微波消解—原子吸收光譜法測定馬鞭草中重金屬元素的含量

廖豐華　陳宜　陽群　黃志宇　范璐琪　鄧斌

摘要 [目的]測量不同生產地區馬鞭草中鉛、鎘、鋅、銅4種重金屬元素的含量，并探討生產地區對重金屬含量的影響。[方法]將4種不同生產地區的馬鞭草用微波消解法處理，并采用原子吸收光譜法測定馬鞭草中鉛、鎘、鋅、銅4種重金屬的含量。[結果]在4種馬鞭草樣品當中，Pb含量為0.347～0.832 μg/g，Cd含量為0.117～0.301 μg/g，Zn含量為0.195～0.548 μg/g，Cu含量為0.059～0.083 μg/g。4種馬鞭草樣品中鉛、鎘、鋅、銅4種重金屬的含量均符合《藥用植物及制劑進出口綠色行業標準》中的規定。[結論]微波消解-原子吸收光譜法應用于馬鞭草樣品中的鉛、鎘、鋅、銅4種重金屬元素分析，具有消解完全、污染少、效率高和準確度高等優點，多次測定結果能滿足試驗要求。

關鍵詞 馬鞭草；原子吸收光譜法；重金屬；微波消解；含量

中圖分類號 S567 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）19-074-02

馬鞭草（Verbena officinalis L.）為馬鞭草科多年生草本植物馬鞭草的全草或根，又叫瘧馬鞭、自馬鞭、鐵馬鞭，皆以穗類鞭鞘而得名，常生于路邊、荒地、草地、草坡、河岸及田邊等處，全國各地均有出產[1-2]。馬鞭草藥作為我國一種傳統的中草藥，具有利水消腫、截瘧殺蟲、清熱解毒、通經散瘀、治痢等功效，廣泛用于治療痢疾、水腫、黃疸、傷風感冒等疾病[3]。此外馬鞭草具有免疫調節作用、抗早孕、抗癌等作用[4]。然而，近年來國內有關中草藥受重金屬污染的報道屢見不鮮，馬鞭草也不例外，其中的重金屬元素主要來源于栽培種植、加工生產、保存運輸等過程，受污染的產品不但影響其使用安全性，還會引發各種疾病，因此重金屬含量已經成為馬鞭草藥材質量控制中的一個重要指標。目前常見的重金屬檢測手段有紫外可見分光光度法、比色法、原子吸收光譜法（Atomic absorption spectrometry，AAS）[5-6]、ICP-MS法[7]和原子熒光分光光度法[8]等。筆者針對不同產地的馬鞭草樣品進行微波消解處理后，用AAS法測定來自4個不同地方的馬鞭草藥材中鉛（Pb）、鎘（Cd）、鋅（Zn）和銅（Cu）4種重金屬元素的含量，以期為全面評估馬鞭草藥材的品質、推廣種植優質馬鞭草、發展地道藥材和保證臨床用藥的安全提供理論和試驗依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 研究對象。湖南郴州產馬鞭草（a）；湖南永州產馬鞭草（b）；湖南株洲產馬鞭草（c）；湖南衡陽產馬鞭草（d）。4種馬鞭草樣品均購于湖南省郴州市蘇仙區飛虹路老百姓大藥房。以上樣品均經湘南學院附屬醫院廖有祥教授鑒定。

1.1.2 主要試劑。濃HNO3和30%H2O2均為國產優級純；分析所用水均為去離子水；Pb、Cd、Zn和Cu 4種標準溶液的基準物質，由國家標準物質研究中心配置稀釋而成。

1.1.3 主要儀器。Pb、Cd、Zn 和Cu空心陰極燈，購自北京曙光名電子儀器有限公司；Millipore Q-pod Element超純水系統，購自美國Millipore公司；ME2353電子天平，購自北京賽多利斯儀器啟航玻璃儀器廠；WX-4000微波消解儀，購自上海屹堯儀器科技發展有限公司。

1.2 方法

1.2.1 標準溶液的配制。用濃度5%的HNO3將Pb、Cd、Zn和Cu 4種重金屬的標準溶液，稀釋為濃度分別為0、0.2、0.4、0.6、0.8和1.0 μg/ml的系列標準溶液，用于標準工作曲線的制備。

1.2.2 儀器工作條件的確定。經多次優化篩選，確定Pb、Cd、Zn和Cu 4種重金屬元素測定的最優儀器工作條件（表1）。

1.2.3 方法學的考察。

1.2.3.1 線性關系的確定及其檢出限的考察。依照表1中列出的儀器工作與測定條件，分別制作出Pb、Cd、Zn和Cu 4種重金屬元素的標準工作曲線，并以試驗測定的響應值（y）與濃度（x）的關系進行線性回歸，求得Pb、Cd、Zn和Cu 4種重金屬元素的線性回歸方程，最后按照儀器操作條件分別對標準溶液和空白溶液測量10次，得出Pb、Cd、Zn和Cu 4種重金屬元素的檢出限[9]。

1.2.3.2 精密度試驗。分別吸取Pb、Cd、Zn和Cu 4種重金屬元素的標準溶液，平行測定6次，計算出各自的RSD值。

1.2.3.3 回收率試驗。取代表性馬鞭草樣品粉末，分別精確添加樣品待測元素含量的80%、100%和120%的對照品溶液，每個濃度平行試驗3份，然后計算出加樣的回收率和相應的RSD值。

