全 文 ：收稿日期:2008-11-29
作者简介:刘存芳 ,女(1971-)讲师 ,主要从事绿色食品化学研究。
E-mail:cunfangliu398@yahoo.com.cn.
基金项目:陕西省教育厅专项科研计划项目(07JK208)
微波消解 ICP-AES法测定糙苏不同部位中的微量元素
刘存芳 1 , 田光辉 1 ,赵 桦 2 ,聂 峰1 ,赖普辉 1
(1.陕西理工学院 化学学院;2.陕西理工学院 生物学院 陕西汉中 , 723001)
摘要:利用微波消解电感耦合等离子发射光谱(ICP-AES)法测定野生中药糙苏根 、茎 、叶 、花和籽中钠 、钾 、钙 、铁 、锌 、镁 、
锰 、铜 、镍 、钼 、铅和镉的含量 ,并进行了分析比较。糙苏不同用药部位的微量元素含量存在差异 , 其中钠 、钾 、钙 、铁 、镁在根 、
茎 、叶 、花和籽中的含量均较高 ,锌 、锰 、铜 、镍 、钼的含量较少 , 铅和镉只在根和茎中痕量存在 ,结果表明糙苏中含有大量人体必
需的微量元素 , 可为进一步探讨糙苏中元素含量与其药效的相关性提供科学的理论依据。
关键词:ICP-AES法;糙苏;微波消解;微量元素
中图分类号:O657.31 文献标识码:A 文章编号:1006-8376(2009)01-0076-03
中药糙苏(PhlomisumbrosaTurcz)是唇形科糙
苏属的一种多年生草本植物 ,也叫山芝麻 、常山 、续
断 ,其根或全草均可入药。糙苏有清热消肿 、治疗感
冒和补肝肾 、续筋骨 、止血安胎 ,散寒 、生肌等功效 ,
人们将它作为一种无毒副作用的草药使用[ 1] 。对
糙苏中的生物活性成分研究报道较多 [ 2] ,已经从糙
苏根部中分离出黄酮 ,环烯醚萜苷 ,萜类及苯丙素苷
等多种化合物[ 3, 4] ,赵静等从糙苏地上全草中分得 9
个化合物[ 5] ,刘世旺等从糙苏全草的脂溶性部分分
得 16个化合物 [ 6] ,对糙苏挥发油的提取及生物活性
的研究也有报道 [ 7] ,但对中药糙苏中微量元素种类
和含量的确定尚未见具体报道 。对中药材中微量元
素的研究表明 [ 8] ,中药材治疗疾病 , 除与中药材中
的生物碱 、糖类 、蛋白质 、挥发油 、黄酮类以及萜类物
质等生物活性成分有关而外 ,也与微量元素的治疗
作用相关 ,这里首次对秦巴山区野生糙苏不同部位
中的 12种微量元素进行了检测 ,借助微波在较低的
功率下间接地短时间的消解样品 ,采用 ICP-AES
法进行微量元素含量的测定 [ 9] ,为开发糙苏这一野
生资源寻求科学的理论依据。
1 实验部分
1.1 主要仪器和试剂
WX-3000微波消解仪(上海屹尧公司)。 IRIS
Advantage高频电感耦合等离子体光电直读原子发
射光谱仪(美国 ThermoElemental公司),玻璃同心
雾化室 , PS-I型中阶梯光栅 、二维色散系统 、CID电
子注入固体检测器 ,波长范围为 180 ～ 900 nm。 40.
