全 文 :[作者简介 ] 刘清 , 女 ,大学 , 副主任检验师 ,主要从事仪器分析
在卫生检验中的应用研究。
【论著】
原子吸收光谱法测定沙枣叶中矿物元素
刘 清 1 , 黄海涛 2 , 刘 琼 1 , 刘晔玮 2
(1.兰州市疾病预防控制中心 , 兰州 730030;2.兰州大学公共卫生学院 ,兰州 730000)
[摘要 ] 目的:建立原子吸收光谱法测定沙枣叶不同生长时期 9种生命活动所必需矿物元素(钾 、钠 、钙 、铁 、铜 、镁 、锌 、
锰 、锶)含量测定方法;比较不同消化体系对测定结果的影响。方法:原子吸收光谱法。结果:沙枣叶中铁 、锌 、锰 、铜含量
在不同生长时期差异明显 ,其他几种元素含量均丰富 , 并且微波消化的效果优于湿法消化。结论:本方法具有灵敏度高 、
选择性好 、准确度较高及分析速度快等特点。
[关键词 ] 沙枣叶;矿物元素;原子吸收光谱法
[中图分类号 ] O657.31 [文献标识码 ] A [文章编号 ] 1004-8685(2006)10-1163-03
Determinationoftraceelementsinleavesofelaeagnusangustifolbyatomabsorbingspec-
trometry
LiuQing1 , HuangHai-tao2 , LiuQiong1 , LiuYe-wei2
(1.LanzhouCenterforDiseaseControlandPrevention, Lanzhou730030, China;2.ThePublicHealthDepartmentofLanzhouU-
niversity, Lanzhou730000, China)
[ Abstract] Objective:Thistextsetsupatomabsorbingspectrometrymethodondetermatingthetraceelements(K, Ca, Na,
Mg, Zn, Cu, Sr, Mn, Fe)intheleavesofelaeagnusangustifolandcomparesthediferentmeasurementsofassimilateon
results.Methods:Theatomabsorbingspectrometrymethodwasused.Results:ThecontentsofZn, Cu, Mn, Feweredifferentdur-
ingthediferentgrowingtimeandotherswerealrichful.Conclusion:Themethodhashighsensitivity, betterchoice, lessinterac-
tion, highaccurityandanalysedquickly.
[ Keywords] Elaeagnusangustifol;Mineralelement;Atomabsorbingspectrometry
沙枣又叫桂香柳 、金铃花等 , 是胡颓子科胡颓子属的一种
小乔木 , 西北地区分布面积最广 , 是西北地区具有开发利用前
景的重要资源 [ 1] 。沙枣叶中含有许多重要的营养成分 , 如蛋
白质 、脂肪 、糖类及 17种氨基酸。因此沙枣叶是一种优质的动
物饲料 , 晒干后可代替部分粗饲料喂养牛 、羊 、猪 、兔等。同时
也是重要的防风固沙和水土保持树种。
本实验建立了原子吸收光谱法测定沙枣叶中矿物元素含
量的方法 , 用建立的方法测定不同生长时期沙枣叶中 9种矿
物元素的含量 , 同时对比了湿法消化样品与微波消解方法的
优缺点 , 为评价沙枣叶的饲用价值及药理作用提供依据 , 也为
沙枣叶的综合开发利用提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料
沙枣叶于 2005年 7 ~ 11月采自甘肃省张掖市郊区。
1.2 仪器
AA-6800型原子吸收分光光度计 , Cu、Mg、Ca、K、Na、Sr、
Zn、Fe、Mn空心阴极灯(日本岛津), 仪器测定条件见表 1;AE
-163电子天平(瑞士梅特勒公司);XT-Ⅲ微波消解仪(上海
新拓微波溶样测试技术有限公司)。
表 1 原子吸收分光光度法测定条件
元素 波长(nm)
狭缝
(mm)
灯电流
(mA)
观察高度
(mm)
负高压
(V)
空气流量
(L/min)
乙炔流量
(L/min)
