火焰原子吸收法测定荔枝草中金属元素含量

兰艳素，王宁宁，常相雾

(黄山学院化学化工学院，安徽 黄山 245041)



火焰原子吸收法测定荔枝草中金属元素含量

兰艳素，王宁宁，常相雾

(黄山学院化学化工学院，安徽 黄山 245041)

以新鲜荔枝草为原材料，HNO3-H2O2(5:3)为消解液，经微波消解法处理后，采用火焰原子吸收光谱法测定荔枝草中Na、K、Zn、Ca、Cd、Pb的含量。结果表明，荔枝草中K的含量较高，K、Na、Zn、Ca的含量分别为：509.0、113.1、48.2、85.1 μg/g，Cd、Pb的含量均低于国家安全标准(小于0.20 μg/g)，6种金属元素的加标回收率为 98. 2%～102.0%。该法快速、精确、简便，适用于荔枝草中金属元素含量的测定。

荔枝草；微波消解；火焰原子吸收光谱法；金属元素

荔枝草 (SalviaplebeiaR. Brown) 为唇形科 ( Labiatae)鼠尾草属植物的全草[1]，又被人们称为蛤蟆草等，在我国西北地区较少见，主要分布在华东各省。在民间，全草可以一起入药，具有较好的清热解毒、止血以及消肿等[2]，而被国内外学者关注。化学成分分析发现：黄酮以及黄酮苷化合物是荔枝草的主要有效成分，还含有二萜类、三萜类、苯丙素类以及甾醇类化合物[3]。药理活性研究表明：荔枝草提取物具有较好的抑菌、抗炎[4]、镇静、保肝[5]、抗氧化以及抗肿瘤等作用[6]。中药药效的发挥不仅与药材中的有效成分有关，还与所含的微量元素等成分有密切联系[7-8]，因此，对荔枝草中微量元素进行研究，将对荔枝草药材的评价以及监督具有一定的指导作用。

Na、K、Ca、Zn金属元素直接参与人体中各种酶的合成，与人体健康密切相关。Cd、Pd是两种常见重金属元素，若含量过高，将对人体健康构成威胁，因而在药材安全标准中明确限定其含量[9]。在药材金属元素含量的测定中，前期的样品消解是否完全对试验结果有较大影响，微波消解是在密闭容器中进行高压消解，不仅可以在短时间内将样品彻底消解，而且绿色环保[10-11]，在土壤、食品、药材等样品的前处理过程中经常使用。

本实验采用微波法对荔枝草进行消解，火焰原子吸收光谱法测定荔枝草中Na、K、Ca、Zn、Cd、Pd的含量，为荔枝草的充分利用和质量评价提供科学依据。

1 仪器与试剂

WFX-210型火焰原子吸收分光光度仪，北京瑞利分析仪器公司；Na、K、Ca、Zn、Cd、Pd空心阴极灯，北京有色金属研究总院；MDS-2003F微波消解仪，新仪微波化学科技有限公司；GZX-9030MBE电热鼓风干燥箱，上海博迅实业有限公司医疗设备厂；FST-YZ-40超纯水机，上海富诗特仪器设备有限公司；ECH-II微机控温电热板，上海新仪微波化学科技有限公司。

新鲜荔枝草于2016年4月采自安徽省黄山学院，经鉴定为唇形科鼠尾草属植物荔枝草的全草。钠、钾、钙、锌、镉、铅标准溶液，质量浓度均为1000 μg/mL，国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院；硝酸、双氧水、盐酸，优级纯，国药集团化学试剂有限公司。

2 方 法

2.1 玻璃仪器前处理

用自来水将消解罐、玻璃仪器清洗干净，分别用6%、2%的硝酸浸泡24 h，小心取出，用二次蒸馏水冲洗干净，80 ℃条件下烘干，备用。

2.2 样品预处理

用自来水将新鲜荔枝草上的泥沙清洗干净，再用二次蒸馏水淋洗，洗净后的荔枝草稍微甩水，摊放于阴凉处，待水珠较少时放入干燥箱内，在50 ℃条件下鼓风烘干12 h，用剪刀剪碎，研钵研磨后过100目筛，即为待测样品粉末。

