全 文 ：第 1 期
第 54 卷第 1期
2015 年 1月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol． 54 No.1
Jan.，2015
皂角刺（Gleditsia sinensis Lam． Stings）是豆科
皂荚属植物皂荚（Gleditsia sinensis Lam）的干燥棘
刺［1］。 皂角刺具有抗菌、抗炎、抗病毒、免疫调节、抗
凝血和抗肿瘤等作用［2］。火棘［Pyracantha fortuneana
（Maxim） Li］为蔷薇科苹果亚科（Maloideae）火棘属
（Paracantha Roeme）的常绿野生灌木 ［3］。 火棘具有
抗氧化、增强免疫力、利胆、助消化、抗疲劳、降血
脂促进血凝等作用 ［4］，长期以来对皂角刺、火棘化
学成分的研究主要集中在有机成分上，例如对皂角
刺的黄酮、皂苷等［1］，火棘的多糖、黄酮、色素、果胶、
花青素、多酚的研究等 ［3］诸见报道；对微量元素的
分析报道却较少。 现代科学研究证明，微量元素与
人体健康息息相关，虽在体内含量很少， 但非常重
要，如果某些元素低于或超过正常含量，将会引起
疾病［5－7］。 在检测植物微量元素之前，必须对样品进
行预处理，以破坏其共存的有机物 ［8］，然后才能进
行测定。 本研究采用干法灰化、湿法消化、微波消
解法对样品进行预处理， 采用火焰原子吸收光谱
法测定皂角刺和火棘中 Fe、Zn、Cu、Mg、Mn、Cd、Pb
7 种微量元素的含量，然后对预处理方法进行对比，
为研究皂角刺和火棘的食用和药用价值提供试验
数据。
火焰原子吸收光谱法测定皂角刺、火棘中的微量元素
楚红英 1，魏家红 1，李 瑜 2
（1．黄河水利职业技术学院应用化学研究中心，河南 开封 475004；2．郑州颐和医院泌尿外科，郑州 450047）
摘要：用干法灰化、湿法消化及微波消解 3 种方法处理样品，其中微波消解效果较好。 用火焰原子吸收光
谱法测定火棘和皂角刺中的 Fe、Zn、Cu、Mg、Mn、Cd、Pb 7 种微量元素的含量。结果表明，皂角刺的 7 种微
量元素含量顺序为 Mg＞Fe＞Zn＞Cu＞Mn＞Pb＞Cd，火棘的为 Fe＞Mg＞Zn＞Cu＞Mn＞Pb＞Cd，相对标准偏差介于
0．66％～3．51％之间，加标回收率在 90．0％～107．1％之间，该方法具有回收率和准确度高等优点，能够较好
的用于该两种药用植物中微量元素的测定。
关键词：皂角刺；火棘；原子吸收；微量元素
中图分类号：O657．31；TQ461 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2015）01－0171-04
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.01.044
Determining Trace Elements in Gleditsia sinensis Lam． Stings and Pyracantha fortuneana
with Atomic Absorption Spectrometry
CHU Hong－ying1，WEI Jia－hong1，LI Yu2
（1． Applied Chemistry Research Center， Yellow River Conservancy Technical Institute， Kaifeng 475004， Henan， China；2．Department of
Urology， Zhengzhou Yi He Hospital ， Zhengzhou 450047， China）
Abstract： The samples were prepared with processes of dry， wet and microwave digestion. The effect of microwave digestion
was better than that of other methods． The contents of trace elements including Fe，Zn，Cu，Mg，Mn，Pb and Cd in Gleditsia
sinensis Lam． Stings and Pyracantha fortuneana were determined with atomic absorption spectrometry． The results showed that
the order of seven trace elements content was Mg＞Fe＞Zn＞Cu＞Mn＞Pb＞Cd in Gleditsia sinensis Lam． Stings，Fe＞Mg＞Zn＞Cu＞Mn＞
Pb＞Cd in Pyracantha fortuneana． The relative standard deviation was 0．66％～3．51％ and the recovery rate was 90．0％～107．1％．
