微波消解ICP-MS和AAS测定中药材中铅、镉含量的对比研究论文_彭稳,唐融政,詹磊

永州市疾病预防控制中心 湖南永州 425000

摘要:目的:运用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和原子吸收光谱法(AAS)测定几种中药材中铅、镉的含量,并对结果进行比较。方法:微波消解前处理样品,分别采用石墨炉原子吸收光谱法(AAS)和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定样本中铅、镉含量。结果:ICP-MS线性关系均大于0.9994,AAS线性关系均大于0.9991,精密度(RSD,%)为3.1-4.9,国家标准物质:丹参(GBW(E)090066)、黄芪(GBW09588),两种方法检测结果均在范围之类,不存在显著性差异。结论:微波消解-电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和原子吸收光谱法(AAS)均可用于测定中药材中铅、镉含量,ICP-MS能同时测定多种元素,但仪器昂贵且维护成本高,AAS测量方法简便、精度高,但每一元素需要分别测定,且干扰较大。

关键词:微波消解;电感耦合等离子体质谱法;原子吸收光谱法;中药材;铅;镉

中药作为中华民族传统文化的瑰宝有着悠久的历史,是几千年来劳动人民同疾病斗争过程中积累的宝贵财富,对于中华民族的繁荣昌盛有着巨大的贡献。作为天然药物,其具有丰富的资源、独特的疗效,越来越受到世界各国的青睐和重视[1]。由于药材原料受地域、环境条件以及生产加工工艺等诸多环节影响,易造成重金属污染[2],而重金属的含量直接关乎中药材的质量和疗效,进而影响使用者的人身健康,因此,对于中药材中重金属含量的准确检测尤为重要。

目前测定中草药中重金属元素的方法有原子吸收分光光度法(AAS)、电感耦合等离子体原子光谱法(ICP-MS)、原子荧光光谱法(AFS),其中GFAAS是一种应用广泛且成熟的分析技术,具有取样量少、灵敏度高、预处理简单等优点,但是机体干扰较大[3]。而ICP-MS是近年来发展最快的无机分析方法,具有极高灵敏度,且准确度高、线性范围宽,能同时完成多元素的检测。但是仪器较昂贵且维护成本高[4]。铅、镉是最具代表性的重金属污染元素,本实验选择AAS及ICP-MS对五种常用中药材进行铅、镉含量的检测,将两种方法所得结果进行比较。

1 材料与方法

1.1试剂与样品

1.1.1 主要试剂 铅标准溶液(100ug/mL,中国计量科学研究院);镉标准溶液(100ug/mL,中国计量科学研究院);混合标准溶液(含铅、镉均为10mg/L,美国安捷伦科技有限公司);硝酸(优级纯);H2O2(UPS级);实验用水为超纯水

1.1.2 样品 丹参(1#、2#、3#)、白术、黄芪(1#、2#)、玉竹、枸杞、西洋参(1#、2#)采购于永州市几所药店。

1.2 主要仪器

原子吸收分光光度计(北京东西分析仪器有限公司,7020型,配铅、镉空心阴极灯);电感耦合等离子体质谱仪(美国Agilent公司,7700x型);微波消解仪(意大利Milestone公司,ETHOS A型);超纯水器(英国ELGA公司,PURELAB Ultra Genetic型)。

1.3 样品制备与检测

取一定量各种药材于60℃干燥2h,经组织捣碎机粉碎后混合均匀,用四分法取样,分别称取0.4-0.5g(精确至0.0001g)药材样品置入消解罐内,加入5mL硝酸和1mL过氧化氢,混合均匀后放置1h,用微波消解仪消解,消解条件见表1。消解完成后用超纯水定容至10ml,同时做空白样品。待仪器调试稳定后进行检测,AAS工作条件见表2,ICP-MS工作条件见表3.

