原子吸收光譜法測(cè)定苦瓜中微量金屬元素的含量

胡慶蘭

（湖北第二師范學(xué)院 a.化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院；b.植物抗癌活性物質(zhì)提純與應(yīng)用湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430205）

1 前言

苦瓜又名涼瓜，為葫蘆科一年攀緣性草本植物，苦瓜中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性成分，其具有清熱、下火、解毒、調(diào)節(jié)血脂、降低血壓等的作用，有“藥用蔬菜”之美稱[1]-[2]。苦瓜中除了含有蛋白質(zhì)、維生素、糖等成分外，還含有鈣、鎂、鐵、鋅等人體所必需的微量金屬元素，楊春[3]、孟慧平[4]等、張忠誠(chéng)[5]等、呂金榮[6]、陳文強(qiáng)[7]對(duì)鈣、鎂、鐵、鋅等微量金屬與人體健康的關(guān)系進(jìn)行了分析，其研究表明了微量金屬元素的含量與人體的健康關(guān)系十分密切。

現(xiàn)代科學(xué)研究證明，處于特定狀態(tài)下的微量元素是維持人體健康和防病治病的必要條件之一，如Ca[8]-[9]在人體內(nèi)有降低血壓和減少中風(fēng)發(fā)病的作用，腦血管病患者體內(nèi)的Ca 的含量遠(yuǎn)低于正常人體內(nèi)Ca 的含量;Mg是維持人體骨細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能所必需的微量元素，維持人體骨骼的生長(zhǎng)，缺鎂容易導(dǎo)致骨質(zhì)疏松；Fe是人體內(nèi)血紅蛋白的主要成分，能夠幫助人體內(nèi)氧氣的運(yùn)輸，促進(jìn)脂肪的氧化，缺鐵會(huì)導(dǎo)致缺鐵性貧血并容易引發(fā)身體疲勞；Zn[10]是DNA、RNA聚合酶的主要成分，且鋅在蛋白質(zhì)的合成和氨基酸的代謝過程中必不可少，缺鋅會(huì)導(dǎo)致孩童發(fā)育緩慢、食欲降低、免疫功能下降等問題。

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于苦瓜的研究主要集中在化學(xué)成分方面，如苦瓜多糖[11]、苦瓜皂苷[12]等方面，雖然也有干灰化法測(cè)定苦瓜中的微量金屬元素的報(bào)道，但是對(duì)于用微波消解法例如采用HNO3-H2O2預(yù)處理苦瓜并測(cè)量其中的微量金屬元素的研究未見文獻(xiàn)報(bào)道。本文運(yùn)用了微波消解法對(duì)苦瓜樣品進(jìn)行預(yù)處理，然后運(yùn)用火焰原子吸收光譜法[13]-[20]測(cè)定了苦瓜中Ca、Mg、Fe、Zn四種金屬元素的含量，并給出了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為苦瓜的科學(xué)開發(fā)和利用提供了一定的數(shù)據(jù)作為參考依據(jù)。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和材料儀器

硝酸（優(yōu)級(jí)純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；過氧化氫、氯化鑭（分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；Ca、Fe、Mg、Zn標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液（1000 μg·mL-1，國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心）。

AA-6300C型原子吸收分光光度計(jì)（日本島津公司）；HL-1型Ca、Fe、Mg、Zn空心陰極燈（河北寧強(qiáng)光源公司）；HN101-電熱鼓風(fēng)干燥箱（南通滬南科學(xué)儀器有限公司）；QYZH-20A型優(yōu)普超純水機(jī)；FA-2004型電子分析天平；LFP-800T型萊芙高速多功能粉碎機(jī)；TANK BASIC型微波消解儀；FA-2004型電子分析天平。

2.2 儀器工作條件

Ca、Fe、Mg、Zn四種金屬元素使用火焰原子吸收光譜法進(jìn)行測(cè)定，儀器的工作條件見表1：

表1 儀器工作條件

2.3 實(shí)驗(yàn)過程

2.3.1 樣品的預(yù)處理

將苦瓜干樣用粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，過100目篩。用電子天平準(zhǔn)確稱取6份一定量的苦瓜樣品于消化罐中，加入8.00mL濃硝酸、2.00mL過氧化氫，輕微震蕩后，靜置10分鐘，然后擰緊消化罐蓋子，將其放入微波消解儀中，按一定的過程（見表2）進(jìn)行消解，然后趕酸，定容，同時(shí)按照同樣的方法配置消解液空白溶液。

表2 微波消解過程

2.3.2 干擾離子的消除

分別移取一定量的樣品于六個(gè)100mL容量瓶中，分別加入0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50mL1%氯化鑭，然后用0.5%硝酸定容于100mL容量瓶中，搖勻后分別測(cè)定它們的吸光度。具體數(shù)據(jù)見表3：

