ICP-AES測定桑樹不同部位的12種微量元素

竇文淵，黃騰花，黃名湖，許慧鵲（.中國廣州分析測試中心廣東省分析測試技術(shù)公共實驗室，廣東廣州50070；.廣州市婦女兒童醫(yī)療中心，廣東廣州5063）

ICP-AES測定桑樹不同部位的12種微量元素

竇文淵1，黃騰花2，黃名湖1，許慧鵲1
（1.中國廣州分析測試中心廣東省分析測試技術(shù)公共實驗室，廣東廣州510070；2.廣州市婦女兒童醫(yī)療中心，廣東廣州510623）

摘要：采用加熱消解處理樣品，建立原子熒光法測定桑樹不同部位Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、Fe、Mn、Mg、K、Na和Ca 12種元素質(zhì)量濃度的分析方法，采用ICP-AES測定樣品中的微量元素。結(jié)果各種元素在其線性范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，r在0.999 5～0.999 9之間，平均回收率在90.%～96.4%之間，RSD<3%（n=6），符合微量分析要求。本法簡便，結(jié)果準(zhǔn)確，重現(xiàn)性好，ICP-AES可同時測定多種元素，方便快捷。

關(guān)鍵詞：電感耦合等離子發(fā)射光譜；桑樹；檢測；元素

桑科（Moraceae）桑屬（Morus）落葉喬木，偶有灌木。葉為桑蠶飼料。木材可制器具，枝條可編籮筐，桑皮可作造紙原料，桑椹可供食用、釀酒，葉、果和根皮可入藥。桑枝作為臨床上使用的中藥之一，具有祛風(fēng)濕，利關(guān)節(jié)作用，多用于治療風(fēng)濕痹證[1]。桑葉有著極高的營養(yǎng)價值和藥用價值，其具有降血糖、降血壓、抗衰老、防癌抗癌、提高人體免疫力等多種生理功能[2]。桑葚含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，歷來具有食用及中藥材之用，很早就被作為水果和中藥材得到廣泛應(yīng)用[3]。隨著社會的迅速發(fā)展，工業(yè)的發(fā)展給環(huán)境帶來了巨大的挑戰(zhàn)，各種污染越來越嚴(yán)重，其中像金屬的污染，就非常普遍，因此，食品、保健和醫(yī)藥等行業(yè)對元素的關(guān)注越來越重視。桑樹，作為一種不同部位都可以為人們?nèi)粘Ｉ钍褂玫闹参?，因此測定對它的不同部分的元素含量具有很大的意義。以往文獻報道元素測定，主要有冷原子吸收光度法[4]、冷原子熒光分光光度法[5]、熒光分光光度法[6]和原子熒光分光光度法[7-8]，紫外可見分光光度法[9]，報道較多，但對桑樹不同部位相關(guān)的研究報道很少，未有文獻報道以ICP-AES法測定桑樹不石墨爐原子吸收光譜法[10-11]，電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀[12-16]等，近年來對元素的檢測同部位的12種微量元素質(zhì)量濃度，因此，本試驗采用濕法消解對樣品進行消解，用電感耦合等離子發(fā)射光譜法（ICP-AES）法測定桑樹不同部位的12種元素質(zhì)量濃度，為科學(xué)合理地開發(fā)、利用桑樹提供理論參考。

1　材料與方法

1.1儀器和試劑

Leeman Prodigy XP電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀：美國Leeman公司；HT-300勝譜電熱板：中國廣州分析測試中心。Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、Fe、Mn、Mg、K、Na、Ca標(biāo)準(zhǔn)溶液：購于國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院，濃度均為1 000 μg/mL。樣品：桑樹根、桑樹枝、桑樹葉、桑樹果實（成熟），由自廣東省翁源縣某公司提供；硝酸、高氯酸等化學(xué)試劑均為分析純：廣州市試劑廠。試驗用水為二次蒸餾水。所用玻璃器皿均用10%硝酸浸泡過夜，依次用蒸餾水、二次蒸餾水清洗備用。

1.2儀器工作條件

試驗選定的電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀最佳工作條件如表1所示。

表1　主要儀器參數(shù)Table 1　The major instrument parameter

1.3樣品前處理

將樣品（桑樹根、桑枝、桑葉、桑樹果實）清洗干凈，風(fēng)干表面水分，切斷成小塊，然后粉碎（樣品為鮮樣）。精密稱定樣品5.0g，置三角瓶中，HNO3溶液10mL，HClO4溶液2 mL，蓋上曲頸小漏斗，放置電子控溫加熱板上，升溫至180℃，溶液澄清透明無渾濁，冷卻，過濾轉(zhuǎn)入25 mL容量瓶，用高純水定容至刻度。

1.4校準(zhǔn)曲線配制

混合標(biāo)準(zhǔn)溶液1：將標(biāo)準(zhǔn)儲備液用1%硝酸逐級稀釋，混合至Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、Fe、Mn、Mg質(zhì)量濃度分別為0.00、0.100、0.200、1.00、2.00、4.00 μg/mL；混合標(biāo)準(zhǔn)液2：將標(biāo)準(zhǔn)儲備液用1%硝酸逐級稀釋，混合至：K、Na、Ca質(zhì)量濃度分別為0.00、1.00、5.00、10.0、50.00 μg/mL。

