全 文 ：309
电感耦合等离子体原子发射光谱法
同时测定鼠曲草中九种微量元素
杨桂珍，陈伟珍* ，李振凤，刘华娣
(湛江师范学院化学科学与技术学院，广东湛江 524048)
摘 要:选择硝酸－过氧化氢作消解液，采用湿法消解法对鼠曲草(全草)进行消化处理，探究了消解液用量、消解时
间、酸度影响和离子干扰等条件。用 ICP－AES法测定其中铜、锌、铅、铁、镉、镍、铬、砷、锰 9 种元素。该法加标回收率
为 95.0% ～110.0%，检出限为 0.427～2.28μg /L，RSD ＜6%。利用该方法分析了茶树叶标准物质(GBW08513)的 9 种金
属元素，测定结果与标准值一致。实验结果表明该法耗样少，准确度高，快速，测定结果令人满意。
关键词:鼠曲草，电感耦合等离子体原子发射光谱法，微量元素
Detemination of nine microelements in Gnaphlium affine with
Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy
YANG Gui－zhen，CHEN Wei－zhen* ，LI Zhen－feng，LIU Hua－di
(Chemistry Science and Technology School，Zhanjiang Normal University，Zhanjiang 524048，China)
Abstract:The nine microelements including Cu，Zn，Pb，Fe，Cd，Ni，Cr，As and Mn in Gnaphlium affine were
analyzed by ICP－ AES after Gnaphlium affine was digested with nitric acid － hydrogen peroxide using damp
digestion method.It was explored digestion consumption，digestion time，acidity and ion interference conditions.The
recovery rate was from 95.0% to 110.0%，and the linear range was from 0.427μg /L to 2.28μg /L，and RSD was below
6% . The determination results of nine elements in tea leaf standard(GBW08513)were in agreement with the
standard.This method is low sample consumption，accurate and rapid，and the result is satisfactory.
Key words:Herba Gnaphlium affine D.Don;ICP－AES;Microelements
中图分类号:TS207.3 文献标识码:A 文 章 编 号:1002－0306(2013)05－0309－04
收稿日期:2012－08－24 * 通讯联系人
作者简介:杨桂珍(1979－) ，女，硕士，研究方向:样品分析及应用。
鼠曲草(Herba Gnaphlium affine D.Don)别名:清
明菜、佛耳草、追骨风，系菊花科鼠曲草属植物。以
野生为主，生于泥地、河地、河岸、草地等湿处。可药
食二用［1］。其味甘酸，性无毒，入肺肾脾经，有止咳平
喘、理气止痛、降血压作用［2］。食用味道鲜美，营养丰
富。民间又称之为“田艾草”，人们用它的全草做成
田艾饼、田艾年糕或田艾糍粑等。根据《食物本草》
介绍，鼠曲草还具有祛湿，暖胃，清肠等功效。鼠曲
草中含有很多有机成分及人体需要的一些微量元
素［3－4］。徐玉婷［5］、侯晓艺［6］等报道鼠曲草所含化学
成分主要包括黄酮类、挥发油、氨基酸和微量元素
等，彭金年［7］等人曾用火焰原子吸收光谱法测定鼠曲
草中 6 种元素，而用电感耦合等离子体原子发射光
谱法(ICP－AES)同时测定其中的多种微量元素，尚
未见报道。ICP－AES法具有可以实现多种元素的同
时测定，干扰小，检出限低，准确度高及精密度好，线
性范围宽，操作灵活简单等特点［8－9］。本研究采用
