多壁碳納米管預(yù)分離/富集-FAAS法測(cè)定中藥中Pb和Cd含量

李繼文，紀(jì)曉婧，孫燕芳（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)理工學(xué)院，河北 滄州 061100）

實(shí)驗(yàn)室與分析

多壁碳納米管預(yù)分離/富集-FAAS法測(cè)定中藥中Pb和Cd含量

李繼文，紀(jì)曉婧，孫燕芳
（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)理工學(xué)院，河北 滄州 061100）

用多壁碳納米管對(duì)痕量鉛和鎘同時(shí)固相萃取，用火焰原子吸收光譜測(cè)定其含量。在最佳條件下，鉛和鎘的檢出限分別為0.60μg·L-1、0.45μg·L-1，線性范圍分別為15～300μg·L-1、10～400μg·L-1。對(duì)含有鉛和鎘各300μg·L-1的樣品液平行測(cè)定10次，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）分別為4.36%和3.78%。該法簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好，將其應(yīng)用于中藥中鉛和鎘的含量測(cè)定，結(jié)果較好。

石墨烯；固相萃??；FAAS；鉛；鎘

中藥中鉛、鎘是較為常見的2種易超標(biāo)重金屬，共同的特點(diǎn)就是容易在體內(nèi)蓄積，低濃度就能產(chǎn)生毒害，引起多種疾?。?］，因此，中藥中鉛、鎘的痕量檢測(cè)是非常有必要的。

固相萃取技術(shù)是痕量分析中最常用的前處理方法之一，其原理是將樣品進(jìn)行分離富集之后再進(jìn)行含量檢測(cè)，吸附劑是效果好壞的關(guān)鍵所在［2］。碳納米管是近年來新興的納米碳材料的一種，獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使之具有機(jī)械性能好、比表面積大、吸附能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，這使其在固相吸附方面表現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力［3-4］。

本文利用多壁碳納米管（MWCNTs）作為固相吸附劑，同時(shí)分離和預(yù)富集鉛和鎘，并用火焰原子吸收法（FAAS）對(duì)富集效果進(jìn)行了測(cè)定，研究了樣品pH值、流速等條件對(duì)富集效果的影響。結(jié)果表明，此方法選擇性較好，富集效率、檢測(cè)限等結(jié)果較滿意，為痕量鉛和鎘的同時(shí)測(cè)定提供了新方法。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1主要儀器與試劑

AA-6300C型原子吸收分光光度計(jì)：鉛、鎘空心陰極燈，特征譜線283.3nm、228.8nm，氘背景吸收光譜儀校正。

pH3-3C型pH計(jì)，固相萃取空柱及篩板。

MWCNT，實(shí)驗(yàn)所需藥品均為分析純，所用水均為二次去離子水。

所有玻璃儀器使用前均用10% HNO3浸泡至少24h后用去離子水洗滌4次備用。

1.2實(shí)驗(yàn)步驟

將30mg的MWCNT裝入容積為3mL的固相萃取空柱中，兩端加篩板。用2mol·L-1的HNO3溶液和去離子水清洗柱子，然后用10mL磷酸鹽緩沖溶液調(diào)節(jié)至所需酸度備用。

將含有Pb和Cd各300μg·L-1的樣品液調(diào)節(jié)至所需酸度，加入DDTC溶液。振蕩后以2mL·min-1的速度通過固相萃取柱。然后用2mL去離子水沖洗。真空抽干后，用1mol·L-1的HNO3溶液2mL洗脫，F(xiàn)AAS進(jìn)樣測(cè)定。

2　結(jié)果與討論

2.1pH值

本文考察了pH值（2～10）對(duì)分析物離子回收率的影響。結(jié)果表明，回收率在pH=4～6的范圍內(nèi)最高且穩(wěn)定，因此選擇pH=6的酸度。

2.2樣品和洗脫液流速

不同流速的試驗(yàn)結(jié)果表明，0.5～2mL·min-1的流速下，金屬離子的吸附行為和回收率保持穩(wěn)定，因此，選擇流速為2mL·min-1以提高效率。

