多壁碳纳米管预分离/富集-FAAS法测定中药中Pb和Cd含量

李继文，纪晓婧，孙燕芳（河北农业大学理工学院，河北 沧州 061100）

实验室与分析

多壁碳纳米管预分离/富集-FAAS法测定中药中Pb和Cd含量

李继文，纪晓婧，孙燕芳
（河北农业大学理工学院，河北 沧州 061100）

用多壁碳纳米管对痕量铅和镉同时固相萃取，用火焰原子吸收光谱测定其含量。在最佳条件下，铅和镉的检出限分别为0.60μg·L-1、0.45μg·L-1，线性范围分别为15～300μg·L-1、10～400μg·L-1。对含有铅和镉各300μg·L-1的样品液平行测定10次，相对标准偏差（RSD）分别为4.36%和3.78%。该法简单、准确、稳定性好，将其应用于中药中铅和镉的含量测定，结果较好。

石墨烯；固相萃取；FAAS；铅；镉

中药中铅、镉是较为常见的2种易超标重金属，共同的特点就是容易在体内蓄积，低浓度就能产生毒害，引起多种疾病［1］，因此，中药中铅、镉的痕量检测是非常有必要的。

固相萃取技术是痕量分析中最常用的前处理方法之一，其原理是将样品进行分离富集之后再进行含量检测，吸附剂是效果好坏的关键所在［2］。碳纳米管是近年来新兴的纳米碳材料的一种，独特的结构使之具有机械性能好、比表面积大、吸附能力强等优点，这使其在固相吸附方面表现出了巨大的应用潜力［3-4］。

本文利用多壁碳纳米管（MWCNTs）作为固相吸附剂，同时分离和预富集铅和镉，并用火焰原子吸收法（FAAS）对富集效果进行了测定，研究了样品pH值、流速等条件对富集效果的影响。结果表明，此方法选择性较好，富集效率、检测限等结果较满意，为痕量铅和镉的同时测定提供了新方法。

1　实验部分

1.1主要仪器与试剂

AA-6300C型原子吸收分光光度计：铅、镉空心阴极灯，特征谱线283.3nm、228.8nm，氘背景吸收光谱仪校正。

pH3-3C型pH计，固相萃取空柱及筛板。

MWCNT，实验所需药品均为分析纯，所用水均为二次去离子水。

所有玻璃仪器使用前均用10% HNO3浸泡至少24h后用去离子水洗涤4次备用。

1.2实验步骤

将30mg的MWCNT装入容积为3mL的固相萃取空柱中，两端加筛板。用2mol·L-1的HNO3溶液和去离子水清洗柱子，然后用10mL磷酸盐缓冲溶液调节至所需酸度备用。

将含有Pb和Cd各300μg·L-1的样品液调节至所需酸度，加入DDTC溶液。振荡后以2mL·min-1的速度通过固相萃取柱。然后用2mL去离子水冲洗。真空抽干后，用1mol·L-1的HNO3溶液2mL洗脱，FAAS进样测定。

2　结果与讨论

2.1pH值

本文考察了pH值（2～10）对分析物离子回收率的影响。结果表明，回收率在pH=4～6的范围内最高且稳定，因此选择pH=6的酸度。

2.2样品和洗脱液流速

不同流速的试验结果表明，0.5～2mL·min-1的流速下，金属离子的吸附行为和回收率保持稳定，因此，选择流速为2mL·min-1以提高效率。

2.3样品体积

考察不同体积的样品（20～300mL）条件下的回收率，结果表明样品体积小于150mL时回收率较好（＞95%），考虑到富集效率和分析时间，选择20mL进行常规分析。

2.4洗脱液

考察洗脱液的浓度和体积对回收率的影响，结果表明，1mol·L-1的HNO3溶液足以有效洗脱（＞95%），不同体积（2～10mL）的洗脱液试验表明，2mL的HNO3能完成有效洗脱。

2.5共存离子干扰

在测定条件下，设定相对误差为5%，对样品平行测定5次，研究多种共存离子对富集作用的影响，结果如表1所示，共存离子对测定结果基本没有影响。

2.6准确度、线性范围和检出限

试验结果表明，Pb和Cd各自的检测限度为0.60μg·L-1和0.45μg·L-1。 样 品 体 积 为20mL时，Pb和Cd的校准曲线的线性范围分别是15～300μg·L-1、10～400μg·L-1。10次重复实验的相对标准偏差分别是4.36%和3.78%。

表1　共存离子的影响

2.7分析应用

将此方法应用于肉桂皮、茴香、马钱子、胖大海等样品的分离和回收。取20mL经消解后的样品溶液通过上述过程进行分析。对样品平行测定3次，加标实验结果见表2。加标样品回收率令人满意，可用于中药样品中金属离子的富集。

3　结论

预富集/分离方法具有简单、安全、价格低廉等优点，相较于使用溶剂作为提取剂，多壁碳纳米管的可重用性高达50多次，且其吸附行为没有任何损失，精密度和准确度均令人满意。该系统已成功应用于中药样品中痕量铅、镉的分离、富集和测定。

表2　中药样品中Pb和Cd的测定结果

［1］ 赵蓉，杨惠霞，蒲瑾，王丹洁，曾光. 中药重金属污染及其评价方法研究现状［J］.中国中医药信息杂志，2016（2）：134-136.

［2］ 黄理金，何蔓，陈贝贝，胡斌. 基于纳米材料的固相萃取在痕量元素及其形态分析中的应用［J］.中国科学：化学，2016（5）：452-465.

［3］ 黄佳佳，江东文，杨昭，李燕杰，徐振林.多壁碳纳米管固相萃取技术及其在食品安全检测中的应用［J/OL］.食品工业科技，http：//www.cnki.net/kcms/detail/11.1759. TS.20160330.1726.028.html

［4］ Soylak M， Yilmaz E， Ghaedi M， Montazerozohori M. Toxicological & Environmental Chemistry， 2011， 93（5）：873-885.

Determination of Pb and Cd in Traditional Chinese Medicine by Separation/ Enrichment of FAAS Method using Multi-walled Carbon Nanotubes

LI Ji-wen， JI Xiao-jing， SUN Yan-fang
（College of Science and Technology， Agricultural University of Hebei， Cangzhou 061100， China）

Trace amounts of Pb and Cd was extracted using multi-walled carbon nanotubes via solid-phase extraction， and then the content was determined by flame atomic absorption spectrometry. Under the best conditions， the detection limit of Pb and Cd were 0.60μg/L and 0.45μg/L， respectively， the linear range was 15～300μg/L and 10～400μg/L， respectively. The sample solution containing Pb and Cd （300μg/L， respectively） was measured 10 times under the same conditions， relative standard deviation （RSD）were 4.36% and 3.78%， respectively.

grapheme； solid phase extraction； FAAS； Pb； Cd

O 652.6

A

1671-9905（2016）08-0039-03

河北省科技支撑计划项目（13228124）；河北省教育厅青年基金项目（QN20131014）

2016-05-30