ICP－AES法测定湛江地区野生鼠曲草中 Fe、Cu、Zn、
Cd、Cr、Pb、As、Mn和 Ni 9 种微量元素的含量，为鼠曲
草的安全食用药用及进一步开发提供科学的依据。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
Fe、Cu、Zn、Cd、Cr、Pb、As、Mn、Ni 9 种元素的标
准贮备液:1000μg /mL 国家标准物质研究中心;茶
树叶(GBW08513)成分分析标准物质 中国科学院
生态环境研究中心;硝酸、过氧化氢 均为优级纯;
实验所用水 二次蒸馏水;氩气 纯度 99.999%。
电子分析天平 日本岛津天平有限公司;
WLY100－1 等离子体单道扫描光电直读光谱仪 北
京地质仪器厂;自动回流消化仪 重庆北玻总厂特
制玻璃仪器分厂;XA－1 型固体样品粉碎机 常州荣
冠实验分析仪器厂。
玻璃仪器均以重铬酸钾浓硫酸洗液浸泡 24h 以
上，倾除洗液后用自来水冲洗干净，用蒸馏水冲洗干
净，再用硝酸(1∶1)浸泡 12h，用自来水冲洗干净，最
后用二次蒸馏水漱洗至少 3 次，放到恒温干燥箱中
烘干或自然干燥，备用。
1.2 仪器工作参数
阳极电压 3000V;阳极电流 0.7A;栅极电流
140mA;冷却气流量 11L · min －1;辅助气流量
0.5L·min －1;载气压力 0.05MPa;积分时间 0.2s;溶液
DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2013.05.007
310
提升流量 1.5mL· min －1;观测高度:感应线圈上
方 10mm。
1.3 实验方法
1.3.1 样品的采集与预处理 于 2012 年春天，分别
在湛江地区的廉江市和吴川市的农田采集新鲜的鼠
曲草(廉江产地的标为样品 A，吴川产地的标为样品
B) ，将可食用部分用自来水洗去泥沙，用二次蒸馏水
洗净后，将其放入烘箱中于 80℃烘 8h 左右，稍冷，用
固体捣碎机将其磨碎，过 60 目筛子，再将其置于干
燥箱中 80℃恒温烘干至恒重，备用。
茶树叶(GBW08513)使用前将样品置于 80℃烘
箱中烘干至恒重，备用。
1.3.2 样品的消解 准确称取烘干的样品 0.5g(精
确到 0.0001g)于 150mL 平底烧瓶中，加入 5mL 浓
HNO3 和少量沸石，用自动回流消化仪消化，待有泡
沫产生时调低温小火加热至溶液基本澄清，停止加
热，冷却，加 5mL 30% H2O2 继续加热，至溶液为澄清
透明，此时说明消解完全。并旋开活塞，溶液体积蒸
发至约 2.0mL，用水冲洗回流管，继续加热浓缩至约
2.0mL，然后转移于 25.0mL 比色管中，定容，待测，同
时做空白样。
1.3.3 样品和标准物的测定 样品测定采用标准曲
线法，按选定的仪器条件分别测定空白溶液、标准系
列溶液，制作标准曲线。准确称取 6 份样品 A，每份
均为 0.50g(精确至 0.0001g) ，消解方法同“1.3.2”，在
同样条件下测定样品溶液中各元素的含量。
准确 称 取 一 定 量 的 茶 树 叶 标 准 物 质
(GBW08513)3 份，每 份 均 为 0.50g (精 确 至
0.0001g) ，消解方法同“1.3.2”，在选定的条件下测定
各元素的含量，计算其物质成份的质量分数，并与已
知茶树叶标准值对比。
1.3.4 方法的检出限、精密度和准确度 本法是选
用浓度均为 0.10μg /mL的 Fe、Cu、Zn、Cd、Cr、Pb、As、
Mn、Ni混合标准溶液(浓度一般大于估计检出限的
100 倍) ，扫描谱图，求出 3 次扫描的平均能值 I，然后
12 次扫描上述混合标准液，求出标准偏差 δ 的值，用
公式 DL =3δC /I，求出检出限 DL。
2 结果与讨论
2.1 消解条件的选择
对于中草药样品，微量元素大量以复杂的有机
形式存在。因此，有机物质分解完全与否是影响分
析结果的重要因素。样品消解常用硝酸、盐酸、硫
酸、磷酸、氢氟酸、过氧化氢等作为氧化剂。任树
林［10］等报道 H2SO4 沸点高，导致消解时间过长，容易
造成污染和待测元素的挥发损失。HNO3 是最合适
分解有机物的试剂［11］。H2O2 是一种弱酸性氧化剂，
在较低温下即可分解成高能态活化氧，与 HNO3 共