表3 不同氯化鑭Ca吸光度

由表3中可發(fā)現(xiàn)氯化鑭對(duì)鈣的影響很大，有最佳的氯化鑭加入量，在1.50mL氯化鑭處Ca有最大吸光度。

2.3.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

準(zhǔn)確移取一定量的鈣、鐵、鎂、鋅的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液定容于100mL的容量瓶中，再配制成一定濃度梯度（具體數(shù)據(jù)見表4）鈣、鐵、鎂、鋅的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在儀器的最佳工作條件狀態(tài)下，分別測(cè)定各金屬元素的吸光度值，繪制其標(biāo)準(zhǔn)曲線。

表4 四種元素各標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度（單位μg·mL-1）

2.3.4 苦瓜中微量金屬元素的測(cè)定及精密度考察

平行測(cè)定六次一定量苦瓜樣品中待測(cè)金屬元素的含量，求出其平均值，計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，考察本方法的精密度。

2.3.5 檢出限的測(cè)定

平行測(cè)定20次空白溶液吸光度值，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差，求出檢出限。

2.3.6 加標(biāo)回收率的測(cè)定

準(zhǔn)確稱取苦瓜樣品兩份，一份直接消解，一份在其中加入與樣品中各金屬因素質(zhì)量濃度相對(duì)應(yīng)的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行消解。在最佳的儀器工作條件下，測(cè)定苦瓜中各元素的質(zhì)量濃度，記錄其濃度值，計(jì)算其加標(biāo)回收率。

3 結(jié)果與討論

3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

3.1.1 四種金屬元素吸光度值（見表5）

表5 四種金屬元素的吸光度值

3.1.2 四種金屬元素標(biāo)準(zhǔn)曲線

根據(jù)表5數(shù)據(jù)，以吸光度為縱坐標(biāo)，溶液的濃度為橫坐標(biāo)，繪制出各金屬元素標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1-4：

圖1 Fe標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖2 Ca標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖3 Mg標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖4 Zn標(biāo)準(zhǔn)曲線

3.1.3 四種金屬元素的線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)

由表6可知，各金屬元素標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)在0.9927～0.9997之間，有較良好的線性關(guān)系。

表6 四種元素的線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)

3.2 苦瓜樣品中四種金屬元素的含量及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

稱取一定量的樣品，消解，趕酸，定容，再分別測(cè)定樣品中四種金屬元素的吸光度值，平行測(cè)定六次，求出平均值，計(jì)算其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，來表示分析結(jié)果的精密度，所測(cè)得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表7。

表7 四種金屬元素的含量及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

從表7 中可知苦瓜中Ca、Mg 含量相對(duì)較高，F(xiàn)e、Zn 含量相對(duì)較少。各元素的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.19%～0.85%之間，說明實(shí)驗(yàn)的精密度較高，結(jié)果較可靠。

3.3 四種金屬元素的檢出限

各金屬元素在最佳儀器工作條件下，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的空白溶液進(jìn)行連續(xù)20次測(cè)量，記錄吸光度值，求出各元素檢出限（D=3δ/S），結(jié)果如表8。

表8 四種金屬元素的檢出限

3.4 四種金屬元素的加標(biāo)回收率

為了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，對(duì)苦瓜樣品進(jìn)行了加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，這四種金屬元素的加標(biāo)回收率在94.60%-102.92%之間，說明實(shí)驗(yàn)方法準(zhǔn)確性比較高，結(jié)果見表9。

表9 四種金屬元素的加標(biāo)回收率

4 結(jié)論

本文采用微波消解法對(duì)苦瓜樣品進(jìn)行消解，采用火焰原子吸收光譜法測(cè)定苦瓜中Ca、Mg、Fe、Zn四種人體必需金屬元素的含量。實(shí)驗(yàn)測(cè)得各金屬元素的含量分別為Ca：3843.50μg/g，F(xiàn)e：93.3415μg/g，Mg：2545.492μg/g，Zn：77.685μg/g；RSD 為0.19%～0.85%；其中各元素的檢出限為0.0020ug/mL～0.0703ug/mL；相關(guān)系數(shù)為0.9927～0.9997；加標(biāo)回收率為94.60%～102.92%。測(cè)得的結(jié)果表明苦瓜中Ca、Mg金屬元素的含量比較高，而Fe、Zn金屬元素的含量相對(duì)偏低。研究苦瓜中金屬元素的含量有著很重要的作用和意義，苦瓜中微量金屬元素的測(cè)定，為我們了解以及合理利用苦瓜中的微量金屬元素提供了重要線索，為今后苦瓜的科學(xué)食用、藥用、綜合利用等提供了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。