原子吸收光譜法測定玉米須中的鐵

金華，曾曉丹，劉治剛，馬明碩，高艷（吉林化工學院，吉林吉林132022）

原子吸收光譜法測定玉米須中的鐵

金華，曾曉丹，劉治剛，馬明碩，高艷
（吉林化工學院，吉林吉林132022）

摘要：探討利用火焰原子吸收光譜法測定玉米須中鐵元素含量時，儀器工作條件對測定結果的影響。結果表明：選擇燈電流5.1 mA～5.7 mA、燃燒高度5 mm～6 mm、光譜通帶0.2 nm、燃氣與助燃氣比例1∶4～1∶3.5時，原子化效果理想，回收率為96.65%～103.40%，方法簡便、準確。

關鍵詞：玉米須；原子吸收；測試條件；鐵

禾本科植物玉米[玉蜀黍（Zea mays L.）]是重要的糧食作物，在我國種植面積為2 350萬hm2，產量居世界第2位。玉米須（Corn silk or Stigma maydis）是其干燥花柱和柱頭，是《中華人民共和國衛(wèi)生部藥材標準》[1]收錄的藥食兼?zhèn)涞钠贩N之一。玉米須中含有黃酮及其苷類、生物堿、有機酸、糖類、甾醇、揮發(fā)油、微量元素及多種維生素等諸多營養(yǎng)成分，具有很好的食療保健作用[2]。玉米須中含量豐富[3]的微量元素鐵是人體必需的營養(yǎng)元素，具有廣泛的生理功能和生物學作用，鐵在體內的不均衡代謝會導致各種疾病的發(fā)生，因此對玉米須中鐵含量的測定具有重要的臨床研究意義。迄今有關火焰原子吸收光譜法測定玉米須中鐵元素方法的系統(tǒng)報道較少[3-5]。本文從燈電流、燃燒器高度、狹縫寬度、燃助比例等方面考察了以上因素對測定結果的影響，獲得儀器最佳工作條件，并以準確度和精確度試驗驗證方法的可靠性。

1　材料與方法

1.1試劑與儀器

S2D2AA型原子吸收光譜儀：美國THEROM公司；鐵標準溶液（1 000 μg/mL）：國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院；鐵標準溶液（2 μg/mL）：深圳市博林達科技有限公司；鐵空心陰極燈：北京曙光電子光源儀器有限公司；硝酸：天津市耀華化學試劑有限責任公司，優(yōu)級純；超純水；玉米須。

1.2樣品處理

玉米須經自然陰干后粉碎，過60目篩，準確稱取1.0 g玉米須粉于100 mL小燒杯中，加入10 mL混酸（硝酸∶高氯酸=3∶1），于電熱板上消解，直至冒白煙，若顏色仍較深，可滴加少量過氧化氫至消化液呈無色透明或略帶黃色，冷卻至室溫，超純水定容至100 mL容量瓶中待測。同時做試樣空白溶液。

1.3儀器工作條件

波長：248.3 nm；燈電流：5.5 mA；燃燒器高度：5.0 mm；狹縫寬度：0.2 nm；乙炔流量：1.4 L/min；空氣流量：5.5 L/min。

2　結果與討論

2.1燈電流的選擇

空心陰極燈的燈電流與測定結果的靈敏度及穩(wěn)定性密切相關。對于微量元素分析，應在保證讀數(shù)穩(wěn)定的前提下，盡量選擇小一些的燈電流，以獲得足夠高的靈敏度；對于高含量元素分析，應保證有足夠靈敏度的前提下，盡量選用大一點的燈電流，以獲得足夠高的精密度。要選擇最合適的工作電流就要通過吸光度隨燈電流的變化曲線決定。試驗發(fā)現(xiàn)，燈電流在5.1 mA～5.7 mA范圍內靈敏度達最高。所以本文選擇鐵空心陰極燈標簽給出燈電流（20 mA）的25%～30%為宜。

