全 文 ：　第 24卷第 6期
2008年 12月
德州 学院 学 报
Journal of Dezhou University
Vol.24 ,No.6
Dec., 2008 　
天山雪莲花中稀土元素的电感耦合等离子质谱法分析
周连文 ,吕元琦
(德州学院化学系 , 山东德州　253023)
　　摘　要:建立了一种电感耦合等离子体质谱法测定天山雪莲中痕量稀土元素的方法.利用该方法分析了国家
标准物质(GBW07603)中的稀土元素 , 结果与标准值一致.该方法被用于分析天山雪莲实际样品中的稀土元素 , 结
果令人满意.
关键词:电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS);稀土元素(REEs);天山雪莲花
中图分类号:O657.5　　文献标识码:A　　文章编号:1004-9444(2008)06-0047-03
收稿日期:2007-10-15
作者简介:周连文(1967-),女 ,山东德州人 ,副教授 , 硕士 ,主要从事天然产物方面的研究.
　　雪莲花 , 又叫雪荷花 , 系多年生宿根草本植
物 , 每年夏秋之季开花.因其形状酷似莲花 ,故而获
得雪莲花之美称.雪莲属菊科(Compositae)菜蓟族
(Trib.Cynareae Less.)凤毛菊属(S aussurea
DC.)植物 ,是高寒地区民间常用的一类名贵中草
药.早在 8 世纪藏族古代药物文献《月王药珍》就有
雪莲的记载 ,后来在《西部医典》 、《西北域记》 、《兰琉
璃》 、《晶珠本草》以及清代《本草纲目拾遗》中均有记
载.民间多用于风湿性关节炎 、妇女小腹冷痛 、闭经 、
胎衣不下 、麻疹不透 、肺寒咳嗽 、阳萎等症的治疗.近
年来 ,雪莲作为民族药和民间药在抗炎镇痛 、抗早
孕 、抗衰老及抑制癌细胞增生方面的作用备受关
注[ 1 , 2] .
稀土及其化合物具有一系列特殊的药效 ,其具
有抗凝血作用 、抗炎 、杀菌 、抗病毒作用 、抗动脉硬化
作用 、抗肿瘤作用等 ,已引起医药领域的广泛关注 ,
但稀土元素具有对生物体的刺激效应(即低剂量表
现促进作用 ,高剂量表现抑制作用 ,并介入生命体系
各个系统的效应).因此建立雪莲花中稀土元素简
便 、实用的分析方法具有十分重要的意义[ 3 , 4] .天山
雪莲花中希土元素的测定至今未见报道.
电感耦合等离子体质谱(ICP - MS)技术是
20世纪 80 年代发展起来的新的分析测试技术[ 5] .
该技术提供了极低的检出限 、极宽的动态线性范围 ,
谱线简单 、干扰少 、分析精密高 ,可进行多元素同时
快速分析 ,可使用同位素稀释法与多种分离技术及
进样方法相结合 ,能适应于复杂体系的痕量或超痕
量元素分析[ 6-8] .它作为一种新兴而功能强大的分
析手段 ,得到了迅速的发展 ,成为 20 世纪末的“热
点”分析技术之一.
1　实验部分
1.1　仪器及工作条件
X-7 ICP -MS ,同心玻璃雾化器 ,锥状半导体
制冷型玻璃雾化器 ,在线加入内标.仪器由 Dell计
算机通过 Plasma-lab 软件自动控制运行.每次点
火后利用1 ng/mL Be 、Co 、In 、U 混合调试优化仪器
的各项参数 ,使其达到灵敏度高 ,稳定性最好 ,氧化
物及双离子最小.
仪器工作参数:入射功率 1 200 W;反向功率
3 W;雾 化气流速 0.81 L/min;辅助气 流速
0.70 L/min;冷却气流速13.0 L/min;样品提升量
1.2 mL/min;质量采集方式脉冲;数据采集方式跳
峰;停留时间 10 ms;扫描次数 50;分辨率为 125;每
个质量通道数 3.
