徐春秀，蔡龍飛，蕭檉霞

（韓山師范學(xué)院化學(xué)系，廣東潮州521041）

原子發(fā)射光譜法分析木瓜中的微量元素

徐春秀，蔡龍飛，蕭檉霞

（韓山師范學(xué)院化學(xué)系，廣東潮州521041）

采用石墨消解儀對(duì)樣品進(jìn)行消化，并用微波等離子炬-原子發(fā)射光譜法（MPT-AES）測(cè)定4種不同生長時(shí)期木瓜中的鐵、鎂、鈷、鉻、錳、鈣、鎳、鋇（Fe、Mg、Co、Cr、Mn、Ca、Ni、Ba）8種微量元素的含量，為進(jìn)一步開發(fā)和利用木瓜提供參考。

木瓜；原子發(fā)射光譜法；微量元素

微量元素與人類健康有密切關(guān)系，它不僅對(duì)人體的正常生長發(fā)育起著積極作用，而且對(duì)人體的其他生命活動(dòng)也有著極為重要的作用。人體微量元素?cái)z入過量或不足都會(huì)不同程度地造成生理的異常甚至疾病。由于微量元素不能在人體內(nèi)自行合成，所以在日常生活中我們必須通過平常的飲食攝取來補(bǔ)充[1-7]。

木瓜（pawpaw），是一種無污染、純天然的藥用和食用植物，富含人體所需的多種氨基酸、維生素、黃酮以及豐富的鉀、鈣、硼等18種無機(jī)礦物元素，此外，木瓜還富含有多種人體必須的微量元素Mg、Mn、Fe、Zn、Ca、K、P等，其微量元素含量的高低與人體的需求量基本一致。木瓜豐富的營養(yǎng)價(jià)值及藥用價(jià)值使其具有很高的開發(fā)價(jià)值，對(duì)于木瓜中各種微量元素的研究也就顯得具有特別重要的意義[8]。現(xiàn)代分析化學(xué)的快速發(fā)展為木瓜中微量元素的測(cè)定提供了許多簡單快速、靈敏度高的測(cè)量手段。近年來，木瓜豐富的營養(yǎng)價(jià)值，已引起了各行各業(yè)的科研工作者的廣泛興趣，關(guān)于木瓜的研究也屢見報(bào)道。目前用于研究木瓜微量元素的測(cè)定方法主要有：電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）[8]、電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）[9-12]和火焰原子吸收光譜法（FAAS）[13-20]等方法。這幾種測(cè)定方法簡便快速，準(zhǔn)確性好，且能多種元素同時(shí)測(cè)定。

以不同生長時(shí)期的木瓜為研究對(duì)象，采用石墨消解儀方便安全地消解樣品，樣品消解效果好，消解操作過程簡單快捷，并利用簡單易行、準(zhǔn)確度高、能同時(shí)測(cè)定多種元素的原子發(fā)射光譜法對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行測(cè)定分析和研究，為木瓜的保健價(jià)值提供參考。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

DGG－9240B型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；電子天平：北京塞多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；DS-360石墨消解儀：中國廣州分析測(cè)試中心；520型微波等離子體炬（MPT）光譜儀：長春吉大·小天鵝儀器有限公司。

Ca、Fe、Mg、Mn、Ni、Cr、Co、Ba 8種元素的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（1mg/mL，由國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心提供），硝酸（分析純），過氧化氫（分析純），超純水。

1.2 樣品處理

4種不同生長時(shí)期的木瓜均摘于潮州市郊外同一棵樹上。樣品一為處于剛在樹上結(jié)果不久的木瓜幼果，樣品二是處于生長期，外表青澀的木瓜果實(shí)，樣品三為外表青色但是快成熟的木瓜果實(shí)，樣品四是已成熟的木瓜。將4種不同生長時(shí)期的木瓜分別用水洗凈后，去皮去核，切碎至細(xì)片，置于60℃～70℃烘干箱中至恒重，然后取出備用。采用石墨消解法：分別準(zhǔn)確稱取各待測(cè)木瓜2.000 0 g，置于潔凈的消解管中，再分別加入4mL的濃HNO3和2mLH2O2，在通風(fēng)櫥內(nèi)將消解管放進(jìn)石墨消解儀中消解直至所得溶液為無色或淡黃色，取下冷卻，用超純水溶解，然后移至50mL容量瓶中定容，待測(cè)。

1.3 方法

采用原子發(fā)射光譜法來測(cè)定樣品中的微量元素。具體操作如下：開循環(huán)冷卻水，打開電源，打開氬氣閥門，設(shè)定系統(tǒng)的最佳工作條件，待各參數(shù)穩(wěn)定后，點(diǎn)燃等離子體，穩(wěn)定后，依次測(cè)得各元素標(biāo)準(zhǔn)液和樣品的強(qiáng)度。根據(jù)所得的強(qiáng)度，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上求出樣品中待測(cè)元素的濃度，即可求出其含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 石墨消解儀的工作條件

