全 文 ：第 29卷 ,第 6期 光　谱　实　验　室 Vol . 2 9 , No . 6
2 0 1 2年 1 1月 Chinese Journal of Spectroscopy Laboratory November , 2 01 2
微波消解-原子吸收光谱法测定
虎耳草中的重金属①
① 贵州省中药现代化项目 (黔科合 [2007 ]5016) ;贵州省科技厅科技计划项目 (黔科合 [2009 ]4001) ;贵阳市科技计划项目 (筑科合
[2009 ]9304) ;贵州省科技创新人才团队项目 ;贵州省中药现代化项目 (黔科合 [2011 ]5081)
② 联系人 ,电话: ( 0851) 6908468; E-mail: liyongjun026@ 126. com
作者简介:李勇军 ( 1973— ) ,男 ,湖南省祁阳县人 ,副教授 ,硕士 ,主要从事天然产物化学 ,中药新药制备工艺及质量标准研究工作。
王永林 ( 1954— ) ,男 ,贵阳市人 ,教授 ,主要从事中药民族药的研究与开发工作。
收稿日期: 2011-12-26;接受日期: 2012-01-14
李勇军　查 俊　刘 童　周 雯　张桂清　夏 彬　龙庆德　王永林②
(贵阳医学院药学院　贵州省贵阳市北京路 9号　 550004)
摘　要　建立了虎耳草铅、镉、砷、铜、汞含量测定的方法。采用微波消解处理虎耳草药材 ,以原子吸收
光谱法测定样品中的铅、镉、砷、铜、汞重金属元素的含量。所测不同地区虎耳草样品中除砷合格外 ,其他元
素各有不同程度的超标。 方法简便、快速、准确 ,能有效测定虎耳草药材中铅、镉、砷、铜 、汞的含量。
关键词　虎耳草 ;微波消解 ;原子吸收光谱法 ;重金属
中图分类号: O657. 31　　　文献标识码: B　　　文章编号: 1004-8138( 2012) 05-3783-06
1　引言
虎耳草为虎耳草科植物虎耳草 ( Sax if raga stoloni fera Meerb. )新鲜或干燥全草。春、夏二季采
收 ,除去杂质 ,洗净 ,干燥或鲜用。本品为民间常用中药 ,亦为我省少数民族用药 ,收载于《贵州省中
药材、民族药材质量标准》 ( 2003版 ) [1 ]。具有消炎、解毒的功效 ,用于急性中耳炎、风热咳嗽 ,外治大
泡性鼓膜炎、风疹瘙痒 [2 ] ,是常用民族药。
中药是中华民族的瑰宝。因其具有疗效独特、毒副作用小、资源丰富等优点 , 越来越受到人们
的重视。但由于某些处方中含有矿物类药物 ,或在中药材的栽培、 加工、贮存以及生产炮制等过程
中受到不同程度的重金属污染 ,影响其安全性 [3 ]。中药材一旦被重金属污染 ,影响人体的新陈代谢
及正常的生理作用 ,具有明显的损害作用 ,并抑制人体的正常生理作用的发挥 ,同时人体内重金属
含量过高会导致各种疾病的发生 [4 ]。本文采用微波消解的方式处理虎耳草药材 ,利用原子吸收光谱
法测定贵州省不同产地虎耳草药材的铅、镉、砷、铜、汞的含量 ,为虎耳草药材的重金属限量制定提
供参考依据 ,更能保证有效、安全地用药。
2　实验部分
2. 1　仪器与试药
AA-800型原子吸收光谱仪配石墨炉、 MHS 15型氢化物发生器 (美国 PerkinElmer公司 ) ;氩
气 (纯度大于 99. 999% );实验室超纯水机 (四川沃特尔科技发展有限公司 ) ; ECH-1型电子恒温加
热板 (上海新仪微波化学科技有限公司 ) ; M DS-8型微波消解仪 (上海新仪微波化学科技有限公
司 ) ;铅、镉、铜空心阴级灯 (美国 Perkin Elmer公司 ) ;砷、汞空心阴极灯 (德国贺利氏公司 )。实验所
用玻璃仪器均以 10%硝酸浸泡 48h后用超纯水洗净 ,晾干。
铅标准溶液批号为 GSB 04-1742-2004、镉标准溶液 GSB 04-1725-2004、铜标准溶液
GSB 04-1725-2004、汞标准溶液 GSB 04-1729-2004,浓度均为 1000μg· mL- 1 (国家有色金属及电
