全 文 ：第 30卷 ,第 6期 光　谱　实　验　室 Vol . 3 0 , No . 6
2 0 1 3年 1 1月 Chinese Journal of Spectroscopy Laboratory November , 2 01 3
柞树叶和柞树皮中微量元素的测定①
① 辽宁省科学技术基金项目 ( 201102203)
② 联系人 ,电话: ( 0417) 2914023; E-mail: yk-jiangfeng@ 163. com
作者简介:姜凤 ( 1967— ) ,女 ,辽宁省营口市人 ,副教授 ,硕士 ,从事分析化学方面的教学和研究工作。
收稿日期: 2013-06-20;接受日期: 2013-08-22
姜 凤②　辛士刚a　李国德a
(营口职业技术学院化学系　辽宁省营口市金牛山大街 14号　 115000)
a (沈阳师范大学化学与生命科学学院　沈阳市黄河北大街 253号　 110034)
摘　要　用高压罐消解样品 ,以正交试验原理 ,利用 ICP-AES测定柞树叶及柞树皮中 Zn、 Fe、 Mg、 Ca、
Se、 K、 Cu、 Ge、 P、 Mn共 10种微量元素的含量。方法回收率在 96. 00%— 103. 00%之间 ,相对标准偏差小于
1. 97%。 ICP-AES具有简单、快捷 ,准确度高等特点 ,且多元素同时测定 ,更适合柞树叶、柞树皮中金属与非
金属元素的分析测定。实验证明 ,柞树叶、柞树皮中含有 Zn、 Fe、Mg、 Ca、 Se、 K、 Cu、 Ge、 P、Mn等大量对人体
有益的微量元素 ,说明柞树叶和柞树皮发展前景广阔。
关键词　柞树叶 ;柞树皮 ;微量元素 ;高压消解 ;电感耦合等离子体-原子发射光谱法
中图分类号: O657. 31　　　文献标识码: A　　　文章编号: 1004-8138( 2013) 06-3061-04
1　引言
柞树为壳斗科栎属落叶乔木。在我国境内的柞树林 ,主要分布于东北、华北以及内蒙古等地。在
营口地区 ,柞树资源丰富 ,早已成为当地的支柱产业。当地蚕农用柞树叶喂养柞蚕抽丝来发展养殖
业 ,农民用柞树叶腐烂变肥来使土地肥沃。现代药理研究证实 ,柞树的叶及其树皮具有清热利湿、解
毒、护肝利脾、抗氧化、防肿瘤、抗癌变和提高免疫力等生物活性。主要用于治疗腹泻、痢疾、肠炎、痔
疮、黄疸等疾病 [ 1]。目前 ,国内外研究较多的是其有机成分 ,却较少研究与报道其微量元素。而在某
些特定条件下人体健康与微量元素是密切相关的 [ 2— 4]。文章以正交试验设计原理 ,通过方差分析选
择最佳的实验条件 [5 ] ,采用高压硝化罐密封消解法对样品进行消解 [ 6, 7] ,用 ICP-AES对柞树叶及其
树皮中的 Zn、 Fe、 Mg、 Ca、 Se、 K、 Cu、 Ge、 P、 Mn共 10种微量元素进行测定 ,并同时对柞树的叶及其
树皮样品进行了分析 ,为合理开发利用柞树提供了理论参考。
2　实验部分
2. 1　仪器与试剂
2. 1. 1　实验仪器及工作条件
BP211D型电子天平 (德国赛多利斯公司 ) ; Airum611di型超纯水机 (德国赛多利斯公司 ) ;高压
硝化罐 (聚四氟乙烯高压熔样器 ) (上海冶金研究院 ) ;
DRE型电感耦合等离子体原子发射光谱仪 (美国利曼 Leeman公司 )。功率 1. 0KW, 0. 56M Pa
氩气压力 , 15L· min- 1冷却气流量 , 275. 79kPa雾化气压力 , 1. 5mL· min- 1提升量 ,并观察位置自
动优化。
2. 1. 2　实验试剂
硝酸 ( MOS级 )、高氯酸 (优级纯 )。实验用水为超纯水。
标准储备液: Zn、 Fe、 Mg、 Ca、 Se、 K、 Cu、 Ge、 P、 Mn的标准液均为 1000μg· mL- 1 (国家钢铁材料
测试中心钢铁研究总院 )。
2. 2　实验方法
2. 2. 1　标准溶液配制
混合标准液:将标准储备液用 2%硝酸逐级稀释 ,混合至 Zn、 Fe、 Mg、 Ca、 Se、 K、 Cu、 Ge、 P、 Mn
的溶液浓度分别为 0. 00, 2. 00, 6. 00, 8. 00μg· mL- 1 ,用于 ICP-AES测定。
2. 2. 2　测定
在仪器达到最佳工作条件时 ,制作各元素的校准曲线 ,依据标准曲线对各个样品进行测定。 每
个试样重复测定 5次。
2. 2. 3　方法的检出限和精密度
对样品空白溶液重复测定 10次 ,取 3倍标准偏差所对应的浓度为各元素的检出限 ,结果见表
3。
2. 2. 4　加标回收实验
采用最佳实验条件 ,用 ICP-AES对柞树叶及其树皮中 10种元素分别做加标回收实验 ,结果见
表 1。由表 1可看到 ,回收率在 96. 00%— 103. 00%之间 ,结果达到预期。说明该法可用于柞树的叶
及其树皮中金属及非金属 ( P)元素的准确测定。
表 1　回收率实验结果
元素
柞树叶
原含量
(μg· g- 1 )
加标量
(μg· g- 1 )
测得总量
(μg· g- 1 )
回收率
(% )