This method was of high recovery rate and accuracy， and can be used in determining trace elements in the two medical plants．
Key words： Gleditsia sinensis Lam．Stings； Pyracantha fortuneana； flameatomic absorption spectrometry； trace elements
收稿日期：2014－03－10
基金项目：河南省教育厅科学技术研究重点项目（13B150125）；黄河水利职业技术学院科研基金项目（2013KYJS012）
作者简介：楚红英（1973－），女，河南开封人，讲师，硕士，主要从事有机化工教学科研工作，（电话）13937803168
（电子信箱）chuhongying2000＠163．com。
湖 北 农 业 科 学 2015 年
1 材料与方法
1.1 试剂与仪器
试验所用皂角刺购于开封市医药大厦，火棘于
10 月上旬采自黄河水利职业技术学院的景观火棘。
将皂角刺、火棘依次用自来水，蒸馏水洗净之后，在
120 ℃烘干至恒重，粉碎，用 100 目筛子过筛，密封
保存于棕色瓶中备用。
试剂：Fe、Zn、Cu、Mg、Mn、Cd、Pb 对应的标样均
为光谱纯，浓硫酸、浓硝酸，均为分析纯；试验用水
为二次蒸馏水，所用玻璃仪器均用 5％的稀硝酸浸
泡 12 h以上。
仪器：PB1502－L 型分析天平 （瑞士梅特勒－托
利多公司）；ZRD－8210 型电热风干燥箱 （上海智诚
分析仪器制造有限公司）；电子万用炉（北京市永光
明医疗仪器厂）；TAS－990F 型原子吸收分光光度计
（北京普析通用仪器有限责任公司）；MDS－6 型微波
消解仪（上海新仪微波化学科技有限公司）。
1.2 试验方法
1．2.1 仪器工作条件 本试验仪器工作参数如表 1
所示。
1.2．2 线性回归方程 Fe、Zn、Cu、Mg、Mn、Cd、Pb的
标准储备液的制备： 分别称取 1．000 0 g Fe、Zn、Cu、
Mg、Mn、Cd、Pb，加入硝酸溶液（1＋1）溶解后，加水定
容至 1 000 mL，其储备液的浓度均为 1 mg ／ mL，使用
时再逐步稀释成标准使用液。 分别吸取适量的标准
使用液，用水稀释成系列标准溶液，浓度如表 2 所
示。 在上述仪器测试条件下测标准溶液的吸光度，
求得线性回归方程及相关系数，具体见表 2。 由表 2
可以看出，在试验范围内，相关系数均在 0．996 以
上，说明方法具有较好的线性关系。
1.2．3 样品的处理 样品干法灰化。 精确称取皂
角刺、火棘叶、火棘果样品粉末 1．000 0 g 置于洁净
瓷坩埚中，于电炉上小火炭化至无烟后转移入至马弗
炉中，（550±25）℃继续灰化， 依次重复直至无炭粒为
止［8－9］。 然后，用 10 mL硝酸溶液（1＋4）溶解灰分，无
损失转移到 50 mL容量瓶中， 用水稀释至刻度，备
用，同时做空白对照。
样品湿法消化。 精确称取皂角刺、火棘叶、火棘
果样品粉末各 1．000 0 g，分别置于洁净的 250 mL
三角瓶中，放入沸石，加入 10 mL 浓硝酸和 4 mL 浓
硫酸，用小烧杯盖口静置过夜，将锥形瓶放在电炉
上加热煮沸至棕色，冷却，逐滴加一定量浓硝酸，
再煮沸，再冷却，反复多次，直到溶液保持淡黄色
或无色［8－9］，若有沉淀，进行过滤，用水清洗，定容至
50 mL 容量瓶中，作为储备液，备用，同时做空白
对照。
样品微波消解。 精确称取皂角刺、火棘粉末各
1．000 0 g置于洁净的聚四氟乙烯消解内罐中， 加入
10 mL 浓硝酸，盖好内盖，旋好外套，放入微波消解
仪内，封闭微波消解，消解条件为功率 800 W，程序
升温，经 10 min 升至 150 ℃，保温 5 min，冷却至室
温 ［10，11］，把消解后的溶液转移至小烧杯中，用水浴
加热赶走多余的硝酸，待近 2 mL 时，冷却，转移至
50 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度备用，同时做空白
对照。
1.2．4 样品的测定 将上述 3 种方法处理后样品
试液，在表 1 仪器工作条件下，用原子吸收分光光
度计测定各元素吸光度， 用表 2 中的线性回归方
程，计算各种微量元素的浓度，换算成各种元素在
皂角刺、火棘中的含量。 在测试过程中，如果某元素
的吸光度不在线性范围之内，应对试液进行稀释后
再测定。
2 结果与分析
2．1 加标回收率
在已知含量皂角刺、火棘叶、火棘果的样品试
液中加入一定量的 Fe、Zn、Cu、Mg、Mn、Cd、Pb 的标
准溶液，定容至刻度，测定其吸光度，根据测定值、
实际加入量，计算出加标回收率，测定结果见表 3。
从表 3可以看出，7种元素的加标回收收率在90．0％
～107．1％，相对标准偏差 （RSD）在 0．66％～3．51％，
表明数据可靠。
表 1 仪器工作条件
元素
Fe
Zn