2 结果与分析

2.1 标准曲线绘制

2.1.1 AAS标准曲线及线性关系

铅标准储备液用0.5mol/L硝酸溶液稀释配制成标准系列,浓度分别为:0.0、5.0、10.0、20.0、30.0、50.0ng/mL,回归方程和相关系数为:y(Pb)= 0.004 3*x -0.0032,r = 0.9993,镉标准系列为:0.0、0.5、1.0、2.0、3.0、5.0 ng/mL,回归方程和相关系数为:y(Cd)= 0.1132*x + 0.0010,r = 0.9991

2.12 ICP-MS标准曲线及线性关系

混合标准溶液用1%硝酸溶液配制成标准系列,浓度分别为:0.0、5.0、10.0、30.0、50.0、100.0 ng/mL,回归方程和相关系数为:y(Pb)= 66589.3857*x +4586.7300,r = 0.9999;y(Cd)=6517.2898*x+7.4067,r = 1.0000

2.2 消解方法的选择

样品的消解方法主要包括干灰化法、湿消解法和微波消解法,干灰化法不需加入或仅加入少量试剂,避免外部杂质干扰,空白值低,但在高温下容易引起某些元素的挥发,同时由于坩埚壁的粘附可能造成损失,且耗时太长。湿消解法速度快,操作较简单,由于需加入一定量试剂从而可能引入杂质,受污染的可能性比干灰化法大。微波消解是利用用微波能加热、快速分解样品的技术,近年来应用越来越广泛,其具有消化速度快、操作简单安全、空白低、消化效果好等优点[5],综合考虑,本试验选择微波消解法来处理样品。

2.3 线性范围及检出限

AAS线性范围较窄,一般为2-3个数量级,而ICP-MS则线性范围很宽,线性动态范围高达9个数量级[6]。考虑实际情况,选择合适线性范围为工作曲线,根据方法测定铅、镉的检出限,结果见表4.

2.2 两种测量方法测试结果

采用AAS与ICP-MS对试验选取的几种中药材所含铅、镉含量进行测定,结果见表7。中国药典2010年版一部对丹参、黄芪、枸杞、西洋参中重金属检测有所规定(其中铅不得过百万分之五;镉不得过千万分之三),而对于白术、玉竹则未有规定,从检测结果来看,其铅、镉都符合中国药典2010年版规定。

3 讨论

中药材本身成分极其复杂,由于其自身特性,有地域性差异,不同地区的同种药材各种成分含量有一定差别,不同的药材对重金属的吸收也不尽相同。近年来随着工业化的进程,很多地方遭受到不同的环境污染,造成了中药材的重金属污染[7],更增加了药品成分的复杂性,要排除干扰准确地测定出其含有的重金属含量有一定的难度,因此需要建立一套完善的检测方法。本研究采用了AAS及ICP-MS法对中药材中的铅、镉进行对比研究,结果表明:两种方法准确度高,灵敏度好,实际样品的检测结果不存在显著性差异,但ICP-MS能同时测定多个元素,检测线性范围宽,相对于AAS具有较大优势。

参考文献:

[1]叶国华.中药材重金属污染状况调查研究[J].甘肃中医,2008,21(2):53-54.

[2]徐秋阳,曲建国,侯峰.原子吸收法测定中药材多来源不同品种中重金属铅的残留量[J].辽宁中医杂志,2011,38(1):130-131.

[3]张鸿,柴之芳,孙慧斌.AAS、ICP-MS 与NAA的特点及其应用比较[J].深圳大学学报(理工版),2003,20(3):7-12.

[4]梁伟.ICP-MS与AAS仪的应用比较[J].职业与健康,2002,18(2):54-55

[5]刘亚轩,李晓静,白金峰等.植物样品中无机元素分析的样品前处理方法和测定技术[J].岩矿测试,2013,32(5):681-693

[6]毛红,刘丽萍,张妮娜等. 应用ICP-MS与AAS测定食品中铅、镉、铜方法研究及比较[J].中国卫生检验杂志,2007,17(11):1954-1955

[7]赵连华,杨银慧,胡一晨等.我国中药材中重金属污染现状分析及对策研究[J].中草药,2014,45(9):1199-1206

论文作者:彭稳,唐融政,詹磊

论文发表刊物:《健康世界》2015年32期供稿

论文发表时间:2016/4/15

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微波消解ICP-MS和AAS测定中药材中铅、镉含量的对比研究论文_彭稳,唐融政,詹磊
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