AES-MS測定人參中的微量元素

李偉志 郭金芝 邊疆

人參為五加科植物, 經(jīng)栽培后蒸制的干燥根和莖, 是名貴滋補(bǔ)藥品之一。具有大補(bǔ)元?dú)狻?fù)脈固脫、益氣補(bǔ)血的功效?，F(xiàn)代研究表明人參中有人參皂苷、揮發(fā)油、人參多糖等功效成分。還含有相當(dāng)種類的微量元素, 這些微量元素既包括了人體必需微量元素, 如鐵、鋅等, 也包含人體可能必需微量元素錳、鎳等, 同時(shí)還包含潛在毒性微量元素如砷、鎘等。現(xiàn)有研究也證實(shí)了微量元素在中藥的有效藥成分中有著重要的核心地位和作用。因此對(duì)人參中的元素進(jìn)行研究也就顯得相當(dāng)有意義。

目前, 微量元素測定多采用逐一分析方法。如Cu、Zn等一般采用火焰原子吸收的方法, Ba、Co、Ni、Cd則采用無火焰原子吸收的方法。但在同一體系中同時(shí)測定多種元素的方法并不多見。本文試圖應(yīng)用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(AES- MS), 以In為內(nèi)標(biāo)物質(zhì), 同時(shí)測定人參中Fe、Mn、Cu、Zn、Co、As 等6種微量元素, 對(duì)該方法的方法學(xué)進(jìn)行了探討,研究證明該方法線性范圍寬, 分析速度快, 且精密度、 準(zhǔn)確度、 檢出限均能符合測定要求, 可用于人參等中藥中多種微量元素的同時(shí)測定。

1 材料與方法

1.1 主要儀器及參數(shù) 美國熱電 Thermo Elemental公司的X series 2型電感耦合等離子體質(zhì)譜, 自動(dòng)進(jìn)樣裝置, 儀器工作參數(shù)如下：RF功率, 1200；載氣流量, 0.90；采樣錐深度,120；采樣錐水平, 87；采樣錐垂直, 321；測量模式, 跳峰;質(zhì)子通道數(shù), 3；樣品提取時(shí)間, 30 s；四級(jí)桿分壓, 0.89；六級(jí)桿偏壓, -2.4；掃描步數(shù), 150；聚焦, 6.0。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液及試劑 Fe、Mn、Cu、Zn、Co、Ba標(biāo)準(zhǔn)溶液：1000 mg/ml, 1%硝酸介質(zhì)；Li、Co、In、U調(diào)諧液10 mg/L；In內(nèi)標(biāo)液：1000 mg/ml(以上標(biāo)準(zhǔn)溶液均購置于國家標(biāo)物中心)；硝酸為優(yōu)級(jí)純酸(北京化工廠)。實(shí)驗(yàn)用水為純水。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 取Fe、Mn、Cu、Zn、Co、Ba標(biāo)準(zhǔn)溶液,用1%的硝酸配置成1000 mg/ml的標(biāo)準(zhǔn)使用液。標(biāo)準(zhǔn)系列,取上述標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液適量, 用1%的硝酸逐級(jí)稀釋成含F(xiàn)e、Mn、Cu、Zn、Co、Ba濃度為 0、5、10、50、100、500 ng/ml的混合標(biāo)準(zhǔn)系列。

1.4 樣品處理 將樣品打磨成粉末, 過40目篩后混勻, 四分法取1 g左右樣品于250 ml三角燒瓶中, 加入10 ml硝酸,過夜, 加2 ml高氯酸, 于熱板上消化至有白煙產(chǎn)生, 冷卻至室溫, 加入10 ml水, 于電熱板上趕出多余的酸, 直至產(chǎn)生白煙, 定容后待測。

2 結(jié)果與討論

2.1 質(zhì)譜的優(yōu)化 進(jìn)樣前使用稀釋好的調(diào)諧液(含Li、Co、In、U各1 μg/L)對(duì)儀器的靈敏度進(jìn)行調(diào)諧, 調(diào)至靈敏度最佳；調(diào)節(jié)氧化物和雙電荷信號(hào)最低。