Cu 324.7 0.4 3.0 6.0 300 0.25 2.0
Fe 248.3 0.2 4.0 8.0 300 0.25 1.7
Zn 213.9 0.4 3.0 6.0 300 0.25 1.5
Mg 285.2 0.4 2.0 6.0 300 0.25 1.5
Ca 423.0 0.7 14 10.0 300 6.0 2.7
K 766.5 0.7 12 7.0 300 8.0 1.8
Na 589.0 0.2 12 7.0 300 8.0 1.8
Sr 461.0 0.7 11 8.0 300 5.8 4.5
Mn 279.5 0.2 10 5.0 300 8.0 1.8
1.3 样品处理
将样品依次用自来水 、双蒸馏水冲洗干净 , 放入 60℃烘
箱中烘干 , 粉碎 ,过 16目筛 , 烘干至恒重。
1.3.1 准确称量样品 0.5 g, 加入 7 mlHNO
3
, 5mlH
2
O
2
的消
化液 , 在 2.0 Mp条件下微波消化 5min, 冷却 , 用双蒸馏水定
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容至 25 ml待测。
1.3.2 准确称量样品 0.5 g, 加入 20 mlHNO3:HClO4(5:1)
消化液随即盖上玻璃表面皿 ,置通风橱中浸泡过夜 ,将烧杯置
于控温电炉上徐徐加热煮沸 ,至溶液成无色或淡黄 ,残留酸量
不超过 1 ml取下 ,冷却 , 用双蒸馏水定容至 25 ml待测。
1.4 标准溶液的配制
Mg、Ca、K、Na、Zn、Cu、Fe、Sr、Mn标准贮备溶液均购买于
中国标准技术开发公司标样开发部 ,测定时 ,将 Mg、Ca、K、Na、
Zn贮备液用 0.15%硝酸稀释为 10μg/ml使用液;将 Cu、Fe、
Sr、Mn贮备液用 0.15% 硝酸稀释为 1 μg/ml使用液。
1.5 测定
用原子吸收光谱法测定待测液吸光度 , 由测得的吸光度
(A)通过标准曲线计算含量。
2 结果
2.1 回归方程和相关系数
将各元素标准使用液配制成系列浓度的标准溶液 , 以吸
光度(A)为纵坐标 , 浓度(C)为横坐标 , 计算回归方程 、线性范
围和相关系数 , 见表 2。
表 2 原子吸收法测定各元素回归方程和相关系数(n=3)
元素 回归方程 线性范围(μg) 相关系数
Cu A=0.048C+0.000 0.2~ 1.0 0.9996
Fe A=0.051C+0.001 0.2~ 1.0 0.9966
Zn A=0.018C+0.002 2.0~ 10.0 0.9989
Mg A=0.079C+0.015 2.0~ 10.0 0.9978
K A=0.080C+0.035 2.0~ 10.0 0.9983
Na A=0.017C+0.003 2.0~ 10.0 0.9966
Ca A=0.014C+0.002 2.0~ 10.0 0.9973
Mn A=0.068C+0.001 0.2~ 1.0 0.9977
Sr A=0.014C+0.001 0.2~ 1.0 0.9968
由表 2可知:9种元素在线性范围内线性关系良好。
2.2 加标回收实验
采用微波消解与湿法消化二种消化法对样品进行加标回
收试验 , 每种元素各准确称取样品 5份 , 每份约 0.25 g左右 ,
分别加入一定量的 9种元素标准使用液 , 原子吸收测定 , 结果
见表 3。
表 3 两种不同消解方法加标回收实验结果(%)
Cu Fe Zn Mg K Na Ca Mn Sr
微波消解 98.71 90.12 97.60 101.52 94.94 92.10 91.58 94.67 96.58
湿法消化 92.30 88.71 79.89 91.23 88.74 86.29 87.94 90.12 91.51
由表 3可看出:微波消解方法样品回收率高于湿法消化。
2.3 样品测定
为跟踪沙枣叶中矿物元素含量随生长期变化情况 , 2005
年从 7月至 11月 , 每月 23日采样。精密称取沙枣叶约 0.5 g,
用微波消解方法制备样品 ,按 1.2条件测定。结果见表 4。
表 4 原子吸收法测定不同生长时期沙枣叶中矿物元素含量(mg/kg)
7月 8月 9月 10月 11月
Cu 27.61 18.70 22.88 22.11 24.81
Mn 36.13 31.14 34.14 32.68 31.09