子材料分析中心 ) ;砷标准溶液批号 GSB 04-1725-2000,浓度为 100mg· L- 1 (环境保护部标准样品
研究所 ) ;硝酸、盐酸、硼氢化钠、硝酸镁、氢氧化钠等均为优级纯。 实验用水为超纯水。
实验所用药材 16批贵州不同产地虎耳草药材经贵阳医学院生药教研室龙庆德副教授鉴定为
虎耳草科植物虎耳草的干燥全草。测定铅、镉、铜都采用质量分数为 0. 5%硝酸镁溶液 ,测定砷采用
0. 1%硝酸镁溶液 [5 ]。
2. 2　实验方法
2. 2. 1　实验条件
Hg用氢化物发生-冷原子吸收光谱法 ( HGAAS)测定 , Pb、 Cd、 As、 Cu采用石墨炉原子吸收光
谱法 ( GFAAS)测定 ,不同金属离子设定仪器的工作参数 ,具体见表 1、表 2。
表 1　氢化物发生-冷原子吸收光谱法测定条件
元素 波长
( nm)
灯电流
( m A)
还原剂 光谱通带
(nm)
读数时间
( s)
氩气气流
(m L· min- 1 )
汞 253. 7 12 0. 8% NaBH4溶液 0. 7 30 20
表 2　石墨炉原子吸收光谱法测定条件
元素 波长
( nm)
灯电流
( mA)
光谱通带
( nm)
干燥温度 /持续时间
(℃ /s )
灰化温度 /持续时间
(℃ /s )
原子化温度 /持续时间
(℃ /s )
铅 283. 3 6 0. 7 110 /25 800 /25 1700 /5
镉 228. 8 10 0. 7 110 /30 950 /20 1600 /5
砷 193. 7 12 0. 7 110 /20 1200 /20 1900 /5
铜 324. 8 15 0. 7 110 /20 1200 /20 1900 /5
2. 2. 2　样品溶液制备
2. 2. 2. 1　铅、镉、砷、铜样品溶液制备
取虎耳草药材粉末 0. 2g ,准确称定 ,置于聚四氟乙烯消解罐内 ,加入准确量取的 65%的浓硝酸
5mL,密封 ,置于 MDS-8型微波消解仪中 ,按照设定 ( 85℃保持 5min、 120℃保持 5min、 175℃保持
15min)程序消解完全 ,冷却至室温 ,取出消解罐 ;开罐并置于电子恒温加热板上 125℃加热至红棕
色挥尽并浓缩至 1— 2mL,冷却至室温 ,加少量超纯水洗涤多次 ,洗液转移至 25mL容量瓶中 ,用
0. 2%硝酸加至刻度 ,即得。 同法同时制备试剂空白溶液。
2. 2. 2. 2　汞样品溶液制备
取虎耳草药材粉末 0. 2g ,准确称定 ,置于消解罐内 ,准确加 65%的浓硝酸 5mL,置于微波消解
仪中 ,按 85℃保持 5min, 120℃保持 5min, 175℃保持 15min的消解程序消解 ,取出消解罐 ,置于电
子恒温加热板 110℃加热至红棕色气体挥尽并浓缩至 1— 2mL,加少量超纯水 ,继续加热挥至无酸
味。冷至室温 ,少量多次加 10%盐酸溶液洗涤 ,洗液全部转移至 25mL容量瓶中 ,用 10%盐酸稀释
至刻度 ,即得。同法同时制备试剂空白溶液。
2. 2. 3　对照品溶液的制备
2. 2. 3. 1　铅对照品溶液的配制
准确量取浓度为 1000μg· mL- 1的铅对照品溶液 ,经逐级稀释后得浓度为 50ng· m L- 1的铅储
备液 ,供仪器自动稀释为 5、 10、 20、 40、 50ng· mL- 1浓度的铅工作液。
3784 光谱实验室 第 29卷
2. 2. 3. 2　镉对照品溶液的配制
准确量取浓度为 1000μg· mL- 1的镉对照品溶液 ,经逐级稀释后得浓度 5ng· mL- 1的镉储备
液 ,供仪器自动稀释为 0. 5、 1、 2、 3、 4、 5ng· mL- 1浓度的镉工作液。
2. 2. 3. 3　砷对照品溶液的配制
准确量取浓度为 100mg· L- 1的砷对照品溶液 ,经逐级稀释后得浓度为 200ng· mL- 1浓度的
