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

摘 要：建立了微波消解-原子熒光光譜法測定川貝母中重金屬的分析方法。考察了消解劑類型、用量以及載流酸度和還原劑濃度對測定結果的影響，最終確定硝酸-鹽酸混合酸為消解劑，將其體積比（5∶2）作為最佳用量配比，載流濃度為5%，還原劑濃度為2%。實驗結果表明，砷、汞、鉛線性范圍為1.0～100.0 μg·L-1、0.4～10.0 μg·L-1、1.0～50.0 μg·L-1，檢出限為0.016 2 μg·L-1、0.004 8 μg·L-1、0.531 1 μg·L-1，加標回收率在95.3%～107.7%，能夠滿足川貝母中重金屬含量的測定。

關鍵詞：微波消解；原子熒光光譜法；川貝母；重金屬元素

Abstract： A method for the determination of heavy metals in Fritillaria cirrhosa D. Don by microwave digestion and atomic fluorescence spectrometry was established. The influence of the type and dosage of the digestion agent， the current carrying acidity and the concentration of the reducing agent on the determination was investigated. Finally， the mixed acid of nitric acid and hydrochloric acid was determined as the digestion agent， and the volume ratio was 5∶2 as the optimal dosage ratio. The current carrying concentration was 5% and the reducing agent concentration was 2%. The linear ranges of arsenic， mercury and lead were 1.0～100.0 μg·L-1， 0.4～10.0 μg·L-1， 1.0～50.0 μg·L-1， the detection limits were 0.016 2 μg·L-1， 0.004 8 μg·L-1， 0.531 1 μg·L-1， and the recoveries were 95.3%～107.7%. It can satisfy the determination of heavy metal content in Fritillaria cirrhosa D. Don.

Keywords： microwave digestion; atomic fluorescence spectrometry; Fritillaria cirrhosa D. Don; heavy metal elements

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值[2-3]。由于環境污染，川貝母在種植和生產環節可能引入重金屬污染，重金屬嚴重影響人體組織和器官的正常生理功能，因此對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譜法檢測成本昂貴，對操作技能要求較高。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測定條件進行了優化，并對方法學進行驗證，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（北京科創海光儀器有限公司）；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展有限公司）；電加熱板（北京市永光明醫療儀器有限公司）；電子天平（梅特勒儀器有限公司）；超純水機（上海和泰儀器有限公司）。

實驗所用川貝母中藥材購自某市藥店；實驗所用水均為超純水；砷、汞、鉛單元素標準溶液（1 000 μg·mL-1，中國計量科學研究院）；鹽酸、硝酸（GR，北京化學試劑工廠）；硼氫化鉀、抗壞血酸（AR，天津市光復精細化工研究所）；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

儀器最佳測定參數如表1所示。

1.3 標準溶液的配制

分別精密移取As、Pb、Hg標準溶液適量，加超純水配制成3種元素標準溶液母液，質量濃度均為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條件設定進行消解。樣品消解完全后，將溶液置于電熱板上趕酸至少量。同時做樣品空白試驗。

2 結果與分析

2.1 前處理條件優化

2.1.1 消解劑類型

試驗考察了鹽酸、硝酸和硝酸-鹽酸混合酸作為消解劑時對樣品的消解效果，結果表明，單獨使用鹽酸和硝酸，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，因此本文進一步考察了硝酸和鹽酸體積比對樣品消解的影響，結果見圖1。當V（HNO3）∶V（HCl）在1.5～2.5時，隨著V（HNO3）∶V（HCl）增大，As、Pb、Hg 3種元素的熒光強度逐漸增大，當V（HNO3）∶V（HCl）大于2.5時，熒光值逐漸降低，因此選擇消解劑用量為V（HNO3）∶V（HCl）=2.5。

2.2 儀器條件的優化

2.2.1 載流酸度

通過測定15 μg·L-1、20 μg·L-1和1 μg·L-1 As、Pb、Hg標準溶液熒光強度值，考察載流酸度（1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%和8%）對熒光值的影響，實驗結果見圖2。實驗結果表明，鹽酸濃度在1%～5%時，隨著酸度的增加，除As在鹽酸濃度為4%時熒光強度略有下降外，熒光信號值總體呈逐漸增加趨勢；當酸度大于5%時，熒光值無明顯變化，因此選定載流鹽酸的酸度為5%。

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3種重金屬元素熒光值的影響，試驗結果見圖3。對于砷和鉛元素，隨還原劑濃度增大，熒光強度基本呈現先增大后減小的趨勢；對于汞元素，熒光強度先增大后趨于平穩。綜合3種元素測定情況，選定還原劑濃度為2.0%。

2.3 線性范圍和檢出限試驗

取1 μg·mL-1 As、Pb、Hg形態標準溶液母液，分別逐級稀釋成標準系列溶液。以熒光值（F）為縱坐標，As、Hg、Pb標準溶液濃度（X）為橫坐標，建立標準曲線，結果見表3。結果表明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。

2.4 重復性試驗

稱取川貝母樣品各6份，進行重復性試驗，試驗結果表明樣品中As、Pb、Hg元素的RSD分別為4.6%、4.5%、3.1%。

2.5 加標回收率試驗

選用川貝母樣品，進行高、中、低3個濃度水平的加標，實驗結果見表4。實驗結果表明，川貝母樣品中3種元素加標回收率為95.3%～107.7%，RSD為3.6%～6.0%。

2.6 樣品測定

利用本實驗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，結果見表5。實驗結果表明，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不合規情況。

3 結論

本實驗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，優化了微波消解條件和測定條件，并對方法學進行了驗證。結果表明，本方法前處理消解效率高、耗時短、操作簡單快速、回收率高，能夠滿足對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險評估提供技術保障。

參考文獻

[1]國家藥典委員會.中華人民共和國藥典：一部[M].北京：中國醫藥科技出版社，2020.

[2]趙高瓊，任波，董小萍，等.川貝母研究現狀[J].中藥與臨床，2012，3（6）：59-64.

[3]王愛華，王麗麗.中藥川貝母的歷史沿革及臨床應用分析[J].世界臨床醫學，2015，9（11）：180.

[4]劉延，常薇，何小茹，等.分光光度法測定紡織品中可萃取重金屬銅[J].應用化工，2013，42（12）：2292-2294.

[5]王姣姣，徐迪輝，周婧，等.電感耦合等離子體質譜分析不同來源珍珠粉中無機元素含量[J].中藥材，2021，44（11）：2612-2617.

[6]葉國健.微波消解-原子吸收法測定花生中鈣、鎂、銅和鋅的含量[J].中國油脂，2018，43（3）：141-143.

[7]張寒霜，韓曉曉，趙發，等.氫化物原子熒光光譜法測定食用鹽中鉛[J].中國食品添加劑，2021，32（4）：91-95.

[8]國家衛生和計劃生育委員會，國家食品藥品監督管理總局.食品安全國家標準食品中污染物限量：GB 2762—2017[S].北京：中國標準出版社，2017.