Zn 81.32 28.79 43.25 26.52 21.47
Fe 11.05 8.57 12.51 13.56 72.07
Ca 6934.91 7545.22 7976.23 4789.81 8667.52
K 4523.91 5952.74 1864.60 4652.42 1619.00
Na 169.07 105.44 241.23 528.20 93.10
Mg 3577.54 4485.10 3178.22 3746.82 1921.84
Sr 42.14 52.43 32.69 42.69 94.77
3 讨论
3.1 烘干温度 、消化方法 、消化液对测定结果的影响
3.1.1 烘干温度 因为沙枣叶中糖苷 、蛋白 、脂肪含量极高 ,
烘干温度过低不易恒重 , 烘干温度过高易于炭化 , 本实验对最
佳温度的选择做了考察。实验证明 , 在 60℃ 以下烘干 , 其所
需时间在 10h以上仍不能达到恒重 ,高于 80℃时因样品部分
炭化而使样品重量减轻 , 只有在 60℃ ~ 80℃ 之间烘干时 , 烘
干 6h就能达到恒重。
3.1.2 消化方法 本实验对样品的消化方法做了详细的研
究。在实验过程中做了湿法消化和微波消化的对比。 实验结
果显示采用微波体系消化时结果的加样回收均高于湿法消化
的结果。同时微波消化省时省试剂。
3.1.3 消化液 湿法消化时 HNO3:HClO3 =5:1比 4:1的效
果要好 ,表现在消化时间短 、消化彻底;用微波进行消化时 , 当
HNO3:H2O2 =7:5时消化彻底 。
3.2 结果分析
沙枣叶中 Fe的含量较丰富 , Fe是组成血红蛋白的重要原
料 ,也是肌红蛋白 、细胞色素酶 、过氧化酶的组成成分 , 在组织
呼吸 、生物氧化过程中起着十分重要的作用。机体缺 Fe, 肝内
合成脱氧核糖核酸受抑制 , 可使血红蛋白减少 , 发生营养性贫
血。 Fe还与维持正常免疫功能有关 , 研究发现缺 Fe可引起淋
巴细胞减少和自然杀伤细胞活性降低 , 使机体免疫功能降低。
同时发现 Fe与抗脂质过氧化有关 , 随着 Fe缺乏程度增高 , 脂
质过氧化损伤加重 , Fe的缺乏还可使具有抗脂质过氧化作用
的卵磷脂胆固醇酰基转移酶活性下降。
沙枣叶中 Zn含量也较丰富 , Zn是机体的必需微量元素 ,
Zn对生物体内的免疫功能起调节作用 , 并通过酶系统发挥对
机体代谢的调节和控制 ,达到抗菌和抗病毒作用。 Zn参与促
黄体激素 、促卵泡激素 、促性腺激素等有关内分泌激素的代
谢 , 对胎儿生长发育 、促进性器官和性功能发育及儿童智力发
育均具有重要调节作用 [ 2] 。动物的饲料中 Zn含量的高低直
接影响着动物的繁殖率。研究发现含 Zn高的沙枣叶和苜蓿
所喂养的动物其繁殖率明显高于含 Zn较低的芦苇 [ 3] 。 而且
Zn还有增膘作用。同时 Zn是生物膜结构成分 ,它可以抗氧化
脂质(褐色素),故可抗衰老;Zn还有消炎作用。 Zn还可拮抗
镉 、汞 、铅 ,缺 Zn可得糖尿病 、肾病 、病毒感染 、癌症等。
(下转第 1200页)
1164 中国卫生检验杂志 2006年 10月 第 16卷 第 10期 ChineseJournalofHealthLaboratoryTechnology, Oct2006;Vol16 No10
表 1 7种阴离子标准系列
离子 第 1点 第 2点 第 3点 第 4点 第 5点 r 回归方程
F-(mg/L) 0.05 0.25 0.50 1.25 2.5 0.9998 A=0.203C-0.006
Cl-(mg/L) 1.0 2.50 5.0 12.5 25.0 0.9995 A=0.179C-0.189
Br-(mg/L) 0.05 0.25 0.50 1.25 2.5 0.9994 A=0.216C-0.001
NO-3 (mg/L) 1.0 2.50 5.0 12.5 25.0 0.9992 A=0.472-0.483
ClO-3 (mg/L) 0.05 0.25 0.50 1.25 2.5 0.9993 A=0.223C-0.007
HPO2-4 (mg/L) 0.05 0.25 0.50 1.25 2.5 0.9990 A=0.212C-0.012
SO2-4 (mg/L) 1.0 2.50 5.0 12.5 25.0 0.9996 A=0.250C-0.194
2.4 检出限
在所述色谱条件下 ,据美国 EPASW-846中规定 ,方法检
