全 文 ：第 28卷 ,第 6期 光　谱　实　验　室 Vol . 2 8 , No . 6
2 0 1 1年 1 1月 Chinese Journal of Spectroscopy Laboratory November , 2 01 1
微波辅助-原子吸收光谱法
测定翻白草中的铜与铁①
① 福建省青年人才创新项目 ( 2010 J05029) ;福建省教育厅科技项目 ( JA10222, JB09188, JB11142)
② 联系人 ,电话: ( 0591) 83761630; E-mail: lucy8333876@ sina. com
作者简介:黄露 ( 1983— ) ,女 ,江西省景德镇市人 ,讲师 ,博士 ,主要从事现代分离分析研究工作。
收稿日期: 2011-05-24;接受日期: 2011-06-16
黄 露②　陈毅挺　林 棋　张振华
(闽江学院化学与化学工程系　福州市闽侯上街大学城文贤路 1号　 350108)
摘　要　利用微波萃取法进行提取 ,以稀盐酸为提取剂 ,浓硝酸 -高氯酸为消解体系 ,采用原子吸收光
谱法测定翻白草中铁和铜的含量。 翻白草铜、铁元素的提取时间均为 150s,阳极电流为 120m A ,料液比为
1∶ 20( g /m L) ,铜、铁提取剂酸度分别为 1. 5和 1. 0。翻白草根中铜的溶出量最大 ,而叶中铁的溶出量最大。
关键词　翻白草 ;微波萃取 ;原子吸收光谱法 ;铁 ;铜
中图分类号: O657. 31　　　文献标识码: A　　　文章编号: 1004-8138( 2011) 06-3265-03
1　引言
翻白草在我国分布广泛 ,资源丰富 ,化学成分复杂 ,具有广泛的生物学活性 ,因而开发价值较
高。对于其中蕴含的微量元素 ,常用浸提法、超声提取法等进行提取。然而这些方法一般提取周期
较长 ,如浸提法一般需要几小时甚至十几小时 [1 ]。也有不经过提取直接将翻白草进行消解反应后检
测 ,但此法可能会将一些干扰物质带入检测步骤 [2 ]。本文将微波萃取与原子光谱法相结合用于翻白
草中不同部位铁和铜含量的测定。与传统方法相比 ,使用微波萃取法 ,分析周期大大缩短 ,提取时间
仅不到 3min,可以明显提高工作效率。
2　实验部分
2. 1　仪器与试剂
CMCR-3常压微波合成萃取仪 (巩义市予华仪器有限责任公司 ) ; WFX-120原子吸收分光光度
计 (北京瑞利分析仪器有限公司 ) ; DHG-9140A电热恒温干燥箱 (上海中友仪器设备有限公司 )。
翻白草购自福建省源盛医药有限公司。
浓盐酸、浓 HNO3、高氯酸 (分析纯 ,上海化学试剂有限公司 ) ;氯化铜、氯化铁 (分析纯 ,国药集
团化学试剂有限公司 )。实验用水均为去离子水。
2. 2　样品处理
将翻白草洗净、烘干并磨成粉末 ,准确称取 5. 0g于 150mL烧瓶中 ,按 1∶ 20( g /mL)的料液比
加入适量一定酸度的盐酸 ,在 120mA阳极电流下于微波萃取仪中反应 150s。随后进行抽滤 ,将滤
液置于电热套蒸发至溶液约剩 100mL,取下冷却 ,加入 6mL浓硝酸 ,加热至大部分有机物被分解。
取下烧杯 ,稍冷 ,加 2mL 70%高氯酸 ,继续加热至冒白烟 ,如试液呈深色则补加浓硝酸 (直至无色透
明 ) ,继续加热至冒浓厚白烟将尽 ,取下烧杯冷却。最后用去离子水定容于 25mL的容量瓶中。
2. 3　原子吸收工作条件
分析线波长为铜 324. 7nm、铁 248. 3nm;灯电流均为 3mA;光谱通带为铜 0. 4nm,铁 0. 2nm;空
气流量均为 7L· min- 1 ;乙炔流量均为 2. 5L· min- 1。
3　结果与讨论
3. 1　铜、铁校准曲线绘制
配制一系列不同浓度的铜、铁标准溶液 ,按原子吸收光谱工作条件 ,依次测定其吸光度 ,得到
铜、铁的校准曲线 ,其曲线方程分别为: A= 0. 1545C (μg /mL)+ 0. 0062,相关系数 r为 0. 9985(铜 ) ;
