全 文 ：* 基金项目:绵阳市科技局自然科学研究项目 (08Y002-3)
作者简介:罗 英，副教授;E-mail:bian-55@ sohu. com
火焰原子吸收光谱法测定凤仙花中 15 种微量元素含量
罗 英1，边清泉* 2，孙建厅2，艾 惜2，李 猛2
(1. 绵阳师范学院 生命科学与技术学院，绵阳 621000;2. 绵阳师范学院 化学与化学工程学院，绵阳 621000)
摘 要:用火焰原子吸收光谱法测定了凤仙花中微量元素(Ca、Mg、K、Cu、
Zn、Mn、Cr、Co、Ni、Fe、Si、Al、Pb、As和 Cd)的含量，并对结果进行了分析
比较。该方法的加标回收率为 97. 2%～103. 2%，RSD <2. 7%，具有良好的准确
度和精密度。人体必需的重要微量元素 Zn、Fe、Mn、Cu 等含量均较高。另外，
样品中亦检出微量有毒元素铅、砷和镉。
关键词:凤仙花;原子吸收光谱法;微量元素
凤仙花为凤仙花科(Balsaminaceae)凤仙花属
(Impatiens L.)一年生草本植物。我国大部分地
区均有分布［1］。凤仙花性寒，叶甘微苦，该植物
全草、根、种子均可入药。具有祛风、除湿、活
血、消肿、止痛之功效，用于治疗跌打损伤，腰
腹肿痛，疗疮，鹅掌风灰指甲等症［2］。微量元素
是中药归经和药性的重要物质基础，特点是量小
功能大，对许多生物分子的活性起到调控作
用［3］。目前国内外文献对航天诱变与野生凤仙花
不同部位微量元素含量测定与比较尚无文献报
道，本试验将以航天诱变与野生凤仙花花、叶、
茎、根作为研究对象，用火焰原子吸收光谱
法［4，5］测定 15 种矿物元素的含量，通过定量分析
航天诱变与野生风仙花不同部位微量元素含量
的变化，探询影响凤仙花微量元素含量因素，揭
示航天诱变对植物微量元素的影响，得到的相关
数据可为凤仙花药理、药效的研究，综合研发利
用凤仙花提供科学依据。
1 试验部分
1. 1 仪器与试剂
仪器:TAS-990AFG 型原子吸收分光光度计
(北京普析通用仪器有限责任公司)。单元素空心
阴极灯;101-2A 型恒温干燥箱(上海泸南电炉烘
箱厂) ，电子分析天平 AUY120(上海精密科学仪
器有限公司) ，标准口玻璃消化装置等。高压硝化
罐(聚四氟乙烯高压熔样器)上海冶金研究院。超
纯水器(德国赛多利斯)。
试剂:HNO3，HClO4，H2O2 均为优级纯;超
纯水;待测元素基准金属或基准试剂。
1. 2 试验材料
航天诱变凤仙花样品以经“神舟 4 号”搭载的
凤仙花 (I. balsamina L.)种子 SP1 代中院 3 突变
株的 SP4 代的突变系为材料(由西华师范大学汤
泽生教授提供)。以未经搭载的野生风仙花凤仙花
(经绵阳师范学院罗明华教授鉴定为凤仙花 I. bal-
samina L.)植株为对照。实验材料种植于绵阳师范
学院植物园。
1. 3 仪器工作条件
通过实验详细考察了 15 种待测元素的仪器工
作条件，并分别进行了条件优化。K和 Mg 的测定
灵敏度高、吸光度较大，需偏转燃烧头 35°;Ca 的
测定吸光度值很小，并与火焰性质有关，HClO4 对
Ca的测定有正干扰，故消化结束一定要蒸干，防
止残留 HClO4 对 Ca测定的影响。通过试剂空白实
验消除试剂中金属离子对测定结果的影响。用待
测元素的标准溶液配制含量接近待测样品的混合
标准溶液，与供试液同时测定。结果表明，同批消
解液同时测定 13 种元素相互之间无干扰。实验确
定的最佳仪器工作条件如表 1 所示。
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DOI:10.13595/j.cnki.issn1000-0720.2009.0480
表 1 火焰原子吸收光谱法测定的工作条件
元素
波长 /
nm
灯电流 /
mA
光谱带宽 /
nm
燃器高度 /
mm
乙炔气流量 /
(L /min)
空气流量 /
(L /min)
Fe 248. 0 4. 0 0. 2 8. 0 1. 5 6. 5
Zn 213. 6 3. 0 0. 4 6. 0 1. 5 6. 5
Cu 324. 4 3. 0 0. 4 6. 0 1. 5 6. 5
Mn 279. 1 2. 0 0. 2 6. 0 1. 5 6. 5
Ca 422. 1 3. 0 0. 4 6. 0 1. 5 6. 5
Mg 283. 2 2. 0 0. 4 6. 0 1. 5 6. 5
K 765. 8 2. 0 2. 0 5. 0 1. 5 6. 5
Co 240. 4 4. 0 0. 2 5. 0 1. 5 6. 5
Cr 359. 0 4. 0 0. 4 8. 0 1. 5 6. 5
Ni 231. 7 4. 0 0. 2 6. 0 1. 5 6. 5
Cd 228. 5 2. 0 0. 4 5. 0 1. 5 6. 5
As 193. 5 6. 0 0. 4 6. 0 1. 5 6. 5
Pb 283. 0 2. 0 0. 4 5. 0 1. 5 6. 5
Si 251. 3 8. 0 0. 2 10. 0 1. 5 6. 5
Al 308. 9 6. 0 0. 4 10. 0 1. 5 6. 5
