生地中痕量鎘的研究

沈躍躍， 王秀峰△， 黃夢丹， 李永先

(1.綿陽師范學(xué)院化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院, 四川 綿陽 621000； 2.廣東省東莞市新東方科技有限公司， 廣東 東莞 523750)

生地(Rehmanniae)又叫地黃、酒壺花、懷慶地黃，為玄參科植物懷慶地黃，以塊莖入藥。主產(chǎn)于我國河南、河北、內(nèi)蒙古及東北，現(xiàn)大部分地區(qū)有栽培。生地黃味甘、苦，性寒。具有清熱涼血功效用于溫?zé)岵崛霠I血，壯熱神昏，口干舌絳[1]。Cd是人體不需要的化學(xué)元素之一，是已知的最易在體內(nèi)長期蓄積的毒物，即使低濃度的Cd也會對動物、植物和人體造成很大的毒性且能在體內(nèi)累積[2～3]。因此，建立靈敏、快捷、環(huán)境友好的Cd元素分析方法對生地的藥物分析有實(shí)際意義。痕量Cd測定方法的最新進(jìn)展表明，國內(nèi)外對Cd的分析方法現(xiàn)有分光光度法、火焰原子吸收光譜法、石墨爐原子吸收光譜法、電化學(xué)分析法、ICP-MS、氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法等[4]。濁點(diǎn)萃取法是近年來新興的一種環(huán)保型液-液萃取技術(shù)，其不使用揮發(fā)性的有機(jī)溶劑，不影響環(huán)境[5]。近年來，濁點(diǎn)萃取法成功的用于金屬元素的分離富集及測定[6]，濁點(diǎn)萃取——火焰原子吸收光譜法測定中藥生地中痕量Cd未見報道。本實(shí)驗(yàn)建立了以1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚為絡(luò)合劑，Triton X-100為表面活性劑的濁點(diǎn)萃取——火焰原子吸收光譜法，用于測定生地中痕量Cd，結(jié)果滿意。

1 試驗(yàn)部分

1.1 主要儀器和試劑 TAS-990型原子吸收分光光度計，AC-1Y型無油空氣壓縮機(jī)(北京普析)；鎘空心陰極燈(型號KY-I，北京曙光明電子光源儀器有限公司)；電子分析天平 AUY120(上海精密科學(xué)儀器有限公司)；FW-100高速萬能粉碎機(jī)(北京市永光明醫(yī)療儀器廠)；101-2A型恒溫干燥箱(上海瀘南電爐烘箱廠)；800B臺式離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠)。

鎘粉(AR，成都市科龍化工試劑廠)；1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚、高氯酸、硝酸、雙氧水(均為GR，成都市科龍化工試劑廠)；Triton X-100(CP，成都市科龍化工試劑廠)。實(shí)驗(yàn)用水為2次蒸餾水。

1.2 儀器工作參數(shù) 波長240.7 nm；光譜通帶0.4 nm；工作燈電流2.0 mA；預(yù)熱燈電流2.0 mA；燃?xì)饬髁?700 mL/min；燃燒器高度5.0 mm；燃燒器位置0.0 mm；負(fù)電壓300 V。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品制備及處理 制備：樣品洗凈，烘干(85 ℃)，粉碎，備用。(生地購于綿陽市三醫(yī)院天成大藥房)處理：硝酸∶高氯酸(4+1)混合酸常壓微沸條件下消解樣品。準(zhǔn)稱樣品1.0000 g置于燒杯中，加硝酸∶高氯酸(4+1)混合酸15 mL，蓋表面皿靜置24 h，電熱板低溫加熱，保持微沸，待清澈后加雙氧水至溶液近于無色。2次蒸餾水沖洗表面皿，定容至25.00 mL，同時做樣品加標(biāo)實(shí)驗(yàn)。

1.3.2 濁點(diǎn)萃取和測定方法 取0.2 mL工作液于10 mL離心管中，依次加入1.5 mL緩沖溶液，0.5 mL的PAN，0.1 mL 1 %(V∶V)TritonX-100，70 ℃水浴加熱20 min，趁熱離心15 min(3500 r/min)，立即冰水浴冷卻5 min，使表面活性劑相變成粘滯的液相，棄上層水相，以10 g/L硝酸定容至4 mL，原子吸收分光光度計測定Cd含量。

1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制 取5只25 mL 比色管，分別加入10 μg/mL的Cd標(biāo)準(zhǔn)溶液0.0、1.0、1.5、2.5、3.0 mL，2次水定容配成0.000、0.400、0.600、1.000、1.200 μg/mL 的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。火焰原子吸收光譜法測量吸光度值，儀器自動繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。

2 結(jié)果與討論

2.1 pH的影響 通常介質(zhì)的pH值影響絡(luò)合物的生成，優(yōu)化萃取體系的酸度，使待測物絡(luò)合反應(yīng)完全，部分共存元素不與螯合劑反應(yīng)，從而提高萃取效率。因此，選取合理的pH對萃取效果產(chǎn)生重要影響。實(shí)驗(yàn)考察了pH值6.0～11.0范圍內(nèi)對Cd離子的萃取效率影響，見圖1。從圖1可以看出，當(dāng)pH值為8.0時萃取效率最大，選取8.0為最佳pH條件。

