三葉青中微量元素的分析比較

＊阮明穎 田妍基

（寧德職業(yè)技術(shù)學(xué)院 福建 355000）

1.引言

中草藥除含有K、P、N等宏量元素外，還含有大量的具有極高價(jià)值的Fe、B、Mn、Cu等各種各樣的微量元素，遺憾的是中草藥微量元素經(jīng)常被研究人員忽略或邊緣化。隨著國(guó)內(nèi)外科學(xué)研究課題范圍的不斷拓展、研究方法的不斷創(chuàng)新，以及研究技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，不少學(xué)者意識(shí)到中藥微量元素與該藥用療效存在特定的密切關(guān)系，中草藥三葉青在醫(yī)學(xué)方面的作用和價(jià)值又進(jìn)入研究人員的視野。因此，對(duì)中草藥三葉青存在或可能含微量元素的定量、定性分析，了解三葉青性質(zhì)、含量與醫(yī)學(xué)醫(yī)療功效的關(guān)系，顯得越發(fā)重要，深入的研究將有利人類進(jìn)一步掌握中草藥的藥理、質(zhì)量等特性，更好地優(yōu)化中草藥制作流程，提高中草藥的醫(yī)用價(jià)值。立足于此，本研究著重對(duì)三葉青存在的多種微量元素含量做進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)、研究、分析。

電感藕合等離子體發(fā)射光譜（ICP-OES）法具有較高的靈敏度、精確度、較寬測(cè)定范圍、較好的選擇性、較快的分析速度、較低的檢出限值等特點(diǎn)，而且可以同時(shí)測(cè)定多種微量元素，而被廣泛應(yīng)用于中藥材中微量元素含量的測(cè)定。本研究采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-0ES）測(cè)定三葉青藥材中10種微量元素。建立了微波消解一ICP-OES測(cè)定三葉青藥材中多種微量元素的分析方法，以期為其他藥材中的微量元素提供參考的方法和理論依據(jù)。

2.實(shí)驗(yàn)部分

(1)實(shí)驗(yàn)試劑與儀器

儀器包括：710一ES型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀、STAR型常壓開(kāi)放式聚焦微波消解儀、Milli-Q型純水制備系統(tǒng)。

實(shí)驗(yàn)試劑包括以下幾個(gè)部分：①優(yōu)級(jí)純的HNO3、H2O2試劑；②分析純濃H2SO4；③1000mg/ml標(biāo)準(zhǔn)溶液，包括鋅、鋇、錳、鉛、鉻、砷、鎘、鐵、銅、鎂等10種元素各一份；④標(biāo)準(zhǔn)混合液。使用5%的HNO3分別將10份標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行逐級(jí)稀釋形成混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，每種混合液都分別有：0mg/mL、0.01mg/mL、0.10mg/mL、1.0mg/mL、10mg/mL和20mg/mL等6種溶度；⑤超純水，作為實(shí)驗(yàn)用水。

三葉青藥材由浙江省麗水市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院提供，并經(jīng)該研究所農(nóng)藝師鑒定，系三葉青。

表1 三葉青藥材采集信息表

(2)實(shí)驗(yàn)步驟

①三葉青樣品預(yù)處理

步驟1：將三葉青藥材置于溫度為50℃的環(huán)境下進(jìn)行烘干、搗碎，直至呈粉末狀。

步驟2：使用規(guī)格為120目的篩子篩取三葉青粉末作為實(shí)驗(yàn)樣品，每種粉末都必須取樣兩份，并分別做如下標(biāo)記：如樣品1為待測(cè)樣品、樣品2為加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)樣品。

步驟3：用適量蒸餾水先把燒杯內(nèi)M=1.OOOOg樣品濕潤(rùn)，而后往燒杯加入20mL硝酸稀釋溶液，其中V硝酸:V水=1:1的硝酸稀釋液，當(dāng)兩者反應(yīng)停止后將樣品-硝酸溶液放在電熱板上進(jìn)行加熱直至溶液混合幾乎蒸干，而后冷卻。

步驟4：再往冷卻后的三葉青-硝酸混合物加入王水20mL，并迅速蓋上表面皿，對(duì)新溶液繼續(xù)加熱，加熱至溶液冒白煙并蒸至幾乎干的狀態(tài)，再冷卻。

步驟5：用蒸餾水和三角漏斗，將與王水反應(yīng)的、冷卻后的混合物，進(jìn)行過(guò)濾，同時(shí)濾液存放于100mL容量瓶中標(biāo)為原液測(cè)定微量元素（除銅以外）。

步驟6：往定量100mL錐形瓶中加入10mL原液，再往錐形瓶加90mL蒸餾水進(jìn)行稀釋，用于Cu測(cè)定。

步驟7：最后按上述步驟制備實(shí)驗(yàn)所需的空白樣品。

②確定儀器參數(shù)

結(jié)合離子體發(fā)生器的功率、載氣流量等被測(cè)物質(zhì)影響情況，本實(shí)驗(yàn)儀器的工作參數(shù)為：入射功率：1300W，霧化器：0.80L/min，輔助氣：0.2L/min，載氣：0.6MPa，溶液提吸速率：1.50mL/min。