柞树皮
原含量
(μg· g- 1 )
加标量
(μg· g- 1 )
测得总量
(μg· g- 1)
回收率
(% )
Zn 14. 73 14. 00 28. 17 96. 00 12. 28 12. 00 24. 10 98. 50
Fe 365. 85 361. 5 735. 48 102. 25 482. 10 490. 00 968. 18 99. 20
Mg 1135. 17 1134. 00 2246. 49 98. 00 1566. 21 1565. 00 3099. 91 98. 00
Ca 2211. 12 2212. 00 4489. 48 103. 00 2351. 15 2360. 00 4652. 15 97. 50
Se 17. 91 18. 00 35. 64 98. 50 18. 24 18. 00 36. 60 102. 00
K 4836. 21 4820. 00 9608. 01 99. 00 5763. 16 5800. 00 11539. 96 99. 60
Cu 11. 20 12. 00 23. 44 102. 00 12. 53 13. 00 25. 66 101. 00
Ge 31. 77 32. 00 63. 345 98. 67 30. 82 30. 00 61. 02 100. 67
P 348. 23 345. 00 698. 41 101. 50 315. 79 316. 00 626. 51 98. 33
Mn 13. 10 14. 00 27. 24 101. 00 15. 28 16. 00 31. 04 98. 50
2. 3　样品处理
把新鲜柞树的叶及其树皮 (六月初购于营口农民自家山上 )用超纯水洗净。 在 80℃条件下烘
干 ,用研钵研碎后过 160目筛 ,准确称量样品 0. 150g,置于硝化罐中 ,加入 8. 00mL混酸 ( HClO4∶
HNO3= 1∶ 5) ,在 110℃温度下硝解 3h ,取出硝化罐 ,待温度降至室温 ,把硝化罐中的溶液全部移入
50mL容量瓶中 ,用超纯水定容。 待测 ,同时做空白试验。
3062 光谱实验室 第 30卷
3　结果与讨论
3. 1　波长的选择及背景的校正
IC P-AES对每个元素的测定都可以同时选择多条特征谱线来供选择 ,而且光谱仪具有同步校
正功能 ,所以实验中对每个测定元素选取 2— 3条谱线进行测定 ,综合分析强度 ,干扰情况及稳定性
等 ,选择谱线干扰少 ,精密度好的分析线 ,结果见表 2。
表 2　元素分析线波长
元素 波长
( nm)
元素 波长
( nm )
元素 波长
( nm)
元素 波长
( nm)
Zn 213. 855 Fe 238. 203 Mg 279. 552 Ca 393. 365
Se 196. 027 K 766. 491 Cu 324. 753 Ge 265. 117
P 213. 619 Mn 257. 612
3. 2　样品处理方法的选择及测定结果
文章采用正交试验法 ,按 4因素 4水平方法安排实验 ,从而选出最佳的实验条件为: 消解温度
110℃ ,酸配比 ( HClO4∶ HNO3 ) 1∶ 5,酸用量 8. 00mL消解 3h。
根据所选最佳实验条件 ,对柞树的叶及其树皮样品进行消解 ,并用 ICP-AES对 Zn、 Fe、 Mg、
Ca、 Se、 K、 Cu、 Ge、 P、 Mn共 10种微量元素进行测定。由表 3可以看到 ,柞树的叶及其树皮中含有大
量对人体有益的 Zn、 Fe、 Mg、 Ca等微量元素。柞树皮中除 Zn、 Ge、 P比柞树叶含量低外 ,其余元素都
高于柞树叶。而这些微量元素也是很多酶的活性中心 ,对很多生物分子 ,如:蛋白质的活性等往往起
至关重要的作用。 再如 , Se具有抗氧化、清除体内自由基等生化功能及解除金属中毒的作用 , Se缺
少会患克山病、大骨节病、心脑血管疾病 ,甚至会导致肿瘤。Ge能刺激肌体的免疫功能 ,具有防治癌
症的作用。同时 , Ge也是谷胱甘肽过氧化酶的必需成分 ,而这种酶能抑制致癌性很强的过氧化物和
自由基在体内的形成。 K能与许多酶反应 ,参与维持神经和肌肉的正常生理功能。因此柞树的叶及
其树皮具有很好的发展前景。
表 3　样品测定的平均结果及元素检出限 (n= 5)
元素
柞树叶
含量
(μg· g- 1)
RSD
(% )
柞树皮
含量
(μg· g- 1)
RSD
(% )
检出限
(μg· g- 1 )
RSD
(% )
Zn 14. 73 0. 58 12. 28 0. 65 0. 0012 0. 074
Fe 365. 85 0. 81 482. 10 0. 49 0. 0058 0. 56
Mg 1135. 17 0. 74 1566. 21 0. 85 0. 0005 0. 34
Ca 2211. 12 0. 85 2351. 15 0. 69 0. 0015 0. 57
Se 17. 91 1. 52 18. 24 1. 12 0. 0359 1. 49