2.2燃燒高度的選擇

燃燒高度影響測定的靈敏度、穩(wěn)定性和干擾程度?；鹧嬷性用芏仁遣痪鶆虻?，火焰高度的選擇目的是使特征光束通過基態(tài)原子最密集區(qū)域或中間薄層區(qū)，選擇原則以通過中間層為宜。燃燒高度同樣是根據(jù)吸光度隨其變化曲線決定的。隨著燃燒高度的降低，靈敏度逐漸增大。試驗表明：燃燒高度在4 mm以下時，吸光度仍有繼續(xù)增大的趨勢，但此處火焰溫度較低，原子化不完全，火焰穩(wěn)定性較差且干擾較多。除非待測元素含量很低，要保證較高靈敏度時使用此處火焰，否則不建議使用該燃燒高度。而當燃燒高度在6 mm以上時，光束通過的是氧化焰區(qū)，對于鐵這種易生成氧化物的元素不適合選擇該燃燒高度。綜合考慮，測定鐵元素最適合選擇的燃燒高度為5 mm～6 mm為宜。

2.3狹縫寬度的選擇

加大狹縫寬度，充分利用輻射光源的能量，可以增強儀器的穩(wěn)定性，提高測定精密度。通常，如果要得到好的信噪比和穩(wěn)定性，可以選0.4 nm～0.7 nm的狹縫寬度。但對于多譜線元素，常選用較窄的縫寬，以減少干擾，提高測定靈敏度。鐵元素由于其周圍的譜線復雜，宜選用0.2 nm縫寬。

2.4燃助比例的選擇

燃氣與助燃氣的比例影響火焰的氧化還原性和溫度，最終影響到待測元素的原子化效率。本試驗考察了不同燃氣流量對鐵元素光譜信號強度的影響。保持助燃氣流量為5.5時，改變L/min燃氣流量，觀察分析信號的變化。試驗結果表明，隨著乙炔流量增加，鐵元素分析信號逐漸增強，乙炔流量在達到1.4 L/min以后，增加的趨勢有所減緩。另外，通過觀察火焰的燃燒發(fā)現(xiàn)，乙炔流量增大到1.5 L/min以后，火焰上方有明顯的黑煙生成。說明此時乙炔燃燒已經不完全，存在未燃盡的碳粒，導致火焰發(fā)射和自吸收增強，噪聲增大，進而導致信號強度繼續(xù)增大。另外，通過對不同燃氣流量下標準物質測定結果的數(shù)理統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，乙炔流量在達到1.4 L/min～1.5 L/min時的測定結果最接近樣本的真實值，相對誤差的絕對值最小，如表1所示。

表1　不同乙炔流量下標準樣品溶液的測定結果Table 1　Result of iron measured value under different acetylene flow rate

基于以上原因，在測定玉米須中鐵元素時，需選擇燃助比近似為1∶4～1∶3.5的還原性火焰，才能達到理想的原子化效果，獲得準確的測定結果。

2.5工作曲線的繪制

在100mL的容量瓶中依次加入適量的1000μg/mL鐵標準溶液，用2%稀硝酸配制成0.00、0.50、1.00、2.00、5.00 μg/mL的標準系列，在選定的儀器最佳條件下分別測定其吸光度值作縱坐標，以濃度為橫坐標繪制工作曲線。線性方程為A=0.019c+0.0032（R2=0.9999），其中，c為待測元素的濃度，μg/mL；A為測得的吸光度。線性范圍為：0～5.00 μg/mL。

2.6樣本的測定

在選定的儀器最佳條件下，測定玉米須中鐵的吸光度，根據(jù)標準曲線的線性方程，計算玉米須中微量元素鐵的含量，測定結果見表3。

2.7精密度和準確度檢驗

在選定的儀器最佳條件下，測定12次空白溶液的吸光度，求得相對標準偏差（RSD）為1.40%，方法檢出限為0.04 μg/mL。用標準加入法測定加標樣品中鐵元素的含量，平行取4份已知鐵含量的玉米須試樣，其中3份加入適量標樣，同一供試樣品溶液平行測定5次，以此來驗證方法的準確性。加標回收率為96.65%～103.40%，相對標準偏差為1.32%～1.61%，說明本方法準確度較好，結果如表2所示。加標回收率和相對標準偏差表明該法的準確度和精密度滿足實驗室的定量分析要求，證明方法可行。