2.3樣品體積

考察不同體積的樣品（20～300mL）條件下的回收率，結(jié)果表明樣品體積小于150mL時(shí)回收率較好（＞95%），考慮到富集效率和分析時(shí)間，選擇20mL進(jìn)行常規(guī)分析。

2.4洗脫液

考察洗脫液的濃度和體積對(duì)回收率的影響，結(jié)果表明，1mol·L-1的HNO3溶液足以有效洗脫（＞95%），不同體積（2～10mL）的洗脫液試驗(yàn)表明，2mL的HNO3能完成有效洗脫。

2.5共存離子干擾

在測(cè)定條件下，設(shè)定相對(duì)誤差為5%，對(duì)樣品平行測(cè)定5次，研究多種共存離子對(duì)富集作用的影響，結(jié)果如表1所示，共存離子對(duì)測(cè)定結(jié)果基本沒有影響。

2.6準(zhǔn)確度、線性范圍和檢出限

試驗(yàn)結(jié)果表明，Pb和Cd各自的檢測(cè)限度為0.60μg·L-1和0.45μg·L-1。 樣 品 體 積 為20mL時(shí)，Pb和Cd的校準(zhǔn)曲線的線性范圍分別是15～300μg·L-1、10～400μg·L-1。10次重復(fù)實(shí)驗(yàn)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別是4.36%和3.78%。

表1　共存離子的影響

2.7分析應(yīng)用

將此方法應(yīng)用于肉桂皮、茴香、馬錢子、胖大海等樣品的分離和回收。取20mL經(jīng)消解后的樣品溶液通過上述過程進(jìn)行分析。對(duì)樣品平行測(cè)定3次，加標(biāo)實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。加標(biāo)樣品回收率令人滿意，可用于中藥樣品中金屬離子的富集。

3　結(jié)論

預(yù)富集/分離方法具有簡(jiǎn)單、安全、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，相較于使用溶劑作為提取劑，多壁碳納米管的可重用性高達(dá)50多次，且其吸附行為沒有任何損失，精密度和準(zhǔn)確度均令人滿意。該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于中藥樣品中痕量鉛、鎘的分離、富集和測(cè)定。

表2　中藥樣品中Pb和Cd的測(cè)定結(jié)果

［1］ 趙蓉，楊惠霞，蒲瑾，王丹潔，曾光. 中藥重金屬污染及其評(píng)價(jià)方法研究現(xiàn)狀［J］.中國(guó)中醫(yī)藥信息雜志，2016（2）：134-136.

［2］ 黃理金，何蔓，陳貝貝，胡斌. 基于納米材料的固相萃取在痕量元素及其形態(tài)分析中的應(yīng)用［J］.中國(guó)科學(xué)：化學(xué)，2016（5）：452-465.

［3］ 黃佳佳，江東文，楊昭，李燕杰，徐振林.多壁碳納米管固相萃取技術(shù)及其在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用［J/OL］.食品工業(yè)科技，http：//www.cnki.net/kcms/detail/11.1759. TS.20160330.1726.028.html

［4］ Soylak M， Yilmaz E， Ghaedi M， Montazerozohori M. Toxicological & Environmental Chemistry， 2011， 93（5）：873-885.

Determination of Pb and Cd in Traditional Chinese Medicine by Separation/ Enrichment of FAAS Method using Multi-walled Carbon Nanotubes

LI Ji-wen， JI Xiao-jing， SUN Yan-fang
（College of Science and Technology， Agricultural University of Hebei， Cangzhou 061100， China）

Trace amounts of Pb and Cd was extracted using multi-walled carbon nanotubes via solid-phase extraction， and then the content was determined by flame atomic absorption spectrometry. Under the best conditions， the detection limit of Pb and Cd were 0.60μg/L and 0.45μg/L， respectively， the linear range was 15～300μg/L and 10～400μg/L， respectively. The sample solution containing Pb and Cd （300μg/L， respectively） was measured 10 times under the same conditions， relative standard deviation （RSD）were 4.36% and 3.78%， respectively.

grapheme； solid phase extraction； FAAS； Pb； Cd

O 652.6

A

1671-9905（2016）08-0039-03

河北省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（13228124）；河北省教育廳青年基金項(xiàng)目（QN20131014）

2016-05-30