2.3 样品消解

取出2个已经处理好的消解罐，编号为1、2，精密称取0.5000 g 待测样品粉末1份，放入2号罐中，分别向两个消解罐中加入浓硝酸5 mL以及双氧水3 mL，浸泡1 h后，放入微波消解仪中，分别设置运行时间、压力等参数后，启动仪器，开始进行微波消解，消解结束后，冷却至室温，慢慢放气，小心取出消解罐，在通风橱中打开，得到无色透明液体，将消解罐放在120 ℃电热板上继续加热，样品溶液保持微微沸腾状态15 min，待剩下的溶液体积大约为1 mL时停止消解，慢慢冷却至室温。

2.4 标准曲线溶液的配制

取出在冰箱中冷藏的Na、K、Zn、Ca、Cd、Pb标准溶液，用二次蒸馏水稀释100倍，各金属标准溶液的质量浓度均为10 μg/mL。

Na、Cd标准曲线溶液的配制：用移液管移取10 μg/mL Na标准溶液0.0、1.0、2.5、3.5、4.5、5.5 mL，分别用2%HCl定容于6个25 mL容量瓶中，得到质量浓度为0.0、0.4、1.0、1.4、1.8、2.2 μg/mL的标准曲线溶液。

K标准曲线溶液的配制：用移液管分别移取0.0、1.5、3.0、4.5、6.0、7.5 mL K标准溶液(10 μg/mL)，置于6个25 mL容量瓶中，用2%HCl定容，摇匀，得到质量浓度分别为0.0、0.6、1.2、1.8、2.4、3.0 μg/mL的标准溶液。

Zn、Pb标准曲线溶液的配制：精密移取0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL的Zn、Pb标准溶液(10 μg/mL)，分别用2%HCl、HNO3定容于25 mL中，得质量浓度为0.0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0 μg/mL的Zn、Pb标准溶液。

Ca标准曲线溶液的配制：精密移取10 μg/mL Ca标准溶液0.0、2.5、5.0、7.5、10.0、12.5 mL，置于25 mL容量瓶中，依次用2%HCl定容至刻度线，摇匀，得到质量浓度为0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 μg/mL的Ca标准曲线溶液。

2.5 样品溶液的制备及含量测定

将冷却后的消解液转移至50 mL容量瓶中，并用1% HNO3多次洗涤消解罐、吸量管，冲洗液与样液都转移至50 mL容量瓶中，定容摇匀，得到空白溶液、样品溶液。

移取适量空白溶液、样品溶液，在最佳工作条件下，依次调换Ca、Cd、Pb阴极灯，待光源稳定后，空白、样品溶液不用稀释，直接调零、进样，依次测定Ca、Cd、Pb金属元素的吸光度；再用1%HNO3将样品溶液依次稀释2、5、10倍，分别用于测定Na、K、Zn的吸光度值。

3 结果与讨论

3.1 消解方式的选择

分别采用微波消解、干法处理样品，并依次进样，结果测得微波消解的样品溶液中金属元素含量均高于干法消解液中的含量，可能是因为干法消解完成后，样品在转移过程中有较大损耗，而且干法消解所用的时间较长。因此，实验采用微波消解法对样品进行前处理。

3.2 消解参数的选择

消解剂一般为强氧化剂，在消解过程中，若反应太过剧烈则会引起爆沸，直接影响试验的准确性，因此，采用分段逐步加大压力的间歇消解方式进行，各段微波消解压力、运行时间以及消解功率分别为：(1)0.2 MPa，3 min，400 W；(2)1.0 MPa，5 min，600 W；(3)2.0 MPa，5 min，600 W；(4)3.0 MPa，3 min，800 W。

