ICP－MS法測(cè)定銀合歡種和種皮中27種金屬元素含量

張 臻 周 媛，2 王桂萍 鄒 坤，2

（1.三峽大學(xué) 化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，湖北 宜昌 443002；2.天然產(chǎn)物研究與利用湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（三峽大學(xué)），湖北 宜昌 443002）

中藥發(fā)揮作用是多成分協(xié)同起作用，金屬元素是中藥歸經(jīng)和藥性物質(zhì)基礎(chǔ)的重要組成部分，是藥效的重要物質(zhì)基礎(chǔ)之一，其元素的種類(lèi)、形態(tài)、含量及含量比例的改變對(duì)藥效均有影響［1］.中藥中含有的微量元素與人體健康、疾病及中醫(yī)藥的關(guān)系十分密切［2－3］，各種微量元素含量是決定植物類(lèi)中藥寒、涼、溫、熱四性的主要因素之一［4］.同時(shí)，由于環(huán)境的污染，致使中藥材中有害金屬元素的含量累積，在用藥的過(guò)程中會(huì)對(duì)人體結(jié)構(gòu)及功能造成損害［5］.另外，在中藥的使用過(guò)程中，植物的入藥部分也具有很強(qiáng)的選擇性，以期通過(guò)參考藥材各部分中金屬元素的含量達(dá)到藥效的合理化.

銀合歡（Leucaena leucocephala Lam.de Wait）為多年生豆科銀合歡屬木本植物，原產(chǎn)中美洲，廣泛分布于熱帶、亞熱帶地區(qū).在中國(guó)分布于廣西、廣東、福建、臺(tái)灣等?。ㄗ灾螀^(qū)），是多年生、耐干旱、枝葉茂盛，四季常綠的灌木和喬木.具有口感好，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，富含胡蘿卜素和多種維生素以及蛋白質(zhì)的特點(diǎn)，其嫩莖葉粗蛋白含量占干物質(zhì)的比重較大.其葉子、種子、種皮都可作不同的使用.研究表明，銀合歡葉子因富含蛋白質(zhì)，可用于制備動(dòng)物飼料［6］，而種子在廣西壯族民間用于治療糖尿?。?］.研究植物各部分中各金屬元素的含量特別是微量元素以及有毒有害元素的含量，可為闡明銀合歡傳統(tǒng)藥理、毒理及確認(rèn)銀合歡中藥材質(zhì)量提供科學(xué)依據(jù).

電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP－MS）技術(shù)，具有靈敏度高、分析速度快等特點(diǎn)，已成為微量多元素成分分析的有力工具.本文采用ICP－MS法測(cè)定了云南省建水縣產(chǎn)銀合歡種和種皮中27種金屬元素的含量，其中13種金屬元素 V、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、As、Se、Mo、Ag、Cd、Tl、Pb等采用普通模式檢測(cè)，14種金屬元素Li、Be、B、Mg、Al、Co、Ni、Ga、Rb、Sr、Te、Ba、Bi、U等采用碰撞／反應(yīng)池技術(shù)（CCT）模式測(cè)定，以消除樣品溶液中潛在的干擾.測(cè)定結(jié)果為開(kāi)口箭的進(jìn)一步研究利用提供科學(xué)參考.

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 主要儀器與試劑

X Series 2型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國(guó)賽默飛世爾科技公司），儀器主要的工作參數(shù)見(jiàn)表1.

表1 電感耦合等離子體質(zhì)譜主要工作參數(shù)

續(xù)表1 電感耦合等離子體質(zhì)譜主要工作參數(shù)

內(nèi)標(biāo)溶液的制備：吸取銠和錸標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度為1 000μg／mL（國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心），用1%硝酸溶液配制成含銠和錸分別為5ng／mL的混合內(nèi)標(biāo)溶液.