2.2 內(nèi)標(biāo)液的引入 考慮到較長時(shí)間進(jìn)樣儀器的穩(wěn)定性以及樣品基質(zhì)的復(fù)雜性, 實(shí)驗(yàn)過程中引用10 μg/L的In作為內(nèi)標(biāo)物質(zhì)。

2.3 線性范圍及檢出限 測定過程使用標(biāo)準(zhǔn)混合溶液各元素濃度在0～500 μg/L, 各元素線性關(guān)系良好, 相關(guān)系數(shù)在0.9902～0.9999之間。對(duì)試劑空白中的待測元素連續(xù)測定11次,使用公式 CL=3σ計(jì)算方法的檢出限, 檢出限在0.0007～0.02 mg/kg之間, 具體結(jié)果如下：Fe、Mn、Cu、Zn、Co、Ba的線性方程分別為Y=36268.6X+42559.8,Y=11096.9X+777448.7,Y=3281.9X+240336.6,Y=4595.0X+18914.2,Y=13792.4X+9472.8,Y=26916.4X+4454053.8；相關(guān)系數(shù)r分別為：0.9999, 0.9965,0.9902, 0.9989, 0.9999和0.9907；檢出限(mg/kg)分別為：0.002、0.002、0.02、0.007、0.0007 和 0.022。

2.4 準(zhǔn)確性及精密度 實(shí)驗(yàn)過程采用人參成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10027(作為參考, 來評(píng)價(jià)方法的準(zhǔn)確度與精密度。取標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)1 g左右, 同1.4前處理方法進(jìn)樣分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：6種物質(zhì)含量測定結(jié)果均落在參考范圍之內(nèi), 應(yīng)用本方法可以滿足人參微量元素測定的需要, 方法可靠。

2.5 人參樣品的測定結(jié)果 應(yīng)用本方法對(duì)吉林三個(gè)地區(qū)四年生人參、五年生人參中Fe、Mn、Cu、Zn、Co、Ba含量, 結(jié)果表明：①四年生人參中Mn的平均值含量為77.27 mg/kg；Cu的平均值含量為5.36 mg/kg；Zn的平均值含量為21.17 mg/kg；Ba的平均值含量為54.4 mg/kg；Co的平均值含量為0.22 mg/kg；Fe的平均值含量為227.87 mg/kg；五年生人參中Mn的平均值含量為90.20 mg/kg；Cu的平均值含量為5.84 mg/kg；Zn的平均值含量為25.13 mg/kg；Ba的平均值含量為57.00 mg/kg；Co的平均值含量為0.277 mg/kg；Fe的平均值含量為283.10 mg/kg；②五年生人參中微量元素含量均高于四年生人參中元素含量, 高出倍數(shù)在1.05～1.20之間。

3 小結(jié)

本文建立了電感耦合等離子體發(fā)射質(zhì)譜法(AES-MS)法同時(shí)測定人參中Mn、Cu、Zn、Ba、Co、Fe等6種元素的分析方法。通過對(duì)方法標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限和精密度的研究, 證實(shí)方法的可靠性。通過對(duì)人參標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW10027)的測定,其測定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)給出值比較完全吻合, 進(jìn)一步證明方法可靠性。上述結(jié)果表明本方法可用于人參中6種元素測定,而且相對(duì)于單個(gè)元素單個(gè)測定, 本法具有簡便、快速、靈敏度高、線性范圍寬、可同時(shí)測定多個(gè)元素的特點(diǎn)。

通過本方法對(duì)吉林部分地區(qū)的四年生、五年生人工種植人參中6種元素含量測定, 測出人參中上述元素的含量值,并顯示了隨著時(shí)間變化元素在人參中的變化趨勢, 可以為研究微量元素與人參藥用功效的相關(guān)性提供數(shù)據(jù)支持。