1.2　实验试剂
稀土元素标准储备液为 10 mg/ L(SPEX , cert i-
prep Inc.USA),标准溶液最终介质为 0.32 mol/L ,
HNO3 标准溶液 ,使用时稀释为 0 ng/mL ,10 ng/mL ,
100 ng/mL ;硝酸(MOS 级),北京化学试研究所;盐
酸(A .R),上海振兴化工厂;40%氢氟酸(MOS 级),
北京化学试剂研究所;高氯酸(G .R),北京南尚乐化
工厂;Ba干扰校正标准溶液由 1 g/L Ba 标准溶液
稀释到一定浓度;天山雪莲花茶 ,购置于德州当地超
市.
1.3　样品处理
将样品在烘箱中 60℃干燥 6 h ,准确称取约 0.1
g粉末于聚四氟乙烯坩埚中 ,加入少量水润湿 ,加 3
mL 浸泡12 h ,加入0.4 mL HClO4和0.1 mL HF ,放
入钢制压力容器 ,在台钳上拧紧上盖 ,至于烘箱中
170℃烘6 h.将消解罐取出 ,放在电热板上.80℃赶酸
至近干.再加入 0.4 mL HClO4赶酸至近干 ,用10 mL
0.32 mol/L HNO 3 温热浸取定容至10 mL 待测.
2　结果与讨论
2.1　同位素的选择
在电感耦合等离子体质谱分析中 ,存在的质谱
干扰主要源于同量异位素重叠 ,多原子复合离子 ,难
溶氧化物离子及双电荷离子.在选择同位素时优先
考滤“灵敏度最大 ,干扰最小”的同位素.文中选择
“ 89Y , 140Ce , 141Pr , 146Nd , 147Sm , 151Eu , 157Gd , 159 Tb ,
1 63Dy , 165Ho , 166 Er , 169 Tm , 172Yb , 175 Lu”作为测定同
位素.选择135Ba作为监测同位素 ,用于校正135BaO对
1 51
Eu的干扰.选择186Re做内标 , Plasma-lab 软件自
动决定内标与相对应的元素进行数据处理.
2.2　干扰研究
ICP -MS 分析中稀土元素之间存在着相互干
扰 ,干扰主要包括轻 、中稀土元素对其他中 、重稀土
元素的干扰 ,Ba 的氧化物 、氢氧化物对稀土元素的
干扰 ,结果表明本实验待测液中稀土元素的含量在
ng/mL 级或更低 ,稀土元素间的相互干扰可以忽
略 ,稀土元素 ICP -MS 分析中 ,测定铕时135 Ba 16O
和13 7Ba16O对151 Eu和153Eu的干扰是一个不容忽视的
问题 ,通过测定 Ba 的干扰标准溶液 ,然后计算 BaO
对 Eu的贡献 ,求算干扰校正因子进行校正 ,由于
130Ba同位素丰度较低 ,Sm 和 Nd在样品中浓度相对
较高 , 130 BaOH对174Sm和130BaO对146Nd的干扰可忽
略 ,文中着重以135BaO对151Eu的干扰进行了校正(见
表 1),通过测定 Ba的干扰标准溶液 ,计算干扰离子
产率 ,然后根据如下公式进行校正
IEu(t)= IEu(m)-KIBa (1)
CEu(t)=CEu(m)x IEu(t)/ IEu(m) (2)
式中 , IEu(m)为 Eu真实离子强度 , IEu(m)表示 Eu测量
离子强度 , K 为干扰离子产率 , IBa为 Ba 离子强度 ,
CEu(t)为 Eu测量浓度.结果如表 2所示.
2.3　稀土元素的检出限和精密度
在实验条件下 ,用 0.32 mo l/L HNO 3 空白溶
液连续测定 10次 ,测定了仪器和方法的检限.通过
连续 10次测定 1 ng/mL 的稀土元素标准溶液计算
了重现性 ,稀土元素的检出限 、重现性见表 3.