用，可以大大提高混合液的氧化能力，完全破坏有机
物，消解效果更佳［12］。另考虑到在使用高氯酸时，存
在一定危险性，所以本实验选择 HNO3－H2O2 消解体
系。HNO3－H2O2 消解液用量和消解时间的选择具体
如表 1。实验结果表明，HNO3 和 H2O2 的加入量均为
5.0mL，消解时间为 25min效果最好。
表 1 消解条件的选择
Table 1 The selection of digestion condition
试剂加入量(mL)
HNO3 H2O2
消解效果
消解时间
(min)
4 2 黄色溶液，浑浊 30
4 4 黄色透明溶液 30
5 2 淡黄色透明溶液 25
5 5 无色透明溶液 25
5 7 无色透明溶液 25
2.2 酸度的影响
因在测定样品时，存在着无机酸的酸度对雾化
效率的影响。酸度增大，溶液粘度也增加，样品提升
量和雾化效率会降低［13］。按本实验方法，改变样品
中硝酸的浓度，结果表明:硝酸的浓度在 0.5% ～10%
之间，对测定结果无明显影响。高燚［14］报道，当样品
中 HNO3 浓度为 2% ～10%时，基本上不影响待测元
素的谱线强度，即在此酸度范围内，雾化效率基本不
受影响。因本实验在消解时所用酸的浓度较大，所
以在消解完样品后进行赶酸处理，使硝酸的浓度约
为 5%，以消除不同酸度对样品测定结果的影响。
2.3 分析谱线和负高压的选择
以标准溶液系列中浓度最高的溶液作谱图分
析，选择测定 Zn、Fe、Mn、Cu、Cr、Cd、As、Ni、Pb9 种元
素适合的波长，及各个元素适合的负高压，根据各元
素谱线强度的大小选择冷却气流量、载气流量、溶液
提升量等参数，选择的原则是检出限要低，灵敏度
高，干扰少等。不同波长和负高压的数据结果见表
2。其相关系数在 0.9992～1.0000 之间，线性范围回
归较好。
表 2 各元素的波长、负高压、
线性回归方程及相关系数(n = 5)
Table 2 Wave－length、voltage、regression equation
and linear range of the elements(n = 5)
元素
波长
(nm)
负高压
(V) 回归方程
RSD
(%)
Zn 213.856 500 Y = 6517.62X + 125.72 0.9999
Cd 226.502 700 Y = 71802.4X－534.08 0.9999
Ni 232.003 720 Y = 922.89X－24.53 0.9992
Pb 220.358 720 Y = 3982.94X + 278.62 0.9997
As 228.812 700 Y = 80921.5X－283.82 1.0000
Fe 258.588 600 Y = 2343.50X + 20.58 0.9999
Mn 294.920 600 Y = 1973.92X－10.66 0.9999
Cr 267.716 700 Y = 89830.0X + 293.33 1.0000
Cu 234.756 500 Y = 15487.6X－94.22 0.9999
2.4 方法的检出限、精密度和准确度
2.4.1 方法的检出限和精密度 本方法的检出限结果
分别为 Zn:0.427μg /L;Fe:1.58μg /L;Mn:0.442μg /L;
Cu:2.19μg /L;Ni:0.906μg /L;Cd:2.13μg /L;As:
1.81μg /L;Cr:2.08μg /L;Pb:2.28μg /L。
在选定的条件下测定各元素的含量，计算相对
标准偏差，结果分别为 Zn:4.6%;Fe:1.4%;Mn:
4.8%;Cu:0.70%;Ni:2.8%;Cd:5.4%;As:3.6%;Cr:
3.4%;Pb:2.0%。
311
表 5 样品中微量元素含量的测定结果(n = 3)
Table 5 Determination results of microelements in sample(n = 3)
元素 Zn Fe Mn Cu Ni Cd Cr Pb As
样品 A 142.6 570.3 201.6 21.54 11.11 0.66 7.84 2.82 0.60
样品 B 106.6 417.9 117.6 16.34 9.93 1.14 1.90 0.18 0.30
测定的各元素的检出限在 0.427 ～2.28μg /L 之
