火焰原子吸收光譜法測定皂角刺、火棘中的微量元素

楚紅英　魏家紅　李瑜

摘要：用干法灰化、濕法消化及微波消解3種方法處理樣品，其中微波消解效果較好。用火焰原子吸收光譜法測定火棘和皂角刺中的Fe、Zn、Cu、Mg、Mn、Cd、Pb 7種微量元素的含量。結果表明，皂角刺的7種微量元素含量順序為Mg>Fe>Zn>Cu>Mn>Pb>Cd，火棘的為Fe>Mg>Zn>Cu>Mn>Pb>Cd，相對標準偏差介于0.66%～3.51%之間，加標回收率在90.0%～107.1%之間，該方法具有回收率和準確度高等優點，能夠較好的用于該兩種藥用植物中微量元素的測定。

關鍵詞：皂角刺；火棘；原子吸收；微量元素

中圖分類號：O657.31；TQ461 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）01-0171-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.01.044

皂角刺（Gleditsia sinensis Lam. Stings）是豆科皂莢屬植物皂莢（Gleditsia sinensis Lam）的干燥棘刺[1]。皂角刺具有抗菌、抗炎、抗病毒、免疫調節、抗凝血和抗腫瘤等作用[2]。火棘[Pyracantha fortuneana（Maxim） Li]為薔薇科蘋果亞科（Maloideae）火棘屬（Paracantha Roeme）的常綠野生灌木[3]。火棘具有抗氧化、增強免疫力、利膽、助消化、抗疲勞、降血脂促進血凝等作用[4]，長期以來對皂角刺、火棘化學成分的研究主要集中在有機成分上，例如對皂角刺的黃酮、皂苷等[1]，火棘的多糖、黃酮、色素、果膠、花青素、多酚的研究等[3]諸見報道；對微量元素的分析報道卻較少。現代科學研究證明，微量元素與人體健康息息相關，雖在體內含量很少， 但非常重要，如果某些元素低于或超過正常含量，將會引起疾病[5-7]。在檢測植物微量元素之前，必須對樣品進行預處理，以破壞其共存的有機物[8]，然后才能進行測定。本研究采用干法灰化、濕法消化、微波消解法對樣品進行預處理，采用火焰原子吸收光譜法測定皂角刺和火棘中Fe、Zn、Cu、Mg、Mn、Cd、Pb 7種微量元素的含量，然后對預處理方法進行對比，為研究皂角刺和火棘的食用和藥用價值提供試驗數據。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

試驗所用皂角刺購于開封市醫藥大廈，火棘于10月上旬采自黃河水利職業技術學院的景觀火棘。將皂角刺、火棘依次用自來水，蒸餾水洗凈之后，在120 ℃烘干至恒重，粉碎，用100目篩子過篩，密封保存于棕色瓶中備用。

試劑：Fe、Zn、Cu、Mg、Mn、Cd、Pb對應的標樣均為光譜純，濃硫酸、濃硝酸，均為分析純；試驗用水為二次蒸餾水，所用玻璃儀器均用5%的稀硝酸浸泡12 h以上。

儀器：PB1502-L型分析天平（瑞士梅特勒-托利多公司）；ZRD-8210型電熱風干燥箱（上海智誠分析儀器制造有限公司）；電子萬用爐（北京市永光明醫療儀器廠）；TAS-990F型原子吸收分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司）；MDS-6型微波消解儀（上海新儀微波化學科技有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 儀器工作條件 本試驗儀器工作參數如表1所示。

1.2.2 線性回歸方程 Fe、Zn、Cu、Mg、Mn、Cd、Pb的標準儲備液的制備：分別稱取1.000 0 g Fe、Zn、Cu、Mg、Mn、Cd、Pb，加入硝酸溶液（1+1）溶解后，加水定容至1 000 mL，其儲備液的濃度均為1 mg/mL，使用時再逐步稀釋成標準使用液。分別吸取適量的標準使用液，用水稀釋成系列標準溶液，濃度如表2所示。在上述儀器測試條件下測標準溶液的吸光度，求得線性回歸方程及相關系數，具體見表2。由表2可以看出，在試驗范圍內，相關系數均在0.996以上，說明方法具有較好的線性關系。

1.2.3 樣品的處理 樣品干法灰化。精確稱取皂角刺、火棘葉、火棘果樣品粉末1.000 0 g置于潔凈瓷坩堝中，于電爐上小火炭化至無煙后轉移入至馬弗爐中，（550±25） ℃繼續灰化，依次重復直至無炭粒為止[8-9]。然后，用10 mL硝酸溶液（1+4）溶解灰分，無損失轉移到50 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，備用，同時做空白對照。

樣品濕法消化。精確稱取皂角刺、火棘葉、火棘果樣品粉末各1.000 0 g，分別置于潔凈的250 mL三角瓶中，放入沸石，加入10 mL濃硝酸和4 mL濃硫酸，用小燒杯蓋口靜置過夜，將錐形瓶放在電爐上加熱煮沸至棕色，冷卻，逐滴加一定量濃硝酸，再煮沸，再冷卻，反復多次，直到溶液保持淡黃色或無色[8-9]，若有沉淀，進行過濾，用水清洗，定容至50 mL容量瓶中，作為儲備液，備用，同時做空白對照。

