不同前處理方法對洛龍黨參中金屬元素含量測定的影響

楊彬艷　孫海冰　龔其?！∮嗵m

摘要：比較微波消解法和灰化法處理對洛龍黨參（Codonopsis pilosula）中金屬元素含量測定的差別。采用原子吸收光譜法對采自貴州遵義道真仡佬族苗族自治縣的野生黨參、鮮黨參、4個栽培黨參中幾種金屬元素（Pb、Cd、Cu、Zn、Mn、Ca、Fe、Cr）含量進行了測定。結(jié)果表明，在6份樣品中，重金屬元素含量符合《藥用植物及制劑進出口綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》中的規(guī)定，樣品中Ca元素充分，富含微量元素Zn、Mn、Fe和Cr。黨參的生長條件對其金屬元素含量幾乎無明顯影響。微波消解法簡便、快速、準(zhǔn)確、靈敏度高。

關(guān)鍵詞：黨參（Codonopsis pilosula）；原子吸收光譜；金屬元素；微波消解法；灰化法

中圖分類號：O657.313 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）05-1159-03

黨參（Codonopsis pilosula）為桔?？浦参稂h參[Codonopsis pilosula（Franch.）Nannf.]、素花黨參[Codonopsis pilosula Nannf. var. modesta（Nannf.） L.T.Shen]或川黨參（Codonopsis tangshen Oliv.）的干燥根，在《神農(nóng)本草經(jīng)》中，黨參列為上品，為中國常用的傳統(tǒng)補益藥，具有補中益氣、健脾益肺之功效[1]。黨參產(chǎn)地眾多，種類各異，主產(chǎn)于貴州、山西、四川、甘肅等省，貴州道真仡佬族苗族自治縣陽溪鎮(zhèn)、洛龍鎮(zhèn)等地盛產(chǎn)“洛龍黨參”，是貴州著名的藥食兩用特有藥材，質(zhì)量優(yōu)良。20多年來，黨參野生資源日益減少，而原藥材市場需求量逐漸加大。隨著黨參栽培地區(qū)擴大，流通品系增多，藥材的內(nèi)在質(zhì)量控制以及發(fā)展道地藥材已成為當(dāng)務(wù)之急[2]。

近年來，國內(nèi)外對中藥的研究逐漸深入，中藥中微量元素的含量及作用以及重金屬對人體的危害越來越引起人們的關(guān)注。微量元素是生命活動必不可少的物質(zhì)，是中藥的重要組成部分，在生物體內(nèi)發(fā)揮著重要的生理生化作用，分析中藥中的微量元素，對于研究中藥的組方、藥效和作用機理以及臨床應(yīng)用均有重要的意義[3]。中藥材質(zhì)量的好壞，直接影響到患者的安全。重金屬是中藥的主要污染物之一，重金屬含量超標(biāo)是制約中藥走向國際市場的重要因素之一。目前世界各國對中藥材和中成藥中的重金屬含量都提出了嚴格的要求，2005年版《中國藥典》亦增加了中藥材中鉛（Pb）、鎘（Cd）、砷（As）、汞（Hg）、銅（Cu）5種元素的測定方法及限量標(biāo)準(zhǔn)[4]。測定中藥材樣品中的重金屬含量，必須對樣品進行消化前處理，消化方法常分為微波消解法和灰化法。微波消解法通常是指利用微波加熱封閉容器中的消解液和試樣，從而在高溫增壓條件下使各種樣品快速溶解的濕法消化。灰化法指樣品經(jīng)灰化后取其灰分用酸溶解[5]。

試驗用中藥材樣品為貴州產(chǎn)川黨參，以具有地方代表性的野生黨參和栽培黨參為研究對象，樣品分別經(jīng)過微波消解法和灰化法處理后，用原子吸收光譜法測定了Pb、Cd、Cu、Zn、Mn、Ca、Fe和Cr元素的含量。旨在為綜合評價黨參藥材質(zhì)量、發(fā)展地道藥材、推廣種植優(yōu)質(zhì)洛龍黨參和保證臨床用藥的安全提供依據(jù)，同時為測定中藥材金屬元素含量的樣品前處理方法提供參考。

1 材料與方法

1.1 儀器和試劑

1.1.1 儀器 AA240型原子吸收分光光度計（美國VARIAN公司）；Pb、Cd、Cu、Zn、Mn、Ca、Fe、Cr空心陰極燈（北京曙光名電子儀器有限公司）；AL204型電子天平（梅特勒-托利多儀器上海有限公司）； WX-4000型微波消解儀（上海屹堯儀器科技發(fā)展有限公司）；5-12型箱式電阻爐（北京市永光明醫(yī)療儀器廠）。