1. 4 试验方法
1. 4. 1 标准储备液 按标准溶液配制方法配成待
测元素含量为 1. 000 0 mg /mL 的储备液。各元素
单标溶液:将各元素的标准储备液分别用 2%
HNO3 逐级稀释至所需浓度，用于 FAAS法。
1. 4. 2 样品处理 将风仙花样品置于 120 ℃干燥
箱中干燥至恒重，研碎后过 60 目尼龙筛备用。分
别准确称取样品 1. 00 g，置于洁净的 125 mL玻璃
圆底烧瓶，加入一定量 4∶ 1 混酸(HNO3-HClO4)加
热消化完全，蒸发至近干，冷至室温，加浓 HNO3
10 mL及适量水溶解消化产物，定容于 100 mL 容
量瓶，得供试品溶液。
1. 4. 3 样品测定 在仪器最佳工作条件下，制备
各元素的标准曲线，根据标准曲线对各个样品进
行测定。每个试样重复测定 6 次。
2 结果与讨论
2. 1 消解方法选择
消化是否完全是准确测定中药材微量元素含
量的关键步骤。根据不同消化方法的实验比较，
本实验样品处理采用了湿法消化的方法。既能够
完全地分解了大分子有机物，又避免了采用干法
灰化微量金属离子损失较严重，微波消化法样品
量少，测定结果误差较大，不宜同时测定较多元
素的问题。本文选用先将样品在普通电炉上灰化，
再用湿法消化的方法，不仅样品消化、溶解完全，
还可大大缩短消化时间，样品量可根据需要自由
确定，并提高了各元素的回收率，是一种方便快
捷消化中药材的方法。
2. 3 标准溶液浓度范围选择
分别配制不同浓度的待测元素标准溶液和供
试液在仪器最佳工作条件下测定吸光度值，以确
定标准溶液浓度范围。进一步试验表明，在实验
选定的浓度范围内，各元素浓度与吸光度均呈良
好的线性关系，线性回归方程及相关系数见表 2。
2. 4 测定结果的精密度、准确度
对风仙花供试液连续测定 6 次，用平均值计
算待测元素含量和测定方法的 RSD。采用标准加
入法测定各元素的回收率。具体步骤:分别准确移
取上述供试液 25 mL，置于 50 mL容量瓶中，加入
待测元素标准溶液，使定容后标准溶液浓度与表 3
中标准加入值一致，与原供试品溶液同时平行测
定 6 次，计算加标回收率。
结果表明，Fe，Zn，Cu，Mn，Ca，Mg，K，Co，
Cr，Ni，Si，Al，Cd，As，Pb等 15 种元素的回收率
都在 97. 2%～ 103. 2%之间，显示火焰原子吸收法
测定风仙花样品中 Fe，Zn，Cu，Mn 等 15 种元素
稳定性良好，测定结果准确。各元素测定精密度
都在 0. 6%～2. 7%之间，仪器精密度符合要求。具
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体结果见表 3。
表 2 线性回归方程及相关系数
元素 标准溶液浓度 c /(μg /mL) 线性回归方程 相关系数(R)
Fe 8. 00，10. 00，12. 00，15. 00，20. 00 Y = 0. 0226X + 0. 3678 0. 9999
Zn 0. 20，0. 60，0. 80，1. 00，1. 50 Y = 0. 5259X + 0. 0349 0. 9993
Cu 0. 10，0. 20，0. 40，0. 60，0. 80 Y = 0. 0964X － 0. 0020 0. 9994
Mn 0. 20，0. 40，0. 60，0. 80，1. 00 Y = 0. 2325X － 0. 0109 0. 9997
Ca 100. 00，140. 00，160. 00，180. 00，200. 00 Y = 0. 0018X + 1. 1653 0. 9992
Mg 5. 00，10. 00，15. 00，20. 00，25. 00 Y = 0. 0021X + 0. 7209 0. 9995
K 5. 00，10. 00，15. 00，20. 00，25. 00 Y = 0. 0221X + 1. 4458 0. 9991
Co 0. 02，0. 06，0. 10，0. 15，0. 20 Y = 0. 0555X + 0. 0037 0. 9995
Cr 0. 10，0. 20，0. 30，0. 40，0. 50 Y = 0. 0100X － 1. 0 × 10 －3 0. 9999
Ni 0. 05，0. 10，0. 15，0. 20，0. 25 Y = 0. 05360X － 0. 0024 0. 9998
Cd 0. 05，0. 10，0. 20，0. 40，0. 60 Y = 0. 1923X + 0. 0037 0. 9999
As 4. 00，8. 00，10. 00，15. 00，20. 00 Y = 0. 0020X + 0. 0065 0. 9994
Pb 0. 20，0. 40，0. 50，1. 00，2. 00 Y = 0. 0248X － 0. 0027 0. 9996
Si 0. 05，0. 1，0. 15，0. 20，0. 25 Y = 0. 0600X － 0. 0030 0. 9999
Al 0. 05，0. 1，0. 15，0. 20，0. 25 Y = 0. 0200X + 1. 0 × 10 －3 0. 9999
