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石墨炉原子吸收法测定粟米草中铅和镉含量的研究



全 文 :改善作用。表明地格达 -4味汤对 D-半乳糖胺 、硫代乙酰胺所
致肝组织病理损伤具有保护作用 , 实验结果与该药血热相搏 ,肝
胆热等有相符之处 , 为其临床应用及今后的有效开发利用提供了
依据。
参考文献:
[ 1]  白清云.中国医学百科全书·蒙医学 [ M] .上海:上海科技出版社 ,
1992:270.
[ 2 ]  万震 ,刘振国.百令胶囊对 D-氨基半乳糖所致肝损害有关的酶学
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ANIT所致小鼠化学性肝损伤的药理作用研究 [ J] .中国医药学报 ,
2003, 18(2):84.
收稿日期:2009-01-19; 修订日期:2009-07-28
基金项目:江西省自然科学基金(No.2007GQY0146);
江西省教育厅青年基金(No.GJJ09600)
作者简介:刘可越(1978-),女(汉族),吉林四平人 ,现任九江学院基础医
学院副教授 ,博士学位 ,主要从事天然药物研究与开发工作.
石墨炉原子吸收法测定粟米草中铅和镉含量的研究
刘可越 , 石向群 , 刘海军
(九江学院 ·基础医学院 ,江西 九江 332000)
摘要:目的 运用石墨炉原子吸收光谱法测定粟米草中 Pb、Cd微量元素的含量。方法 通过对样品消解方法及仪器参数
进行优化 , 建立了粟米草中 Pb、Cd的石墨炉原子吸收光谱测定方法。结果 重金属元素 Pb、Cd的含量 , 分别为 3.027,
1.021 μg· kg-1;加标回收率分别为 97.25%和 100.03%。结论 实验建立的石墨炉原子吸收光谱条件用于测定粟米草
中微量元素简单 、快速 、灵敏 、准确 ,可为其他中药的 Pb、Cd的测定提供参考。
关键词:石墨炉; 原子吸收光谱法; 微波消解; 粟米草; 铅和镉
中图分类号:R284.2  文献标识码:A  文章编号:1008-0805(2009)12-3033-02
DeterminationofPbandCdinMolugopentaphyllaL.byGraphaiteFurnaceAtomicAb-
sorptionSpectrometry
LIUKe-yue, SHIXiang-qun, LIUHai-jun
(MedicalColege, JiujiangUniversity, Jiujiang332000, China)
Abstract:ThecontentsofPbandCdweredeterminedbygraphitefurnaceatomicabsorptionspectrometry(GF-AAS).Themi-
crowave-assistedsampledigestionmethodanddeterminationmethodforPbandCdintheMolugopentaphyllaL.wereestab-
lished.TheresultsindicatedthatthecontentsofPbandCdwere3.027μg· kg-1(recovery97.25%)and1.021μg· kg-1(re-
covery100.03%)respectively.Thegraphaitefurnaceatomicabsorptionspectrometricdeterminationmethodissimple, high-
speed, sensitiveandaccurate, whichcanbeusedtodeterminePbandCdinothertraditionalChinesemedicine.