1.1.2 試劑和藥品 濃硝酸（分析純）；30%過氧化氫（分析純）；Pb、Cd、Cu、Zn、Mn、Ca、Fe、Cr標(biāo)準(zhǔn)溶液（國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心）。

1.1.3 藥材 野生洛龍黨參采于貴州遵義道真仡佬族苗族自治縣，4份栽培洛龍黨參及其黨參鮮品采于貴州遵義道真仡佬族苗族自治縣洛龍黨參種植基地，以上樣品經(jīng)遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院楊建文副教授鑒定為桔?？泣h參屬植物[Codonopsis pilosula（Franch.）Nannf.]。

1.2 方法

1.2.1 儀器測定條件 經(jīng)優(yōu)化選擇，各元素測定的最佳儀器工作條件見表1。

1.2.2 樣品預(yù)處理

1）微波消解法[6，7]： 精密稱取0.5 g 樣品A（野生）、B（鮮品）、C（栽培-1）、D（栽培-2）、E（栽培-3）、F（栽培-4）分別置于50 mL 聚四氟乙烯消解罐中， 加4 mL濃硝酸浸泡過夜，次日再加30%過氧化氫

1 mL，移入微波消解爐中，以下列消解程序消化樣品：功率500 W，溫度150 ℃，壓力115 MPa 條件下儀器運行3 min；全部運行程序結(jié)束后，冷卻取出，加30%過氧化氫5～6滴，待消解液澄清后，移入100 mL容量瓶中，用5%硝酸溶液定容，作為1～6號供試品液，測定元素Pb、Cd、Cu、Zn、Mn、Ca、Fe、Cr的含量；同法制備空白對照溶液。

2）灰化法[8，9]： 精確稱取A、B、C、D、E、F樣品各0.5 g分別置于瓷坩堝中，在箱式電阻爐中小火炭化至無煙，然后在450～500 ℃下灰化5～6 h，冷卻，取出坩堝，用5%硝酸溶液將灰分溶解，用滴管將消化液洗入100 mL容量瓶中，用水少量多次洗滌瓷坩堝，洗液合并于容量瓶中并用5%硝酸溶液定容至刻度，混勻，作為7～12號供試品液，測定元素Pb、Cd、Cu、Zn、Mn、Ca、Fe、Cr的含量；同法制備空白對照溶液。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備與標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液制備 將Pb、Cd、Cu、Zn、Mn 等5種金屬元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液用5%硝酸溶液稀釋為下列標(biāo)準(zhǔn)溶液：0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 μg/mL；Ca標(biāo)準(zhǔn)溶液用5%硝酸溶液稀釋為下列標(biāo)準(zhǔn)溶液：0.0、2.0、4.0、8.0、16.0、20.0 μg/mL；Fe 標(biāo)準(zhǔn)溶液用5%硝酸溶液稀釋為下列標(biāo)準(zhǔn)溶液0.0、1.0、2.0、4.0、8.0、10.0 μg/mL；Cr 標(biāo)準(zhǔn)溶液用5%硝酸溶液稀釋為下列標(biāo)準(zhǔn)溶液0.0、0.2、0.4、0.8、1.6、2.0 μg/mL。

2.1.2 線性關(guān)系及檢出限 按表1所列原子吸收光譜儀器的工作條件以及上述測定條件，制作所測元素的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，以測得響應(yīng)值（y）對濃度（x）進行回歸，得出各元素線性方程，并按儀器工作條件分別對空白溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液測定10 次，得出各元素的檢出限[10]，見表2。由表2可見，相關(guān)系數(shù)為0.996 3～0.999 8，各元素的線性關(guān)系良好。

2.2 樣品測定

以“1.2.2”項條件下處理6份洛龍黨參樣品，分別測定樣品中的Pb、Cd、Cu、Zn、Mn、Ca、Fe、Cr的含量，結(jié)果見表3。

2.3 方法學(xué)考察

2.3.1 精密度試驗 分別吸取各個元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液，平行測定6次，計算其RSD值，其中Pb、Cd、Cu、Zn、Mn、Ca、Fe、Cr的RSD值分別為3.31%、1.48%、2.19%、3.27%、2.33%、0.34%、0.60%、1.44%。精密度良好。

2.3.2 加樣回收試驗 取9號樣品，分別加入樣品各元素含量的80%、100%、120% 3個對照品溶液，每個濃度平行3次，計算加樣回收率。

由表4可知，各元素的加樣回收率為97.92%～103.77%，RSD值為0.75%～2.85%。

3 小結(jié)與討論

《藥用植物及制劑進出口綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定：Pb≤5.0 μg/g，Cd≤0.3 μg/g， Cu≤20 μg/g，本試驗收集的6份不同生長條件下的洛龍黨參中重金屬Pb、Cd和Cu的含量小于該規(guī)定值。而樣品中Ca元素含量充分，且富含微量元素Zn、Mn、Fe和Cr。栽培黨參與野生黨參金屬元素含量無明顯差別，說明此研究可以成為貴州遵義道真仡佬族苗族自治縣洛龍黨參種植基地栽培的黨參作為優(yōu)質(zhì)黨參的重要依據(jù)之一。