1.2.4 測試樣品的預處理。用電子天平精確稱取馬鞭草樣品a、b、c、d各0.500 g，分別放于50 ml的聚四氟乙烯消解罐中，往罐中分別添加4.0 ml的濃HNO3溶液浸泡，24 h后再分別加入1.0 ml 30%的H2O2溶液，之后將聚四氟乙烯消解罐轉移至微波消解爐中，按照以下方法消解程序處理樣品：微波爐功率設置為550 W，微波溫度控制為145 ℃，消解罐壓力為1.0×106 Pa，微波處理時間為4 min。微波消解處理完畢，冷至室溫后取出消解罐，往罐中分別添加30%H2O2溶液5～6滴，等消解液變得澄清以后，小心轉移至干凈的100 ml容量瓶中，用濃度為5%HNO3溶液進行定容以作1～4號測試樣品溶液，用AAS法分別測定各樣品中Pb、Cd、Zn和Cu 4種重金屬元素的含量；同時，按照同樣方法制備好空白對照溶液。

1.2.5 樣品中Pb、Cd、Zn和Cu 4種重金屬元素含量的測定。按照“1.2.4”項中的方法處理4種來源的馬鞭草樣品，并依照“1.2.2”項儀器工作條件測定樣品中的4種重金屬元素含量。

2 結果與分析

2.1 方法學的考察

2.1.1 線性關系的確定與檢出限的考察。由表2可知，Pb、Cd、Zn、Cu 4種重金屬元素回歸方程的相關系數為0.997 3～0.999 2，表明4種重金屬元素的線性關系很好。

2.1.2 精密度試驗。通過計算得到Pb、Cd、Zn、Cu 4種元素響應值的RSD分別為3.05%、1.37%、2.86%、1.93%，各元素的RSD值在1.37%～3.05%，證明儀器的精密度相當好。

2.1.3 加樣回收率試驗。由表3可見，Pb、Cd、Zn和Cu 4種重金屬元素的加樣回收率為96.65%～102.10%，RSD值為2.02%～2.44%，RSD值均<3%，說明試驗用方法準確性高、可靠性好，適宜馬鞭草中Pb、Cd、Zn和Cu 4種重金屬元素含量的測定。

2.2 樣品中重金屬元素含量的測定 由表4可見，4種不同來源的馬鞭草樣品Pb含量為0.347～0.832 μg/g，Cd含量為0.117～0.301 μg/g，Zn含量為0.195～0.548 μg/g，Cu含量為0.059～0.083 μg/g，4個樣品中的Pb、Cd、Zn和Cu元素含量均符合《藥用植物及制劑進出口綠色行業標準》中的規定要求；郴州出產的馬鞭草樣品所含Pb和Cd元素含量明顯高于其他產地的馬鞭草樣品，這與郴州素有“有色金屬之鄉”稱呼相符合。

3 結論

借助微波消解法對馬鞭草樣品進行預處理消解，然后采用AAS方法測定不同來源地馬鞭草中的Pb、Cd、Zn和Cu 4種重金屬元素的含量，其加樣回收率的平均值分別為98.59%、99.28%、99.86%、100.48%，RSD值分別為2.39%、2.44%、2.10%、2.02%。試驗證明，微波消解法-原子吸收光譜法不僅樣品處理方便、快速高效、操作簡單，且測量結果的準確性和可靠性均很高，完全適用于馬鞭草中多種重金屬元素的同時測定，能夠滿足試驗要求。

參考文獻

[1] 江蘇新醫學院.中藥大詞典（上冊）[M].上海：上海科技出版社，1979：303-304.

[2] 卞杰松，鄧斌，王存嫦，等.微波輔助提取馬鞭草中黃酮類化合物的條件研究[J].化學工程師，2008，23（6）：5-7.

[3] 卞杰松，鄧斌，王存嫦，等.原子吸收光譜法測定馬鞭草中的微量元素鋅鐵錳銅[J].農產品加工·學刊，2008，17（6）：16-17.

[4] 劉玉琴.中西醫結合治療女性免疫不孕645例效果分析[J].中原醫刊，2004，31（18）：32-34.

[5] 李靖，陳菊，王永鑫.石墨爐原子吸收法測定河流中重金屬鉛的含量[J].安徽農業科學，2014，42（17）：5556-5557.

[6] 王敏，趙沖厚，張晴，等.微波消解-原子吸收分光光度法測定土壤中重金屬的研究[J].安徽農業科學，2013，41（16）：7128-7129，7176.

[7] 方亞敏，路剛，熊麗蓓，等.微波消解測定食品中鉛、鎘、砷、汞的方法探討[J].環境與職業醫學，2007，24（2）：212-214.

[8] 王紀陽，羅紅輝，蘇青云，等.雙通道原子熒光光譜法同時測定農產品的As和Hg[J].光譜實驗室，2005，22（5）：1108-1110.

[9] 魏向利，雷用東，馬小寧，等.微波消解-AAS法測定土壤中鉛鉻鎘元素的研究[J].安徽農業科學，2014，42（11）：3243-3244，3247.