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藏雪莲水母雪兔子中矿质元素的测定与分析



全 文 :化学与生物工程 2011,Vol.28No.11   
 Chemistry &Bioengineering
89
基金项目:陕西省科技厅自然科学基础研究计划资助项目(2010JM2009),咸阳师范学院科研基金资助项目(09XSYK208)
收稿日期:2011-08-06
作者简介:古元梓(1982-),男,河北南宫人,助理工程师,主要从事天然产物化学研究;通讯作者:魏永生,教授,E-mail:wys420
@126.com。
doi:10.3969/j.issn.1672-5425.2011.11.025
藏雪莲水母雪兔子中矿质元素的测定与分析
古元梓,任 媛,郑敏燕,魏永生
(咸阳师范学院化学与化工学院,陕西 咸阳712000)
摘 要:经 HNO3/H2O2湿法微波消解制样,利用全谱直读电感耦合等离子原子发射光谱法(ICP-OES),分析测定
了青藏高原地区产藏雪莲水母雪兔子中的矿质元素。结果显示,藏雪莲水母雪兔子中含有 K、Ca、P、Mg、Al、S、Fe、Si、
Na、Mn、Ti、Sr、Ba、B、Zn、Cu、Cr等17种矿质元素,定量分析结果相对标准偏差RSD值在0.60%~7.25%之间。与普通
食物相比较,藏雪莲水母雪兔子中人体必需元素Ca、Mg、Fe、Mn的含量非常丰富,分别为1724.4 mg·(100 g)-1、386.5
mg·(100 g)-1、165.5 mg·(100 g)-1、8.54 mg·(100 g)-1。分析结果可为藏雪莲水母雪兔子的相关研究提供参考。
关键词:藏雪莲水母兔子;矿质元素;ICP-OES;微波消解
中图分类号:O657.31     文献标识码:A     文章编号:1672-5425(2011)11-0089-04
  雪莲花是我国青海、西藏、新疆等地少数民族用到
的一类具有营养滋补和药理功能的珍贵植物,常被用
作生药的雪莲植物有12种和1变种,都属于菊科、凤
毛菊属、雪兔子亚属[1,2]。在青藏高原地区用作藏药的
藏雪莲,藏语译音“恰羔素巴”,其原植物是水母雪兔子、
也称水母雪莲花(Saussurea medusa Maxim.)[3]。藏雪
莲水母雪兔子产于西藏、青海、四川、云南以及克什米尔
等地,生于海拔3900~5600 m的高山流石滩,藏医认
为,其苦、凉,清热解毒、祛风湿、通经络,并能补血,可用
于月经不调、崩带、胎衣不下等妇科疾病[3]。现代研究
表明,藏雪莲水母雪兔子中含有黄酮类、多糖类以及酚
类等多种生物活性成分,具有抗损伤及清除自由基、杀
菌消炎、终止妊娠以及抑制癌细胞生长等作用[1~4]。
矿质元素的组成是天然药物的一项重要的基础数
据,关于水母雪兔子中矿质元素的研究,有文献[5]采用
HClO4/HNO3混合酸湿法分解样品、以原子吸收光谱
法和高频电感耦合等离子体发射光谱法测定了 K、
Na、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Cr、Pb、Cd等11种元素
的含量,也有文献[6]采用干法灰化分解样品、以原子吸
收光谱法测定了Ca、Cu、Fe、Mn、Zn、K、Mg、Na等8
种元素的含量。有关藏雪莲水母雪兔子中矿质元素的
研究仍不是十分全面。近年来,在天然产物矿质元素
组成分析测定领域,有两项技术备受关注,一项是具有
高效、省时、节能、污染小和分解完全等优点的微波消
解制样技术[7],另一项是精密度高、线性范围宽、结果
可靠、可快速同时测定数十种元素的全谱直读电感耦
合等离子原子发射光谱技术(ICP-OES)[8,9]。作者在
此拟采用 HNO3/H2O2湿法微波消解制样-ICP-OES
法对藏雪莲水母雪兔子中的矿质元素进行测定与分
析,可为藏雪莲的相关研究提供参考。
1 实验
1.1 材料、试剂与仪器
藏雪莲,产自青藏高原高海拔地区,购自青海可可
西里食品有限公司,经青海师范大学生命与地理科学