Keywords:Graphaitefurnace; Atomicabsorptionspectrometry; Microwave-assistedsampledigestion; Molugopen-
taphyllaL.; PbandCd
  粟米草 MulugopentaphylaL.是番杏科植物 , 为东南亚国家
的传统草药 , 具有清热解毒 、抗菌利湿的功效 , 主治腹痛泄泻 、疮
疖肿毒 、风疹等症 [ 1] 。笔者前期研究表明粟米草中富含多种有
益于人体的宏量及微量元素 , 但一些有害金属元素尤其是铅 、镉
的含量超标也经常影响中草药的使用安全 [ 2] 。 尤其自三聚氰胺
食品事件发生之后 , 从中国进口的中药材中 , 重金属超标问题倍
受重视。然而 , 目前国内还没有中药中各种重金属的检测标准 ,
大部分实验室都还采用食品中重金属元素的检测方法来进行测
试。但中药的组成远比食品复杂 ,二者并不等同 , 因此 ,准确而有
效地测定中草药中的重金属含量 ,建立含量测定的灵敏准确的方
法 , 为中药材的鉴定和质量改进提供依据 [ 3, 4] , 具有重要的理论
和实际应用价值。
元素 Pb, Cd属痕量重金属 ,其含量的检测准确与否 , 关键是
选择合适的样品消解方法及灵敏高效的测定方法。若样品消化
不完全 , 残留的有机物将干扰测定 ,另外如果消化温度过高 ,元素
铅 、镉易挥发损失 , 也影响测定的准确性。因此本实验采用微波
加压消解样品 , 溶样温度低 ,效率高;并选择灵敏度高的石墨炉原
子吸收光谱法测定铅和镉的含量 , 获得良好效果 , 可为其他中药
的重金属测定及品质评价等提供参考。
1 仪器与材料
美国瓦里安 SpectrAA240FS原子吸收分光光度计;MDS-6
型温压双控微波消解 /萃取仪(上海新仪微波化学科技有限公
司);GTA110型石墨炉(附有自动进样器);HH-2型数显恒温
水浴锅(江苏金坛市亿通电子有限公司)。Pb, Cd空心阴极灯(美
国瓦里安);电阻率为 18.26 MΨ超纯水 , 用单蒸水经上述超纯
水器制得;铅 、镉标准储备溶液 100 mg/L(国家标准物质研究中
心提供)。浓硝酸 、双氧水为优级纯;其他试剂均为分析纯。 粟
米草采自江西省庐山地区 ,经九江学院高春华教授鉴定为番杏科
植物粟米草 MulugopentaphyllaL.。
2 方法与结果
2.1 样品前处理及微波消解 粟米草药材用纯水淋洗 ,晾干 , 剪
成小块 ,置于烘箱中 80℃烘干 , 用粉碎器粉碎过 200目筛备用。
精密称取样品约 0.5 g于聚四氟乙烯罐中 , 加入浓硝酸 10 ml, 过
氧化氢 2 ml于消化罐中 , 先于水浴锅上使之预反应 , 待黄烟挥尽
后 , 置于 MDS-6型温压双控微波消解 /萃取仪内 , 密闭微波消
解 , 消解程序(见表 1)。消解完全后冷却取出 , 用超纯水反复冲
洗消解罐中的样品液于干净的量瓶中 ,用去离子水定容至 50ml,
平行样品 3份 , 待测。
2.2 石墨炉原子吸收法测定铅和镉含量
2.2.1 仪器工作条件 Pb, Cd利用石墨炉原子吸收光度法进行
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LISHIZHENMEDICINEANDMATERIAMEDICARESEARCH 2009VOL.20NO.12 时珍国医国药 2009年第 20卷第 12期
测定 , 背景校正采用氘灯扣背景 ,并使用自动进样器 ,仪器工作条
件见表 2 ~ 3。
表 1 微波仪消解程序
升温步骤 压力 P/MPa 时间 t/min 功率 P/W
1 0.3 4 400
2 0.6 3 600
3 1.0 3 800
4 1.5 4 600
5 2.0 8 600
2.2.2 标准曲线制定及样品测定 Pb和 Cd的标准曲线及样品
测定使用自动进样器 , 具有自动稀释 、添加试样和稀释液自动混
合功能 。测定结果超出校准曲线时 , 自动计算稀释倍数 , 自动
计算并直接给出试测液实际浓度。先以标准溶液自动制出标准
曲线。 Pb标准曲线:ABS= -0.007 48C2 + 0.018 6C+0.011 63
(r=1.000);Cd标准曲线:ABS=-0.475 07C2 + 0.042 78C+
0.166 36(r=1.000)。取待测样品按上述条件测定 , 代入标准曲
线 , 计算所含各微量元素含量。
表 2 石墨炉法测定铅 、镉的条件参数
元素 波长λ/nm
灯电流
I/mA
狭缝
λ/nm
干燥
温度 T/℃ 时间 t/s
灰化
温度 T/℃ 时间 t/s
原子化