3.3 消解液组成的选择

样品是否消解完全，对实验结果有很大影响，因此消解液的选择非常重要。高氯酸可以快速将样品消解完全，但反应太剧烈，不易控制，且高氯酸属于非挥发性酸，强酸性环境会损伤原子吸收光谱仪，所以实验不选用高氯酸进行消解。用硝酸浸泡1 h后发现，样品大部分已经溶解，可见样品比较容易消解，所以考虑用硝酸-过氧化氢体系，称取0.5000 g样品，分别用不同体积比的HNO3-H2O2消解液浸泡1 h后，微波分段消解，结果发现，HNO3-H2O2(5:3)时，消解效果最好，故采用该体系进行试验。

3.4 火焰原子吸收光谱仪测定条件

Na、K、Zn、Ca、Cd、Pd的含量采用乙炔-空气火焰原子吸收光谱法进行测定，在实验过程中，各金属元素的波长、灯电流以及乙炔流量等都会影响测定的灵敏度和准确度，经反复调试，得到6种金属的最佳测试条件见表1。

表1 火焰原子吸收光谱仪工作参数

3.5 标准曲线的制作

打开火焰原子吸收光谱仪，按表1将波长、电流等参数进行设置，预热待光源稳定后，先用空白溶液调零，从质量浓度较低开始依次进样，测定各标准溶液的吸光度，用origin软件作质量浓度-吸光度曲线，得到各元素标准曲线的线性回归方程见表2。

表2 各元素回归方程及相关系数

由表2可见，在仪器可测质量浓度范围内，Na、K、Zn、Ca、Cd、Pb金属元素的标准曲线回归方程的系数0.9985≤r≤0.9999，具有良好的线性关系，达到试验要求。

3.6 含量测定结果

由于样品溶液中Na、K、Zn的浓度已超过标准曲线的线性范围，因此在进样前，需用1%HNO3将样品溶液适当稀释后才能进样测定，每种金属元素重复进样3次，计算出消解液中Na、K、Zn、Ca、Cd、Pb的含量，结果见表3。

表3 荔枝草中各元素含量 (n=3)

由表3的实验结果可见，荔枝草中Na、K、Zn、Ca、Cd、Pb金属元素的含量不同，其中K的含量最高，为509.0 μg/g，其次为Na，含量相对较高的还有Ca、Zn，其中Ca不仅是人体骨质的重要组成成分，还可以有效降低血管壁的通透性，具有一定的抗炎消肿作用，与荔枝草的药理活性相吻合。重金属Cd、Pb的含量分别为：0.12、0.17 μg/g，含量较低，在安全服用范围内。总体来看，各金属含量高低顺序为：K>Na>Ca>Zn>Pb>Cd。

3.7 方法学考察

3.7.1 精密度及重复性试验

称取等质量荔枝草样品，共6份，HNO3-H2O2(5：3)作为消解液，经浸泡、微波消解，待原子吸收光谱仪的光源稳定后，用1%HNO3适当稀释样品、空白溶液后，调零，每种金属元素进样5次，计算得到6种元素的RSD较小(0.87%～2.35%)，说明仪器的精密度较好。比较6份溶液中各金属含量，发现差异不大，RSD≤2.29%，说明试验具有较好的重现性。

3.7.2 加标回收率试验

称取荔枝草样品粉末，每份0.5000 g，共18份，每3个消解罐为一组，加入一种金属标准溶液，各金属元素的加标样量为样品含有量的0.8～1.1倍，分别加入硝酸5 mL、双氧水3 mL，浸泡1 h，分四段微波消解16 min，赶酸近干，将样品溶液分别定容于18个50 mL容量瓶中，即为加标样液。不加样品、标准液，同法消解，得到空白溶液、不加标样液，调零后，按要求进行稀释，依次进样，测定各溶液的吸光度值，结果见表4。

表4 回收率试验结果

由表4可知，6种金属元素的加标回收率均介于98.2%～102.8%之间，回收率良好，说明试验方法可以用于荔枝草中Na、K、Zn、Ca、Cd、Pb金属元素的含量测定。