60 MHz高频发生器 ,耦合功率 1.0 kw,冷却水压力
0.27 MPa,氩气 ,冷却气 12.5 L· min-1 ,辅助气为
0.4 L·min-1 ,载气 0.35 L· min-1 ,雾化室提升量
为 1.6 mL· min-1 ,蠕动泵进样 。
以光谱纯或高纯试剂分别配成质量浓度为 1.0
g·L-1的钠 、钾 、钙 、锌 、铁 、镁 、锰 、铜 、镍 、钼 、铅和镉
单标准溶液 ,备用 ,使用时根据需要临时进行稀释。
HNO3 、HClO4等试剂均为优质纯 ,水为超纯水 。
1.2 样品的处理
糙苏全草于 2006年 7月下旬收集于陕西秦巴
山区 ,由陕西理工学院生物学院赵桦教授鉴定 ,拉丁
名:PhlomisumbrosaTurcz,糙苏籽于 9月下旬收集。
将糙苏全草用水漂洗干净 ,凉干 ,再将根 、茎 、叶和花
分开 , 60℃下恒温干燥 ,粉碎 、磨细 ,在 60℃下干燥
至恒重。准确称取糙苏根 、茎 、叶 、花和籽的粉末
0.25000g放入聚四氟乙烯消解罐底部 ,加入 4 mL
浓 HNO3 ,浸泡 12 h后 ,加入 0.5 mLHClO4和 0.5
mL水 ,选用适当的功率和时间用微波消解系统进行
消解 ,冷却后将消化液转移至 50mL容量瓶中 ,稀释
定容 。
1.3 实验方法
1.3.1分析元素波长
13种元素的分析波长 (nm):Na589.4, K
766.4, Ca317.9, Zn213.8, Fe259.9, Mg285.2, Mn
257.6, Cu324.7, Ni221.6, Mo281.6, Pb220.3, Cd
267.7。
1.3.2工作曲线
以各元素的高标准溶液进行方法的研究 ,确定
各元素测定的谱线 、负高压 、放大倍数 、窗口宽度 、采
样次数及背景扣除条件 ,然后依次喷入各元素的高 、
氨基酸和生物资源 2009, 31(1):76～ 78
AminoAcids＆BioticResources
DOI :10.14188/j .ajsh.2009.01.019
低标准溶液以及标准溶液的空白 ,测量谱线强度 ,输
入标准溶液相应的浓度 ,制作工作曲线。
1.3.3精密度和回收率实验
精密度实验是对 12种样品分别平行测定 8次 ,
计算其相关对偏差。回收率实验采用标准加入法确
定各元素的回收率。
2 结果与讨论
2.1 微波消解条件的选择
微波消解样品时应在较低的功率下间接地短时
间进行 ,该实验中用 4 mL浓 HNO3、 0.5 mLHClO4
和 0.5mL水消解是防止功率过大 ,反应剧烈 ,容易
冲破罐子 ,因此消解功率选为 480 w, 压力为 500
kPa,采用短时间 、多步骤地消解办法 。
2.2 谱线的选择对分析结果的影响
每个元素都有多条谱线 ,谱线的选择对测量的
结果有较大的影响 ,该实验谱线应选择检出线低 、灵
敏度高 、干扰少 、波长范围在 180 ～ 800 nm之间且强
度较大的谱线 。该实验选用分析波长 (nm):Na
589.4, K766.4, Ca317.9, Zn213.8, Fe259.9 , Mg
285.2, Mn257.6 , Cu324.7, Ni221.6 , Mo281.6, Pb
220.3, Cd267.7时有好的测定条件。
2.3 干扰的检查与背景的扣除对测量结果的影响
在实际测定时有的谱线强度峰附近会出现干扰
峰 ,可根据软件直接检查干扰元素和谱线 ,以便及时
对该元素的谱线另作选择。随机软件能很好的显示
每一条谱线的背景情况 ,可选择该谱线的强度峰左 、
右两点对背景加以扣除 。
2.4 样品分析
对 12种样品平行测定 8次 ,计算它们的相对偏
差均小于 4.5%,说明该测定方法有较高的精密度。
加标回收率实验结果表明 , 12种元素的回收率均在
98.21 ～ 104.32%之间 ,相对标准偏差 (RSD)均在
0.06% ～ 2.29%之间 ,说明该方法具有较高的准
确度。按照实验方法 ,样品中元素的分析结果列
于表 1。
表 1 糙苏不同部位中微量元素的质量分数
元素 质量分数 /μg· g-1根 茎 叶 花 籽
钠(Na) 9886.56 9796.41 9866.75 9796.82 9746.87
钾(K) 9948.78 9956.63 9897.56 9877.86 9915.23
钙(Ca) 7659.24 8724.85 8894.56 6557.82 8762.91
铁(Fe) 1126.52 1028.94 1345.86 996.87 965.73
镁(Mg) 3125.63 2997.59 3862.93 1126.38 2867.40
锌(Zn) 102.46 98.72 156.85 89.63 76.29
锰(Mn) 202.55 168.65 145.87 155.46 158.73
铜(Cu) 48.59 37.93 43.81 35.88 26.83