Cu
Mg
Mn
Cd
Pb
波长
nm
248.3
213.9
324.7
285.5
279.5
228.8
283.3
灯电流
mA
4.0
3.0
3.0
2.0
2.0
2.0
2.0
光谱带宽
nm
0.4
0.4
0.4
0.4
0.2
0.4
0.4
燃烧器高度
mm
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
5.0
5.0
乙炔流量
mL/min
1 700
1 000
2 000
2 000
1 700
1 000
1 500
空气流量
L/min
5.5
6.0
5.5
6.0
5.5
5.0
5.5
表 2 各元素的浓度范围、线性回归方程式及相关系数
元素
Fe
Zn
Cu
Mg
Mn
Cd
Pb
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
1.00
0.10
1.00
0.10
0.25
0.10
1.00
4.00
0.80
4.00
0.60
1.50
0.80
8.00
浓度//μg/mL
2.00
0.20
2.00
0.20
0.50
0.20
2.00
3.00
0.40
3.00
0.40
1.00
0.40
4.00
5.00
1.00
5.00
1.00
2.50
1.00
10.00
线性回归方程
A=0.785 5c+0.002 3
A=0.443 6c+0.019 4
A=0.149 0c+0.001 0
A=0.231 5c+0.012 9
A=0.347 7c+0.019 0
A=0.382 5c+0.013 1
A=0.026 5c+0.004 0
相关系数
0.999 9
0.996 1
0.999 9
0.998 2
0.998 8
0.997 1
0.999 5
172
第 1 期
表 3 加标回收率实验 （n＝5）
皂
角
刺
火
棘
叶
火
棘
果
元素
Fe
Zn
Cu
Mg
Mn
Cd
Pb
Fe
Zn
Cu
Mg
Mn
Cd
Pb
Fe
Zn
Cu
Mg
Mn
Cd
Pb
加标前
μg/mL
1.196
0.696
0.169
1.930
0.026
0.001
0.003
2.464
0.626
0.479
1.878
0.281
0.001
0.004
1.733
0.813
0.648
1.784
0.154
0.001
0.003
加标量
μg/mL
1.000
0.700
0.200
2.000
0.020
0.001
0.002
2.500
0.500
0.500
2.000
0.200
0.001
0.004
2.500
1.000
0.500
2.000
0.200
0.001
0.002
加标后
μg/mL
2.170
1.371
0.358
3.962
0.047
0.002
0.004
4.927
1.111
0.981
3.860
0.483
0.002
0.008
4.230
1.800
1.130
3.812
0.359
0.002
0.004
回收率
%
97.4
96.4
94.5
101.6
102.0
105.2
90.0
98.5
97.0
100.4
99.1
101.0
107.1
92.1
99.8
98.7
96.4
101.4
102.5
100.0
92.6
RSD
%
1.81
3.15
2.07
3.43
0.66
3.89
2.29
2.91
2.63
1.36
2.69
1.08
3.21
2.65
2.34
3.51
1.19
1.92
2.51
3.41
1.57
表 4 不同消解方法处理皂角刺、火棘叶及火棘果
微量元素测定结果（n＝5）
元素
Fe
Zn
Cu
Mg
Mn
Cd
Pb
含量//μg/g
59.78
57.95
63.25
34.80
46.96
48.25
8.44
8.84
9.00
96.48
97.12
100.37
1.31
1.72
1.98
0.04
0.07
0.08
0.13
0.22
0.25
RSD//%
1.98
2.65
1.32
2.05
1.59
1.46
1.69
1.76
0.18
0.26
1.04
1.23
1.13
3.95
0.74
1.98
2.71
1.94
2.21
1.52
1.01
RSD//%
2.62
1.16
1.60
1.22
2.55
0.54
2.17
4.20
0.96
0.47
1.63
0.75
2.62
2.24
1.33
2.67
2.17
1.55
1.20
1.84
1.30
火棘叶皂角刺
含量//μg/g
123.22
155.05
209.71
40.60
66.49
67.12
23.97
17.29
25.77
93.89
91.17
95.79
14.05
18.92
20.16
0.07
0.09
0.10
0.19
0.21
0.25
方法
干法
湿法
微波
干法
湿法
微波
干法
湿法
微波
干法
湿法
微波
干法
湿法
微波
干法
湿法
微波
干法
湿法
微波
RSD//%