温度 T/℃ 时间 t/s
吹扫
温度 T/℃ 时间 t/s
Pb 283.3 10.0 0.5 85~ 120 55.0 400 8.0 2100 2.9 2100 2.0
Cd 228.8 4.0 0.5 85~ 120 55.0 250 8.0 1800 2.8 1800 2.0
表 3 石墨炉法测定铅 、镉的程序升温条件
步骤 Pb温度 T/℃ 时间 t/s 氩气流量 v/L· min-1
Cd
温度 T/℃ 时间t/s 氩气流量 v/L· min-1
1 85 5.0 0.3 85 5.0 0.3
2 95 40.0 0.3 95 40.0 0.3
3 120 10.0 0.3 120 10.0 0.3
4 400 5.0 0.3 250 5.0 0.3
5 400 1.0 0.3 250 1.0 0.3
6 400 2.0 0.0 250 2.0 0.0
7 2 100 0.9 0.0 1 800 0.8 0.0
8 2 100 2.0 0.0 1 800 2.0 0.0
9 2 100 2.0 0.3 1 800 2.0 0.3
2.2.3 铅 、镉的含量及回收率测定结果 样品分析结果及精密度
按选定的仪器工作参数 , 对试样溶液进行测定 , 对试样测定数
次 , 计算其相对平均偏差(RSD), 结果表现出了较好的精密度 , 说
明本法有较高的准确度。并对样品各元素的测定进行加标回收
率实验。 实验结果表明 , 加标回收率为分别为 97.25% 和
100.03%,说明方法具有较好的回收率。结果见表 4。
表 4 镉的含量及回收率测定结果
元素 平均含量 C/μg· g-1 RSD(%) 回收率(%)
Pb 3.027 3.81 97.25
Cd 1.021 4.03 100.03
3 讨论
微波消解技术是利用微波快速加热 ,增压消解试样比经典化
学预处理技术有着明显优势 ,在分析化学上微波消解样品进行元
素分析的方法已颁布为 US-EPA的标准方法。本实验采用程序
升压 , 先后考察了初始压力和较高压力下的持续时长(4, 6, 8, 10
min)。结果表明初始压力下消化时间过长则使消化停留在低压
状态 , 浪费时间而且消化不完全;较高压力下持续时间对消化完
全程度影响较大 , 时间选择不适宜则使消化不完全 ,如出现样品
液绿色和残渣现象。因此为使消化完全及安全起见 ,先选用较低
压力(0.4 MPa), 给予适当持续时长(4 min), 继而选用中等压力
和功率(0.6 MPa), 持续一定时长(3 min),再使用较高压力(1.0
~ 2.0MPa), 最后程序要求持续时长较长(8 min)以使消化完全。
实验结果表明 , 采用微波消解技术应用于粟米草样品消化 , 不仅
消化时间短 , 样品及消解试剂用量少 , 污染少 ,而且简便 、快速。
铅和镉的原子化温度和基体改进剂 [ 3]的使用:铅的原子化
温度在 2 000 ~ 2 300℃时 , 镉的原子化温度在 1 700 ~ 2 000℃时 ,
测定的数据稳定。一般来说 , 选最高的灰化温度有利于干扰成分
在灰化时挥发 , 但选较低的原子化温度有利于延长石墨管的使
用寿命。故笔者选定铅和镉的原子化温度分别在 2 100℃和
1 800℃。中药样品中的基体成分较为复杂 , 对检测有很大的干
扰 , 一般直接测定回收率较低。而且其基体成分不易准确探知 ,
难以使用基体匹配的方法消除干扰 , 而用加入基体改进剂的办法
消除基体干扰是较好的一种方法。本文使用磷酸二氢氨(5 g/L)
做为基体改进剂 , 吸收峰尖锐且无分裂现象 , 回收率良好。
按照 2001年颁布的《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》
中规定的药用植物中 Pb≤5.0 mg/kg, Cd≤0.3mg/kg。本研究结
果显示 ,粟米草药材中 Pb符合标准 , 但 Cd含量超标 , 须引起重
视。中药材中的重金属含量是一个比较复杂的问题 , 如大量地使
用含有重金属杀虫剂和农药等 , 通过植物自身的生物富集作用 ,
不可避免地药材中含有重金属。所以 , 各国都很重视中药用药可
能造成的慢性中毒情况。 尤其中药重金属超标问题严重影响了
我国中草药的出口。为此 ,我们更要加强对中药材中重金属的监
测 ,尽快提高中药材的质量 ,保证临床安全用药。
参考文献:
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时珍国医国药 2009年第 20卷第 12期 LISHIZHENMEDICINEANDMATERIAMEDICARESEARCH 2009VOL.20NO.12