间，RSD为 0.70% ～5.4%，符合分析的要求。
2.4.2 方法的加标回收实验 选取样品 A 进行加标
回收实验。样品 A 中分别加入待测元素的标准液
(各标准液的加入量见表 3) ，按样品相同的方法消
解、测定。结果见表 3。
表 3 加标回收实验结果
Table 3 Recoveries of the measured results
元素
已知量
(μg /mL)
加入量
(μg /mL)
加标后
测定值
(μg /mL)
回收率
(%)
Zn 2.76 1.00 3.73 97.0
Ni 0.21 1.00 1.22 101.0
Cd 0.011 0.10 0.11 99.0
As 0.011 0.10 0.11 99.0
Fe 18.63 10.00 28.51 98.8
Mn 3.75 1.00 4.70 95.0
Cr 0.14 0.10 0.25 110.0
Pb 0.039 0.10 0.14 101.0
Cu 0.39 1.00 1.38 99.0
各种元素回收率在 95.0% ～110.0%之间，说明方
法具有较好的准确性，符合分析要求。
2.4.3 标准参照物分析 在选定的条件下，测定标
准物质茶树叶的各元素的含量结果见表 4。
表 4 茶树叶标准物的测定结果(n = 3)
Table 4 Determination results of tea leaf standard(n = 3)
元素 标准值(mg /kg) 测定值(mg /kg)
Zn 22.6 ± 1.5 23.5 ± 0.7
Ni 5.09 ± 0.76 5.78 ± 0.21
Cd 0.023 ± 0.004 0.022 ± 0.006
As 0.180 ± 0.049 0.179 ± 0.052
Fe 347 ± 12 344 ± 16
Mn 0.217 ± 0.011 0.216 ± 0.013
Cr 2 ± 0.00 2.35 ± 0.11
Pb 1.00 ± 0.05 0.991 ± 0.033
Cu 8.96 ± 0.59 8.93 ± 0.51
由表 4 可知，用本法测定茶树叶标准物质中九
种微量元素的含量值与标准值一致。
2.5 离子干扰讨论
基体元素干扰分为无机干扰和有机干扰。消解
后食品中有机物彻底被破坏，而在食品中所含的主
要无机元素为钠、钾、钙和镁等［15］。因此在选定工作
条件下，测定 1.00μg /mL 的锌、镍、铁、锰、铜、镉、铬、
铅、砷等 9 种元素的混合标准溶液，共存离子钠
2000μg /mL、钾 2000μg /mL、钙 4000μg /mL 和 镁
3000μg /mL。结果表明，相对误差≤ ± 5%时，对锌、
镍、铁、锰、铜、镉、铬、铅、砷 9 种元素的测定无干扰。
2.6 样品的测定
在选定的条件下测定样品 A和样品 B 各元素的
含量，测定结果见表 5。
由表 5 的测定结果显示，鼠曲草样品 9 种微量元
素中 Fe、Mn、Zn元素的含量较高，均大于 100mg /kg。
因铁、锰、锌等元素与机体的免疫功能有密切的关
系，对生物体维持正常的生理和生化功能、生长发育
以及生殖繁衍是必不可少。其中，铁参与构成血红
素，在机体的氧运输和贮存上起重要作用，参与形成体
内的细胞色素系统，在细胞内呼吸、能量生成等许多重
要的生化反应中发挥作用。锰能增强体内氧化磷酸化
作用，与能量代谢关系密切，也是多种中药生物酶的活
性中心，参与蛋白质代谢。锌影响胰岛素的合成、贮
藏、分泌及其活性，对机体的生长发育非常重要［16］。
由此可见，食用鼠曲草有助于提高机体的免疫力。
而 Cd、Pb、As有害元素的含量均较低，减少了对
人体的损害。从两地的样品可看出，廉江产地的鼠
曲草中微量元素的含量略高于吴川产地的(除 Cd
外)。这可能与鼠曲草不同的生长环境有关。
3 结论
分析结果表明，鼠曲草中人类所必需的微量元
素含量较高，而有毒元素 Cd、Pb 和 As元素的含量较
低，适合开发为药食两用食品。
本法采用自动回流消化仪消解样品，减少了样
品测定时易挥发元素的损失和减少消解液的用量。
采用 ICP－AES法可同时测定多种元素，建立的方法
具有检出限低、准确度好、精确度高、线性范围宽、操
作灵活、简便等优点。
参考文献
［1］林蒲田 .食药兼用的鼠曲草［J］.湖南农业，2011(12) :16.
