超聲波提?。游展庾V法測(cè)定拳參中微量元素的含量

蔡 莉 陳亞萍

（江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院化紡系，江蘇江陰，214405）

拳參是蓼科蓼屬植物的干燥根莖，又名紫參、草河車，其性苦、澀、微寒，具有清熱解毒、鎮(zhèn)驚、止瀉、消腫、鎮(zhèn)痛等功效［1］。根據(jù)研究表明，中藥在其藥效發(fā)揮過(guò)程中，微量元素具有協(xié)同作用，適量的微量元素不僅可以促進(jìn)機(jī)體的生長(zhǎng)發(fā)育，還可以提高機(jī)體的免疫功能。微量元素的測(cè)定可為闡明中藥的作用機(jī)理、改造藥物和新藥的開(kāi)發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也能為中藥材的鑒定和改進(jìn)提供依據(jù)［2］。

微量元素的測(cè)定方法如原子吸收法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法等通常要求將固體樣品消解，常用的消解方法有微波消解法、濕式消解法、干灰化法，但這些方法要求濃酸、高溫、高壓以消解固體樣品中的元素，且消解過(guò)程較漫長(zhǎng)［3］，因此需要建立一種更簡(jiǎn)便快速的樣品預(yù)處理方法。超聲波輔助提取法利用超聲波輻射壓強(qiáng)產(chǎn)生的強(qiáng)烈空化、機(jī)械攪動(dòng)、乳化、擴(kuò)散、擊碎等多級(jí)效應(yīng)，增大物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)頻率和速度，增強(qiáng)溶劑穿透力，加速目標(biāo)成分進(jìn)入溶劑，縮短了操作時(shí)間［4－5］。超聲波提取在食品和工業(yè)品等方面有比較廣泛的應(yīng)用，但在中藥的微量元素提取方面的應(yīng)用較少。本文研究目的是優(yōu)化超聲波提取微量元素的條件，如提取溫度、提取溶劑種類和提取溶劑濃度等，建立一種分析速度快、回收率高且適用于拳參中微量元素含量的測(cè)定方法。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

拳參（市售）；Ca、Cu、Fe、Zn、Mg標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液100μg/mL（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心）；高氯酸；30%雙氧水；鹽酸；硝酸；酒石酸；檸檬酸濃硝酸（優(yōu)級(jí)純）；實(shí)驗(yàn)用水為超純水。

AA－6300C型原子吸收分光光度計(jì)（日本島津）；H21937超聲波清洗器（北京中科爾儀器有限公司）；ALC110－4型電子天平（賽多利斯科學(xué)儀器有限公司）；空心陰極燈（上海電光器件有限公司）；

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品前處理

取一定數(shù)量拳參用水沖洗，再用蒸餾水沖洗兩至三遍，濾水后用剪好的紗布將藥材松散地包扎好，再將包扎好的物品置于電熱干燥箱中，在100℃下烘干2－3h至恒重，冷卻后置于干燥器中，然后用絞碎機(jī)將藥品絞碎成細(xì)的粉末。

1.2.2 Ca2＋、Zn2＋、Cu2＋、Fe2＋、Mg2＋標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定

用移液管分別移取0.00mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL 的100μg/mL以上微量元素的標(biāo)準(zhǔn)液，分別置于50mL容量瓶中，以1%硝酸稀釋至刻度，混勻，此標(biāo)準(zhǔn)系列含以上微量元素分別為 0.00μg/mL、2.00μg/mL、4.00μg/mL、6.00μg/mL、8.00μg/mL、10.00μg/mL。用AA－6300C型原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定其吸光度，進(jìn)而根據(jù)吸光度計(jì)算各微量元素含量。

1.2.3 超聲波提取法［6］

稱取0.1g標(biāo)準(zhǔn)品置于離心管中，加5mL HNO3－HClO4（2∶1，v/v）預(yù)超聲10min，立即放入超聲浴中（功率40kHz），70℃超聲12min，以3000r/min離心10min，取上層清液；殘?jiān)?mL超純水清洗，再超聲2min，以3000r/min離心10min，同樣取上層清液且與酸浸出液合并，最后用超純水定容至10mL，于聚乙烯瓶中4℃保存?zhèn)溆茫瑫r(shí)作空白試驗(yàn)。