本試驗分別采用了兩種樣品前處理方法，兩種方法各有優(yōu)缺點，其中微波消解法適用性強，方便省力、安全快捷、污染少、樣品溶解完全，且揮發(fā)損失較小，但試劑使用量大、空白值較大、處理樣品所需時間較長；而灰化法簡便、試劑污染小、空白值低，但是較高的灰化溫度容易造成揮發(fā)性元素的損失，使測定結(jié)果普遍偏低，Zn、Mn、Ca、Cd、Cu等元素均因為高溫揮發(fā)損失較多。而微波消解法中Cr的含量明顯比灰化法的含量低，說明Cr元素在高溫下不易揮發(fā)損失，而Cr元素在微波消解法的處理過程中，可能與試劑發(fā)生反應(yīng)使其消耗較多。在灰化法中，同樣的樣品，金屬元素Pb、Fe元素含量測定結(jié)果相差比微波消解法較大。綜合考慮，在測定黨參中的重金屬和微元素含量適合用微波消解法，其方法操作簡便、快速，結(jié)果更準(zhǔn)確。

參考文獻：

[1] 曾琦斐.中藥黨參中微量元素與氨基酸含量的測定[J].中國醫(yī)藥導(dǎo)報，2010，7（19）：65-66.

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[3] 曹曉燕，王喆之.陜西鳳縣栽培黨參中宏量和微量元素含量測

定[J].農(nóng)學(xué)通報，2009，25（16）：136-138.

[4] 楊 春，成紅硯，楊金笛.黔東南州9種中藥材重金屬污染評

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[6] 王彩艷，牛 艷.干法灰化與微波消解法測定枸杞中鉻[J].農(nóng)業(yè)機械，2012，1（3）：126-128.

[7] 李險峰，鄧必陽.微波消解-ICP-AES法測定鐵皮石斛中多種金屬元素[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，51（24）：5569-5570.

[8] 陳新煥，肖家勇，易征璇.干灰化法前處理測定茶葉中鉛的影響因素[J].光譜實驗室，2012，29（5）：2685-2688.

[9] 陳 顥，張繼光，付開林，等.火焰原子吸收光譜法中濕法消解和干灰化前處理法測定三七中總鉛和鉻含量的比較[J].現(xiàn)代儀器，2011，5（17）：55-58.

[10] 亞爾麥麥提.原子吸收光譜法測定鉛等元素的檢出限的探討[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志，2006，16（10）：1274-1275.

2.1.2 線性關(guān)系及檢出限 按表1所列原子吸收光譜儀器的工作條件以及上述測定條件，制作所測元素的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，以測得響應(yīng)值（y）對濃度（x）進行回歸，得出各元素線性方程，并按儀器工作條件分別對空白溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液測定10 次，得出各元素的檢出限[10]，見表2。由表2可見，相關(guān)系數(shù)為0.996 3～0.999 8，各元素的線性關(guān)系良好。

2.2 樣品測定

以“1.2.2”項條件下處理6份洛龍黨參樣品，分別測定樣品中的Pb、Cd、Cu、Zn、Mn、Ca、Fe、Cr的含量，結(jié)果見表3。

2.3 方法學(xué)考察

2.3.1 精密度試驗 分別吸取各個元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液，平行測定6次，計算其RSD值，其中Pb、Cd、Cu、Zn、Mn、Ca、Fe、Cr的RSD值分別為3.31%、1.48%、2.19%、3.27%、2.33%、0.34%、0.60%、1.44%。精密度良好。

2.3.2 加樣回收試驗 取9號樣品，分別加入樣品各元素含量的80%、100%、120% 3個對照品溶液，每個濃度平行3次，計算加樣回收率。

由表4可知，各元素的加樣回收率為97.92%～103.77%，RSD值為0.75%～2.85%。

3 小結(jié)與討論

《藥用植物及制劑進出口綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定：Pb≤5.0 μg/g，Cd≤0.3 μg/g， Cu≤20 μg/g，本試驗收集的6份不同生長條件下的洛龍黨參中重金屬Pb、Cd和Cu的含量小于該規(guī)定值。而樣品中Ca元素含量充分，且富含微量元素Zn、Mn、Fe和Cr。栽培黨參與野生黨參金屬元素含量無明顯差別，說明此研究可以成為貴州遵義道真仡佬族苗族自治縣洛龍黨參種植基地栽培的黨參作為優(yōu)質(zhì)黨參的重要依據(jù)之一。