表 3 方法的精密度和回收率(n = 6)
诱叶 样品平均值 /(μg /mL) 样品本底值 /μg 标准加入量 /μg 测得值 /μg 回收率 /% RSD /%
Fe 16. 94 338. 80 200. 00 534. 8 98. 0 1. 6
Zn 0. 63 12. 60 7. 50 20. 34 103. 2 2. 4
Cu 0. 12 2. 40 3. 60 5. 91 97. 5 2. 2
Mn 0. 74 14. 80 10. 00 24. 62 98. 2 1. 7
Ca 150. 37 3007. 4 2000. 00 4989. 67 99. 1 2. 2
Mg 32. 90 658. 00 500. 00 1148. 84 98. 2 0. 6
K 0 0. 00 500. 00 486. 24 97. 2 2. 5
Co 0. 20 4. 00 4. 00 7. 93 98. 3 2. 7
Cr 0. 2 4. 00 4. 00 8. 05 101. 3 0. 8
Ni 0. 18 3. 60 4. 00 7. 58 99. 5 1. 6
Cd 0. 04326 0. 87 3. 00 3. 83 98. 7 2. 6
As 17. 86 357. 20 200. 00 556. 18 99. 5 2. 6
Pb 0. 13 4. 60 6. 00 10. 56 99. 3 0. 6
Si 0. 22 4. 40 4. 00 8. 33 98. 3 2. 1
Al 0. 25 5. 00 6. 00 10. 92 98. 7 1. 0
2. 5 干扰试验
根据样品中微量元素的含量水平，研究了各
分析元素的干扰情况。结果表明，各分析元素之
间不存在相互干扰情况，在分析工作中可以不必
考虑。
2. 6 样品测定结果
按 1. 2 项处理风仙花样品，FAAS 法在表 1 条
件进行测定，结果见表 4。所有测定结果均通过试
剂空白校正。
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表 4 样品分析结果
诱变根 野生根 诱变茎 野生茎 诱变叶 野生叶 诱变花 野生花
Fe 2469. 86 736. 70 665. 78 559. 40 1694. 15 1007. 09 120. 57 83. 68
Zn 41. 85 42. 61 39. 38 41. 23 63. 15 71. 13 41. 66 37. 47
Cu 13. 51 8. 32 6. 25 6. 25 12. 47 13. 51 27. 00 18. 70
Mn 64. 90 30. 92 44. 69 35. 66 74. 37 67. 91 36. 94 31. 35
Ca 14597. 25 9542. 31 18495. 35 15751. 10 15036. 81 17124. 73 14621. 49 15244. 94
Mg 2179. 23 2275. 85 2952. 17 2082. 61 3290. 34 2469. 08 1019. 86 1024. 69
K 0 0 0 0 0 0 0 0
Co 14. 93 13. 13 16. 74 7. 72 20. 34 11. 33 7. 72 2. 31
Cr 30. 00 30. 00 30. 00 30. 00 20. 00 40. 00 20. 00 30. 00
Ni 19. 46 15. 73 17. 59 17. 59 17. 59 17. 59 17. 59 15. 42
Cd 4. 85 3. 81 4. 33 3. 81 4. 33 3. 29 1. 21 0. 02
As 1535. 18 2339. 20 1937. 19 1736. 18 1786. 43 1535. 18 1685. 93 1334. 17
Pb 31. 10 16. 54 23. 03 14. 97 23. 03 16. 54 23. 03 14. 97
Si 13. 33 16. 67 18. 33 21. 67 21. 67 25. 00 20. 00 15. 00
Al 15. 00 10. 00 20. 00 15. 00 25. 00 15. 00 15. 00 20. 00
3 结 论
实验结果表明:本方法具有较高的灵敏度和准
确性，各金属元素的回收率为 97. 2%～103. 2%，RSD
<2. 7%。航天诱变与野生凤仙花、叶、茎、根中
含有被测定的 14 种金属元素。这些包括人体必需
的微量元素 Cu，Zn，Fe，Mn，Co，Ni，Cr 和宏量
元素 Ca，Mg。除此之外，还含有少量的有害元素
As、Cd 和 Pb。其含有较高的人体必需的微量元
素，它们对人体的正常生理活动、生长发育、增强
体力、抗击疾病和防止衰老都起着非常重要的作
用［6］，更重要的是对许多生物分子的活性起到调
控作用。实验结果可为揭示航天诱变对植物微量
元素变化的影响，研究风仙花药理、药效，综合研
发利用风仙花资源提供科学依据。
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