全 文 ：第27卷 , 第11期　 　　　　　　　　　　　光 谱 学 与 光 谱 分 析 Vol.27, No.11 , pp2357-2360
2 0 0 7 年 1 1 月　　　　　　　　　　　 　Spectro scopy and Spectr al Analy sis Novembe r , 2007 　
原子吸收法测定椒目中不同化学形态的锌含量
涂剑波1 , 王四旺1＊ , 谢艳华1 , 李丁川2 , 高双斌1 , 王剑波1
1.第四军医大学药学系药物研究所 , 陕西 西安　710032
2.解放军 305医院 , 北京　100017
摘　要　结合椒目的市场前景与药效 , 采用原子吸收分光光度法 , 分析了不同产地椒目中的锌含量及其形
态。使用 0.45 μm 滤膜 、 CHCL 3 将椒目水煎液中的锌分为悬浮态和可溶态 、 有机态和无机态 , 建立了锌的
四种形态分离分析方法;探讨了正辛醇-水分配体系模拟水煎液中锌在人体胃肠中的分配情况;并采用原子
吸收分光光度法测定了椒目中的锌在不同溶剂中的化学形态和溶出特性。结果表明 , 椒目中的锌以水可煎
出态为主 , 不同产地椒目锌含量不同 , 但水可煎出态总锌百分率 、 有机态总锌百分率基本接近。该方法回收
率在 97.5%～ 104.0%范围内 , 相对标准偏差均小于 2.36%。应用于实际 , 结果表明其灵敏度高 , 重现性好。
关键词　原子吸收光谱;形态分析;锌;椒目
中图分类号:O657.3　　文献标识码:A　　　文章编号:1000-0593(2007)11-2357-04
　收稿日期:2006-08-08 , 修订日期:2006-11-16
　基金项目:陕西省中医药管理局项目(2005079)资助
　作者简介:涂剑波 , 1978年生 , 第四军医大学药学系硕士研究生　　＊通讯联系人　　e-mai l:w ang siw@fmm u.edu.cn
引　言
　　椒目为芸香科(R utaceae)花椒属植物花椒(Zanthoxy lum
bungeanum Ma xim.)的干燥成熟种子 , 我国大部分地区均有
分布。该药味苦 、 辛 , 性寒 , 有小毒 , 具有利水 、平喘之功 ,
主治水肿胀满 、痰饮喘逆等症[ 1] 。因花椒仅在陕西的种植面
积已高达 60 000 m2 , 椒目年产约 120 000 t[ 2] , 为进一步提
高种植花椒的效益 , 人们迫切为椒目寻找利用价值高的途
径。已知椒目中含有多种微量元素 , 锌含量尤为丰富。锌是
人体中许多酶的组成成分 , 参与了机体内核酸与蛋白质的合
成。锌的吸收利用率 、 药理作用与锌存在的形态密切相
关[ 3] 。本文对锌的形态进行了层次分析 , 并采用正辛醇/水
分配体系[ 4] , 模拟椒目水煎液中的锌在人体胃肠中的分配情
况 , 检测研究了椒目水煎液中锌的含量 、分布 、 化学形态以
及它们在不同溶剂中的溶出特性。
1　实验材料与仪器
1.1　主要仪器及试剂
180-80 ZEEMAN 原子吸收分光光度计(日本日立公
司), 锌空心阴极灯(北京有色金属研究总院)。仪器工作条
件为:波长 213.8 nm;灯电流 10.0 mA;光谱带宽 1.3 nm;
空气流量 1.60 kg· cm2 ;乙炔流量 0.22 kg · cm2 。
锌标准溶液:用高纯金属按常规方法配成 1 mg ·m L-1
贮备液 , 临用前用此液逐级释释成锌的标准系列溶液。
浓硝酸 、 高氯酸均为市购 , 分析纯。
器皿处理:所有玻璃和塑料器械 , 使用前均须经 1 ∶1
HNO3 和 1∶1 HCl交替浸泡 72 h , 用去离子水冲洗干净后 ,
烘干置塑料袋中密封待用。所有操作步骤均不得与不锈钢器
械直接接触!