4 结 论

微波消解法处理荔枝草样品粉末，并采用火焰原子吸收光谱法对荔枝草中6种金属元素的含量进行测定，实验结果表明，荔枝草中Na、K、Zn、Ca、Cd、Pb元素的含有量各异，其中K的含量最高，其次是Na、Ca，含量分别为113.1、85.1 μg/g，Zn的含量也不低(48.2 μg/g)，可以不同程度增强人体的免疫力。重金属Pb、Cd的含量很低，均小于0.2 μg/g，根据《药用植物与制剂进出口行业绿色标准》中规定：药材中Cd、Pb的含量分别不能超过 0.3 mg/kg、5.0 mg/kg，可见，荔枝草中重金属(Cd、Pb)的含量均符合安全标准，也远远低于保山产的荔枝草药材中铅的含量，可能的原因是药材所生长的土壤环境以及黄山特有气候条件引起，实验结果可为荔枝草资源的进一步开发与利用提供参考。

[1] 刘晓燕. 绵阳荔枝草中总黄酮的提取及含量测定[J]. 安徽农业科学, 2015, 43(5): 73-77.

[2] 栾洁, 魏晓舒, 丁晴. 荔枝草的质量标准建立与探讨[J]. 中国现代应用药学, 2016, 33(8): 1020-1024.

[3] 亢文佳, 富艳彬, 李达翃, 等. 荔枝草的化学成分研究[J]. 中草药, 2015, 46(11):1589-1592.

[4] 杨泽华, 杨长水, 韦建华, 等. 荔枝草提取物的体外抗菌活性研究[J]. 广西中医药大学学报, 2015, 18(2): 65-67.

[5] 刘丽, 戴轶群, 谢国勇, 等. 荔枝草根的化学成分研究[J]. 中国药学杂志, 2014, 49(16):1393-1396.

[6] 孙启文, 吴松, 柳航, 等. 荔枝草的化学成分及药理作用研究新进展[J]. 中国药师, 2014, 17(3):481-483.

[7] 高向阳, 王银娟, 卢彬. 微波消解-连续光源原子吸收法快速顺序测定枸杞果中的6种金属元素[J]. 食品科学, 2011, 32(16): 229-232.

[8] 杨丽,董伟,周堃,等. 火焰原子吸收法测定傣药人面果树茎皮中7种微量元素的含量[J]. 云南民族大学学报：自然科学版, 2015, 24(2): 129-131.

[9] 朱琳, 曾晓丹, 胡丽, 等. 火焰原子吸收光谱法测定虎杖中微量元素的含量[J]. 化学世界, 2014, 55(4): 220-222.

[10]熊海涛. 微波消解-火焰原子吸收光谱法测定王不留行中微量元素[J]. 药物分析杂志, 2010, 30(11): 2149-2152.

[11]孙玲玲, 宋金明, 于颖, 等. 微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法测定牡蛎中锌的不确定度评定[J]. 食品科学, 2016, 37(16): 187-192.

Determination of Metal Elements inSalviaplebeiaR. Brown by Flame Atomic Absorption Spectroscopy

LANYan-su,WANGNing-ning,CHANGXiang-wu

(School of Chemistry and Chemical Engneering, Huangshan University, Anhui Huangshan 245041, China)

The samples were digested by microwave-assisted with HNO3-H2O2(5:3), and the content of metal elements inSalviaplebeiaR. Brown, including Na, K, Zn, Ca, Cd and Pb, were determined by flame atomic absorption spectrometry. The results showed that K was abundant in Salvia plebeia R. Brown, the content of K, Na, Zn and Ca were 509.0, 113.1, 48.2, 85.1 μg/g, respectively, and Cd and Pb were less than 0.2 μg/g, the recovery rates of these metal elements were in the range of 98.2%～102.0%. Therefore, the method was rapidly, precise, simple，and it was appropriate for determination of metallic elements inSalviaplebeiaR. Brown.

SalviaplebeiaR. Brown; microwave digestion; FAAS; metal elements

安徽高校省级优秀青年人才基金重点项目(2013SQRL088ZD)；安徽省自然科学研究项目(KJHS2016B10)；黄山市科技计划项目(2015Z-02)。

兰艳素(1985-)，女，助教，研究方向：天然产物提取分离与活性研究。

O657.31

A

1001-9677(2016)022-0078-03