川貝母中重金屬元素的測定方法研究

陳紫涵，霍冰冰，王塵蕊，徐 芳，張 艷

（昆明醫(yī)科大學(xué) 公共衛(wèi)生學(xué)院，云南高校營養(yǎng)與食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南昆明 650500）

川貝母為百合科貝母屬植物的干燥鱗莖[1]，具有清熱潤肺、止咳化痰的藥用保健價(jià)值[2-3]。由于環(huán)境污染，川貝母在種植和生產(chǎn)環(huán)節(jié)可能引入重金屬污染，重金屬嚴(yán)重影響人體組織和器官的正常生理功能，因此對(duì)川貝母中重金屬的測定具有重大意義。

目前重金屬測定常用檢測方法主要有分光光度法[4]、電感耦合等離子體質(zhì)譜法[5]、原子吸收法[6]等。使用分光光度法，操作過程煩瑣，易引入干擾。電感耦合等離子體質(zhì)譜法檢測成本昂貴，對(duì)操作技能要求較高。原子熒光光譜法[7]是一種檢測成本低且靈敏度高的元素分析方法，利用氫化物發(fā)生法能夠有效減少干擾元素的影響，因而在川貝母重金屬分析測定中更占優(yōu)勢。

本研究采用微波消解川貝母樣品中重金屬，從消解劑類型和用量、載流酸度、還原劑濃度等方面對(duì)測定條件進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)方法學(xué)進(jìn)行驗(yàn)證，建立了樣品消解效率高、操作簡單快速、靈敏度高的微波消解-氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測定川貝母中重金屬的分析方法。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

AFS-3100雙道原子熒光光度計(jì)（北京科創(chuàng)海光儀器有限公司）；2型砷、鉛、汞空心陰極燈（北京有色金屬研究總院）；WX-6000型微波消解儀（上海屹堯儀器科技發(fā)展有限公司）；電加熱板（北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司）；電子天平（梅特勒儀器有限公司）；超純水機(jī)（上海和泰儀器有限公司）。

實(shí)驗(yàn)所用川貝母中藥材購自某市藥店；實(shí)驗(yàn)所用水均為超純水；砷、汞、鉛單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 μg·mL-1，中國計(jì)量科學(xué)研究院）；鹽酸、硝酸（GR，北京化學(xué)試劑工廠）；硼氫化鉀、抗壞血酸（AR，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所）；重鉻酸鉀、草酸、氫氧化鈉（AR，成都市科龍化工試劑廠）；鐵氰化鉀、硫脲（AR，國藥試劑）。

1.2 儀器工作條件

儀器最佳測定參數(shù)如表1所示。

表1 儀器工作條件

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

分別精密移取As、Pb、Hg標(biāo)準(zhǔn)溶液適量，加超純水配制成3種元素標(biāo)準(zhǔn)溶液母液，質(zhì)量濃度均為1 μg·mL-1，4 ℃避光保存于冰箱。

1.4 樣品前處理

稱取0.4 g（精確至0.000 1 g）川貝母粉末于消解罐中，加入5 mL濃硝酸和2 mL濃鹽酸溶解，混勻后按照表2條件設(shè)定進(jìn)行消解。樣品消解完全后，將溶液置于電熱板上趕酸至少量。同時(shí)做樣品空白試驗(yàn)。

表2 微波消解條件

2 結(jié)果與分析

2.1 前處理?xiàng)l件優(yōu)化

2.1.1 消解劑類型

試驗(yàn)考察了鹽酸、硝酸和硝酸-鹽酸混合酸作為消解劑時(shí)對(duì)樣品的消解效果，結(jié)果表明，單獨(dú)使用鹽酸和硝酸，消解液呈淡黃色且部分有沉淀顆粒物，而使用硝酸-鹽酸混合溶液后，溶液澄清透明，川貝母樣品消解完全，故選擇硝酸-鹽酸混合酸作為消解劑。