在測(cè)定樣品微量元素前往往需要對(duì)樣品進(jìn)行消解處理，植物類樣品的分解方法及用ICP-AES法分析微量元素的方法均較多。對(duì)于木瓜中微量元素報(bào)道最多的是采取HNO3+HClO4體系消解法，但該法在常壓下消解，操作耗時(shí)及繁瑣，曾有研究者在ICP-AES法的基礎(chǔ)上，采用了比常規(guī)消解方法操作更簡便、準(zhǔn)確度更高的微波消解法來處理樣品，并控制溶液中酸的含量，從而大大地提高了消解的效率[21-23]。但是微波消解的工作原理是樣品與酸的混合物在微波產(chǎn)生的交變磁場作用下，內(nèi)部分子間產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)和碰撞，致使加熱物內(nèi)部的溫度迅速升高，在密閉樣品容器里產(chǎn)生高壓，因而具有一定的危險(xiǎn)性，而且在取出樣品處理液之前需要較長的冷卻降壓時(shí)間。石墨消解儀是一種專用于對(duì)各類分析測(cè)試樣品作為加熱預(yù)處理的恒溫裝置，采用微機(jī)控制，具有結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、操作靈活的特點(diǎn)，多重防腐蝕設(shè)計(jì)適應(yīng)各種惡劣環(huán)境，可廣泛用于生物、化學(xué)、環(huán)保等行業(yè)的分析測(cè)試場合。采用石墨消解法對(duì)樣品進(jìn)行消解，石墨消解儀的消解程序見表1。

2.2 消解液的選擇

采用硝酸和過氧化氫作為消解的氧化劑，硝酸氧化性較強(qiáng)，且加熱分解產(chǎn)生大量的二氧化氮?dú)怏w，有催化氧化的能力，雙氧水在酸性介質(zhì)中能在低溫下分解，產(chǎn)生高能態(tài)的活性氧，二者結(jié)合使用可增強(qiáng)氧化能力，提高反應(yīng)速度，從而使樣品完全消解，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響很小，因此選用硝酸和過氧化氫作為消解液進(jìn)行濕法消解。

表1 石墨消解儀的消解程序Table1 Graphite furnace digestion program of the sample

2.3 微波等離子體炬原子發(fā)射光譜儀的工作條件

520型微波等離子體炬（MPT）光譜儀的最佳工作條件見表2。

表2 微波等離子體炬光譜儀的最佳工作條件Table2 Operating parameters of MPT-AES

2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

將Ca、Fe、Mg、Mn、Ni、Cr、Co、Ba的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋成一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在表2條件下測(cè)其強(qiáng)度，以測(cè)定的強(qiáng)度對(duì)元素標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度作圖，得到各元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線。各標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍、線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)見表3。

表3 線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)Table3 Linear equation and correlative coefficient of standard curves

從表3可以看出：在實(shí)驗(yàn)選定的濃度范圍內(nèi)，各元素濃度與吸光度均呈良好的線性關(guān)系。

2.5 方法的精密度及檢出限

按照實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行11份空白平行測(cè)定，以結(jié)果的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差所對(duì)應(yīng)的濃度值作為方法的檢出限，結(jié)果列于表4。

2.6 不同生長時(shí)期木瓜中各微量元素的測(cè)定結(jié)果

每種木瓜樣品都準(zhǔn)確稱取3份，按照實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行消解、測(cè)定，平行測(cè)定3次。實(shí)驗(yàn)測(cè)得4種不同生長時(shí)期的木瓜中微量元素的含量，結(jié)果見表5。

表4 方法的精密度和檢出限Table4 Precision and detection limits of the method

從樣品測(cè)定結(jié)果來看，4種不同生長時(shí)期的木瓜都含有人體所需的微量元素，其中Mg、Fe、Ca含量較高，而Mn、Cr含量較低。不同生長時(shí)期的木瓜所含元素的含量也有差異，其中，Ni、Ba和Ca的含量隨著木瓜的生長而不斷增加，到成熟期時(shí)木瓜中已含有豐富的Ni、Ba和Ca等元素。元素Mg的含量隨著木瓜的生長反而不斷降低，但其含量較其他元素仍較高；微量元素Mn的含量在4種不同時(shí)期的木瓜中含量變化不大，且含量最低，僅介于24.500μg/g～30.250μg/g之間；Co的含量在剛結(jié)果的幼果時(shí)期時(shí)最高，并隨著木瓜的不斷生長其含量反而降低，但到成熟時(shí)期時(shí)Co的含量有所上漲，達(dá)到101.850μμg/g；微量元素Fe的生長變化情況與Co類似；而元素Cr剛開始隨著木瓜的生長而不斷增大，到快成熟時(shí)其含量已高達(dá)103.625μg/g，但隨后其含量反而有所下降，至成熟時(shí)元素Cr的含量僅為72.575μg/g。

表5 樣品分析結(jié)果Table5 Analytical results of the sample

3 結(jié)論

采用石墨消解法消解樣品，微波等離子體炬-原子發(fā)射光譜法對(duì)4個(gè)不同生長期的木瓜中的微量元素進(jìn)行測(cè)定，方法簡單實(shí)用，在嚴(yán)格控制消化溫度和時(shí)間的基礎(chǔ)上，在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，可以得到準(zhǔn)確可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

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Determination of Trace Elements in Pawpaw by MPT-AES

XU Chun-xiu，CAI Long-fei，XIAO Cheng-xia
（Department of Chemistry，Hanshan Normal University，Chaozhou 521041，Guangdong，China）

Graphite digestion was used to digest the samples.The content of 8 trace elements（iron，magnesium，cobalt，chrome，manganese，calcium，nickel and barium）in four kinds of pawpaw at different period were measured by the microwave plasma torch-atomic emission spectrometry（called the MPT spectrographic methods）.The method could be used for the exploitation and the development of pawpaw.

pawpaw；atomic emission spectrometry；trace elements

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.03.020

2012-09-27

廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（S2011040002246）；韓山師范學(xué)院科研啟動(dòng)基金項(xiàng)目（QD201106,QD201205）

徐春秀（1978—），女（漢），講師，博士，主要從事分析化學(xué)的教學(xué)與科研工作。