2　結(jié)果與討論

2.1樣品前處理

試驗過程中的樣品的消解方式為濕法消解。濕法消解，是用濃度大的強氧化劑的氧化作用破壞有機質(zhì)，加熱趕去有機物，使元素以可以溶液形態(tài)存在。濕法消解處理方法處理步驟少，干擾少，消解樣品效果好。經(jīng)過試驗，分別用HNO3、HNO3+H2SO4、HNO3+H2O2、HNO3+HClO4、HNO3+HCl，其中HNO3-H2O2-樣品（體積比2∶0.4∶1）、HNO3-樣品（2∶1，體積比）、HNO3-HCl-樣品（體積比2∶0.4∶1）消解效果不好，消解不太完全，而HNO3-H2SO4-樣品（體積比2∶0.4∶1）消解需要時間較長，同時容易造待測元素的損失，消解效率低，因此，選擇HNO3-HClO4-樣品（體積比2∶0.4∶1）作為消解化學(xué)試劑。經(jīng)過試驗，得出HNO3-HClO4-樣品（體積比2∶0.4∶1），消解效果最佳。

2.2分析波長的選擇及背景的校正

ICP-AES法對每個元素都有多條特征譜線選擇，且有同步背景校正功能。因此在試驗中對每個測定元素選取3條譜線，使用標(biāo)準(zhǔn)品背景校正，再通過綜合分析靈敏度、穩(wěn)定性、干擾等因素，從中選擇精密好、干擾少的分析譜線，結(jié)果見表2。

表2　12種元素的分析譜線Table 2　Analysis line of 12 elements

2.3線性范圍和檢出限

按表1儀器的工作條件，測定混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，并繪出校準(zhǔn)曲線并算出回歸方程和相關(guān)系數(shù)，同時按測試方法平行進行11次空白試驗，以3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差除去工作曲線的斜率求得檢出限。采用連續(xù)注射不同梯度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果如表3所示。

表3　12種元素的線性及檢出限Table 3　Linear equation and detection limit of 12 metal elements

由表3可以看出，在線性范圍內(nèi)，Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、Fe、Mn、K、Na、Ca、Mg的線性相關(guān)系數(shù)范圍為0.999 5～0.999 9，線性關(guān)系良好。

2.4加樣回收試驗

取桑樹的A號樣品6份（分別標(biāo)為樣品1、2、3、4、5、6），精密加入12種元素一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，按“1.3”項下方法制備，按“1.2”項下光譜條件測定，計算回收率，結(jié)果如表4所示。

表4　加樣回收試驗測定結(jié)果（n=6）Table 4　The results of recovery experiment（n=6）

由表4可知，樣品的Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、Fe、Mn、K、Na、Ca、Mg平均回收率范圍為90.0%～96.4%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）范圍為為0.88%～2.98%。結(jié)果表明該方法準(zhǔn)確可靠。

2.5樣品含量測定

取2個不同批次的樣品，按“1.3”項下方法制備供試品溶液，按“1.2”項下光譜條件測定，以標(biāo)準(zhǔn)曲線法計算含量（見表5）。

表5　樣品的12種元素含量測定結(jié)果Table 5　Determination results of 12 metal elements content in thesample

續(xù)表5　樣品的12種元素含量測定結(jié)果Continue table 5　Determination results of 12 metal elements content in the sample mg/k

由表5結(jié)果可知，桑樹不同部位Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、Fe、Mn、K、Na、Ca、Mg含量不一樣，但有一定的規(guī)律，每個部位都是K元素含量最高，Cd元素最低，桑樹根中12種元素的含量高于其它部位，大致的高低順序是根>葉>果>枝。

3　結(jié)論

本試驗采用濕法消解桑樹樣品不同部位，一次性消解好12個檢測項目需要的樣品，通過前處理以及儀器一系列條件的優(yōu)化，以ICP-AES法測定了樣品中的12種元素的含量，方法簡便、快速，結(jié)果準(zhǔn)確。檢測結(jié)果表明，線性相關(guān)系數(shù)范圍為0.999 5～0.999 9，線性關(guān)系良好（n=6），平均回收率范圍為90.0%～96.4%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）范圍為0.88%～2.98%。結(jié)果表明該方法準(zhǔn)確可靠。桑樹不同部位元素含量不一樣，但有一定的規(guī)律，就是根中12種微量元素的含量最高，高低順序是根>葉>果>枝。試驗證明該方法適合用于ICP-AES法測定桑樹不同部位的12種微量元素的含量，同時為有效控制該桑樹質(zhì)量提供了參考，為桑樹以及其他植物的相關(guān)元素檢測提供參考。

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DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.20.037

收稿日期：2015-03-12

作者簡介：竇文淵（1986—），男（漢），助理研究員，本科，從事食品、藥品和環(huán)境分析工作。

Determination of Twelve Trace Elements in Different Parts of Mulberry by ICP-AES

DOU Wen-yuan1，HUANG Teng-hua2，HUANG Ming-hu1，XU Hui-que1
（1.Guangdong Provincial Public Laboratory of Analysis and Testing Technology，China National Analytical Center，Guangzhou 510070，Guangdong，China；2.Guangzhou Women and Children's Medical Center，Guangzhou 510623，Guangdong，China）

Abstract：To establish a hydride generation-atomic fluorescence spectrometry to measure the content in different parts of mulberry by Cu，Pb，Zn，Ni，Cd，Cr，F(xiàn)e，Mn，Mg，K，Na，Ca twelve trace elements with heat digestion.Concentrations of elements were determined by ICP-AES.Experimental results showed that linear relationshipwas good，r was between 0.999 5 and 0.999 9.Average recovery rate was between 90.0%and 96.4%，RSD was less than 3%（n=6）.The results met requirement of microanalysis.The method proved to be simple，convenient and precise and can be used for control of ICP-AES method was rapid，accurate and convenient，can be used to determine various trace elements.

Key words：ICP-AES；mulberry；determination；trace elements