全 文 ：收稿日期:2007-07-03;　修订日期:2007-10-23
基金项目:贵州省科技基金资助项目(No.黔科合 J字 [ 2006] 2017);
　　　　 贵州师范大学学生科研基金重点资助项目
作者简介:黄先飞(1983-),男(汉族),贵州遵义人 ,现为贵州省山地环境
信息系统与生态环境保护重点实验室硕士研究生 ,学士学位 ,主要从事植
物化学和环境化学研究工作.
＊通讯作者简介:胡继伟(1963-), 男(汉族),安徽安庆人 , 现任贵州省山
地环境信息系统与生态环境保护重点实验室教授 ,博士学位 ,主要从事环
境化学和中药现代化研究工作.
微波消解 ———原子荧光法测定头花蓼中痕量砷
黄先飞1, 2 , 秦樊鑫 1 , 胡继伟1＊ , 吴　迪 1 , 严远志3
(1.贵州省山地环境信息系统与生态环境保护重点实验室 ,贵州 贵阳　550001;
2.贵州师范大学生物技术与工程学院 ,贵州 贵阳　550001;　3.贵州师范大学理学院 ,贵州 贵阳　550001)
摘要:目的 建立头花蓼中痕量砷的原子荧光分析方法。方法 微波消解 、氢化物发生原子荧光光谱法。结果 线性范围
0.002 ～ 0.120 mg/L, R=0.999 8, 方法回收率为 86.8% ～ 109.6%, 平均回收率 101.7%,精密度 RSD=1.7%, 方法检出限
0.040 mg/kg。结论 该法具有简便 、快速 、安全 、灵敏度高 、精密度和准确度好等特点 , 可推广使用。
关键词:微波消解;　原子荧光;　头花蓼;　痕量砷
中图分类号:R284.1　　文献标识码:A　　文章编号:1008-0805(2008)03-0577-03
DeterminationofTraceArsenicinPoligonumcapitatumbyAFSMethodandMicrowave
DigestionSystem
HUANGXian-fei1, 2 , QINFan-xin1 ,HUJi-wei1 ,WUDi1 , YANYuan-zhi3
(GuizhouProvincialKeyLaboratoryofMountainousEnvironment, GuizhouNormalUniversity, Guiyang
550001, China;2.ColegeofBiologicalTechnologyandEngineering, GuizhouNormalUniversity, Guiyang
550001, China;3.ColegeofPhysicsandChemistry, GuizhouNormalUniversity, Guiyang550001, China)AbstractObjectiveToestablishamethodfordeterminationoftracearsenicinPoligonumcapitatumwithatomicfluorescent
spectrometry.MethodsMicrowavedigestionsystemandhydrogenationatomicfluorescentspectrometrywereusedinthispaper.
ResultsLinearrangeofthemethodwas0.002 ～ 0.120mg/L, therecoverywas86.8～ 109.6%, theaveragerecoverywas101.
7% withRSD=1.7%.Thedeterminationlimitofthemethodwas0.040 mg/kg.ConclusionThemethodpossessesthecharac-
teristicsofconvenience, safety, highsensitivity, goodprecisionandaccuracy, anditcanbeusedforthedeterminationoftotalar-
senicinChineseherb.
