、人参中镉的含量进行测定（见表4）。

表3 精密度和准确度实验（n= 6）

表4 黄芪、人参中镉含量测定结果（n= 6）

4 结论

本研究采用微波消解法处理样品，具有耗时短、酸用量少以及空白较低的优点，并且大大降低了实验成本和人员的劳动强度，提高了分析测试速度。考察了不同基体改进剂、灰化温度、原子化温度，优化了实验条件，黄芪、人参中的镉含量在0～3 μg·L-1范围内线性关系良好，加标回收率为92.3%～109.7%，实验结果表明该方法准确度高、重现性好，可应用于教学实验中，进行中药黄芪、人参中重金属镉的检测。