砷对照品溶液 ,供仪器自动稀释为 5、 10、 20、 40、 50ng· mL- 1浓度的砷工作液。
2. 2. 3. 4　铜对照品溶液的配制
准确量取浓度为 1000μg· mL- 1的铜对照品溶液 ,经逐级稀释后得浓度 200ng· mL- 1的铜储
备液 ,供仪器自动稀释为 20、 50、 100、 150、 200ng· mL- 1浓度的工作液。
2. 2. 3. 5　汞对照品溶液的配制
准确量取 1000μg· mL- 1的汞对照品溶液 1mL,经逐级稀后得浓度 100ng· mL- 1的汞对照品
溶液 ,用 10%盐酸稀释为 0. 5、 1、 2、 4、 8ng· mL- 1浓度 ,即得。
3　结果与讨论
3. 1　校准曲线
准确量取 Pb、 Cd、 As、 Cu、 Hg对照品溶液 ,按照“ 2. 2. 3”项分别配制各元素的标准系列浓度 ,其
中 Pb、 Cd、 As、 Cu进样体积为 20μL, Hg进样体积为 10mL。以进样浓度 (C )为横坐标 ,吸光度 ( A )为
纵坐标 ,绘制校准曲线。 结果见表 3。 由表 3可知 , 5种重金属校准曲线分别为: Pb:
A= 0. 0016C+ 0. 002, r= 0. 9998, Pb在 5— 50μg /L范围内线性关系良好 ; Cd: A= 0. 0557C+
0. 0003, r = 0. 9999, Cd在 0. 5— 5μg /L范围内线性关系良好 ; As: A= 0. 0024C+ 0. 0010,
r= 0. 9998, As在 5— 50μg /L范围内线性关系良好 ; Cu: A= 0. 0024C+ 0. 0027, r= 0. 9999, Cu在
20— 200μg /L范围内线性关系良好 ; Hg: A= 0. 0105C+ 0. 0005, r= 0. 9997, Hg在 0. 5— 8mg /L范
围内线性关系良好。
3. 2　检出限
制备空白溶液 ,连续进样 12次 ,测得吸光度 ,将其线性方程下得空白溶液浓度值的 SD值 3倍
作为仪器检出限 ,结果见表 3。
表 3　校准曲线及检出限
元素 线性方程 相关系数 r 元素检出限
( ng· mL- 1 )
样品检出限
(μg· kg- 1)
进样量范围
( ng)
Pb A= 0. 0016C+ 0. 002 0. 9998 0. 07 9 0. 1— 1. 0
Cd A= 0. 0557C+ 0. 0003 0. 9999 0. 09 11 0. 01— 0. 1
As A= 0. 0024C+ 0. 0010 0. 9998 0. 11 14 0. 1— 1. 0
Cu A= 0. 0024C+ 0. 0027 0. 9999 0. 08 10 0. 4— 4. 0
Hg A= 0. 0105C+ 0. 0005 0. 9997 0. 12 15 5— 80
　　由表 3可知 , Pb的检出限为 0. 07ng /mL; , Cd的检出限为 0. 09ng /mL; As的检出限为
0. 11ng /mL; Cu的检出限为 0. 08ng /mL; Hg的检出限为 0. 12ng /mL。
3. 3　精密度实验
分别取一定浓度的铅、镉、砷、铜、汞对照品溶液分别连续进样 6次 ,计算各自吸光度的 RSD值
分别为 0. 98% 、 1. 26%、 2. 53% 、 0. 88% 、 1. 62% ,表明仪器精密度良好。
3. 4　重复性实验
取同一批次药材样品称量 6份 ,每份 0. 2g,准确称定 ,照 Pb、 Cd、 As、 Cu、 Hg样品溶液制备方法
3785第 6期 李勇军等:微波消解 -原子吸收光谱法测定虎耳草中的重金属
分别制备样品溶液 ,依照表 1、表 2仪器工作参数测定其平均含量和相对标准偏差 ,结果见表 4。 由
表 4可知 ,各元素的相对标准偏差均小于 3% ,表明其重复性良好。
表 4　重复性实验结果
元素 平均含量 ( mg· kg- 1 ) RSD(% )
Pb 1. 91 1. 78