圖1 pH試驗(yàn)

2.2 加熱溫度與時間的影響 濁點(diǎn)萃取效果與加熱的溫度和時間存在緊密聯(lián)系。本實(shí)驗(yàn)分別考察40～90 ℃，0～25 min范圍溫度與時間對萃取效率的影響。見圖2、圖3。結(jié)果表明加熱溫度為70 ℃，Cd的萃取效率達(dá)到最大，溫度過高或過低都會影響萃取效率。時間為20 min時，萃取效率最大。本實(shí)驗(yàn)選擇加熱溫度為70 ℃，加熱時間為20 min。

圖2 加熱溫度試驗(yàn)

圖3 加熱時間試驗(yàn)

2.3 PAN用量的影響 絡(luò)合劑PAN用量的增加可保證待測離子絡(luò)合完全，同時可降低共存離子的干擾。對PAN用量的考察見圖4。從圖中可知，PAN用量為0.5 mL時萃取效率最大，選用0.5 mL作為實(shí)驗(yàn)用量。

圖4 PAN用量試驗(yàn)

2.4 表面活性劑Triton X-100用量的影響 TritonX-100用量的大小決定了萃取分離的效果與膠束相體積的大小，用量小可能導(dǎo)致萃取不完全，從而降低萃取效率，用量大會增加膠束相的體積，降低富集因子。本實(shí)驗(yàn)考察了不同TritonX-100用量對萃取效率的影響。見圖5。從圖中可知，1 %(V∶V)的Triton X-100的用量在0.1 mL時萃取效率最大，故選用0.1 mL。

2.5 離心時間的影響 加長離心時間，有助于相分離，提高萃取率；但時間過長，溫度下降可能導(dǎo)致相分離逆轉(zhuǎn)，使萃取率降低。多數(shù)情況下離心時間為5～20 min。離心時間見圖6。結(jié)果表明，離心15 min，萃取率最大。實(shí)驗(yàn)選用15 min為優(yōu)化的離心時間。

圖5 表面活性劑用量試驗(yàn)

圖6 離心時間試驗(yàn)

2.6 干擾離子的影響 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件下，對一些常見共存離子的影響進(jìn)行試驗(yàn)，詳細(xì)結(jié)果見表1。

表1 共存離子對Cd的富集及測定的影響

2.7 工作曲線 儀器工作條件下，按優(yōu)化的試驗(yàn)條件，依照濁點(diǎn)萃取的方法，Cd 的濃度與其對應(yīng)的吸光度呈線性關(guān)系，測得Cd的線性回歸方程為[A]=0.2121[C]-0.0012；相關(guān)系數(shù)(R)為0.99950。

2.8 分析特性 本實(shí)驗(yàn)最佳實(shí)驗(yàn)條件：磷酸二氫鉀-磷酸氫二鉀緩沖溶液1.5 mL(pH值為8.0)，PAN用量0.5 mL，1%(V∶V)的Triton X-100用量0.1 mL，加熱溫度70 ℃，加熱20 min，離心15 min，冰水浴5 min。在選定的最佳試驗(yàn)條件下對該分析方法的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測定，結(jié)果表明本實(shí)驗(yàn)具有較好線性(r=0.9995)，檢出限為0.090 μg/L，RSD為1.61%。

2.9 樣品測定 將建立的方法用于中藥生地分析，分別富集測定空白樣品溶液和加標(biāo)樣品溶液中Cd含量。結(jié)果令人滿意，見表2。

表2 樣品中Cd含量及加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果(n=4；μg/g)

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)采用Triton X-100及PAN建立了一種中藥生地中痕量Cd的檢測方法，操作簡便，環(huán)境友好，結(jié)果滿意。以期為相關(guān)研究提供參考。

[1]梁淑軒，孫汗文.石墨爐原子吸收光譜法分析藥用植物中微量元素的含量[J].光譜學(xué)與光譜分析，2002，22(5)：847～849.

[2]黃寶圣.鎘的生物毒性及其防治策略[J].生物學(xué)通報，2005，40(11)：26～28.

[3]陸龍根.植物類中藥材中砷鎘和鉛的含量及安全性評價[J].微量元素與健康研究，2003，20(1)：51～52.

[4]蔡慧華，彭速標(biāo).痕量鎘測定方法的最新進(jìn)展[J].理化檢驗(yàn)——化學(xué)分冊，2006，42(8)：682～685.

[5]馬岳，閻哲，黃駿雄.濁點(diǎn)萃取在生物大分子分離及分析中的應(yīng)用[J].化學(xué)進(jìn)展，2001，13(1)：25.

[6]肖珊美，陳建榮，劉文涵.濁點(diǎn)萃取在痕量金屬元素分析中的應(yīng)用[J].理化檢驗(yàn)——化學(xué)分冊，2004，40(11)：682.