1.2.4 濕法消解

稱取拳參1.000g樣品置于100mL潔凈的容器中，小燒杯中加入20mL HNO3－HClO4（4∶1）混酸后加熱，微沸時(shí)滴加過(guò)氧化氫溶液，直至出現(xiàn)亮黃色或者無(wú)色為止，冷卻后，定容轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中定容，過(guò)濾，搖勻備用。每個(gè)樣品取3個(gè)平行樣進(jìn)行消化處理，同時(shí)做空白試驗(yàn)，測(cè)定藥品中各元素的含量。

1.2.5 原子吸收光譜法測(cè)定微量元素

經(jīng)超聲提取法與濕式消解法處理拳參樣品，用火焰原子吸收光譜法測(cè)定Ca、Cu、Fe、Zn、Mg的含量，工作條件見(jiàn)表1。

表1 原子吸收實(shí)驗(yàn)條件

2 結(jié)果分析

2.1 超聲提取法條件和參數(shù)的優(yōu)化

2.1.1 超聲波提取溶劑的選擇

取等質(zhì)量的樣品分別加入不同的溶劑（鹽酸、硝酸、乙酸、酒石酸、檸檬酸），在同一初始溫度40℃下加熱40min，冷卻后過(guò)濾用20%硝酸定容，靜置待測(cè)。

圖1 提取溶劑對(duì)提取量的影響

由圖1可知，選擇不同類型的提取溶劑，對(duì)五種金屬的提取效果會(huì)產(chǎn)生影響，其中Fe、Ca、Zn元素的提取量受溶劑的影響最大，綜合比較，硝酸作為溶劑時(shí)對(duì)于各元素的提取效果最好，故選硝酸為提取劑。

2.1.2 超聲波提取溶劑濃度的選擇

稱取四份0.5000g的拳參于小燒杯中，分別加入5%、10%、15%、20%的硝酸，在同一初始溫度40℃下加熱40min，冷卻后過(guò)濾用對(duì)應(yīng)濃度的硝酸定容，靜置待測(cè)。

圖2 提取溶劑濃度對(duì)提取量的影響

由圖2可知，超聲波提取拳參時(shí)，選擇的提取溶劑濃度為20%時(shí)，效率最佳，故選用20%的硝酸為提取劑。

2.1.3 超聲波提取劑體積的選擇

取等質(zhì)量的樣品分別加入5mL、10mL、15mL和20mL的20%的硝酸，在同一初始溫度40℃下加熱40min，冷卻后過(guò)濾用20%硝酸定容，靜置待測(cè)。

圖3 提取劑體積對(duì)提取量的影響

由圖3可知，隨著提取劑體積的增加，對(duì)五種微量元素的提取效果也越好，因此本實(shí)驗(yàn)選擇的提取劑的體積為20mL。

2.1.4 超聲波提取溫度的選擇

取等質(zhì)量的樣品分別加入20mL的20%硝酸，分別于20℃、30℃、40℃、50℃提取40min，冷卻后過(guò)濾后用20%硝酸定容，靜置待測(cè)。

圖4 提取溫度對(duì)提取量的影響

由圖4可知，隨著溫度的增加，有利于提高拳參中微量元素的提取量，但當(dāng)溫度超過(guò)40℃時(shí)，提取效果將受到影響，因此本實(shí)驗(yàn)選擇的超聲提取溫度定為40℃。

2.1.5 超聲波提取時(shí)間的選擇

四種樣品分別稱取四份，每份稱取0.5000g，加入20%的硝酸20mL，在同一初始溫度40℃下分別提取20min、30min、40min和60min。

由圖5可知，隨著超聲時(shí)間的延長(zhǎng)，拳參中微量元素的提取量也在不斷增加，當(dāng)提取時(shí)間為40min時(shí)，提取效果最好，因此本實(shí)驗(yàn)選擇的超聲提取時(shí)間為40min。