2.1.2 消解劑用量

消解劑的用量影響樣品消解的完全程度，因此本文進(jìn)一步考察了硝酸和鹽酸體積比對(duì)樣品消解的影響，結(jié)果見圖1。當(dāng)V（HNO3）∶V（HCl）在1.5～2.5時(shí)，隨著V（HNO3）∶V（HCl）增大，As、Pb、Hg 3種元素的熒光強(qiáng)度逐漸增大，當(dāng)V（HNO3）∶V（HCl）大于2.5時(shí)，熒光值逐漸降低，因此選擇消解劑用量為V（HNO3）∶V（HCl）=2.5。

圖1 消解劑用量條件優(yōu)化

2.2 儀器條件的優(yōu)化

2.2.1 載流酸度

通過測定15 μg·L-1、20 μg·L-1和1 μg·L-1As、Pb、Hg標(biāo)準(zhǔn)溶液熒光強(qiáng)度值，考察載流酸度（1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%和8%）對(duì)熒光值的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，鹽酸濃度在1%～5%時(shí)，隨著酸度的增加，除As在鹽酸濃度為4%時(shí)熒光強(qiáng)度略有下降外，熒光信號(hào)值總體呈逐漸增加趨勢；當(dāng)酸度大于5%時(shí)，熒光值無明顯變化，因此選定載流鹽酸的酸度為5%。

圖2 載流酸度條件優(yōu)化

2.2.2 還原劑濃度

選用硼氫化鉀作為還原劑，考察還原劑濃度（0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%和3.5%）對(duì)3種重金屬元素?zé)晒庵档挠绊懀囼?yàn)結(jié)果見圖3。對(duì)于砷和鉛元素，隨還原劑濃度增大，熒光強(qiáng)度基本呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢；對(duì)于汞元素，熒光強(qiáng)度先增大后趨于平穩(wěn)。綜合3種元素測定情況，選定還原劑濃度為2.0%。

圖3 還原劑濃度條件優(yōu)化

2.3 線性范圍和檢出限試驗(yàn)

取1 μg·mL-1As、Pb、Hg形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)溶液母液，分別逐級(jí)稀釋成標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。以熒光值（F）為縱坐標(biāo)，As、Hg、Pb標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（X）為橫坐標(biāo)，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果見表3。結(jié)果表明As、Hg、Pb 3種元素線性范圍為1.0～100.0 μg·L-1、0.4～10.0 μg·L-1、1.0～50.0 μg·L-1。

表3 方法線性范圍和檢出限

2.4 重復(fù)性試驗(yàn)

稱取川貝母樣品各6份，進(jìn)行重復(fù)性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明樣品中As、Pb、Hg元素的RSD分別為4.6%、4.5%、3.1%。

2.5 加標(biāo)回收率試驗(yàn)

選用川貝母樣品，進(jìn)行高、中、低3個(gè)濃度水平的加標(biāo)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，川貝母樣品中3種元素加標(biāo)回收率為95.3%～107.7%，RSD為3.6%～6.0%。

表4 加標(biāo)回收率試驗(yàn)結(jié)果

2.6 樣品測定

利用本實(shí)驗(yàn)方法測定了某市藥店川貝母中As、Hg、Pb 3種重金屬元素含量，結(jié)果見表5。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，樣品中砷含量滿足GB 2762——2017[8]中新鮮蔬菜限量（≤0.5 mg·kg-1）的要求；部分樣品中汞和鉛含量不滿足 GB 2762——2017中的限量（Hg≤0.01 mg·kg-1，Pb≤0.1 mg·kg-1）要求，所檢批次的部分樣品出現(xiàn)不合規(guī)情況。

表5 川貝母中重金屬的測定值（單位：mg·kg-1）（n=3）

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)建立了微波消解提取-原子熒光光譜法測定川貝母中砷、汞、鉛的分析方法，優(yōu)化了微波消解條件和測定條件，并對(duì)方法學(xué)進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明，本方法前處理消解效率高、耗時(shí)短、操作簡單快速、回收率高，能夠滿足對(duì)川貝母中重金屬的檢測要求，為植物源性藥用食物中重金屬的測定和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供技術(shù)保障。