石墨爐法測定中藥黃芪、人參中鎘含量方法改進

孫冰雪，于 萍，李沅耕，崔賀銘，付雯雯

（吉林大學藥學院，長春 130021）

中藥材歷史悠久，廣泛應用于醫藥衛生領域。其栽培、儲存、加工等過程容易受到不同程度的污染，不僅影響中藥材質量，而且被人服用后嚴重危害人體健康[1]。鎘是中藥材中常見的重金屬元素，可以被人體吸收和蓄積，從而引起慢性中毒，對人體健康產生嚴重威脅[2]。因此，準確測定中藥材中痕量鎘的含量對于提高中藥質量和保護人體健康意義重大。

目前實驗室對中藥黃芪、人參樣品前處理多采用電熱板濕法消解法，該方法酸用量大，消解時間長，并且消解過程中產生大量酸霧嚴重影響操作人員健康和環境[3]。結合實驗室實際條件，采用微波消解法替代電熱板濕法消解法進行樣品前處理[4-5]，優化樣品處理過程，對基體改進劑、灰化溫度及原子化溫度等實驗條件進行選擇和優化，改進后的實驗方法具有靈敏度高、污染小和重現性好等優點，適用于中藥黃芪、人參中鎘含量的測定。

1 儀器與試劑

1.1 儀器

1）微波消解儀XH-100A（北京祥鵠科技發展有限公司）；2）數顯型電熱板SKML-3-4（北京中興偉業儀器有限公司）；3）原子吸收分光光度計AA6880AFG（日本島津公司）；4）鎘空心陰極燈（日本島津公司）；5）萬分之一天平AB204-L（METTLER TOLED）。

1.2 試劑

1）黃芪（市售）；2）人參根（市售）；3）硝酸（GR，北京化工廠）；4）過氧化氫（AR，國藥化學試劑）；5）鹽酸（AR，北京化工廠）；6）磷酸氫二銨（AR，國藥化學試劑）；7）硝酸鈀（AR，國藥化學試劑）；8）氯化鈀（AR，國藥化學試劑）；9）鎘標準物質（中國計量科學研究院）。

2 實驗方法

2.1 樣品消化

取黃芪、人參根粉碎，稱取藥粉約0.5 g，置于消解罐內罐中，加5 mL HNO3，2 mL 30% H2O2，封閉靜置過夜。次日，再加3 mL HNO3，將供試品溶液放入微波消解儀中（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）進行消解，取出放涼。消解完成后，置于趕酸器上142 ℃加熱2 h驅酸，至酸驅盡，取出放涼。將剩余的液體用純化水洗入25 mL容量瓶中，用超純水定容至刻度，即得。同法制備空白對照溶液[6]。

2.2 儀器操作條件

鎘元素濃度以峰面積計算，用氘燈進行背景校正，以進樣20 μL，基體改進劑5 μL，分別測定標準系列和樣品吸光度。儀器主要測量條件及石墨爐程序升溫（見表1）。

表1 儀器測量條件及升溫程序

2.3 標準系列的配制

鎘（Cd）標準曲線的制備：精密吸取1 mL鎘元素儲備液（1 000 μg·mL-1），加2% HNO3逐級稀釋至50 μg·L-1鎘標準溶液。吸取上述鎘標準溶液（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標準系列[7]，分別取 20 μL，基體改進劑5 μL，注入石墨爐中，測定吸光值。根據吸光值與相應濃度關系得出線性回歸方程。

3 結果與討論

3.1 基體改進劑的選擇

將磷酸二氫銨50 μg、硝酸鈀5 μg和氯化鈀2 μg三種基體改進劑進行對比分析，進樣量20 μL、基體改進劑5 μL，以2.0 μg·L-1鎘標準溶液試驗。研究發現，使用磷酸二氫銨為基體改進劑時可以提高灰化溫度、降低原子化背景，但吸光度響應值低于使用硝酸鈀和氯化鈀8%左右，而氯化鈀相較于硝酸鈀的吸收曲線更穩定和平滑，用量更少，因此選定氯化鈀作為基體改進劑（見圖1）。

圖1 磷酸二氫銨、硝酸鈀、氯化鈀做基體改進劑效果比較

3.2 灰化溫度和原子化溫度的選擇

選擇氯化鈀2 μg作為基體改進劑，以2.0 μg·L-1鎘標準溶液優化反應的灰化溫度及原子化溫度。僅優化條件變化其余參數不變，在500～900 ℃范圍內，灰化溫度為800 ℃時吸光度最大，因此設定該溫度為灰化溫度（見圖2）。在900～1 800 ℃范圍內，吸光度值先升高后降低，在1 300 ℃時達到最大吸收，因此選用1 300 ℃為原子化溫度（見圖3）。

圖2 鎘灰化溫度

圖3 鎘原子化溫度

3.3 方法線性范圍

以吸光度值為縱坐標，標準溶液的質量濃度為橫坐標得到標準曲線。黃芪、人參根的線性關系良好，線性范圍0～3 μg·L-1。曲線方程見表2。

表2 黃芪、人參根中鎘元素回歸方程

3.4 方法精密度回收率

為了驗證方法的可行性，采用同一批黃芪、人參樣品，取6份，用優化后的實驗條件進行加標回收率的測定。回收率在92.3%～109.7%范圍內，說明該方法適用于測定黃芪、人參中的重金屬鎘（見表3）。同時，對黃芪、人參中鎘的含量進行測定（見表4）。

表3 精密度和準確度實驗（n= 6）

表4 黃芪、人參中鎘含量測定結果（n= 6）

4 結論

本研究采用微波消解法處理樣品，具有耗時短、酸用量少以及空白較低的優點，并且大大降低了實驗成本和人員的勞動強度，提高了分析測試速度。考察了不同基體改進劑、灰化溫度、原子化溫度，優化了實驗條件，黃芪、人參中的鎘含量在0～3 μg·L-1范圍內線性關系良好，加標回收率為92.3%～109.7%，實驗結果表明該方法準確度高、重現性好，可應用于教學實驗中，進行中藥黃芪、人參中重金屬鎘的檢測。