全 文 ：收稿日期：2013-12-24
基金项目：国际级大学生创新创业计划项目（No:201210722002）
作者简介：魏永生（1964-），男，教授，主要从事天然产物化学研究。
文章编号：1002-1124（2014）04-0014-04
Sum223No.4
化 学 工 程 师
Chemical Engineer 2014年第04期
分
析
测
试
莴笋（LactucasativaL.）为菊科一、二年生草本
植物，是人们日常生活中经常食用的蔬菜，也称莴
苣、青笋等。莴笋富含维生素，莴笋素以及矿物质，
除了作为蔬菜为人们喜爱之外，还具有食疗效果，
适宜小便不通、水肿、高血糖、高血脂等患者食用[1]。
本草纲目中也有“莴苣别名窝菜、千金菜，通乳汁，
利小便，杀虫”的记载。食材中的矿物元素也是其主
要营养成分之一，对于生物体的各种生理、生化机
能有着重要的作用。关于蔬菜莴笋中矿质物元素组
成的研究报道很少，仅见袁琳[2]等采用干法灰化消
解-原子吸收光谱法测定了江西宜春产莴笋中的
Fe、Ca、Zn、Mg、Cr、Pb等6种微量元素的含量，李英
丽等[3]应用同样方法测定了河北产莴笋中Ca、Zn、
Mg、Cu、Fe等微量元素的含量。另外，也有学者对土
壤、环境与莴笋等蔬菜中重金属元素含量之间的相
关性进行了研究[4，5]。还有学者对野生中草药高莴苣、
多裂山莴苣以及阿尔泰莴苣中的微量元素进行了
测定[6，7]。总体来看，关于蔬菜莴笋中矿质元素的分
析很不全面、详细。本文拟应用具有消解完全、快
速、低空白等优点的密闭容器HNO3/H2O2湿法微波
消解法[8]，以及具有高效稳定、线性范围广、精确度
高且可连续快速多元素测定的全谱直读电感耦合
等离子体原子发射光谱技术（ICP-OES）[9]，对咸阳
地产莴笋中的矿物元素组成进行全面的测定与分
析，可为莴笋的应用研究提供基础数据。
1 实验部分
1.1 仪器与测试条件
ICP715-ES全谱直读电感耦合等离子原子发
射光谱仪（美国VARIAN）；MDS-6微波制样系统、
ECH-1电子控温加热板（上海新仪）；arium611UV
超纯水制备仪（德国Sartorius）；FD5-5冷冻干燥机
（美国SIM）；Finnpipette移液器（美国Thermo）。
ICP激发光源及炬室：射频RF频率40.68MHz，
垂直观测式矩管，中文ICPExpertTMI 仪器操作系
微波消解-ICP-OES法测定
莴笋中 17 种矿质元素 *
魏永生，王 颖，李 秋，李君君，唐福琼
（咸阳师范学院 化学与化工学院，陕西 咸阳 712000）
摘 要：利用 HNO3/H2O2湿法微波消解制样、再应用全谱直读电感耦合等离子体原子发射光谱法
（ICP-OES），对咸阳地产莴笋中的矿质元素组成进行全面的测定与分析。定量分析了K、S、Ca、P、Na、Mg、Al、
Zn、Fe、Ba、Si、Cu、Mn、Sr、B、V、Cr等17种矿物元素，定量结果相对标准偏差在0.12%~8.98%之间，标准样品
回收率测定在89.0%~109.6%之间。实验结果可为莴笋的应用研究提供基础数据。
关键词：莴笋；元素；ICP-OES；微波消解
中图分类号：TQ041 文献标识码：A
Determination of 17 mineral elements in lettuce（Lactuca sativa L.）by microwave digestion-ICP-OES*
WEI Yong-sheng，WANG Ying，LI Qiu，LI Jun-jun，TANG Fu-qiong
（School of Chemistry and Chemical Engineering, Xianyang Normal University, Xianyang 712000, China）
Abstract：By wet microwave digestion procedure with HNO3/H2O2 to prepare samples, the mineral elements in
lettuce （Lactuca sativa L.）were detected and analyzed thoroughly by inductively coupled plasma optical emission
spectrometer （ICP-OES）. The results showed there were 17 mineral elements in lettuce, which are K, S, Ca, P,
Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ba, Si, Cu, Mn, Sr, B, V, and Cr. The RSD of results was between 0.12% and 8.98%. The re－
covery rate of standard sample was from 89.0% to 109.6%. These results provide basic data for further developing
and applying of lettuce.