学院植物学教授李建民鉴定为水母雪兔子(Saussurea
medusa Maxim.)。
浓硝酸、双氧水(质量分数30%)均为国产分析
纯;高纯氩气(纯度≥99.999%);高纯水(电阻率≥18
MΩ·cm);GBW(E)080977钙标准贮备溶液(浓度
1000μg·mL
-1,介质 HCl体积分数5%)、080983硅
标准贮备溶液(浓度500μg·mL
-1,介质Na2CO3质量
分数0.5%)、080973钠标准贮备溶液(浓度1000μg·
mL-1,介质 H2O),济南众标科技有限公司;GSB 04-
1764-2004钾、磷、硫多元素标准贮备溶液(浓度100μg
·mL-1,介质2.5 mol·L-1 HNO3)、GSB04-1767-2004
  古元梓等:藏雪莲水母雪兔子中矿质元素的测定与分析/2011年第11期90 
镁、铝、铁、锰、钛、锶、钡、硼、锌、铜、铬多元素标准贮备
溶液(浓度100μg·mL
-1,介质2.5 mol·L-1 HNO3),
国家有色金属及电子材料分析测试中心。
ICP715-ES型全谱直读电感耦合等离子原子发
射光谱仪(ICP Expert TM Ⅱ 中文操作软件),美国
VARIAN公司;ECH-1型电子控温加热、MDS-6型微
波制样系统板,上海新仪微波化学科技公司;CP225D
型电子天平、Arium611UV 型超纯水制备仪,德国
Sartorius公司;Finnpipette型移液器,美国 Thermo
(上海)仪器有限公司。
1.2 仪器工作条件
垂直炬管,发射功率1.00 kW,观察高度10 mm,
射频RF频率40.68 MHz,雾化气压力200 kPa,等离
子气流量15.0 L·min-1,辅助气流量1.5 L·min-1,
仪器稳定延时15 s,进样时蠕动泵速15 r·min-1,一
次读数时间5 s,快泵(50 r·min-1)进样延时30 s,快
泵清洗时间10 s,读数次数3次。
1.3 样品微波消解方法
取藏雪莲水母雪兔子样品约0.5 g 4份,精密称
定(总质量1.9930 g),分别放入4个聚四氟乙烯消解
罐中;各加入双氧水2 mL、浓硝酸5 mL,混匀,置于
120℃电热板上预处理20 min;冷却后补加双氧水1
mL、硝酸2 mL,加盖,将消解罐置于微波消解仪中进
行消解。消解程序为:功率400 W、压力0.4 MPa,2
min;功率600 W、压力0.8 MPa,3 min;功率600 W、
压力1.3 MPa,3 min;功率600 W、压力1.7 MPa,6
min。消解完毕后,冷水浴中冷却,开罐后将聚四氟乙
烯消解罐再次置于120℃电热板上,至无黄烟冒出;若
溶液清澈透明无任何杂质,说明消解完全;用超纯水洗
至容量瓶中,合并4份样品,定容100 mL用于ICP测
定。同法制备试剂空白。
1.4 藏雪莲水母雪兔子中矿质元素的鉴定与定量分析
VARIAN ICP Expert TMⅡ系统操作软件中的程
序SemiQuant Worksheet 715,可以半定量同时分析
测定69种元素。首先应用该程序对藏雪莲水母雪兔
子中所含的矿质元素进行全面的分析鉴定,依据ICP-
OES法测试结果中各元素相应原子发射光谱图中的
谱线强度以及信背比等数据,直观地确定藏雪莲水母
雪兔子中是否含有该元素。对于确认存在的元素,再
进一步以制备试剂空白为参比、选择合适浓度的标准
溶液外标法定量。具体定量分析测定时,通过ICP
Expert TMⅡ系统操作软件,输入优化好的仪器操作条
件、选择两点外标定量方法,由系统软件自动完成标
液、样品的测试及结果分析等工作。
由于藏雪莲水母雪兔子中所含各矿质元素的量差
别很大,因此根据预分析结果,将待定量元素分为两
组,其中K、Ca、P、Mg、Al、S、Fe、Si、Na等9种元素为
第一组,Mn、Ti、Sr、Ba、B、Zn、Cu、Cr等8种元素为第
二组。第一组元素稀释10倍后测定,第二组元素直接
用制备好的样品试液分析定量。
1.5 元素的分析线和检出限
采用ICP-OES法测定时,对每个元素都可以同时
选择多条特征谱线。ICP Expert TMⅡ系统操作软件对
