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　魏家红　李瑜

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

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。

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。endprint

2.2 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。

参考文献：

[1] 张 敏，辛义周.皂角刺现代研究及临床应用[J].齐鲁药事，2005，24（3）：164-165.

[2] 蒋志平，彭 骞，何周康.皂角刺的现代研究进展[J].儿科科学杂志，2008，14（5）：57-59.

[3] 梁先长，李加兴，黄 寿，等.火棘色素与果胶综合提取工艺优化[J].食品科学，2011，32（2）：88-92.

[4] 曾令贵，钟露苗.火棘的研究现状与应用概况[J].中国药事，2009，23（10）：1021-1023.

[5] 徐常龙，陈义凡，曹世全.论人体必需微量元素与人类保健[J].高等函授学报（自然科学版），2006，20（2）：7-10.

[6] 陈向明，俞志敏，金 杰，等.山核桃外蒲壳无机成分的分析研究[J].分析试验室，2007，26（8）：45-47.

[7] 杨若明，崔 箭，张经华，等.原子吸收法对藏草药川木香中12种元素的初级形态分析[J].分析试验室，2008，27（12）：110-114.

[8] 孙长霞，吴成亮，黄广远，等.预处理方法对可食性植物样品中微量元素测定结果的影响[J].食品工业科技，2009，30（10）：314-317.

[9] 楚红英，曹 静，魏家红，等.用邻菲啰啉法测定苦菜含铁量探讨[J].黄河水利职业技术学院学报，2013，25（2）：52-54.

[10] 李加林，吴素珍，李银保，等.火焰原子吸收光谱法测定薏苡仁中的微量元素[J].光谱学与光谱分析，2008，29（1）：126-128.

[11] 刘树彬，郧海丽，冯俊霞，等.原子吸收光谱法在测定食品中金属元素的研究进展[J].理化检验-化学分册，2011，46（7）：850-854.

[12] 颜世铭，李增禧，熊丽萍，等.微量元素医学精要Ⅰ.微量元素的生理作用和体内平衡[J].广东微量元素科学，2002，9（9）：1-48.

[13] 贡小清，虞锐鹏.微波消解-原子吸收光谱法测定蚕蛹中的微量元素[J].分析试验室，2008，27（10）：66-69.

[14] 张玉芝.微量元素与人体健康[J].微量元素与健康研究，2004，21（3）：56-57.

[15] 曾琦斐.微量元素与人体健康[J].中国科技信息，2008，（3）：158-159.endprint