不同前处理方法对ICP-AES甘草中铜镍锰铅硒元素测定的影响

梁宝璐 ，刘长利 ，王 硕 ，王翼飞 ，吴惠慧 ，王 晖 ，张淑华 （1.首都医科大学公共卫生学院，北京100069；2.首都医科大学环境毒理学北京市重点实验室，北京100069；.首都医科大学中医药学院，北京100069）

甘草中不仅含有甘草酸、甘草苷等药用活性成分，还含有人体所必需的大量微量元素。有专家学者认为，甘草药理作用是活性成分和微量元素共同作用的结果[1]。各类生物样品微量元素测定文献中，多采用原子吸收分光光度法（AAS）[2-5]、电感耦合等离子体-质谱法（ICP-MS）[6-10]、电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）。由于ICP-AES法可同时测定多种元素，具有操作简单、灵敏度较高、测定线性范围大等优点，因而被广泛应用[1，11-14]。本文分别用湿式消化法、微波消解法和高温灰化法消化处理甘草样品，在相同的测定条件下用ICPAES 测定甘草中铜（Cu）、镍（Ni）、锰（Mn）、铅（Pb）和硒（Se）5种元素回收率、含量，并对测定结果进行比较，为ICP-AES测定药材中多种共存微量元素，特别是气化温度偏低的Pb、Se等元素提供最佳的样品前处理方法。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 样品 采集返青期、生长盛期、落叶期甘草，根龄为2年生。60℃烘箱干燥24 h，粉碎。每次采集45份，共计3次。将3次采集的甘草（首都医科大学中医药学院提供）混合为一种均匀样品。

1.1.2 试剂 Ni、Cu、Pb、Mn、Se 标准品（购自国家标准物质研制中心）；硝酸（HNO3）、高氯酸（HClO4）均为优级纯，过氧化氢（H2O2）分析纯（购自北京化工厂），试验前经过纯化处理用；Millipore 纯净水（18.2 Ω、25 ℃）。

1.1.3 仪器 日本岛津ICPS-7000型高频ICP-AES仪。测量条件：高频频率 40.68 MHz；高频输出功率：1.0 kW；冷却气：氩气（Ar）8.0 L/min；等离子气：Ar 0.60 L/min；载气：Ar 0.60 L/min；吹扫气：Ar 0.50 L/min；轴向观察；进样：同轴雾化器。检测波长：λSe=196.026nm；λMn=257.610nm；λPb=220.51 nm；λCu=224.700 nm，λNi=231.604 nm；德国BergholMfWS-2微波消化系统；Mllipore纯水装置；江苏DB-3型不锈钢数显电热板；德国BSB-939-IR型酸蒸馏纯化器。

1.2 方法

1.2.1 待测液制备

1.2.1.1 湿式消化法（方法1）准确称取0.5 g样品于50 mL 具塞三角瓶中，加入 10 mL 混酸（HNO3∶HClO4=4∶1），电热板上40℃预消化30 min，待测样品溶解后，加入浓HNO310 mL，电热板上120℃加热消化，消化液为无色透明状后加入2 mL H2O2溶液进行赶酸，至白烟逸尽至近干为止。冷却后，用1%HNO3少量多次溶解残渣，转移并定容至10 mL离心管中，同时按上述操作进行试剂空白试验，制备液待测。

1.2.1.2 微波消解法（方法2）准确称取0.5 g样品，于石英消化罐中，加入 8 mL HNO3、2 mL H2O2、2 mL H2O，拧紧罐盖，进行消解，装好消化罐，设定压力为450 W，微波消解程序：室温→150℃（保持5 min）→200℃（保持15 min）→100℃（保持 15 min）。消解结束后，待冷却至室温取出罐体，将消化罐固定在防高温的架子上，于红外干燥箱中120℃进行赶酸近干，冷却后用1%HNO3溶液溶解残余物，转移并定容至10 mL离心管中，同时进行试剂空白试验，制备液待测。

1.2.1.3 高温灰化法（方法3）准确称取0.5 g样品与瓷坩埚（经净化、干燥处理）中，加入3 mL浓HNO3，混匀，同时做试剂空白。电热板上120℃进行碳化，碳化后的样品及空白一并放入马弗炉中500～600℃灰化6 h，待冷却至常温后取出，用1%HNO3溶液溶解，转移定容至10 mL，混匀待测。

1.2.2 标准工作曲线及样品测定 配制多元素混合标准溶液，Mn 标准曲线浓度范围 0～3 μg/mL、Pb 标准曲线浓度范围 0～0.1 μg/mL、Se 标准曲线浓度范围 0～0.3 μg/mL，Cu、Ni标准曲线浓度范围 0～0.5 μg/mL。将混合标准溶液、样品溶液和试剂空白溶液分别导入仪器测定 Cu、Mn、Pb、Se和 Ni的含量，用标准曲线法定量。