Key words：Lettuce（Lactuca sativa L.）；element；ICP-OES；microwave digestion
DOI:10.16247/j.cnki.23-1171/tq.2014.04.002
统；所有谱线分析条件：RF发射功率1.00kW，矩管
观察高度10mm；等离子保护气流量15.0L·min-1，等
离子气（辅助气）流量1.5L·min-1，样品雾化气压力
200kPa，一次读数时间5s，仪器稳定延时15s，读数
3次平均；样品导入参数设置：进样泵速15r·min-1，
快泵（50r·min-1）进样延时/清洗30s。
1.2 试剂与标准溶液
国产分析纯浓HNO3，H2O2（质量分数30%）；自
制超纯水（电阻率≥18MΩ.cm）；济南众标科技有限
公司出品K、S、Ca、P、Na、Mg、Si等单元素标准溶液；
国家有色金属及电子材料分析测试中心出品多元
素标准溶液（Al、Zn、Fe、Ba、Cu、Mn、Sr、B、V、Cr等）；
购自北京世纪奥科生物技术有限公司的生物成分
分析标准物质GBW10015（GSB-6）-菠菜。
1.3 样品采集与处理
在咸阳3个农贸市场分别采集3个莴笋（肉质
根）样品，每个样品大于2kg。将采集的样品放入样
品袋中密封，回实验室后去叶，去皮，留可食用茎部
分用自来水、蒸馏水清洗，吸水纸擦干表面水分。切
碎，按照四分法缩分至50g，称重。冷冻干燥机干燥
48h，分别测量干燥前后的质量，计算新鲜莴笋的含
水率（分别为96.3、95.2、95.4g/100g），将干燥后的样
品密封备用。
1.4 微波消解方法
取50mL聚四氟乙烯消解罐，加入精密称定的
约0.5g干燥后的莴笋样品，然后再加入2mLH2O2、
5mL浓HNO3，混匀；为了防止微波消解时出现超压
甚至爆炸的现象，首先要将消解罐置于110℃电热
板上预消解处理20min；冷却后补加双氧水1mL、
HNO32mL，然后再加盖后将消解罐置于微波消解仪
中、按表1程序进行消解。消解完毕后，将消解罐置
于冷水浴中，降温、降压至常温、常压后开罐，再次
将消解罐放到110℃电热板上，至无黄烟冒出；若溶
液透明、清澈无任何杂质，说明消解完全；此时可用
超纯水洗至聚丙烯容量瓶中，定容至50mL，用于
ICP测定。同法制备试剂空白。
表 1 样品微波消解程序
Tab.1 Procedure of digestion by microwaves
1.5 莴笋中矿质元素的鉴定与定量分析
1.5.1 所含元素的定性鉴定 ICP/OES分析从原理
上讲，它可以用于测定除氩以外所有已知光谱的元
素 且大多数元素都有良好的检出限。因此首先应
用VARIANICPExpertTMII 系统操作软件中的应用
程序SemiQuantWorksheet715，对莴笋中有可能存
在的69种元素进行一次全面的鉴定。依据每一个
元素实际测试结果所得的光谱轮廓描记图、谱线强
度以及信背比等数据，可以直观地确定莴笋中是否
含有该元素。对于确认存在的元素，按1.5.2方法定
量分析。
1.5.2 定量分析方法 ICP/OES分析方法的线性范
围宽，通常可达4~6个数量级[8]。因此，对于经1.5.1
确认存在的元素，首先做一次定量预分析，得到初
步组成数据。然后再以预分析数据为参考，进一步
配制适合各定量元素相应含量的标准溶液，以制备
试剂空白为参比、单点外标法定量。
定量元素分析线的选择，由ICPExpertTMI 系统
操作软件中、对每一条谱线的强度及其潜在干扰等
情况的直观图示分析，再结合莴笋试液中共存元素
的相互干扰情况选择谱线干扰少、强度大、灵敏度
高的一条谱线作为分析线。
分析方法的检出限通过同法消解制备11个空
白试液并同法测定后，将测定结果的3倍标准偏差
作为各元素的检测限。
1.5.3 分析方法精密度和准确度的测定 对于同
一个样品，平行测定3次，对每一个测定元素计算3
次结果的相对标准偏差（RSD），由RSD值表示测定
结果的精密度。关于测定结果的准确度，通过同法