本試驗分別采用了兩種樣品前處理方法，兩種方法各有優(yōu)缺點，其中微波消解法適用性強，方便省力、安全快捷、污染少、樣品溶解完全，且揮發(fā)損失較小，但試劑使用量大、空白值較大、處理樣品所需時間較長；而灰化法簡便、試劑污染小、空白值低，但是較高的灰化溫度容易造成揮發(fā)性元素的損失，使測定結(jié)果普遍偏低，Zn、Mn、Ca、Cd、Cu等元素均因為高溫揮發(fā)損失較多。而微波消解法中Cr的含量明顯比灰化法的含量低，說明Cr元素在高溫下不易揮發(fā)損失，而Cr元素在微波消解法的處理過程中，可能與試劑發(fā)生反應(yīng)使其消耗較多。在灰化法中，同樣的樣品，金屬元素Pb、Fe元素含量測定結(jié)果相差比微波消解法較大。綜合考慮，在測定黨參中的重金屬和微元素含量適合用微波消解法，其方法操作簡便、快速，結(jié)果更準(zhǔn)確。

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[10] 亞爾麥麥提.原子吸收光譜法測定鉛等元素的檢出限的探討[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志，2006，16（10）：1274-1275.

2.1.2 線性關(guān)系及檢出限 按表1所列原子吸收光譜儀器的工作條件以及上述測定條件，制作所測元素的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，以測得響應(yīng)值（y）對濃度（x）進行回歸，得出各元素線性方程，并按儀器工作條件分別對空白溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液測定10 次，得出各元素的檢出限[10]，見表2。由表2可見，相關(guān)系數(shù)為0.996 3～0.999 8，各元素的線性關(guān)系良好。

2.2 樣品測定

以“1.2.2”項條件下處理6份洛龍黨參樣品，分別測定樣品中的Pb、Cd、Cu、Zn、Mn、Ca、Fe、Cr的含量，結(jié)果見表3。

2.3 方法學(xué)考察

2.3.1 精密度試驗 分別吸取各個元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液，平行測定6次，計算其RSD值，其中Pb、Cd、Cu、Zn、Mn、Ca、Fe、Cr的RSD值分別為3.31%、1.48%、2.19%、3.27%、2.33%、0.34%、0.60%、1.44%。精密度良好。

2.3.2 加樣回收試驗 取9號樣品，分別加入樣品各元素含量的80%、100%、120% 3個對照品溶液，每個濃度平行3次，計算加樣回收率。

由表4可知，各元素的加樣回收率為97.92%～103.77%，RSD值為0.75%～2.85%。

3 小結(jié)與討論

《藥用植物及制劑進出口綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定：Pb≤5.0 μg/g，Cd≤0.3 μg/g， Cu≤20 μg/g，本試驗收集的6份不同生長條件下的洛龍黨參中重金屬Pb、Cd和Cu的含量小于該規(guī)定值。而樣品中Ca元素含量充分，且富含微量元素Zn、Mn、Fe和Cr。栽培黨參與野生黨參金屬元素含量無明顯差別，說明此研究可以成為貴州遵義道真仡佬族苗族自治縣洛龍黨參種植基地栽培的黨參作為優(yōu)質(zhì)黨參的重要依據(jù)之一。

本試驗分別采用了兩種樣品前處理方法，兩種方法各有優(yōu)缺點，其中微波消解法適用性強，方便省力、安全快捷、污染少、樣品溶解完全，且揮發(fā)損失較小，但試劑使用量大、空白值較大、處理樣品所需時間較長；而灰化法簡便、試劑污染小、空白值低，但是較高的灰化溫度容易造成揮發(fā)性元素的損失，使測定結(jié)果普遍偏低，Zn、Mn、Ca、Cd、Cu等元素均因為高溫揮發(fā)損失較多。而微波消解法中Cr的含量明顯比灰化法的含量低，說明Cr元素在高溫下不易揮發(fā)損失，而Cr元素在微波消解法的處理過程中，可能與試劑發(fā)生反應(yīng)使其消耗較多。在灰化法中，同樣的樣品，金屬元素Pb、Fe元素含量測定結(jié)果相差比微波消解法較大。綜合考慮，在測定黨參中的重金屬和微元素含量適合用微波消解法，其方法操作簡便、快速，結(jié)果更準(zhǔn)確。

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[7] 李險峰，鄧必陽.微波消解-ICP-AES法測定鐵皮石斛中多種金屬元素[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，51（24）：5569-5570.

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