KeywordsMWS;　AFS;　Poligonumcapitatum;　Arsenic
　　头花蓼 PoligonumcapitatumHam.exD.Don为蓼科(Polygo-
naceae)植物 , 贵州苗族人民广泛用于治疗泌尿系统疾病 , 其对泌
尿系统感染有独特疗效 [ 1] , 可以清热解毒 、利尿通淋 。因此 , 可
用于湿热蕴结 , 小便黄赤 ,淋漓涩痛之症和尿路感染。该药目前
未发现不良反应 , 已被选为国家中药保护品种 、 2002年进入国家
基本药物目录 、 2004年进入国家基本医疗保险目录。经过多年
的应用 , 以该药为主要成分的热淋清颗粒以其稳定的疗效 、较高
的安全性 、可靠的质量得到广大医生和患者的好评 , 享有很好的
声誉 [ 2] , 有巨大的开发空间。 砷是对人类和高等生物最具有危
害的有毒元素之一 , 人体摄入的砷部分随尿液排出 , 部分储于多
巯基组织中 [ 3] , 如三价砷能抑制动物体内大多数酶的活性 , 影响
蛋白质和酶正常的生理功能 , 使细胞代谢发生障碍 , 从而引起神
经系统 、肝脏 、肾脏等重要器官发生病变 [ 4];五价砷对人体外周
血淋巴细胞有明显的毒性效应 ,其主要作用机制为通过抑制 bcl
-2表达而诱发细胞凋亡 [ 5] ,危害极大。因此 , 测定其中有害元
素的含量是非常必要的。
目前砷的测定方法主要有原子吸收分光光度法(AAS)[ 6～ 9] 、
电感耦合等离子体 -质谱联用法(ICP-MS)[ 10 ～ 12] 、氢化物发
生原子荧光光谱法(HG-AFS)[ 13, 14] 。其中 AAS法灵敏度低 ,往
往不能满足实际检测的需要。 ICP-MS法虽然灵敏度高 ,检出限
低 , 但其价格昂贵 ,很难普及。而使用 HG-AFS法具有成本低 ,
同时又能满足实际检测中的需要 ,因此 , 该法已逐渐成为植物 、食
品等的砷 、汞含量检测的主流方法。
1　器材与方法
1.1　仪器和试剂 AF-640原子荧光光度计;砷空心阴极灯;
GJ100-2密封式化验制样粉碎机;AL204电子天平;MWS-2微
波消解系统;HumanNexPower2000型水纯化系统;实验所用试剂
均为优级纯;纯氩:> 99.99%, As标准储备液:1 000 mg/L(国
家标准物质研究中心研制), 临用前配成 100.00 μg/L使用液。
1.2　仪器工作条件 MWS-2微波消解系统工作程序(见表 1);
原子荧光光度计工作条件是:元素:As;测量方式:标准曲线法;
总电流(mA):80 mA;进样方式:连续流动;主电流 /辅助电流
(mA):60/20;读数方式:峰面积;负高压(V):290;延迟时间:1s;
原子化器温度(℃):200;读数时间:17s;载气流量(ml/min):
500;原子化方式:火焰法。
表 1　微波消解系统工作程序
项目 T1 T2 T3
温度 T/℃ 160 210 Low
保持时间 t/min 10 15 10
功率(%) 80 90 0
1.3　方法 样品于 40℃下烘干 , 粉碎 , 称取样品 0.1 g(精确到
0.000 1 g)于微波消解罐中。加 2 ml硝酸浸泡 2 ～ 2.5h, 加 1 ml
过氧化氢(H
2
O
2
)用所设置程序微波消解 , 冷却后取出 , 用 5%
盐酸转移至 50 ml容量瓶中 ,加 5 ml还原剂(5%抗坏血酸 +5%
硫脲),摇匀放置 40min后用 5%盐酸定容 , 同时做空白试样。
2　结果
2.1　条件优化 确定了反应介质和载流流速以后 , 结合荧光信
号强度与峰形 ,分别对仪器的主要工作参数:负高压 、载气流量 、
NaBH4溶液浓度等进行了优化实验 , 得到了较为理想的结果 , 提
高方法的灵敏度和准确度。
2.1.1　负高压的影响 负高压是加于光电倍增管两端的电压 , 其
作用是将光信号转换成电信号 , 并通过放大电路将信号放大 , 其