出限 MDL=3.143Φ标准差 [ 4] 。我们在试剂空白中加入估计
最低检测浓度 3 ~ 5倍浓度的标准物 ,连续 7次测定 ,各离子的
检出限分别为 F-3.56 μg/L、Cl- 3.74 μg/L、Br- 6.72 μg/L、
NO-3 4.56 μg/L、 ClO-3 5.73 μg/L、 HPO2-4 6.74 μg/L、 SO2-4
4.12 μg/L。
2.5 精密度和准确度
对同一样品添加浓度分别为 1.0、5.0mg/L的 7种离子标
准溶液 , 各浓度在同一条件下进行 6次实验 , 测精密度及回收
率 , 结果见表 2。可见测定的精密度较高(RSD%<3.0%),准
确度好(平均回收率 90.6% ~ 108.4%)。
3 现场水质监测
我们运用该方法 ,对我区各个自来水厂的水源水 、出厂水
和末梢水共 126份样品进行了二次监测。 结果表明 , Br-、
ClO-3 、HPO2-4 均未检出 , 其他 4种离子浓度范围在 0.05 ~
50 mg/L之间。由于我区大部分自来水厂是加液氯或者二氧
化氯消毒 , 所以出厂水的 Cl-含量大多高于水源水。
表 2 7种离子的精密度和回收率
组分 加标量(mg/L) RSD(%) 平均回收率(%)
F- 1.0
5.0
0.82
1.2
98.3
103.5
Cl- 1.0
5.0
1.5
2.1
96.2
102.5
Br- 1.0
5.0
1.3
2.5
93.8
107.1
NO-3 1.0
5.0
1.7
2.9
100.3
106.2
ClO-3 1.0
5.0
1.1
2.4
90.6
106.1
HPO2-4 1.0
5.0
0.95
1.3
96.7
108.4
SO2-4 1.0
5.0
1.4
2.2
99.4
105.8
可见 , 本方法可适用各类饮用水的分析 , 操作简便 、快速 、
准确且多种离子一次性分析完毕。线性良好 , 准确度与精密
度较高 , 可满足水质监测要求。
[参考文献 ]
[ 1] 蒋兴锦 .饮用水卫生研究 [ M] .天津:军事科学院卫生学环境医
学研究所饮水卫生研究编辑组, 1992.33.
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中国环境科学出版社 , 2002.
(收稿日期:2006-06-16)
(上接第 1164页)
沙枣叶中 Cu, Mn的含量较高。 Cu是机体必需微量元素 ,
是过氧化物歧化酶 SOD的成分 , SOD是体内重要的清除超氧
阴离子的酶 , Cu为该酶的活性中心结构 , 它催化超氧阴离子成
为氧和过氧化氢 , 从而保护细胞免受超氧阴离子引起的损伤。
Cu还有消炎作用。机体缺 Cu可引起贫血 、白细胞减少 、血浆
Cu蓝蛋白和红细胞含 Cu超氧化物歧化酶含量下降 、心率不
齐 、神经变性 、胆固醇升高 、皮肤毛发脱色和骨质疏松等症。
据研究缺 Cu是导致羔羊摇摆病的一个重要原因 [ 3] 。另外 , Mn
对 Cu的吸收具有良好的促进作用 , 可使血骨髓及体内总 Cu
含量的增高 [ 4] 。
沙枣叶中 Ca, Sr含量均很丰富。 Ca是机体骨骼和牙齿的
重要组成部分 , 缺 Ca可导致骨质疏松 , 骨质软化及小儿沟颅
病。饲料中 Ca的缺乏可导致动物四肢乏力 , 生长发育受到严
重影响。同时 Sr可促进动物骨骼和牙齿中钙的吸收和沉着 ,
因此不管缺 Ca还是 Sr都将影响动物骨骼的健康生长。
沙枣叶中对机体有害的 Cd、Pe含量较低 , 在湿法消化预
实验中均未检测到。
4 小结
从测定结果可见 , 不同生长时期的沙枣叶中 , 其矿物元素
含量差别较大。其中 Zn、Cu、Mn在 7月份时含量最高 , 尤其是
Zn的含量几乎是最低含量的 4倍。而 Fe含量 11月份显著高
于其他月份。而 K、Ca、Na、Mg、Sr在不同生长时期含量都比较
高。由于 Cu、Mn、Zn、Fe有其重要的作用 , 故用作饲料时建议
沙枣叶在 7月份采摘 , 营养价值最高。
[参考文献 ]
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(收稿日期:2006-06-05)
1200 中国卫生检验杂志 2006年 10月 第 16卷 第 10期 ChineseJournalofHealthLaboratoryTechnology, Oct2006;Vol16 No10