③元素分組

考慮到銅含量太高必須單獨(dú)測(cè)定，以及混合標(biāo)準(zhǔn)溶液可能含元素影響譜線，本次測(cè)定分4組進(jìn)行：

表2 三葉青藥材中元素分組情況

④確定分析譜線

分析譜線的確定原則：實(shí)驗(yàn)充分考慮ICP光源的激發(fā)能非常高，而且常常伴隨有大量發(fā)射譜線，以至于絕大部分元素的分析線經(jīng)常受到一定程度的干擾和影響。因此，在對(duì)分析譜線的選擇，既要確保具有較高的靈敏度，又要能夠最大限度減少減輕甚至避免譜線的重疊或干擾，以及其他不利因素的影響。而工作曲線則是在經(jīng)過(guò)對(duì)被測(cè)元素的空白溶液、標(biāo)準(zhǔn)溶液兩種溶液掃描每個(gè)波長(zhǎng)的基礎(chǔ)上獲取信息譜圖后，按照譜線確定原則進(jìn)行選擇的，見(jiàn)表3。

表3 元素譜線波長(zhǎng)與檢測(cè)限（g/mL）

⑤結(jié)果計(jì)算

根據(jù)樣品消化處理方法，制備3份試液，分別重復(fù)測(cè)定三次取均值，并對(duì)元素進(jìn)行加標(biāo)實(shí)驗(yàn)，分別計(jì)算平均值和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差及回收率。

樣品平均值：

標(biāo)準(zhǔn)偏差：

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差：

3.結(jié)果與討論

(1)ICP-OES分析波長(zhǎng)的選擇及背景校正

利用光譜儀能同步校正、ICP-0ES能同時(shí)確定數(shù)條特征譜線的優(yōu)點(diǎn)，選2-3根譜線作測(cè)定，各樣品測(cè)3次后選擇分析線。

(2)加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

對(duì)產(chǎn)自廣西地區(qū)的三葉青進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，其目的是為了提高實(shí)驗(yàn)所使用評(píng)價(jià)方法的精確度，通過(guò)3次平行的加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，記錄3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，進(jìn)行數(shù)據(jù)平均值計(jì)算，得出均值。在質(zhì)量為0.50009g的加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)樣品中，加入元素含量與待測(cè)樣品元素含量幾乎相同的混合標(biāo)樣，進(jìn)行消解、測(cè)定。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。

表4 實(shí)測(cè)平均值、準(zhǔn)確度、精密度（n=3*3）

實(shí)驗(yàn)可以得出以下兩個(gè)結(jié)論：一是RSD小于3.4%有力證實(shí)ICP-OES法具有較高的精密度和較好的再現(xiàn)性；二是高達(dá)95.9%至102.9%的加標(biāo)回收率的，說(shuō)明這種測(cè)定方法具備精確度高的特點(diǎn)，符合實(shí)驗(yàn)的基本要求。按下列公式得出微量元素的值：

式中：CX：代表被測(cè)樣品含微元素的數(shù)值，單位為：mg/g；Cm：標(biāo)準(zhǔn)曲線法計(jì)算的微元素?cái)?shù)值含量，單位為：mg/L；V：代表試樣使用體積數(shù)，單位為：mL；N：代表試樣稀釋倍值。

4.樣品的測(cè)試結(jié)果

根據(jù)金屬元素標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，測(cè)出被測(cè)溶液中各金屬元素的含量，根據(jù)計(jì)算公式計(jì)算出三葉青中各金屬元素的含量（mg/kg），結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 三葉青中各金屬元素含量（mg/kg）

制配不同地方三葉青的樣品，各反復(fù)測(cè)3次得表5實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

表5的列表可以清楚發(fā)現(xiàn)：（1）從被測(cè)元素方面比較看，Mg和Fe含量的元素要高，接著是錳和鋅，含量相對(duì)低的則是Cr；（2）從產(chǎn)地區(qū)域比較看，生長(zhǎng)于浙江地區(qū)的三葉青所含的各微量元素含量都相對(duì)比較高，而產(chǎn)于重慶等地的則相對(duì)比較低；（3）浙江、廣西兩不同產(chǎn)地的生長(zhǎng)的三葉青所含有害金屬相差不多，且都在國(guó)家限制的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

5.討論

一方面是臨床醫(yī)學(xué)表明人的體內(nèi)如果長(zhǎng)期缺乏鎂，會(huì)使生理機(jī)能失去平衡，免疫能力下降，增加染色體變異和誘發(fā)疾病的風(fēng)險(xiǎn)，加快腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)擴(kuò)散速度；另一方面大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有力地證實(shí)三葉青及提取物能夠較好控制動(dòng)物腫瘤細(xì)胞的生存，有效地阻止腫瘤細(xì)胞在機(jī)體內(nèi)擴(kuò)散。同樣地，三葉青具有降低血糖、降血壓、提高免疫能力與三葉青中存在大量鐵、鋅、錳、鎳等微元素是否也有一定關(guān)系呢。那么二者之間是否存在必然的關(guān)系，需要我們?nèi)ニ伎迹仓档梦覀兝^續(xù)對(duì)三葉青進(jìn)行深入研究。

6.結(jié)論

本研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步表明微波消解一ICP-OES方法是可行的，對(duì)測(cè)定其他中藥材的元素有一定的借鑒價(jià)值。同時(shí)，該測(cè)定方法具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：一是該方法對(duì)被測(cè)樣品反映比較靈敏，靈敏度相對(duì)其他方法較高，操作也比較簡(jiǎn)單；二是該測(cè)定方法能夠在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確無(wú)誤地測(cè)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；三是該測(cè)定方法可以在同一實(shí)驗(yàn)中同時(shí)測(cè)定多種元素；四是該方法可以有效地減少實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的污染，可以很好地防止被測(cè)樣品組分的揮發(fā)。