1.2　实验材料
椒目药材自陕西省医药公司采购 , 经陕西省药品检验所
鉴定为正品:符合《山东省中药材标准》 1995 年版第 181 页椒
目项下有关规定。原药剔除杂物 , 以超纯水清洗 2 次 , 放入
烘箱内于 60 ℃下烘干。取椒目置于玻璃碾钵内 , 用陶瓷碾
槌碾碎过 20 目筛备用。
2　实验方法
2.1　原生药中总锌的测定(TZn)
精确称取椒目粉末 0.200 0 g 于 25 m L烧杯中 , 加入 10
m L硝酸-高氯酸混合液(HNO3 ∶HClO 4 =4∶1), 盖上表
面皿 , 置电热板上消化至溶液呈无色透明为止。小火加热蒸
至近干 , 停止加热 , 取下冷却 , 转移入 50 mL 容量瓶 , 用超
纯水定容 、 摇匀 , 按仪器工作条件测定锌含量。并在相同的
实验条件下制作空白试验进行校准。
2.2　水可煎出态总锌(Dzn)和水不可煎出态总锌(UD zn)的测
定
制备时沿袭传统中药煎法 , 与中医临床用药接近[ 5] 。精
确称取椒目粉末 50.000 0 g 于烧杯中 , 煎煮 3 次 , 每次加水
500 mL , 加热至沸腾后保持微沸 1 h , 合并 3 次水煮液 , 过
滤 , 得水煎液 A , 将 A 液浓缩至 200 mL。移取 A 液 1.0 mL
于烧杯中 , 按照 2.1 节的方法消化 、测定其中的锌含量 , 即
可得出水可煎出态总锌含量 D zn 。用原生药中锌的总含量 Tzn
减去水可浸出态总锌含量即可得出水不可煎出总锌含量
(UD zn =T zn-D zn)。其水可煎出态总锌的百分率为 Pd=D zn/
T zn ×100%, 水不可煎出态总锌百分率 Pud =UD zn/ Tzn ×
100%。
2.3　可溶态总锌(SOzn)和不可溶态总锌(SUzn)的测定
将 A 液混匀 , 通过 0.45 μm 微孔滤膜(用 1 mo l· L-1
HNO3浸泡)抽滤 , 得滤液 B。用原子吸收法直接测定其中的
锌含量 , 即得可溶态总锌的含量 SOzn , 差减法求不可溶态总
锌含量 S Uzn(SU zn =D zn -SO zn)。可溶态的百分率计算公式
为 P so =SO zn/ Tzn ×100%, 不可溶态的百分率计算公式为
P su =SU zn/ Tz n×100%。
2.4　有机态总锌(Ozn)和无机态总锌(Izn)的测定
用移液管吸取滤液 B10.0 m L , 于 60 mL 分液漏斗中 ,
加 20 mL CHCl3振摇 5 min , 静置分层后弃去有机相 , 再于
水相中加入 20 mL CHCl3 , 步骤同前。重复 3 次。收集水相
后 , 用 AAS 法直接测定其中的锌含量即可得出无机态总锌
含量 I zn [5] 。用差减法求有机态总锌含量(Ozn =SO zn -I zn)。
有机态的百分率计算公式为 PO =Ozn/ T zn ×100%, 无机态的
百分率计算公式为 P i =I zn/ T zn×100%。
2.5　正辛醇-水分配体系模拟实验
取水煎液两组 , 每组 5 m L , 用盐酸和氢氧化钠调溶液
pH 值 , 一组调为胃液的酸度(pH 1.3), 另一组调为小肠液
的酸度(pH 7.6), 于 37 ℃放置过夜 , 移入分液漏斗中 , 每份
均加入正辛醇 5 m L振荡萃取 2 h , 萃取 2 次 , 合并 2 次萃取
的水相和有机相。水相按 2.1所述方法消解 , 定容至 10 mL ,
AAS 法测得水煎液中水溶态锌(Wg zn , Wi zn)的含量 , 用差减
法求得醇溶态锌(Ag zn , Aizn)的浓度。
3　结果与分析
3.1　样品预处理和消化体系的确立
将样品用陶瓷碾钵碾碎 , 以避免粉碎过程中的污染。我
们研究了 HNO3-HClO 4 , HNO3-H 2O 2 和 HNO 3-HClO4-
H2O2 三种消化体系 , 通过实验设计 、 比较 , 得出 HNO3-
HClO 4 为最优方案 , 故本方法采用 HNO 3-HClO 4 作为消化
液。
3.2　工作曲线和线性范围
量取浓度 1 mg ·mL-1锌标准贮备液 , 用 1% HCl稀释
配制 20 μg · m L-1锌操作液。移取锌操作液 1.00 , 2.00 ,
