AES-MS測定人參中的微量元素

李偉志 郭金芝 邊疆

人參為五加科植物, 經(jīng)栽培后蒸制的干燥根和莖, 是名貴滋補藥品之一。具有大補元氣、復(fù)脈固脫、益氣補血的功效?，F(xiàn)代研究表明人參中有人參皂苷、揮發(fā)油、人參多糖等功效成分。還含有相當(dāng)種類的微量元素, 這些微量元素既包括了人體必需微量元素, 如鐵、鋅等, 也包含人體可能必需微量元素錳、鎳等, 同時還包含潛在毒性微量元素如砷、鎘等?，F(xiàn)有研究也證實了微量元素在中藥的有效藥成分中有著重要的核心地位和作用。因此對人參中的元素進行研究也就顯得相當(dāng)有意義。

目前, 微量元素測定多采用逐一分析方法。如Cu、Zn等一般采用火焰原子吸收的方法, Ba、Co、Ni、Cd則采用無火焰原子吸收的方法。但在同一體系中同時測定多種元素的方法并不多見。本文試圖應(yīng)用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(AES- MS), 以In為內(nèi)標(biāo)物質(zhì), 同時測定人參中Fe、Mn、Cu、Zn、Co、As 等6種微量元素, 對該方法的方法學(xué)進行了探討,研究證明該方法線性范圍寬, 分析速度快, 且精密度、 準(zhǔn)確度、 檢出限均能符合測定要求, 可用于人參等中藥中多種微量元素的同時測定。

1 材料與方法

1.1 主要儀器及參數(shù) 美國熱電 Thermo Elemental公司的X series 2型電感耦合等離子體質(zhì)譜, 自動進樣裝置, 儀器工作參數(shù)如下：RF功率, 1200；載氣流量, 0.90；采樣錐深度,120；采樣錐水平, 87；采樣錐垂直, 321；測量模式, 跳峰;質(zhì)子通道數(shù), 3；樣品提取時間, 30 s；四級桿分壓, 0.89；六級桿偏壓, -2.4；掃描步數(shù), 150；聚焦, 6.0。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液及試劑 Fe、Mn、Cu、Zn、Co、Ba標(biāo)準(zhǔn)溶液：1000 mg/ml, 1%硝酸介質(zhì)；Li、Co、In、U調(diào)諧液10 mg/L；In內(nèi)標(biāo)液：1000 mg/ml(以上標(biāo)準(zhǔn)溶液均購置于國家標(biāo)物中心)；硝酸為優(yōu)級純酸(北京化工廠)。實驗用水為純水。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 取Fe、Mn、Cu、Zn、Co、Ba標(biāo)準(zhǔn)溶液,用1%的硝酸配置成1000 mg/ml的標(biāo)準(zhǔn)使用液。標(biāo)準(zhǔn)系列,取上述標(biāo)準(zhǔn)儲備液適量, 用1%的硝酸逐級稀釋成含F(xiàn)e、Mn、Cu、Zn、Co、Ba濃度為 0、5、10、50、100、500 ng/ml的混合標(biāo)準(zhǔn)系列。

1.4 樣品處理 將樣品打磨成粉末, 過40目篩后混勻, 四分法取1 g左右樣品于250 ml三角燒瓶中, 加入10 ml硝酸,過夜, 加2 ml高氯酸, 于熱板上消化至有白煙產(chǎn)生, 冷卻至室溫, 加入10 ml水, 于電熱板上趕出多余的酸, 直至產(chǎn)生白煙, 定容后待測。

2 結(jié)果與討論

2.1 質(zhì)譜的優(yōu)化 進樣前使用稀釋好的調(diào)諧液(含Li、Co、In、U各1 μg/L)對儀器的靈敏度進行調(diào)諧, 調(diào)至靈敏度最佳；調(diào)節(jié)氧化物和雙電荷信號最低。

2.2 內(nèi)標(biāo)液的引入 考慮到較長時間進樣儀器的穩(wěn)定性以及樣品基質(zhì)的復(fù)雜性, 實驗過程中引用10 μg/L的In作為內(nèi)標(biāo)物質(zhì)。

2.3 線性范圍及檢出限 測定過程使用標(biāo)準(zhǔn)混合溶液各元素濃度在0～500 μg/L, 各元素線性關(guān)系良好, 相關(guān)系數(shù)在0.9902～0.9999之間。對試劑空白中的待測元素連續(xù)測定11次,使用公式 CL=3σ計算方法的檢出限, 檢出限在0.0007～0.02 mg/kg之間, 具體結(jié)果如下：Fe、Mn、Cu、Zn、Co、Ba的線性方程分別為Y=36268.6X+42559.8,Y=11096.9X+777448.7,Y=3281.9X+240336.6,Y=4595.0X+18914.2,Y=13792.4X+9472.8,Y=26916.4X+4454053.8；相關(guān)系數(shù)r分別為：0.9999, 0.9965,0.9902, 0.9989, 0.9999和0.9907；檢出限(mg/kg)分別為：0.002、0.002、0.02、0.007、0.0007 和 0.022。

2.4 準(zhǔn)確性及精密度 實驗過程采用人參成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10027(作為參考, 來評價方法的準(zhǔn)確度與精密度。取標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)1 g左右, 同1.4前處理方法進樣分析。實驗結(jié)果表明：6種物質(zhì)含量測定結(jié)果均落在參考范圍之內(nèi), 應(yīng)用本方法可以滿足人參微量元素測定的需要, 方法可靠。

2.5 人參樣品的測定結(jié)果 應(yīng)用本方法對吉林三個地區(qū)四年生人參、五年生人參中Fe、Mn、Cu、Zn、Co、Ba含量, 結(jié)果表明：①四年生人參中Mn的平均值含量為77.27 mg/kg；Cu的平均值含量為5.36 mg/kg；Zn的平均值含量為21.17 mg/kg；Ba的平均值含量為54.4 mg/kg；Co的平均值含量為0.22 mg/kg；Fe的平均值含量為227.87 mg/kg；五年生人參中Mn的平均值含量為90.20 mg/kg；Cu的平均值含量為5.84 mg/kg；Zn的平均值含量為25.13 mg/kg；Ba的平均值含量為57.00 mg/kg；Co的平均值含量為0.277 mg/kg；Fe的平均值含量為283.10 mg/kg；②五年生人參中微量元素含量均高于四年生人參中元素含量, 高出倍數(shù)在1.05～1.20之間。

3 小結(jié)

本文建立了電感耦合等離子體發(fā)射質(zhì)譜法(AES-MS)法同時測定人參中Mn、Cu、Zn、Ba、Co、Fe等6種元素的分析方法。通過對方法標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限和精密度的研究, 證實方法的可靠性。通過對人參標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW10027)的測定,其測定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)給出值比較完全吻合, 進一步證明方法可靠性。上述結(jié)果表明本方法可用于人參中6種元素測定,而且相對于單個元素單個測定, 本法具有簡便、快速、靈敏度高、線性范圍寬、可同時測定多個元素的特點。

通過本方法對吉林部分地區(qū)的四年生、五年生人工種植人參中6種元素含量測定, 測出人參中上述元素的含量值,并顯示了隨著時間變化元素在人參中的變化趨勢, 可以為研究微量元素與人參藥用功效的相關(guān)性提供數(shù)據(jù)支持。