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LISHIZHENMEDICINEANDMATERIAMEDICARESEARCH 2008VOL.19NO.3 时珍国医国药 2008年第 19卷第 3期
放大倍数与加在打拿板之间的电压有关。在一定范围内负高压
与荧光信号强度成正比。如图 1所示 , 在其它条件不变的情况
下 , 负高压越高 ,相同浓度的标准溶液所产生的荧光信号强度就
越大 , 同时 , 灵敏度增加 , 标准与载流空白的荧光强度都增加 ,标
准与载流空白的荧光强度的比值总体上有逐渐变大的趋势;从灵
敏度角度看 , 应该选择较大的负高压 ,但负高压增大 ,仪器噪声会
随之增加 , 峰形变差 ,同时会影响光电倍增管的寿命 ,因而在满足
分析要求的情况下 , 不推荐选择过高的负高压 , 建议使用 280到
300V之间。本文选用 290 V。
图 1　负高压的影响
2.1.2　载流液酸度的影响 氢化物发生原子荧光光谱法(HG-
AFS)测定砷含量 ,其原理是五价砷先是被还原为三价砷 , 在酸性
介质中 , 三价砷在硼氢化钠作用生成砷化氢蒸气 , 通过载气输送
到原子化器中燃烧并原子化。孙建刚等 [ 15]研究表明酸对氢化物
的发生有一定的影响 , 样品溶液要求有适宜的酸度。本文试验
了 1% ～ 12% HCl对砷测定荧光值的影响(见图 2), 从图 2中可
看到 , 随着载流酸度的增加 ,载流空白荧光强度逐渐增加 ,但砷标
准溶液的荧光强度并无多大变化。砷标准与载流荧光强度的比
值则逐渐减小 , 载流酸度应尽可能小 , 但当选用 1%的酸度时根
本不能产生火焰。因此 , 本文推荐载流酸度选用 2%。
图 2　载流液酸度的影响
2.1.3　载气选择 载气流量的大小直接影响测定的灵敏度和精
密度 , 流量太小 , 产生的 AsH3气体不能被迅速送入石英炉原子
化器中 , 致使氩氢焰中砷的瞬间原子密度较低 , 荧光信号较弱 ,
同时出现拖尾现象;如果载气流量太大 , 待测元素气态原子在
原子化器中停留时间短 , 不能充分原子化 , 并有稀释作用 , 将使
荧光信号减弱。本文试验了载气流量(200 ～ 700 ml/min)对砷标
准溶液荧光强度的影响(如图 3),结果表明无论是载流空白荧光
强度还是标准荧光强度均无多大变化 , 其比值变化也很小 , 结合
峰型 , 选择载气为 500ml/min为佳。
图 3　载气大小的影响
2.1.4　NaBH4溶液浓度的影响 在氢化物发生 -原子荧光光谱
法中 , NaBH4的质量浓度直接影响氢化物的生成过程和氩氢焰
的稳定性。当增加 NaBH4的质量浓度时 ,氩氢焰增强 , 荧光信号
增强 , 但测定的稳定性降低;随着 NaBH4的质量浓度的降低 , 氩
氢焰变小 , 减小了火焰对荧光信号的影响 , 但是过低浓度的
NaBH4影响氢化物生成效率。本文试验了 NaBH4溶液在 0.2%～ 2.0%的浓度变化对砷标准溶液荧光强度的影响 , 结果如图 4
所示 , 当 NaBH4在 1.0%时标准(4 μg/L砷)与载流空白均出现
最大值 ,比值在 0.5% 时最大 , 本实验采用浓度为 1.0%。
图 4　NaBH4 溶液浓度的影响
2.2　标准曲线的绘制 取 As标准储备液(1 000.00mg/L),逐级
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时珍国医国药 2008年第 19卷第 3期 LISHIZHENMEDICINEANDMATERIAMEDICARESEARCH 2008VOL.19NO.3　
稀释到 100.00 μg/L, 配制浓度分别为 0.00, 2.00, 4.00, 8.00,
10.00μg/L的标准曲线。按本文选定的条件对其荧光强度进行
测定。结果线性回归方程:Y= 207.747X+2.894, 线性相关系
数 R= 0.999 9。
2.3　检出限 在选定的仪器参数和实验条件下 , 对方法检出限进
行了考察。仪器检出限为 0.08 μg/L, 方法检出限为 0.04