3.00 , 5.00 m L , 分别稀释到 100 mL , 制得浓度为 0 , 0.20 ,
0.40 , 0.60 , 1.00 μg ·mL-1的锌标准溶液 , 按仪器的工作条
件进行 AAS 测定 , 绘制标准曲线。锌在 0 ～ 1.00 μg ·m L-1
范围内呈良好的线性关系 , 结果见表 1。
Table 1　Standard curve parameter
Concent rat ion 0.0 0.2 0.4 0.6 1.0
Ab sorbance 0.0 0.031 2 0.059 8 0.088 3 0.146 3
y=0.145 6 x+1.070 3　r=0.999 8
3.3　检出限及特征浓度
对空白溶液连续测定 10 次 , 以 3 倍标准差计算锌的检
出限为 0.3 μg· L-1 ;锌标准浓度为 1.00 mg · L -1时 , 锌的
特征浓度为 0.03 μg · L -1(1%吸收)。
3.4　精密度
对不同浓度锌含量的样品进行消化 , 分别测定 7 次 , 计
算精密度。结果见表 2。
Table 2　Results of precision(μg·mL-1)
Samples Resul t s x RSD/ %
1 0.332 0.316 0.325 0.311 0.318 0.314 0.326 0.320 2.36
2 0.735 0.722 0.701 0.740 0.715 0.746 0.711 0.724 2.29
3 0.935 0.937 0.911 0.902 0.926 0.923 0.918 0.922 1.36
3.5　共存离子的干扰试验
稀释试验是检验样品共存离子有无干扰的最简单方法之
一 , 如果稀释前后测定结果相同 , 表明共存离子对被测元素
无干扰;如果稀释前后测定结果不一 , 表明共存离子对被测
元素呈正负干扰。我们对同一混合样品进行了不同稀释度试
验 , 结果表明 , 当样品稀释 20 倍时 , 结果基本一致 , 表明样
品中共存离子对本法测定锌无干扰。
3.6　样品回收率实验
于原生药样品中加入不同量的标准锌 , 按 1.1 节方法消
化后进行 AAS 测定 , 计算回收率 , 结果见表 3 , 样品加标回
收率为 97.5%～ 104.0%, 准确度高。
Table 3　Results of recovery test( x , n=3)
Original con cen t rat ion
of s amp les/(μg· L -1)
Added
/(μg· L -1)
Found
/(μg· L -1)
Recovery
/ %
0.326 0.200 0.521 97.5
0.326 0.400 0.713 96.8
0.326 0.600 0.948 104.0
3.7　实际样品测定
(1)应用本法测定了不同产地椒目中不同化学形态的锌
2358 光谱学与光谱分析　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 第 27 卷
含量 , 并由此计算不同产地不同形态锌的分布 , 结果见表 4
和表 5。
从表 4 和表 5 可以看出 , 椒目各产地不同 , 其总锌含量
差别较大。但是各产地椒目水可煎出总锌百分率基本接近 ,
其溶出率在 63%～ 66%之间 , 其中以不可溶态为主 , 约占总
锌含量的 38%～ 41%。其总量呈 Tzn >D zn >UD zn >SUz n >
SO zn >O zn >I zn的趋势。
Table 4　Analytical results of the chemical speciation of zinc in the bunge pricklyash seed with different habitat
Habitat s
Resu lt s/(μg· g -1)
T zn Dzn UD zn SOzn SUzn Iz n Ozn
Sh ann xi 273.63 172.39 101.22 64.81 107.62 20.13 44.71
Shand ong 69.21 45.54 23.66 17.44 28.10 5.81 11.64