標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的制備：吸取10mg／L的混合標(biāo)準(zhǔn)液（ICP multi－element standard solution VI，Germany Darmstadt，Merck KGaA 64271），用1%硝酸溶液配制成 Li、Mg、Al、Co、Ni、Ga、Rb、Sr、Te、Ba、Bi、U、V、Cr、Mn、Cu、Mo、Ag、Cd、Tl、Pb濃度為0ng／mL，0.3ng／mL，0.5ng／mL，1ng／mL，5ng／mL，10 ng／mL，20ng／mL 的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，Be、B、Fe、Zn、As、Se濃度為0ng／mL，3ng／mL，5ng／mL，10ng／mL，50ng／mL，100ng／mL，200ng／mL的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液.所用試劑均為優(yōu)級(jí)純；所用水均為二次去離子水.

加標(biāo)溶液的配制：Mg、Fe、Al單標(biāo)溶液（質(zhì)量濃度為1 000μg／mL，北京有色金屬研究總院）；其他金屬元素的單標(biāo)溶液（質(zhì)量濃度為1 000μg／mL，用時(shí)以1%硝酸逐級(jí)稀釋成1.0μg／mL的溶液，北京有色金屬研究總院）.

銀合歡樣品采自云南省建水縣，經(jīng)天然產(chǎn)物研究與利用湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（三峽大學(xué)）楊進(jìn)副教授鑒定為L(zhǎng)eucaena leucocephala Lam.de Wait.，原植物標(biāo)本保藏于天然產(chǎn)物研究與利用湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（三峽大學(xué)）.樣品洗凈后晾干備用.

2.2 樣品前處理

將待測(cè)樣品銀合歡種和種皮晾干，于50℃烘箱中干燥，微型粉碎機(jī)粉碎；準(zhǔn)確稱(chēng)取干燥的銀合歡種、種皮粉末各約0.05g（精確至0.1mg），于聚四氟乙烯消解罐中，準(zhǔn)確加入2mL濃HNO3和2mL H2O2，設(shè)置空白對(duì)照，敞開(kāi)靜置4h后，密封消解罐于180℃烘箱中加熱過(guò)夜，冷卻后，小心打開(kāi)消解罐，將溶液轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中，以1%稀硝酸定容至刻度，混勻，待測(cè).樣品進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)時(shí)先向罐中加入適量各元素單標(biāo)溶液，后進(jìn)行消解過(guò)程，隨同做試劑空白.

3 結(jié)果與討論

3.1 測(cè)定同位素的選擇

根據(jù)被測(cè)同位素豐度高和無(wú)干擾的原則來(lái)進(jìn)行選擇測(cè)定同位素.在ICP－MS技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，同質(zhì)異位素重疊和多原子離子干擾是常見(jiàn)的干擾問(wèn)題，影響到測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，其中以多原子離子的干擾最嚴(yán)重［8］.在本試驗(yàn)中有14種元素 Li、Be、B、Mg、Al、Co、Ni、Ga、Rb、Sr、Te、Ba、Bi、U 等采用碰撞／反應(yīng)池技術(shù)T（CCT），加He碰撞消除，以有效地減少多原子離子對(duì)待測(cè)元素的潛在干擾［9］.各元素的測(cè)定同位素的選擇為：51V、52Cr、55Mn、56Fe、65Cu、66Zn、75As、82Se、95Mo、107Ag、111Cd、205Tl、206Pb；7Li、9Be、11B、24Mg、27Al、59Co、60Ni、69Ga、85Rb、88Sr、125Te、137Ba、209Bi、238U.

3.2 內(nèi)標(biāo)元素的選擇

ICP－MS在測(cè)定過(guò)程中通常存在的基體效應(yīng)和儀器信號(hào)的波動(dòng)，采用內(nèi)標(biāo)法能較好地校正這些影響［9］.本文選擇 Re、Rh元素作為內(nèi)標(biāo)元素，按2.1方法配制成混合內(nèi)標(biāo)溶液，在線(xiàn)加入，從而消除測(cè)定元素的基體效應(yīng).Re、Rh兩種內(nèi)標(biāo)元素回收率均在95.0%～105.0%之間，故本文選擇的內(nèi)標(biāo)元素為Re、Rh.