每条谱线的强度及其潜在干扰等情况都有直观的图示
分析,可以通过系统软件、综合考虑藏雪莲水母雪兔子
试液中其它共存元素是否产生干扰,再结合每个元素
的实测发射光谱轮廓描记图,选择谱线干扰少、强度
大、灵敏度高的一条谱线作为分析线。
在测定检出限时,同法消解制备11个空白试液,
按与测样品完全相同的实验条件同法测定,将测定结
果的3倍标准偏差作为各元素的检测限。
1.6 标准工作溶液配制
采用两点外标定量法,对每个待测元素都配制两
个质量浓度的标准溶液。由于不同元素标准贮备液的
溶剂介质不同,任意混合有可能引发沉淀反应,同时要
尽可能地减少操作步骤,因此将不发生化学反应的贮
备液混合在一起制成混合标准溶液,一共配制了4种
标准混合溶液,每种2个质量浓度,其中标液 A、B、C
用于标定第一组待测元素,标液D用于标定第二组待
测元素,如表1所示。
表1 标准工作溶液
Tab.1 Standard solutions
编号 标定元素
质量浓度1
mg·L-1
质量浓度2
mg·L-1
标液A  K、Ca、P、S  5  50
标液B  Mg、Al、Fe、Na  1  10
标液C  Si  1  10
标液D  Mn、Ti、Sr、Ba、B、Zn、Cu、Cr  0.2  2
2 结果与讨论
2.1 藏雪莲水母雪兔子中所含的矿质元素以及各元
素的分析线和检出限
按1.4方法对藏雪莲水母雪兔子样品进行69种
元素鉴定分析后,通过ICP-OES法鉴定出其含有 K、
Ca、P、Mg、Al、S、Fe、Si、Na、Mn、Ti、Sr、Ba、B、Zn、Cu、
Cr等17种矿质元素。各待测元素的分析线和检出限
见表2。
古元梓等:藏雪莲水母雪兔子中矿质元素的测定与分析/2011年第11期  91 
表2 ICP-OES法测定元素的分析线和检出限
Tab.2 Analytical lines and detective limits of the
elements determined by ICP-OES
元素
分析线
nm
检出限
mg·L-1
元素
分析线
nm
检出限
mg·L-1
K  766.491  0.93 Ca  396.847  0.40
Mg  279.553  0.17 Al  396.152  0.098
Fe  238.204  0.084 Si  251.611  0.26
Mn  257.610  0.0031 Ti  336.122  0.0038
Ba  455.403  0.0012 B 249.678  0.011
Cu  327.395  0.0058 Cr  267.716  0.011
P  213.618  0.73 S 181.972  0.39
Na  766.491  1.73 Sr  407.771  0.0026
Zn  213.857  0.0075
2.2 藏雪莲水母雪兔子样品测定结果(表3)
由表3可知,测定藏雪莲水母雪兔子样品中17种
矿质元素的相对标准偏差RSD值在0.60%~7.25%之
间,说明仪器的重现性好、工作状态稳定、方法精密度
高。藏雪莲水母雪兔子中所含的K、Ca、P、Mg、S、Na等
人体常量元素的含量分别为1742.0mg·(100g)-1、
1724.4mg·(100g)-1、485.8mg·(100g)-1、386.5
mg·(100g)-1、172.2mg·(100g)-1和51.85mg·
(100g)-1;Fe、Mn、Zn、Cu、Cr等人体必需微量元素的含
量分别为165.5mg·(100g)-1、8.54mg·(100g)-1、
1.71mg·(100g)-1、0.71mg·(100g)-1、0.19mg·
(100g)-1。与普通的常见食物相比较[10],藏雪莲水母
雪兔子中Ca、Mg、Fe、Mn的含量极为丰富。采用ICP-
OES法未检出镉、铅、汞、砷等重金属元素。
表3 藏雪莲水母雪兔子样品测定结果
Tab.3 Determining results of samples of Saussurea medusa Maxim.