Cd 0. 25 2. 74
As 1. 44 2. 68
Cu 14. 90 1. 68
Hg 0. 09 2. 98
3. 5　回收率实验
取上述批次药材样品 6份 ,每份 0. 1g ,准确称定。分别准确加入一定量的 Pb、 Cd、 As、 Cu、 Hg对
照品溶液 ,按供试品溶液制备方法制备样品溶液 ,同时制备空白样品溶液 ,测定其回收率 ,结果见表
5。
表 5　回收率实验结果 (n= 6)
元素 样品含量
( ng)
加入量
( ng )
测得量
( ng)
回收率
(% )
RSD
(% )
Pb 191. 4 200 383. 1 95. 85 2. 41
Cd 25. 3 30 53. 3 93. 33 2. 86
As 144. 2 150 288. 6 96. 27 2. 22
Cu 1490. 4 1500 2972. 8 98. 83 1. 46
Hg 9. 4 10 18. 5 91. 00 2. 96
　　由表 5可知 ,各元素加标回收率均在 91. 00%— 98. 83%之间 , RSD均小于 3% ,表明该方法准
确、可靠。
3. 6　样品测定结果
对贵州省 16批不同产地及不同采收季节虎耳草药材进行测定 ,结果见表 6。
表 6　样品测定结果 (mg· kg- 1 )
样品产地 铅 镉 砷 铜 汞 总量
凯里炉山镇 2. 88 0. 33 未检出 9. 64 0. 35 13. 20
安顺花江镇 0. 88 0. 23 0. 02 9. 12 0. 26 10. 51
黔南州龙里县 2. 01 0. 28 0. 02 8. 16 0. 04 10. 51
遵义正安县 1. 92 0. 25 0. 42 11. 22 0. 01 13. 82
都匀甘塘镇 2. 36 0. 25 0. 29 8. 94 0. 19 12. 03
六盘水盘县 1. 73 0. 11 0. 20 9. 60 未检出 11. 64
贵阳青岩 3. 49 1. 07 0. 20 7. 46 0. 08 12. 30
毕节大方县 5. 27 2. 15 1. 17 16. 11 0. 10 24. 80
六盘水六枝 1. 91 0. 25 1. 44 14. 90 0. 09 18. 59
安顺普定县 2. 96 0. 14 未检出 10. 93 0. 01 14. 04
铜仁江口县 5. 22 2. 22 0. 13 8. 04 0. 05 15. 66
贵阳乌当 0. 62 0. 25 0. 27 9. 39 0. 05 10. 58
兴义马岭镇 3. 15 1. 26 0. 22 12. 22 0. 02 16. 87
贵阳水田镇 3. 14 0. 26 0. 13 8. 65 0. 20 12. 38
毕节大银镇 1. 57 2. 28 0. 22 9. 91 0. 04 14. 02
铜仁江口镇 4. 34 0. 42 0. 07 21. 26 0. 14 26. 23
3786 光谱实验室 第 29卷
由表 6可知 , 16批贵州不同产地及不同采收季节的虎耳草药材除了砷均合格外 ,其余元素均
有不同程度超标。
3. 7　讨论
使用微波消解系统处理样品 ,溶样速度快、溶样效果好、操作简便、实验使用安全 ,是较为理想
的样品处理方法 [6 ]。原子吸收光谱法具有检出限低、选择性好、灵敏度和准确度高、分析速度快、 应
用范围广等特点 ,比较适合中药材中重金属的检测 [7 ]。本文采用微波消解方法处理样品 ,通过石墨
炉法与氢化物反应发生器法对比测定砷 ,发现其检测限接近 ,而且氢化物发生-原子吸收光谱法测
定受外界干扰较大 ,石墨炉原子吸收光谱法不需重复处理样品 ,操作简便、方法可行 ,故最终采用石
墨炉法测定砷。
根据《药用植物及制剂外经贸绿色行业标准》 [8 ]规定 ,铅≤ 5. 0mg· kg- 1 ,镉≤ 0. 3mg· kg- 1 ,