［2］俞冰，杜瑾，张亚珍，等 .鼠曲草止咳祛痰作用的实验研究
［J］.浙江中医药大学学报，2006，30(4) :352－353.
［3］王世宽，潘明，任路遥 .大有开发前景的野生蔬菜———鼠
曲草［J］.食品研究与开发，2005，26(4) :95－97.
［4］朱立新 .中国野菜开发与利用［M］.北京:金盾出版社，
2000:152－153.
［5］徐玉婷，吴丹慧 .鼠曲草的研究进展［J］.医药导报，2012，
31(2) :192－194.
［6］侯晓艺，巩江，高昂，等 .鼠曲草属植物药学研究概况［J］.
山东中医药大学学报，2011，35(4) :372－373.
［7］彭金年，李银保，彭湘君，等 .微波消解－火焰原子吸收光谱
法对鼠曲草中六种微量元素的测定［J］.广东微量元素科学，
2009，16(6) :45－49.
［8］林培喜，陈东华，揭永文，等 .微波灰化 ICP－AES法测定竹
笋中的微量金属元素研究［J］.食品工业科技，2011，32(4) :
(下转第 314 页)
314
间。故最佳实验条件为:A2B1C1，即一倍量的 TPTZ
溶液，加入量为 200μL，反应时间为 40min。
2.3 验证实验结果
为了获取模型的稳定性和准确性，我们对以上
最佳实验结果进行了重复性实验(n = 3)和标准品对
照实验。结果见表 4、表 5。
表 4 验证实验结果
Table 4 Experimental results verify
实验号
Trolox当量
(μmol /g)
平均值 S RSD(%)
1 10698.38
2 10715.32
3 10702.83
10705.51 8.78 0.082
表 5 标准品对照实验结果
Table 5 The standard control experiment results
样品
Trolox当量(μmol /g)
微量法 分光光度法
两方法的相关
系数(r)
PG 17499.79 19701.64
BHA 10842.61 12182.13
BHT 1094.18 1373.26
槲皮素 10703.34 11936.38
0.99
由表 4 可知重复性实验结果 RSD值为 0.082%，
说明结果稳定可靠。
由表 5 可知，分光光度法和微量法测得的四种
样品抗氧化活性顺序一致，即:PG ＞ BHA ＞槲皮素 ＞
BHT，且两种方法的相关系数 r = 0.99，说明两种方法
之间存在高度相关性，此结果说明了本实验建立的
微量法的准确可行性。
3 结论与讨论
本文作者参考国内外有关文献，充分考虑了影
响 FRAP法的有关因素，最后选择了对其影响较大且
报道不一致的三个因素作为考察对象，通过单因素
考察得出最佳结果后进行正交实验，实验结果显示
TPTZ浓度跟有关报道一致［10－11］，为 1 倍量的 TPTZ溶
液(0.3mol /L 醋酸钠缓冲液，10mmol /L TPTZ 溶液，
20mmol /L 氯化铁溶液三者按照顺序体积比为
10∶1∶1) ，但是对于反应时间来说微量法的最佳反应
时间要比相关报道长［12－14］，本实验得出的最佳反应时
间为 40min，这就表示其稳定时间较长，而反应试剂
的最佳加入量为 200μL。因此本实验所建立的总抗
氧化能力法 FRAP 法微量模型为 TPTZ 工作液由
0.3mol /L 醋 酸 钠 缓 冲 液，10mmol /LTPTZ 溶 液，
20mmol /L氯化铁溶液三者按照顺序体积比为10∶1∶1
新鲜配制，在 96 微孔板中加入 10μL 样品和 200μL
工作液于 37℃反应 40min，于酶标仪上 595nm 波长
处测定吸光度值。
参考文献
［1］张丽，王丽，李彩芳，等 .槲皮素微孔板抗氧化微量模型探
析［J］.河南大学学报，2009，28(1) :26－27.