K 4836. 21 1. 75 5763. 16 1. 28 0. 0068 1. 38
Cu 11. 20 0. 48 12. 53 0. 59 0. 0025 0. 40
Ge 31. 77 1. 84 30. 82 1. 35 0. 0092 1. 97
P 348. 23 1. 96 315. 79 0. 87 0. 0097 0. 82
M n 13. 10 1. 65 15. 28 1. 19 0. 0007 1. 43
4　结论
文章采用高压消解法处理柞树的叶及其树皮样品 ,以正交试验优化实验条件 ,相对标准偏差均
小于 1. 97% ,方法回收率在 96. 00%— 103. 00%之间 ,结果令人满意。 以 ICP-AES测定了样品中
Zn、 Fe、Mg、 Ca、 Se、 K、 Cu、 Ge、 P、 Mn共 10种微量元素的含量。结果发现:柞树的叶及其树皮中含有
大量对人体有益的 Zn、 Fe、Mg、 Ca等微量元素。柞树皮中除 Zn、 Ge、 P比柞树叶含量低外 ,其余元素
3063第 6期 姜凤等:柞树叶和柞树皮中微量元素的测定
都高于柞树叶。但柞树叶也是富含大量微量元素的物质 [8 ] ,这并不影响柞树叶的发展空间。而 ICP-
AES具有准确度高、快捷 ,简单等特点 ,且多元素同时测定 ,更适合柞树叶及其树皮中金属与非金
属元素的分析测定。实验证明 ,柞树的叶及其树皮中含有 Zn、 Fe、Mg、 Ca、 Se、 K、 Cu、 Ge、 P、 Mn等大
量对人体有益的微量元素 ,为柞树的开发利用提供了理论参考价值。
参考文献
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Determination of Trace Elements in Oak Leaves and Oak Bark
JIAN G Feng　 XIN Shi-Ganga　 LI Guo-Dea
( Department of Chemist ry ,Yingkou Vocational and Technical College, Yingkou ,Liaoning 115000,P . R.Ch ina )
a (Col lege of Chemistr y and Lif e Science, Shenyang Normal University , Shen yang ,Liaoning 110034, P. R. China )
Abstract　 Samples w ere digested by high pressure nit rifying pot. Orthogonal test was applied to
the determination of content of 10 kinds of t race elements in oak leaves and oak bark such as Zn, Fe,
Mg, Ca, Se, K, Cu, Ge, P and M n by ICP-AES. The recovery rate of the method is in the range of
96. 00%— 103. 00% . Relativ e standard dev iations is less than 1. 97% . ICP-AES is convenient, rapid,
high sensitivity , and simultaneous determination of many elements, mo re suitable for the analysis of
oak leaves and oak bark in metallic and nonmetallic elements determination. Experiments show that
oak leaves and oak bark contain Zn, Fe, Mg , Ca, Se, K, Cu, Ge, P and M n, a large number of t race
elements beneficial to humans. It means the developing prospects of oak leaves and oak ba rk is endless.
Key words　 Oak Leaves; Oak Bark; Trace Elements; High Pressure Dig estion; ICP-AES
《中国期刊引证报告》 (扩刊版 )中的《光谱实验室》①
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物理学 ( 50种 )
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　　①引自 h ttp: / /www . w anfangdata. com. cn
3064 光谱实验室 第 30卷