A= 0. 1022C (μg /mL) + 0. 0131,相关系数 r为 0. 9980 (铁 )。 铜和铁的线性范围分别为
0. 10— 4. 5μg /mL和 0. 5— 10μg /mL,检出限分别为 0. 03μg /mL和 0. 2μg /mL。
3. 2　提取剂酸度的影响
实验表明以盐酸作为提取剂时提取效率最高 ,而盐酸的酸度则会影响提取铜、铁的溶出量。 在
料液比 1∶ 15( g /mL) ,阳极电流为 120mA,提取时间 150s的提取条件下 ,考察了不同酸度时铜、铁
的溶出情况。实验发现 ,在 pH> 3时 ,铜和铁的溶出量都较少 ;当 pH< 3时 ,铜和铁的溶出量随着
pH的减小而增大。 铜的溶出量在 pH= 1. 5时达到最大值 ,而铁的溶出量在 pH= 1. 0时达到最大
值。此后 ,随着酸度继续增大 ,二者的溶出量又减少 ,且减少的趋势较平缓。 因此 ,对于铜、铁元素 ,
提取时的溶剂酸度 pH分别确定为 1. 5和 1. 0。
3. 3　阳极电流的影响
微波萃取时选用的阳极电流的大小直接影响了微波功率 ,从而影响了微波萃取的效果 ,铜和铁
分别在提取剂酸度 pH为 1. 5与 1. 0,料液比 1∶ 15( g /mL) ,提取时间 150s的提取条件下 ,考察了
阳极电流对翻白草中铜、铁元素提取效果的影响。实验发现阳极电流小于 120mA时 ,铜和铁的溶出
量都随阳极电流增大而增加 ,并在 120mA时达到最大值 ,阳极电流大于 120mA时 ,铁和铜的溶出
量几乎不变。 因此 ,确定提取时阳极电流为 120mA。
图 1　溶出量随提取时间的变化曲线
3. 4　提取时间的影响
铜和铁分别在提取剂酸度 pH为 1. 5与 1. 0,料
液比 1∶ 15( g /mL) ,阳极电流为 120mA的提取条件
下 ,考察了提取时间对翻白草中铜、铁元素提取效果
的影响 (如图 1所示 )。 从图中可以看出 ,提取时间小
于 150s时 ,铜和铁的溶出量都随提取时间的增大而
增大 ;提取时间大于 150s时 ,二者的溶出量几乎不
变。这可能是由于微波作用时间长 ,不仅能提高提取
剂的扩散能力、溶剂溶解能力 ,还能增强所需组分从
样品中解吸附的能力 ,从而提高产物的提取率。而当
时间大于 150s时 ,铜、铁已基本溶出 ,溶出量几乎不变。因此 ,确定提取时间为 150s。
3. 5　料液比的影响
铜和铁分别在提取剂酸度 pH为 1. 5与 1. 0,阳极电流为 120mA,提取时间 150s的提取条件
下 ,考察了料液比对翻白草中铜、铁元素提取效果的影响 (如图 2所示 )。从图中可以看出 ,铜和铁的
溶出量都随着溶剂的增加而增大 ,在料液比为 1∶ 20( g /mL)时 ,二者的溶出量都达到了最大值。 因
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图 2　溶出量随料液比的变化
此 ,二者溶出量的最佳料液比为 1∶ 20( g /mL)。造成上
述现象的原因可能主要在于料液比对传质速率的影响。
料液比小 ,两相间的浓度差小 ,从而传质推动力小。料液
比的提高必然会在较大的程度上提高传质推动力 ,但当
料液比大于一定值时 ,传质速率已经达到最大值 ,因此
溶出量也就不再变化了。
3. 6　不同提取方法的对比
由于不同产地、季节的翻白草中铜、铁含量可能不
同 ,因此与其他文献中的检测结果无法直接进行比较。
本实验分别使用浸提法、超声波、索式提取法对翻白草
进行提取 ,提取时间分别为 15h、 20min和 1h ,检测结果
与微波萃取基本相同 ,然而微波萃取法提取过程只需不到 3min。
3. 7　翻白草根茎叶铜、铁溶出量的研究
在最佳提取条件下 ,分别对根、茎、叶和全草提取液中铜、铁的含量进行了测定。铜溶出量的大
小顺序为:根> 全草> 叶> 茎 ;而铁溶出量的大小顺序为:叶> 全草> 根> 茎。