元素 样品1(n=3)/mg·kg-1 样品2(n=3)/mg·kg-1 样品3(n=3)/mg·kg-1 平均值/mg·kg-1  RSD(n=9)/%
K  17252±160  17548±190  17461±67  17420±184  1.06
Ca  17041±137  17362±106  17331±147  17244±191  1.11
P  4737±34  4912±20  4925±28  4858±94  1.94
Mg  3822±38  3876±14  3897±16  3865±40  1.04
Al  1841±39  1895±39  1895±8  1877±39  2.07
S  1687±52  1739±53  1739±50  1722±51  2.99
Fe  1628±13  1667±7  1670±2  1655±21  1.29
Si  1401±54  1352±9  1313±5  1355±47  3.48
Na  515.3±4.8  520.9±4.9  519.4±3.4  518.5±4.6  0.88
Mn  83.84±0.78  86.11±0.40  86.23±0.45  85.39±1.3  1.48
Ti  70.12±0.27  70.84±0.31  70.26±0.34  70.40±0.42  0.60
Sr  50.06±0.50  50.79±0.11  50.79±0.41  50.54±0.49  0.97
Ba  35.59±0.03  36.66±0.33  36.43±0.09  36.22±0.52  1.43
B  28.73±0.46  29.74±0.58  29.65±0.25  29.37±0.62  2.12
Zn  16.93±0.42  17.03±0.20  17.46±0.33  17.14±0.37  2.15
Cu  7.13±0.30  7.21±0.21  7.03±0.11  7.13±0.21  2.89
Cr  1.82±0.12  1.90±0.18  2.01±0.05  1.91±0.14  7.25
3 结论
采用 HNO3/H2O2湿法微波消解样品、利用全谱
直读电感耦合等离子原子发射光谱法对藏雪莲水母雪
兔子中矿质元素进行全面详细的分析测定,共检出17
种矿质元素,含量由大到小依次为:K、Ca、P、Mg、Al、
S、Fe、Si、Na、Mn、Ti、Sr、Ba、B、Zn、Cu、Cr。微波消解
样品具有快速、样品分解完全彻底的优势,所建立的微
波消解-ICP-OES分析测定方法精密度高、重现性好。
分析结果可为藏雪莲水母雪兔子的相关研究提供参
考。
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Determination and Analysis of Mineral Elements of Saussurea Medusa Maxim.
by the Method of Microwave Digestion and ICP-OES
GU Yuan-zi,RENG Yuan,ZHENG Min-yan,WEI Yong-sheng
(School of Chemistry and Chemical Engineering,Xianyang Normal University,Xianyang712000,China)
Abstract:Using wet microwave digestion procedure with HNO3/H2O2to prepare samples,the mineral ele-
ments in Saussurea medusa Maxim.from the Qing-Tibet plateau were completely determined and analyzed by
inductively coupled plasma optical emission spectrometer(ICP-OES).The results showed there were 17 mineral
elements in Saussurea medusa Maxim..They were K,Ca,P,Mg,Al,S,Fe,Si,Na,Mn,Ti,Sr,Ba,B,Zn,Cu and
Cr.The RSD of the determining result was between0.60%and 7.25%.Compared to daily foods,the Saussurea
medusa Maxim.is very rich in Ca,Mg,Fe and Mn,which are parts of necessary metals of the human body.Their
qualities were 1724.4 mg·(100 g)-1,386.5 mg·(100 g)-1,165.5 mg·(100 g)-1 and 8.54 mg·(100 g)-1,
respectively.These results provided some reference to relative research of Saussurea medusa Maxim..
Keywords:Saussurea medusa Maxim.;mineral element;ICP-OES;microwave di g

estion
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Study on Antimicrobial Activity of Constituents in Ailanthus Altissima
SONG Yu-min,WANG Pu-yu,BIAN Chang-xin,ZHANG Qiong
(College of Chemistry and Chemical Engineering,Northwest Normal University,Lanzhou730070,China)
Abstract:The antimicrobial activity of 95%ethanol extract liquor of Ailanthus altissima was studied.Using
the system solvent extraction method,four extracts were obtained including petroleum ether extract,chloroform
extract,ethyl acetate extract and n-butanol extract.The antimicrobial activity and minimum inhibitory concen-
tration of the four kinds of extracts for Bacillus subtilis,Escherichia coli and Staphylococcus aureus were fo-
cused on.Results showed the ethyl acetate extract and n-butanol extract had some varying degrees of antimicro-
bial activity.
Keywords:Ailanthus altissima;antimicrobial activity;minimum inhibitory concentration