砷≤ 2. 0mg· kg- 1 ,铜≤ 20mg· kg- 1 ,汞≤ 0. 2mg· kg- 1 ,重金属总量 ≤ 20mg· kg- 1。 本研究中对
贵州不同产地 16批苗药虎耳草进行了检测 ,从检测结果中可知贵州省不同产地的虎耳草重金属含
量差异较大 ,除了砷合格外 ,其余均有不同程度超标。
4　结论
本实验对虎耳草中 5种重金属含量进行了测定 ,通过对精密度、重复性、回收率等的研究 ,证明
本法可用于测定虎耳草中重金属含量。所采用方法简便、快速、准确 ,灵敏度高 ,能有效测定虎耳草
药材中铅、镉、砷、铜、汞的含量。
由测定结果可知 ,铜只有铜仁江口镇产地的虎耳草超标 ;毕节和铜仁地区的 2批虎耳草铅超
标 ;凯里和安顺产的虎耳草汞超标 ;而以镉超标最为严重 ,有 5个地区 7个批次虎耳草镉超标 ,毕节
地区的 2批虎耳草镉超标 7倍多。这与文献 [9— 11]报道的贵州土壤和贵州产地药材普遍存在镉污
染和汞污染的结果是一致的。贵州产虎耳草重金属含量超标可能是由于药材采收地的生态坏境 (如
土壤、气候、水等 )和药材生长过程中主动吸收和富集有关。因此 ,我们需要进一步规范和推进
GAP,规范中药材的研究、开发、生产和管理 ,才能进一步完善药材质量标准 ,保证合理、安全用药。
参考文献
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3787第 6期 李勇军等:微波消解 -原子吸收光谱法测定虎耳草中的重金属
Determination of Heavey Metals inSaxifraga stolonifera Meerb
by Atomic Absorption Spectrometry with Microwave Digestion
LI Yong-Jun　 ZA Jun　 LIU Tong　 ZHOU Wen
ZHANG Gui-Qing　X IA Bin　 LONG Qing-De　WANG Yong-Lin
( School of Pharmacy ,Guiyang Medical University, Guiyang , 550004, P. R .China)
Abstract　 The contents of Pb, Cd, As, Cu, Hg in Sax if raga stoloni fera Meerb. w ere
determined. The Saxi fraga stoloni fera Meerb. medicinal materials w as treated by microwave
dig estion, and then the contents of heavy metal elements ( Pb, Cd, As, Cu, Hg ) in sample w ere
determined by atomic absorption spectrometry. The contents of Sax if raga stoloni fera Meerb. f rom
dif ferent areas exceeded the cri terion except As. This method is simple, reliable and accurate, and can
be applied to ef fectiv e determination of the contents of Pb, Cd, As, Cu, Hg in Saxi fraga stolonifera
Meerb. .
Key words 　 Sax if raga stolonif era Meerb. ; Microwave Digestion; Atomic Absorption
Spectrometry; Heavy M etals
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3788 光谱实验室 第 29卷