铜主要通过根部从土壤中以离子的形式吸收 ,少部分通过叶面吸收 ,且铜在植物体内是不可再
利用元素 ,在细胞内主要呈难溶解的稳定化合物 ,不再参与循环 [3 ] ,因此根部的铜会比叶和茎来得
高。铁是叶绿素合成所必需的营养元素 ,铁从根质外体转移到细胞质 ,进而通过长距离运输到叶片
中被植物利用 ,而且当铁缺乏时 ,移动性明显提高 [ 4]。许多研究者发现 ,缺铁失绿的叶片中铁的含量
并不低 ,甚至比正常的叶片的还高 ,这可能是翻白草中铁主要存在于叶中的原因。
4　结论
本文通过微波萃取法提取了翻白草中铜、铁元素 ,并通过原子吸收光谱法对其进行了检测。 与
传统提取方法相比 ,使用微波萃取法 ,提取时间明显缩短。而且发现在翻白草中 ,铜、铁元素在不同
部位的溶出量并不一样。因此 ,在使用翻白草及其制剂的过程中 ,可以根据不同的需要选择不同的
提取部位。
参考文献
[1 ]刘金环 ,阮维国 .翻白草水煎剂中微量元素研究 [ J ].河北大学学报 (自然科学版 ) , 2003, 23( 3): 337— 338.
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[3 ]祝沛平 .铜在植物生长发育中的作用 [ J].生物学通报 , 2000, 35( 10): 7— 8.
[4 ]张福锁 .土壤与植物营养研究新动态 (第三卷 ) [M ].北京:中国农业出版社 , 1995. 239— 256.
Determination of Copper and Iron in Potentilla Discolor
by Atomic Absorption Spectrometry with Microwave Assisted
HU ANG Lu　 CHEN Yi-Ting　 LIN Qi　 ZHANG Zhen-Hua
(Department o f Chemistr y and Chemical Engineering , Min jiang University ,Fuzhou 350108,P . R.Ch ina )
Abstract　 The samples were ex t racted by microw ave ext raction wi th diluted hydrochlo ric acid as
ex tractant and concentrated ni tric acid-perchloric acid as digestion sy stem, and the contents of copper
and iron in po tentilla discolo r w ere determined by atomic absorption spect ropho tometry ( AAS) . The
ex traction time for bo th copper and iron w as 150s, and the anode current was 120mA, and the
solid-liquid ratio was 1∶ 20( g /mL) ; and the acidities of the ex t ractants for copper and iron were 1. 5
and 1. 0, respectively. The highest release amount of copper w as found in the roots of potentilla
discolor, w hile tha t of iron was found in the leaves.
Key words　 Po tentilla Discolor; Microwave Ex traction; AAS; Iron; Copper
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