3.3 工作曲線(xiàn)

在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，將Li、Mg、Al、Co、Ni、Ga、Rb、Sr、Te、Ba、Bi、U、V、Cr、Mn、Cu、Mo、Ag、Cd、Tl、Pb、濃度為0ng／mL，0.3ng／mL，0.5ng／mL，1ng／mL，5ng／mL，10ng／mL，20ng／mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液系列，Be、B、Fe、Zn、As、Se濃度為0ng／mL，3ng／mL，5ng／mL，10ng／mL，50ng／mL，100ng／mL，200ng／mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液系列中的各元素分別采用不同的模式（如加He模式和不加He模式）進(jìn)行測(cè)定，儀器自動(dòng)繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，Pb的線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)r為0.990 7，Cr的線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)r為0.997 9，Ag的線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)r為0.998 0，Zn的線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)r為0.998 8，其余各元素的線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)均為0.999 5～1.0000.

3.4 方法檢出限

在選定的實(shí)驗(yàn)條件下，對(duì)樣品消解試劑空白進(jìn)行測(cè)定，統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差作為各元素檢出限，以10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差作為測(cè)定下限，得到各元素方法的檢出限和測(cè)定下限，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2.

表2 方法檢出限和測(cè)定下限

3.5 樣品分析、精密度及加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

采用選定的方法對(duì)云南省建水縣產(chǎn)銀合歡種和種皮中27種金屬元素進(jìn)行了測(cè)定，每個(gè)樣品平行測(cè)定了8份，統(tǒng)計(jì)平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，同時(shí)對(duì)該樣品進(jìn)行了加標(biāo)回收試驗(yàn)，加標(biāo)量根據(jù)各元素的實(shí)際含量采用單標(biāo)溶液進(jìn)行加標(biāo)，統(tǒng)計(jì)各元素回收率.樣品測(cè)定結(jié)果以及方法精密度和加標(biāo)回收率見(jiàn)表3.

表3 銀合歡種、種皮樣品測(cè)定結(jié)果、方法精密度及加標(biāo)回收率

續(xù)表3 銀合歡種、種皮樣品測(cè)定結(jié)果、方法精密度及加標(biāo)回收率

4 結(jié) 論

本文采用ICP－MS分析技術(shù)測(cè)定了銀合歡種和種皮中27種金屬元素，應(yīng)用He碰撞技術(shù)消除了樣品溶液對(duì)元素測(cè)定的潛在干擾.由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知本方法快速靈敏，具有良好的準(zhǔn)確度和精密度，方法可用于其他中草藥中同類(lèi)金屬雜質(zhì)元素的測(cè)定.測(cè)定結(jié)果表明，銀合歡種中Cr、Ag、Cd、Be、Al、U 等6種元素在實(shí)驗(yàn)條件下未檢測(cè)出，而種皮中 Mo、Ag、Co、Ni等4種元素未檢出.其中，F(xiàn)e、Zn、Cu、Mg等有益金屬含量很大，種皮中的含量約為種子中含量的1～3倍，Se作為有益的稀有金屬元素，在銀合歡的種和種皮中含量較少，種皮中的含量約為種子中含量的33倍，但是，種皮中含有大量的有害金屬Pb、Ni，而種子中則含有大量的Al，而這些金屬元素對(duì)人體的細(xì)胞代謝、生物合成及生理功能調(diào)控起著十分重要的作用.實(shí)驗(yàn)結(jié)果可為銀合歡藥材的質(zhì)量控制以及進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù).

銀合歡其它用途的開(kāi)發(fā)利用也取得了一定的進(jìn)展，如利用銀合歡葉片培養(yǎng)食用菌研究，高純度含羞草素的提取及其生理活性的開(kāi)發(fā)利用研究等.

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