mg/kg。
2.4　方法精密度实验 以 1号头花蓼样品为考查对象 , 同时称取
5个平行样测定其含量 , 做方法精密度考察 , 相对标准偏差为
1.7%。结果见表 2。
表 2　方法精密度考察
样品号 荧光强度 测定值C/mg· kg-1
平均值
C/mg· kg-1
相对标准偏差
RSD(%)
1 460.3 1.053
2 477.2 1.085
3 466.3 1.052 1.055 1.7
4 474.4 1.050
5 485.4 1.035
由表 2可知 , 该 1号头花蓼样品中 As的平均含量为 1.055
mg/kg(置信度 99%时置信区间:1.017 ～ 1.093mg/kg), 精密度
为 RSD=1.7%。
2.5　样品加标回收率 称取 1号头花蓼样品 15个平行样 , 分别
做高 , 中 ,低 3个水平的回收率考查 , 即加入近似于样品本底值的
0.5, 1.0, 1.5倍(50, 100, 150ng)标准品。其结果见表 3, 其平均
回收率为 101.7%。
表 3　加标回收率实验
样品号 加标量 加标测定值C/mg· kg-1
回收率
(%)
平均回收率
(%)
1 50 1.543 106.1
2 50 1.471 86.81
3 50 1.496 95.6
4 50 1.519 103.0
5 50 1.569 109.6
6 100 1.998 103.0
7 100 2.030 101.4
8 100 2.064 103.8 101.7
9 100 1.907 93.2
10 100 2.078 107.4
11 150 2.480 104.8
12 150 2.564 103.3
13 150 2.576 107.1
14 150 2.552 104.5
15 150 2.356 96.6
对回收率最高值 109.6与最低值 86.81进行是否属于异常
值考 察 , 根据 Grubbs异常 值取 舍法 , T=χn- xS , T109.6 =
109.6-101.7
6.1 =1.29, T=
x-χ1S , T86.81 =101.7-86.816.1 =2.44而
T0.01 , 15 =2.71.T0.01 , 15 >T109.6 , T0.01, 15 >∣ T86.81∣ ,因而 , 两值均不
属于异常值 , 故予以保留。
2.6　样品的测定 通过以上方法对 10个样品进行了检测 , 其结
果见表 4。所采集样品中 As的含量在 0.42 ～ 3.35 mg/kg之间 ,
仅有一个样品超过我国《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》
(WM /T2 -2004)限量指标 2 mg/kg。
表 4　样品检测结果
样品 荧光强度 含量 C/mg· kg-1
1 466.3 1.052
2 1333.1 3.346
3 197.8 0.537
4 259.5 0.699
5 251.3 0.678
6 191.8 0.558
7 151.3 0.419
8 326.3 0.872
9 198.3 0.562
10 519.7 1.352
3　小结
本实验在样品前处理过程中采用了微波消解 ,使方法具有了
快速 、准确等特点 , 并对不同消解液(HNO3 , HNO3 -H2O2 , HNO3-HCl, HNO3 -HSO4)进行了比较 ,结果表明加 2 mlHNO3浸泡 2～ 3 h后再加入 1mlH2O2 ,用所设定程序消解 , 能得到较好的效
果。同时 , 对仪器的一些关键参数进行了优化 , 为原子荧光光谱
法测定植物药材中的痕量砷含量提供了方法参考。
本文在采样过程中 ,得到了贵州师范大学生物技术与工程学
院夏品华同学的帮助 ,在实验过程中得到了贵州师范大学分析测
试中心老师帮助 ,在此一并至以诚挚的谢意。
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