1.3 统计学处理 应用SPSS10.0统计软件进行数据分析，计量资料以±s表示，采用方差分析，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 回收率 3种不同样品处理方法看出，Cu、Ni、Mn元素测定值3种方法均有很高的回收率 99.46%～101.50%；与方法1和方法2比较，方法3对于具有汽化温度较低的元素Pb、Se的回收率偏低。见表1。

2.2 元素含量测定结果 平行测定10份样品，3种方法处理后各元素含量的均值进行比较。结果显示，方法1与方法2处理后各元素含量比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）；方法 3 处理后 Pb、Se 含量与方法 1、2 比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表 2。

表1 回收率测定结果

表2 3种方法处理后各元素测定值比较（±s，μg/g）

表2 3种方法处理后各元素测定值比较（±s，μg/g）

注：与方法 3 比较，aP＜0.05。

测定元素Cu Ni Pb Mn Se方法3 4.890 9±0.231 5 2.511 5±0.089 5 1.213 8±0.072 6a 25.080 0±1.720 0 0.678.1±0.031 9a方法1 方法2 4.800 5±0.245 2 2.463 8±0.067 1 1.209 1±0.004 8a 25.010 0±1.860 0 0.662 7±0.019 5a 4.729 2±0.183 6 2.427 8±0.058 1 0.802 1±0.090 4 24.880 0±1.070 0 0.463 6±0.022 5

3 讨 论

实验结果显示，采用不同的前处理方法处理甘草样品，同种元素的测定结果不同。与湿式消化法和微波消解法相比，高温灰化法处理后样品中Pb和Se的回收率明显降低，甘草样品中Pb、Se元素测定结果偏低。这可能与Pb和Se的物理性相关。高温灰化法温度为500～600℃，接近Pb的气化温度，超过Se气化温度。本实验中湿式消化法使用的温度在40～120℃，微波消解法程序升温的最高温度为200℃（低于Se、Pb元素的气化温度），Pb和Se回收率在95%以上，说明这2种方法基本不会造成Pb、Se元素损失。这是因为湿式消化法和微波消解法通常加入强酸或强氧化剂（HClO4、HNO3、H2O2），使样品在较低的温度下迅速消化，未造成Pb、Se元素损失。

综上所述，湿式消化法和微波消解法处理甘草类样品微量元素回收率均高于高温灰化法。采用湿式消化或微波消解法处理样品后用ICP-AES法测定甘草中Cu、Ni、Mn、Pb和Se元素含量，能得到满意的结果。

[1]刘长利，张淑华，吴惠慧，等.外源钙对干旱胁迫下甘草药材中钙元素含量的影响[J].中国中医药信息杂志，2011，18（7）：60-62.

[2]卑占宇，罗晓冰，李银保，等.微波消解-火焰原子吸收光谱法测定冬虫夏草中的微量元素[J].光谱实验室，2009，26（2）：391-394.

[3]梁保安，王丽娜，付华峰.微波消解-AAS法测定中草药中的微量元素[J].许昌学院学报，2009，28（5）：106-109.

[4]任向丽，郭全海，陈琼霞，等.中草药中微量元素硒的测定[J].江汉大学学报：自然科学版，2010，38（3）：68-70.

[5]李吉锋，焦更生.解表类中草药中微量元素的含量测定及与药效关系的初步探讨[J].光谱实验室，2010，27（4）：1583-1585.

[6]丁锐，王瑾，王英华，等.不同产地甘草中微量元素含量的研究[J].药物分析杂志，2010，30（6）：1012-1015.

[7]李成义，李硕，王明伟，等.西北不同产地甘草中微量元素的含量测定[J].北京中医药大学学报，2010，33（10）：681-684.

[8]赵莉，牟书勇.ICP-MS法测定栽培甘草中的十种微量元素[J].广东微量元素科学，2007，14（4）：54-58.

[9]孙德忠，安子怡，许春雪，等.四种前处理方法对电感耦合等离子体质谱测定植物样品中27种微量元素的影响[J].岩矿测试，2012，31（6）：961-966.

[10]陈秋生，程奕，孟兆芳，等.电感耦合等离子体质谱法同时测定中成药中多种微量元素的研究[J].药物分析杂志，2010，30（3）：339-404.

[11]付雪.微波消解电感耦合等离子体发射光谱（ICP-AES）测定黑木耳中 5 种微量元素[J].当代化工，2012，41（8）：879-870.

[12]苏琨，马强，盛振华，等.电感耦合高频等离子体发射光谱法测定蒙药角茴香中的微量元素[J].时珍国医国药，2012，23（3）：534-535.

[13]张淑华，李变兰，吴惠慧，等.ICP-AES法测定人血清中的硒、锰、铅降低空白值方法的探讨[J].首都医科大学学报，2010，31（5）：668-670.

[14]张淑华，张学东，吴惠慧，等.微量脑组织中钙、镁、铁、铜、锌元素测定预处理方法改进[J].毒理学杂志，2011，25（1）：68-69.