S ichu an 195.84 123.22 72.62 49.63 73.59 17.17 32.46
Table 5　Distribution of zinc with chemical speciation and different habitat
Habitat s
Result s/ %
P d Pud Ps o P su Pi Po
Shannxi 63.01 36.99 23.68 39.33 7.35 16.34
Sh andong 65.80 34.19 25.20 40.60 8.38 16.82
Sichuan 62.92 37.08 25.34 37.58 8.76 16.57
　　水可煎出态总锌包括锌的各种离子态 、 可溶于水而不溶
于有机溶剂的含锌氨基酸盐 、糖类化合物 、蛋白质及各种亲
水性胶体 , 并不单指无机化合物;可溶态总锌包括锌与纤维
素 、鞣酸 、 胶体 、蛋白质等物质形成的化学结合疏松的其他
类物质的盐类 、锌与有机大分子形成的可溶性化合物和锌的
水溶性离子;有机态总锌为水可煎出态总锌中可溶于有机溶
剂而不溶于水的锌的有机化合物的总量。各总锌的具体化学
形态需要更高层次的形态分析技术在分子水平上进一部确
定。
(2)水煎液中醇溶态 、 水溶态含量及其分布。
Table 6　Contents of zinc in octanol-water system
at different acidities( x , n=6 , RSD≤2.36)
Gast ric acidity(pH 1.3) Intes tin al acidity(pH 7.6)
Wg zn Ag zn K ow1 Wi zn Ai zn K ow 2
68.9 103.5 1.50 33.9 138.5 4.09
　　正辛醇醇溶性微量元素具有较强的亲脂性和生物活性 ,
如微量元素作为主要有效成分 , 正辛醇醇溶性微量元素含量
与药性 、药效存在密切关系。由表 6 可以看出:(1)锌的醇溶
态含量随 pH 值上升而增大 , 表明在小肠环境中锌的生物活
性有所提高。(2)从 K ow值的变化来看 , pH 值对锌的 K ow值
的影响较明显 , 说明 Zn 的生物活性与 pH 值相关;随着溶液
的 pH 值的降低 , 椒目水煎液中的锌的水溶态含量增加而醇
溶态含量减少 , 为今后进一步开发生物利用度高的补锌药物
提供了一定的理论依据 。
4　讨　论
　　椒目中锌的含量非常丰富。锌是人体中许多酶的组成成
分 , 参与机体内核酸与蛋白质的合成。锌的吸收利用率 、 药
理作用与锌存在的形态密切相关 , 在不同生理环境下 , 它具
有不同的亲脂性和生理活性 , 从而表现出不同的药效[ 6-8] 。
因此 , 测定椒目中锌的含量及相对比值 、 研究其溶出特性及
相关形态对于阐明椒目的生理作用机制具有理论意义。正辛
醇是一种结构上与人体内碳水化合物和脂肪类似的长链烷烃
醇 , 药物研究中人们常以正辛醇/水萃取体系来测定 K ow 参
数(K ow =Co/ Cw , Co , Cw 分别为该化合物在正辛醇相和水相
中的平衡浓度[ 4 , 9-12]), 该参数是表征化合物生物活性的一个
重要参数 , 直接反应药物的疏水性。本文结合对锌形态分析
的层次模式 , 并采用正辛醇/水分配体系 , 模拟椒目水煎液
中的锌在人体胃肠中的分配情况 , 检测研究椒目水煎液中锌
的含量 、 分布及其在不同溶剂中的溶出特性和化学形态 , 对
于指导中药中的微量元素形态分析以及椒目的临床应用具有
重要意义。
参 考 文 献
[ 1] 　LI Shi-zhen(李时珍).C om pendium of Materia Medica(本草纲目).Beijing:Peop le s Medical Publi shing House(北京:人民卫生出版
社), 1992.1855.
[ 2] 　DENG Zhen-yi , FAN Hong-zhang(邓振义 , 樊鸿章).Shaanxi Journal of Agricu ltu ral S cien ces(陕西农业科学), 2006 , (2):22.