测定标准物质GBW10015（GSB-6）-菠菜中相应元
素的回收率（实际测定结果与理论值的比值）来表
示。
2 结果与分析
2.1 莴笋中所含矿质元素的分析
按 1.5 节所述方法分别对各个莴笋样品进行
69种元素鉴定分析后，通过ICP-OES法鉴定出含
有17种矿质元素，按含量大小依次为：K、S、Ca、P、
Na、Mg、Al、Zn、Fe、Ba、Si、Cu、Mn、Sr、B、V、Cr等。各
待测元素的分析线、检出限见表2。
工步
1
2
3
4
压力/MPa
0.5
1.0
1.5
2.0
功率/W
400
400
600
600
时间/min
2
2
3
6
魏永生等：微波消解-ICP-OES法测定莴笋中 17 种矿质元素 *2014年第04期 15
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 ICP-OES
2.2 标准物质（标样菠菜）的回收率
在 GBW10015（GSB-6）- 菠菜标样中，共有采
用ICP-MS、ICP-AES、INAA等方法测定出的59种
元素质量分数的标准数据。本文采用1.5.2节方法
测定了其中的铝、硼等16种元素的回收率，3次测
定的平均结果见表3。
表 3 标准样品回收率测定结果（n=3）
Tab.3 Results of recovery rate of the standard sample（n=3）
2.3 样品测定结果及可信度分析
样品的测定结果见表4。由相关数据可知，通过
对莴笋3个样品各17种元素的定量，共获得50个
有效测定结果，其相对标准偏差RSD值在0.12%～
8.98%之间，其中有28个在2%以内，37个在5%
以内（占有效测定数的74%）。由表3标准样品回收
率数据进一步可知，16个测定元素的回收率在89.0%
～109.6%之间，其中有7个在（100±5）%以内。这
些实验数据表明，测定结果精密度好，可信度高。
表 4 莴笋样品测定结果（n=3）
Tab.4 Determining results of lettuce（Average±SD, n=3）
2.4 莴笋矿物元素含量分析
通过ICP-OES法对69种元素测试鉴定后，定
量分析了咸阳地产莴笋中的K、S、Ca、P等17种矿
物元素，从分析结果看，不同市场采集的三个样品
中，K、S、Ca、P、Na、Mg、Al、Cu、Mn、Sr、B、V 等 12 种
矿质元素的含量差别不大（偏差20%以内）；偏差在
20%至40%之间的有3种元素，分别为Zn、Fe、Si；
含量差别超过一倍的元素有 Ba；Cr 元素只在部分
样品中检出。另外，关于Cd、Pb、As、Hg等重金属元
素，测定结果都小于本文方法检测限，可认为在样
品中未检出这些重金属元素。从平均结果看，莴笋
中含量超过 100mg/100g 的元素有 K、S、Ca、P、Na、
Mg等6种，含量在10~30mg/100g的元素有Al和
Zn，在5~10mg/100g的元素有Fe和Ba，含量甚微（<
2mg/100g）的元素有Cu、Mn、Sr、B、V、Cr等。
3 结论
利用HNO3/H2O2湿法微波消解、再结合全谱直
读电感耦合等离子体原子发射光谱法分析测定莴
笋样品的矿物元素组成，具有样品消解省时、快速、
分解彻底完全，结果重现性好、精密度和准确度高
的优点。通过对莴笋中矿物元素组成的分析，可为
莴笋的深入开发利用提供基础数据。
元素
Al
B
Ba
Ca
Cr
Cu
Fe
K
Mg
分析线
/nm
396.152
249.772
455.403
396.847
267.716
327.395
238.204
766.491
279.553
检出限
/mg·L-1
0.025
0.039
.0011
0.36
0.054
0.0050
.012
0.44
0.062
元素
Mn
Na
P
S
Si
Sr
V
Zn
分析线
/nm
257.610
589.592
213.618
181.972
251.611
407.771
309.310
213.857
检出限
/mg·L-1
0.00098