镍(Ni) 8.76 7.95 8.58 4.66 3.17
钼(Mo) 1.85 0.98 0.72 0.53 0.21
铅(Pb) 0.56 0.17 / / /
镉(Cd) 0.49 0.23 / / /
从测定结果来看钠 、钾 、钙 、铁 、镁在根 、茎 、叶 、
花和籽中的质量分数均较高 ,锌 、锰 、铜 、镍 、钼的质
量分数较低 ,铅和镉只在根和茎中微量存在 。这些
相对质量分数较高的钠 、钾 、钙 、铁 、镁对中药糙苏来
说是自身生长必需的一些元素 ,钠在糙苏不同部位
的质量分数顺序是根﹥叶﹥茎≈花﹥籽;钾在糙苏
不同部位的质量分数顺序是茎﹥根﹥籽﹥叶﹥花;
钙在糙苏不同部位的顺序是叶﹥籽﹥茎﹥根﹥花;
铁在糙苏不同部位的顺序是叶﹥根﹥茎﹥花﹥籽;
镁在糙苏不同部位的质量分数顺序是叶﹥根﹥茎﹥
籽﹥花 ,说明糙苏不同部位对这些元素的富集也有
所不同 ,这些相对质量分数较高的元素与糙苏的生
长过程有密切关系 。锌 、锰 、铜 、镍 、钼的含量在糙苏
不同部位也很可观 ,它们在糙苏不同部位的含量不
同 ,说明这些元素也是糙苏生长过程中不可缺少的
物质 ,糙苏不同部位对这些元素的富集程度存在差
异。铅和镉只在根和茎中检出 ,叶 、花和籽中没有检
出铅和镉 ,说明糙苏对铅和镉的富集能力差 。
3 结论
使用微波消解糙苏的根 、茎 、叶 、花和籽能使它
们中的微量元素尽量溶出 、减少损失 ,溶样周期短 ,
是一种比较理想的方法 ,只是消解后需要挥去高氯
酸 ,以减少测量误差 。在做加样进行回收率实验时 ,
·77·刘存芳等: 微波消解 ICP-AES法测定糙苏不同部位中的微量元素
加入量应与样品中含量相近 ,太多或太少都会产生
较大的误差 。中药糙苏在生长的过程中需要从土壤
里吸收必需的营养元素 ,还能有选择性吸收和富集
一些人体所需要的有益元素 ,这些元素是临床中起
防病 、治病作用的重要物质基础之一 。钠 、钾 、钙 、
铁 、镁在根 、茎 、叶 、花和籽中的含量均较高 ,说明这
些元素与糙苏的生长过程有密切关系 ,糙苏不同部
位对这些元素的富集也存在差异。锌 、锰 、铜 、镍 、钼
的含量在糙苏不同部位也相当可观 ,说明这些元素
也是糙苏生长过程中不可缺少的物质 ,与糙苏的生
长过程有关 。铅和镉只在根和茎中检出 ,且含量甚
少 。这里对秦巴山区的高山野生糙苏中不同部位的
微量元素进行了测定 ,其他微量元素的种类和含量
以及糙苏中元素含量与其药效的相关性还有深入研
究的价值和意义 。
参考文献
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DeterminationoftheTraceElementsinDiferentPartsofPhlomis
umbrosabyMicrowaveDigestionICP-AESMethods
TIANGuang-hui1 , LIUCun-fang1 , ZHAOHua2 , LAIPu-hui1 , NieFeng1
(1 SchoolofChemistry, 2 Schoolofbiology, ShaaxiUniversityofTechnology,
Hanzhong723001, China)
Abstract:ThecontentsofNa, K, Ca, Fe, Mg, Zn, Mn, Cu, Ni, Mo, PbandCdfromroots, stems, leaves,
flowersandseedsofwildherbPhlomisumbrosaweredeterminedbyICP-AES.Thecontentsoftraceelements
werediferentindiferentmedicinalpartsofPhlomisumbrosa, theroots, stems, leaves, flowersandseedshadrich
traceelementssuchasNa, K, Ca, FeandMg, butalitleofZn, Mn, Cu, NiandMo, onlyPbandCdwerede-
tectedintherootsandstems.Theresultsshowedtherewereabundanttraceelementswhicharenecessarytohuman
bodyinPhlomisumbrosa, andprovidednewscientificevidenceforthestudyontheelementsindiferentmedicinal
partsofPhlomisumbrosaandontheirrelativityofeficacyofmedicine.
Keywords:ICP-AES;Phlomisumbrosa;microwavedigestion;traceelements
·78· 氨基酸和生物资源