表2　樣品溶液回收試驗結果（n=5）Table 2　Recovery results of sample solution（n=5）

3　結論

玉米不僅是人們的口糧和“飼料之王”，其深層次的加工品或副產品也具有相當高的附加值。比如玉米須就被美國食品藥物管理局確認為安全、無毒[6]的物質，其提取物所制藥品為非處方藥。玉米的廣泛栽培，使得玉米須來源豐富、價格低廉、易于采收，是有待全面開發(fā)利用的食品、藥用和醫(yī)療保健資源，具有廣闊的研究與發(fā)展前景。玉米須中富含的K、Co、Zn、Cu、Fe等人體必需的微量元素參與機體代謝，協(xié)助宏量元素的輸送，充當體內各種酶的組成成分和激活劑，有的微量元素還對核酸的結構、功能以及DNA的復制有影響，因此對玉米須中營養(yǎng)成分的進一步研究意義深遠。本文利用S2D2AA原子吸收光譜儀測定玉米須中微量元素鐵的含量，考察儀器工作條件對光譜信號強度的影響，優(yōu)化了測試條件。結果表明：選擇燈電流5.1 mA～5.7 mA、燃燒器高度5 mm～6 mm、狹縫寬度0.2 nm、燃助比例1∶4～1∶3.5時，原子化效果理想；方法的加標回收率96.65%～103.40%，相對標準偏差1.40%，精密度與準確度均能滿足實驗室質量控制要求；利用該法測得玉米須中鐵元素含量246.4 μg/g。本試驗的完成可為原子吸收光譜法測定其它食品中的微量元素提供參考，為玉米須在食品、醫(yī)藥以及保健品等領域的進一步精細加工及工業(yè)化開發(fā)提供技術支持。

參考文獻：

[1]中華人民共和國衛(wèi)生部藥材標準委員會.《中華人民共和國衛(wèi)生部藥材標準》1985版[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,1986:12

[2]江蘇新醫(yī)學院.中藥大辭典 (上冊)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社, 1980:555

[3]買買提·吐爾遜,阿布來提·阿布都熱西提.維藥玉米須的微量元素分析[J].光譜學與光譜分析,2004,24(11):1482-1483

[4] 高倩倩,王瑩,高超,等.玉米須中微量元素不同處理方法檢測[J].中國公共衛(wèi)生,2011,27(9):1215

[5]王寶珍,劉松艷,張雷.玉米須中無機元素含量的測定[J].人參研究,1999,11(4):29-30

[6]USA Food,Drug Adminstration.Weight control drug products for over-the 2-counter human use,certain active ingredients[J].Fed Regist USA,1991,56(153):37792

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.23.034

收稿日期：2014-06-08

基金項目：吉林化工學院科技項目（吉化院合字2015[第042]）

作者簡介：金華（1977—），女（漢），講師，在讀博士，主要從事分析化學和儀器分析方面研究。

Determination of Iron in Corn Silk by Atomic Absorption Spectrometry

JIN Hua，ZENG Xiao-dan，LIU Zhi-gang，MA Ming-shuo，GAO Yan
（Jilin Institute of Chemical Technology，Jilin 132022，Jilin，China）

Abstract：To find the best testing conditions，the lamp current，burning height，the width of spectral pass band and ratio of gas to combustion-supporting gas（combustion ratio）for the determination of trace iron in corn silk by flame atomic absorption spectrometry（FAAS）was studied.The experimental results showed that lamp current 5.1 mA～5.7 mA，burning height 5 mm～6 mm，the width of spectral pass band 0.2 nm and combustion ratio coefficient in the range of 1∶4 to 1∶3.5 was selected.Under this conditions，atomization efficiency was high and determination was accurate.The recoveries were from 96.65%to 103.40%.

Key words：corn silk；atomic absorption spectrometry；testing conditions；iron