2.4　样品分析
利用建立的方法对标准参考物质(GBW
07603)进行了分析(见表 4),结果与参考值想吻合 ,
表明方法准确可靠.同时 ,对天山雪莲样品进行了分
析.分析结果如表 5所示.
表 1　多原子离子对稀土元素测定的干扰
干扰离子 产率(%) 被干扰离子 干扰离子 产率(%) 被干扰离子
130BaO 0.18 146Nd 137BaO 0.17 153Eu
135BaO H 0.11 147Sm 138BaO 0.12 154Sm
130BaO 0.15 151Eu 140CeOH 0.25 157Gd
141PrO 2.52 157Gd 143NdO 0.79 159Tb
　　注:括号中为同位素相对丰度值(%).
表 2　稀土元素检出限和精密度
元素 检出限(μg/ g) RSD(%) 元素 检出限(μg/ g) RSD(%)
Y 0.0002 1.6 Tb 0.0004 1.4
Ce 0.0004 1.9 Dy 0.00005 1.5
Pr 0.00007 1.3 H o 0.00022 1.4
Nd 0.0004 1.4 E r 0.00004 1.8
Sm 0.0002 2.1 Tm 0.00009 1.3
Eu 0.00009 1.5 Yb 0.0004 1.9
Gd 0.0004 2.3 Lu 0.00005 1.5
48 德州学院学报　　　　　　　　　　 　　　　　第 24卷　
表 3　标准参考物质(GBW07603)中稀土元素的分析结果(μg/g)
元素 标准值 测量值 元素 标准值 测量值
Y 0.68±0.020 0.675 Tb 0.025±0.002 0.025 4
Ce 2.2±0.01 2.228 Dy 0.13＊ 0.133
Pr 0.24＊ 0.234 H o 0.033＊ 0.034 1
Nd 1.0±0.1 1.053 E r ——— 0.075 1
Sm 0.19±0.01 0.197 Tm ——— 0.011 2
Eu 0.039±0.002 0.038 5 Yb 0.063±0.006 0.067 7
Gd 0.19＊ 0.189 Lu 0.011＊ 0.012 2
　　注:“ ＊”参考值;“ -”未给出;所测结果为 3次测定的平均值
表 4　天山雪莲花样品分析结果(n=3　μg/ g)
元素 含量 元素 含量 元素 含量
Y ——— Eu 0.0018 Er 0.005 9
Ce 0.041 1 Gd 0.005 T m 0.000 3
Pr 0.003 4 Tb 0.000 6 Yb 0.003 2
Nd 0.017 3 Dy 0.003 7 Lu 0.000 7
Sm 0.002 7 Ho 0.000 8
3　结论与展望
建立了一种电感耦合等离子体质谱法测定天山
雪莲花中稀土元素的方法 ,该方法经标准参考物质
(GBW07603)验证 ,结果与标准值相符合 ,天山雪莲
花实际样品的分析得到令人满意的结果.该方法与
传统方法相比具有分析精密高 ,可进行多元素同时
快速分析 ,能适应于复杂体系的痕量或超痕量元素
测定的特点.为研究天山雪莲花中稀土元素的含量
提供了一种比较实用 、方便的分析方法 ,为确保其营
养价值和药用价值具有重要的参考意义.
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Determination of Rare Earth Elements in the Tianshan Snow Lotus by
Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry
ZHOU Lian -wen , LV Yuan -qi
(Department o f Chemistry , Dezhou University , Dezhou Shandong 253023 , China)
Abstract:A method has been established to determine t race rare earth elements in the tianshan snow lotus
by inductively coupled plasma mass spect rometry.Fo rteen ra re earth elements in S RM GBW 07603 sample
were determined by the developed method , the dete rm ined value w as in good ag reement wi th the certif ied
value.This method w as utilized to dete rminerare ear th elements in the t ianshan snow lo tus sample w i th
sati sfactory results.
Key words:Induct ively coupled plasma mass spectrometry(ICP-MS);Rare Earth Elements(REEs);Snow
lo tus
49　第 6期 　　 　周连文:天山雪莲花中稀土元素的电感耦合等离子质谱法分析