0.33
0.14
0.25
0.028
0.0097
0.0052
0.026
元素
Al
B
Ba
Ca
Cu
Fe
K
Mg
回收率/%
103.9
109.6
90.7
102.6
106.5
95.5
95.5
104.3
标准偏差
5.5
9.3
5.9
4.5
3.0
0.9
4.2
2.3
元素
Mn
Na
P
Pb
S
Si
Sr
Zn
回收率/%
103.2
92.1
109.3
89.0
91.7
89.7
96.2
105.6
标准偏差
1.3
4.5
4.0
6.2
5.0
8.4
0.9
4.2
平均值±SD
31.6±1.3
1.06±0.06
3.59±0.03
593.6±4.5
-
1.50± .04
7.12±0.10
1777±25
131.5±0.8
1.42±0.02
155.2±1.6
308.6±5.2
604.7±25.5
4.34±0.25
1.09±0.01
0.87±0.07
8.27±0.10
元素
Al
B
Ba
Ca
Cr
Cu
Fe
K
Mg
Mn
Na
P
S
Si
Sr
V
Zn
RSD/%
4.17
5.76
0.73
0.75
-
2.94
1.34
1.41
0.61
1.52
1.03
1.67
4.22
5.77
1.31
7.53
1.23
平均值±SD
28.6±2.1
0.97±0.06
9.73±0.08
545.0±6.0
0.22±0.02
1.62±0.06
9.19±0.01
1680±9
119.6±0.3
1.25±0.01
134.6±2.2
306.8±7.3
573.3±15.1
3.56±0.25
1.20± .01
0.82±0.07
11.5±0.2
RSD/%
7.50
6.68
0.81
1.09
8.98
3.82
0.12
0.52
0.23
1.11
1.64
2.39
2.64
7.00
0.97
8.60
2.06
平均值±SD
28.4±1.8
1.02±0.06
9.92±0.05
542.3±6.8
0.25±0.02
1.66±0.02
9.36±0.14
1696±52
118.6±1.9
1.24±0.01
134.4±0.5
288.6±2.6
563.9±14.0
3.77±0.25
1.22±0.01
0.84±0.06
11.5±0.1
RSD/%
6.47
6.20
0.53
1.26
8.72
1.03
1.44
3.06
1.59
1.07
0.41
0.91
2.48
6.58
0.48
7.57
0.56
平均值
/mg/100g
29.6
1.02
7.75
560.3
0.16
1.59
8.56
1718
123.2
1.31
141.4
301.3
580.6
3.89
1.17
0.84
10.4
1#样品/mg/100g 2#样品/mg/100g 3#样品/mg/100g
魏永生等：微波消解-ICP-OES法测定莴笋中 17 种矿质元素 *16 2014年第04期
图 8 聚苯胺的恒流充放电曲线
Fig.8 Galvanostatic charge-discharge curves of PANI
如图8所示，聚苯胺超级电容器的充放电曲线
呈非直线型三角形分布，说明所制备的聚苯胺电极
材料表现出法拉第准电容特性[8]。经计算，聚苯胺电
极在电流密度1.0A·g-1下的放电比容量为336.3F·
g-1。
3 结论
利用脉冲电沉积法，以苯胺和H2SO4的混合液
为电解液制备得到了纤维状聚苯胺。经XRD分析，
所得聚苯胺为翠绿亚胺态。FT-IR测试结果也表明
制备的产物具有聚苯胺的各个特征吸收峰。将所得
聚苯胺用作超级电容器的电极材料，在6mol·L-1KOH
电解液中，1A·g-1的电流密度下，其放电比容量可达
336.3F·g-1。聚苯胺作为一种常见的导电高分子材
料，在超级电容器领域具有广阔的应用前景。
参 考 文 献
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