樣品微波消解。精確稱取皂角刺、火棘粉末各1.000 0 g置于潔凈的聚四氟乙烯消解內罐中，加入10 mL濃硝酸，蓋好內蓋，旋好外套，放入微波消解儀內，封閉微波消解，消解條件為功率800 W，程序升溫，經10 min升至150 ℃，保溫5 min，冷卻至室溫[10，11]，把消解后的溶液轉移至小燒杯中，用水浴加熱趕走多余的硝酸，待近2 mL時，冷卻，轉移至50 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度備用，同時做空白對照。

1.2.4 樣品的測定 將上述3種方法處理后樣品試液，在表1儀器工作條件下，用原子吸收分光光度計測定各元素吸光度，用表2中的線性回歸方程，計算各種微量元素的濃度，換算成各種元素在皂角刺、火棘中的含量。在測試過程中，如果某元素的吸光度不在線性范圍之內，應對試液進行稀釋后再測定。

2 結果與分析

2.1 加標回收率

在已知含量皂角刺、火棘葉、火棘果的樣品試液中加入一定量的Fe、Zn、Cu、Mg、Mn、Cd、Pb的標準溶液，定容至刻度，測定其吸光度，根據測定值、實際加入量，計算出加標回收率，測定結果見表3。從表3可以看出，7種元素的加標回收收率在90.0%～107.1%，相對標準偏差（RSD）在0.66%～3.51%，表明數據可靠。endprint

2.2 結果分析

對皂角刺、火棘葉、火棘果分別用干法、濕法和微波消解，用火焰原子吸收分光光度法對其中Fe、Zn、Cu、Mg、Mn、Cd、Pb含量進行測試，測定結果見表4。從表4中發現同種樣品不同消解方法對樣品的測定結果有一定的差異，消解方法不同時，測得結果的精密度是也有一定的差異。

從表4中可以看出，皂角刺中微量元素含量的順序為 Mg>Fe>Zn>Cu>Mn>Pb>Cd；火棘葉、火棘果中微量元素含量的順序均為Fe>Mg>Zn>Cu>Mn> Pb>Cd，火棘葉中的Fe、Zn、Mn、Pb、Cd 均大于火棘果中的含量，其中，火棘葉中的Fe平均含量是果中的1.5倍，Zn平均含量是果中的1.3倍，Mn平均含量是果中的1.9倍，Cd平均含量是果中的1.6倍，Pb約為果中的1.1倍，說明葉比果更容易富集Fe、Zn、Mn、Pb、Cd。火棘果中Cu的含量是葉中的1.4倍左右，說明果比葉更能富集Cu。對人體有益的微量元素Fe、Zn、Cu、Mg、Mn在皂角刺和火棘中的含量均較為豐富，Fe是血紅蛋白的組成成分，血紅蛋白參與氧的運輸和存儲，并與許多酶的活性有關，體內鐵元素缺乏時，免疫功能會下降。Zn與生長激素相結合，可使之更穩定，不易失活。體內Zn態勢的改變可影響胰島素的合成、分泌、貯藏和活力，Zn能促進睪丸酮的合成分泌[12]。Zn的攝入量不足，出現生長遲緩、性機能減退及貧血癥等癥狀[13]。Cu構成體內多種酶及生物活性蛋白，參與物質和能量代謝。缺Cu會使造血機能受到影響，引起缺Cu性貧血[14]。Cu含量豐富，可以緩解冠心病發病的危險，Fe對Cu的吸收有促進作用。絕對或相對Cu缺乏均可引起血清膽固醇、甘油三酯濃度升高，干擾了膽固醇的正常代謝從而誘發冠心病[12，15]。Mg具有舒張血管而使血壓下降的作用，對高血壓及膽固醇引起的動脈硬化有一定的防治作用[14]，Mn有助于錳酶或錳激活酶發揮生理作用，影響胰島素合成和分泌、調節糖代謝、造血功能、生殖能力和性功能、影響骨代謝、腦功能等[15]。Pb、Cd是有害元素，根據《藥用植物及制劑進出口行業標準》Pb≤5.0 mg/kg，Cd≤0.3 mg/kg，皂角刺和火棘的Pb、Cd含量均低于國家限量標準。

干法消解中相對標準偏差（RSD）在0.26%～2.86%之間，濕法消解中（RSD）在1.16%～4.20%之間，微波消解中的相對標準偏差（RSD）在0.18%～2.57%之間。在這3種消解方法中，干法消解時，灰化溫度由儀器本身控制，爐箱內溫度基本相同，消解程度對于平行樣基本平行，相對標準偏差（RSD）優于濕法消解，由于溫度較高，導致一些元素在消解的過程中部分元素有損失，對于Zn、Mn、Pb、Cd來說，微波消解所測之值大約是干法灰化所測之值的1.3倍以上，說明在干法灰化時，損失較嚴重。濕法消化時，由于是在電爐上加熱，溫度受功率、環境及人為因素影響較大，有時會導致平行樣間消解程度不同。干法消解和濕法消解在消解過程中一直是敞開體系，容易造成元素的損失。從消化環境來看，濕法消化中由于使用了濃硝酸，在消化過程中有酸霧產生，干法消解通過高溫熱解實現，不存在酸霧的產生，比濕法消化環境好。微波消解是全封閉的環境，避免了揮發損失，熱速度快、均勻，使用試劑少、減少樣品的污染等優點。

3 結論

比較3種樣品預處理方式，以微波消解為最佳，克服了干法灰化與濕法消解的缺點，能夠提高分析的準確性和精密度。用原子吸收分光光度法測定皂角刺和火棘中的微量元素，操作簡單，回收率高，數據可靠，能夠較好的用于藥用植物中微量元素的測定。

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