2.2 超聲提取法和濕法消解的比較

圖5 提取時(shí)間對(duì)提取量的影響

根據(jù)以上優(yōu)化的超聲提取條件，比較超聲提取法和濕式消解法對(duì)拳參的消解效果，結(jié)果見(jiàn)表2。結(jié)果顯示，兩種消解方法的提取效率相當(dāng)，但濕法耗時(shí)長(zhǎng)，空白值較高，消解過(guò)程中形成的酸霧危害人體健康且安全性較差，而超聲提取法具有速度快、安全性好、污染小、試劑消耗少等優(yōu)點(diǎn)。

表2 樣品微量元素的濃度（ug/mL）

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限

在用原子吸收光度法測(cè)定Ca、Cu、Fe、Zn和Mg系列濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，各元素吸光度與濃度呈良好線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均在0.9995以上。

表3 線性范圍、相關(guān)系數(shù)

2.4 精密度及回收率測(cè)定

2.4.1 精密度測(cè)定

四種樣品分別取5個(gè)小燒杯，在5個(gè)小燒杯中分別稱取1.0000g樣品，用20mL 20%硝酸溶解，超聲波儀器振蕩，過(guò)濾，轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中，以1%硝酸稀釋至刻度定容，搖勻，過(guò)濾，并測(cè)出5份平行樣各微量元素的吸光度，計(jì)算精密度。根據(jù)表4中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，變異系數(shù)（RSD）最大值為1.34%，符合儀器分析中小于2%的要求。

2.4.2 回收率測(cè)定

每個(gè)樣品精確稱取樣品1.0000g，分別放在兩個(gè)100mL小燒杯中，對(duì)于超聲波提取，提取溫度設(shè)置為40℃，提取時(shí)間為40min；濕法消解，選擇HNO3－HClO4（4：1）的混酸；加入標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液2.00mL，消解完成后，用1%稀硝酸稀釋至刻度，搖勻，進(jìn)行測(cè)定。根據(jù)表4中測(cè)得的數(shù)據(jù)表明，拳參回收率為99.20%～105.3%，符合微量元素測(cè)定要求。

表4 超聲波提取精密度、回收率的測(cè)定

圖6 拳參中微量元素的含量

3 結(jié)論

本文優(yōu)化了超聲波輔助提取拳參中微量元素的條件，建立了原子吸收光譜法測(cè)定拳參中Ca、Cu、Fe、Zn、Mg等微量元素含量的方法。由圖6的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，以上幾種微量元素中，Ca的含量最高，而Cu、Mg元素含量比Zn、Fe元素含量低，因此在中藥配伍中，除了要考慮藥材的性狀外，藥材的微量元素含量也應(yīng)考慮。用超聲波提取拳參樣品中的微量元素，方法簡(jiǎn)單快速、回收率較高，與濕法消解相比較，兩種方法的提取效率相當(dāng)，超聲提取法縮短了濕法消解中消解、加熱、干燥、冷卻和分離等步驟的時(shí)間，降低了濃酸的消耗和污染，避免了高溫高壓的過(guò)程，提高了提取效率，同時(shí)簡(jiǎn)化了提取操作，因此超聲波提?。游展庾V法適于中藥藥樣品中微量元素的測(cè)定。

［1］劉曉秋，陳發(fā)奎，吳立軍.拳參的化學(xué)成分［J］.沈陽(yáng)藥科大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，5（21）：187－189.

［2］楊宇，王貴全，劉彥明.原子吸收光譜法在藥物分析中的應(yīng)用進(jìn)展［J］.信陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004，17（1）：l19－l24.

［3］Kazi T G，Jamali M K，Arain M B，el a1.Evaluation of an ultrasonic acid digestion procedure for total heavy metals determination in environmental and biological samples［J］.J ttazard Mater，2009，161：1391－1398.

［4］曾琪，陶果，朱斌.微波消解－火焰原子吸收法測(cè)定豬肝臟中的鉛［J］.化學(xué)研究與應(yīng)用，2011，23（11）：1570－1573.

［5］王俊偉，何藝樺，胡靜，等.超聲輔助萃取一鎢絲電熱原子吸收光譜法測(cè)定痕量鎘［J］.化學(xué)研究與應(yīng)用，2007，19（4）：430－432.

［6］Kazi T G，Afridi H I，Jamali M K，et a1.Efieet of ultrasound agita－tion on the release of heavy elements in cetified reference material of human hair（CRM BCR 397）.Journal of AOAC International，2006；89（5）：1410－1416.