［2］Sengupta B，Uematsu T，Jacobsson P，et al. Exploring the
antioxidant property of bioflavonoid quercetin in preventing DNA
glycation:a calorimetric and spectroscopic study［J］. Biochem
Biophys Res Commun，2006，339:355－361.
［3］Mamani － Matsuda M，Kauss T，Al － Kharrat A，et al.
Therapeutic and preventive properties of quercetin in experimental
arthritis correlate with decreased macrophage inflammatory
mediators［J］.Biochem Pharmacol，2006，72:1304－1310.
［4］何国亮 .高效液相色谱快速测定食品及饲料中抗氧化剂
BHT［J］.商业科技开发，1997(3) :22.
［5］杨科峰，历曙光 .食品抗氧化剂 BHT的安全性研究［J］.同
济大学学报，2001，22(5) :86.
［6］孙灵霞，赵改名，柳艳霞 .BHT 对调理鸡肝流通过程中抗
氧化效果的研究［J］.食品科学，2010，31(12) :244.
［7］郭长江，韦京豫，杨继军，等 .66 种蔬菜水果抗氧化活性的
比较研究［J］.营养学报，2003，25(2) :203－207.
［8］周昇昇，杨月欣 .抗氧化能力体外评价方法的进展和比较
［J］.卫生研究，2010，39(2) :166.
［9］康文艺，李彩芳，宋艳丽 .荔枝草抗氧化活性研究［J］.中成
药，2009，31(10) :1612.
［10］Benzie I E F，Strain J J.The ferric reducing ability of plasma
(FRAP)as a measure of antioxidant power:The FRAP assay［J］.
Analytical Biochemistry，1996，239:70－76.
［11］章丹丹，高月红，Jessica Tao Li，等 .桑枝总黄酮的抗氧化
活性研究［J］.中成药，2011，33(6) :943－946.
［12］闫永芳，孙钧，孟天真，等 .枇杷花提取物抗氧化活性研
究［J］.食品工业科技，2012，33(1) :122－124.
［13］Kang WY，Wang JM. In vitro antioxidant properties and in
vivo lowering blood lipid of Forsythia suspense leaves［J］. Med
Chem Res，2010，19:617－628.
［14］Kang WY，Li CF，Liu YX.Antioxidant phenolic compounds
and flavonoids of Mitragyna rotundifolia(Roxb.)Kuntze in vitro
［J］.Med Chem Res，2010，19:
檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾
1222－1232.
(上接第 311 页)
389－393.
［9］覃毅磊，赖毅东，何雪芬 .微波消解 / ICP－AES法测定面制
食品中的五种常量元素的含量［J］.食品工业科技，2010，31
(2) :329－331.
［10］任树林，艾广萍 .ICP－AES 法测定复方生化冲剂中的 8
种金属元素［J］.微量元素与健康研究，2010，27(5) :37.
［11］高勇，马东升，白月，等 .微波消解测定食品中 Pb、As 等
金属元素方法的研究［J］.检验检疫科学，2005，5:13－14.
［12］王艳泽，王英锋，施燕支，等 .微波消解 ICP－MS法测定根
和根茎类生药中 11 种微量元素［J］.光谱学与光谱分析，
2006，12(12) :2326－2329.
［13］罗建波，张展霞，铍浩文 .ICP－AES三种进样方式对基体
干扰影响研究［J］.分析测试通报，1989，8(4) :23－27.
［14］高燚，孙翌，于卫荣，等 .微波消解 ICP－AES 法测定城市
污水中 11 种元素［J］.环境检测管理与技术，2005，17(3) :
29－30.
［15］不破敬一郎 .ICP发射光谱分析［M］.北京:化学工业出版
社，1987:245.
［16］徐顺清 .环境健康科学［M］.北京:化学工业出版社，
2004:5.