1.10
2.61
0.44
2.02
2.89
0.89
1.86
2.35
1.95
1.53
1.13
0.75
2.09
3.14
1.88
2.86
2.91
2.57
1.73
1.36
1.73
火棘果
含量//μg/g
86.64
110.11
124.81
31.28
48.54
57.34
32.38
24.59
36.36
89.18
92.26
95.20
7.68
9.71
10.66
0.04
0.06
0.06
0.14
0.17
0.182．2 结果分析
对皂角刺、火棘叶、火棘果分别用干法、湿法和
微波消解， 用火焰原子吸收分光光度法对其中 Fe、
Zn、Cu、Mg、Mn、Cd、Pb 含量进行测试， 测定结果见
表 4。 从表 4 中发现同种样品不同消解方法对样品
的测定结果有一定的差异，消解方法不同时，测得
结果的精密度是也有一定的差异。
从表 4 中可以看出，皂角刺中微量元素含量的
顺序为 Mg＞Fe＞Zn＞Cu＞Mn＞Pb＞Cd；火棘叶、火棘果
中微量元素含量的顺序均为 Fe＞Mg＞Zn＞Cu＞Mn＞
Pb＞Cd， 火棘叶中的 Fe、Zn、Mn、Pb、Cd 均大于火棘
果中的含量，其中，火棘叶中的 Fe 平均含量是果中
的 1．5 倍，Zn 平均含量是果中的 1．3 倍，Mn 平均含
量是果中的 1．9倍，Cd平均含量是果中的 1．6 倍，Pb
约为果中的 1．1 倍，说明叶比果更容易富集 Fe、Zn、
Mn、Pb、Cd。 火棘果中 Cu 的含量是叶中的 1．4 倍左
右，说明果比叶更能富集 Cu。 对人体有益的微量元
素 Fe、Zn、Cu、Mg、Mn 在皂角刺和火棘中的含量均
较为丰富，Fe 是血红蛋白的组成成分， 血红蛋白参
与氧的运输和存储，并与许多酶的活性有关，体内
铁元素缺乏时，免疫功能会下降。 Zn 与生长激素相
结合，可使之更稳定，不易失活。 体内 Zn 态势的改
变可影响胰岛素的合成、分泌、贮藏和活力，Zn 能促
进睾丸酮的合成分泌［12］。 Zn 的摄入量不足，出现生
长迟缓、性机能减退及贫血症等症状 ［13］。 Cu 构成体
内多种酶及生物活性蛋白，参与物质和能量代谢。缺
Cu 会使造血机能受到影响， 引起缺 Cu 性贫血 ［14］。
Cu含量丰富，可以缓解冠心病发病的危险，Fe对 Cu
的吸收有促进作用。 绝对或相对 Cu 缺乏均可引起
血清胆固醇、甘油三酯浓度升高，干扰了胆固醇的
正常代谢从而诱发冠心病［12，15］。 Mg具有舒张血管而
使血压下降的作用，对高血压及胆固醇引起的动脉
硬化有一定的防治作用 ［14］，Mn 有助于锰酶或锰激
活酶发挥生理作用，影响胰岛素合成和分泌、调节
糖代谢、造血功能、生殖能力和性功能、影响骨代
谢、脑功能等 ［15］。 Pb、Cd 是有害元素，根据《药用植
物及制剂进出口行业标准 》Pb≤5．0 mg ／ kg，Cd≤
0．3 mg ／ kg，皂角刺和火棘的 Pb、Cd 含量均低于国家
限量标准。
干法消解中相对标准偏差 （RSD）在 0．26％～
2．86％之间，湿法消解中（RSD）在 1．16％～4．20％之
间，微波消解中的相对标准偏差（RSD）在 0．18％～
2．57％之间。 在这 3 种消解方法中，干法消解时，灰
化温度由仪器本身控制， 炉箱内温度基本相同，消
解程度对于平行样基本平行， 相对标准偏差（RSD）
优于湿法消解，由于温度较高，导致一些元素在消
楚红英等：火焰原子吸收光谱法测定皂角刺、火棘中的微量元素 173
湖 北 农 业 科 学 2015 年
（责任编辑 龚 艳）
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（上接第 170页）
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解的过程中部分元素有损失，对于 Zn、Mn、Pb、Cd来
说，微波消解所测之值大约是干法灰化所测之值的
1．3 倍以上，说明在干法灰化时，损失较严重。 湿法
消化时，由于是在电炉上加热，温度受功率、环境及
人为因素影响较大，有时会导致平行样间消解程度
不同。 干法消解和湿法消解在消解过程中一直是敞
开体系，容易造成元素的损失。 从消化环境来看，湿
法消化中由于使用了浓硝酸，在消化过程中有酸雾
产生，干法消解通过高温热解实现，不存在酸雾的
产生，比湿法消化环境好。 微波消解是全封闭的环
境，避免了挥发损失，热速度快、均匀，使用试剂少、
减少样品的污染等优点。
3 结论
比较 3 种样品预处理方式， 以微波消解为最
佳，克服了干法灰化与湿法消解的缺点，能够提高
分析的准确性和精密度。 用原子吸收分光光度法测
定皂角刺和火棘中的微量元素，操作简单，回收率
高，数据可靠，能够较好的用于药用植物中微量元
素的测定。
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（责任编辑 龚 艳）
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