[ 3] 　SUN Rui-xia , SU Yong-xiang , SUN Jian-hui(孙瑞霞 , 苏永祥 , 孙剑辉).Spect roscopy and Spect ral Analysis(光谱学与光谱分析),
2006 , 26(4):720.
2359第 11 期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　光谱学与光谱分析
[ 4] 　DENG Nan-sheng , WU Feng(邓南圣 , 吴　峰).Cou rse of Environm ental C hemist ry(环境化学教程).Wuhan:Wuhan Universi ty Pres s
(武汉:武汉大学出版社), 2005.6.
[ 5] 　SUN Zhen-hua , WU Xi-hong , SUN Da-hai(孙振华 , 吴熙红 , 孙大海).Journal of In st rumental Analysis(分析测试学报), 2001 , 20(2):
1.
[ 6] 　ZHU Zhi-guo , HUA Rui-nian , LUO Wei-guo(朱志国, 华瑞年 , 罗卫国).Spect roscopy and Spect ral Analysi s(光谱学与光谱分析),
2001 , 21(3):384.
[ 7] 　Yǜk sel Ozdemir , S eref Gǜcer.Food Chemist ry , 1998 , 61(3):313.
[ 8] 　XIE Su-jing , XIE Shu-lian , XIE Bao-mei(谢苏婧 , 谢树莲 , 谢宝妹).Spect roscopy and Spect ral Analysis(光谱学与光谱分析), 2003 , 23
(3):615.
[ 9] 　SHAWKET Abliz , WANG Ji-de , HU Xi-dan(肖开提·阿布力孜 , 王吉德 , 胡西旦).Spect roscopy and Spect ral Analy sis(光谱学与光谱
分析), 2005 , 25(12):2082.
[ 10] 　WU Yi-w ei , ZHANG H an , HU Bin(吴一微 , 张　菡 , 胡　斌).Jou rn al of Analyt ical Science(分析科学学报), 2003 , 19(3):201.
[ 11] 　LI Lei , XIE Min g-yong , WU Xi-h ong(李　磊, 谢明勇 , 吴熙鸿).Food S cien ce(食品科学), 2000 , 21(2):53.
[ 12] 　GUO Chun-mei , WU Rong-lan , FENG Shun(郭春梅 , 武荣兰 , 封　顺).J ou rnal of Inst rum ental Analysis(分析测试学报), 2005 , 24
(6):42.
Speciation Analysis of Zinc in Bunge Pricklyash Seed by AAS
TU Jian-bo 1 , WANG Si-wang1＊ , XIE Yan-hua1 , L I Ding-chuan2 , GAO Shuang-bin1 , WANG Jian-bo 1
1.Institute o f Materia Medica o f Pharmacy Depar tment in Four th M ilitary Medical Univer sity , Xi an　710032 , China
2.The 305th Hospital o f People s Liber ation A rmy , Beijing　100017 , China
Abstract　A me thod w as developed fo r the investig ation of the contents and the specia tion o f zinc in bunge prickly ash seed(BPS)
in diffe rent habita ts by a tomic absorption spectrum (AAS).By using 0.45 μm filter membrane and chlo rofo rm , four different
species of the decoc tion of BPS , named the suspended , the soluble , the ino rg anic and o rg anic species , we re obtained , and the
seg regation analy sis methods for tho se species we re developed.The octano l-w ater system was propo sed to simulate the distribu-
tion of decocted zinc in the stomach and the intestine of the human body.The results show ed that the decocted zinc was the main
content o f the to tal zinc , and the contents of zinc w ere different in diffe rent habitats , but the percentag es o f decocted zinc and the
org anism zinc w ere similar.The recovery for the method was 97.5%-104.0% and the relative standard dev iation was less than
2.36%.The results show ed that the sensitivity and repr oducibility of this method we re excellent.
Keywords　Atomic absorption spectrum;Speciation analysis;Z inc;Bunge pricklyash seed
(Received Aug.8 , 2006;accepted Nov.16 , 2006)　　
＊Co rr esponding author
2360 光谱学与光谱分析　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 第 27 卷