鄭錫波,蔡 璇,田 雨,李 達
(肇慶出入境檢驗檢疫局,廣東肇慶526060)
肉桂(Cinnamomum cassia Presl)是樟科樟屬的熱帶亞熱帶常綠喬木,是華南地區(qū)特有的經(jīng)濟樹種[1]。近年來中藥進出口貿(mào)易發(fā)展迅速,我國是肉桂的原產(chǎn)地和主產(chǎn)國,肉桂是我國傳統(tǒng)的出口創(chuàng)匯物資之一[2]。由于超標的重金屬會對人體產(chǎn)生毒害,因此,世界各國都對藥品中的重金屬規(guī)定了嚴格的限量[3]。隨著國際上對中藥中重金屬、農(nóng)藥殘留及黃曲霉素等有毒物質(zhì)含量問題的關注日益密切,中藥中重金屬含量問題已經(jīng)逐漸成為我國中藥出口的瓶頸問題。目前,我國《藥用植物及制劑進出口綠色行業(yè)標準》[4]推薦的檢測方法主要有比色法和紫外分光光度法,而很多發(fā)達國家藥典和商品質(zhì)量檢驗標準中重金屬的檢驗方法多為原子吸收光譜法(AAS)、原子熒光光譜法(AFS)和電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-AES)等現(xiàn)代化儀器分析方法。與發(fā)達國家相比,我國中藥產(chǎn)品的質(zhì)量控制從限量指標到技術手段都相對落后。鉛、鎘、鉻、銻、鎳和銅是工業(yè)上常見的重金屬,由于工業(yè)“三廢”的排放,不可避免地存在對中藥材污染的問題。本文研究擬向國際主流檢測方法靠攏,采用微波消解-石墨爐原子吸收光譜法檢測桂皮樣品中鉛、鎘、鉻、銻、鎳和銅的含量。微波消解進行樣品的前處理效率高,消解完全,石墨爐原子吸收光譜法靈敏、可靠,因此,建立微波消解-石墨爐原子吸收光譜法測定桂皮中重金屬的含量,能提高檢測的速度和效率,提高檢測的靈敏度和準確性。但其影響因素相對較多,因此,需在進行樣品檢測時對各影響因素進行優(yōu)化。
標準檢驗篩(浙江省上虞市紗篩廠);高速粉碎機K7-04(榮聰精密科技有限公司);電熱鼓風干燥箱(德國WTB公司);梅特勒-托利多電子天平;MILESTONE微波消解儀;ICE3500型原子吸收光譜儀(美國熱電公司);鉛、鎘、鉻、鎳、銻和銅空心陰極燈(美國熱電公司);實驗所用玻璃儀器均為天津玻璃儀器廠制造,均用10%HNO3浸泡24h,用水沖洗5次,最后用去離子水沖洗晾干備用。
HNO3(德國默克公司);去離子水(MILLI-Q A10制備);H2O2(廣東臺山粵僑試劑塑料有限公司,分析純);鉛、鎘、銅、鉻、鎳和銻標準溶液(中國計量科學研究院)。
分別精密量取鉛(Pb)、鎘(Cd)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、銻(Sb)和銅(Cu)6種元素的標準溶液適量,用0.5%HNO3溶液逐步稀釋配置成相應元素質(zhì)量濃度的標準溶液,即Pb、Cr、Ni、Sb、Cu均為40μg·L-1,Cd為5μg·L-1。
將樣品置于電熱鼓風干燥箱中在60℃的條件下干燥4h,粉碎,過60目篩,稱取0.2g樣品置于微波消解罐中,用移液管依次添加6mLHNO3,2mL H2O2,靜置冷消解10min后按儀器要求進行密閉,放入微波消解儀中進行消解。消解完成且儀器顯示管內(nèi)溫度低于60℃即取出消解罐,將其置于趕酸架上進行趕酸。趕酸結束后,室溫下靜置冷卻,將管內(nèi)液體用0.5%HNO3洗出并定容至25mL。若所測峰高值高于曲線范圍,則用0.5%硝酸作為稀釋液進行稀釋使其峰高值落在曲線范圍內(nèi)后,再行測定。
石墨爐原子吸收光譜儀選定的儀器參數(shù)參見表1。
表1 石墨爐法實驗參數(shù)Tab.1 Graphite furnace condition parameters
分別精密量取鉛、鎘、鉻、銻、鎳和銅標準溶液適量,測定系列濃度標準溶液的吸光度,以吸光度為縱坐標,濃度值為橫坐標繪制標準曲線,結果見表2,結果表明在所測定范圍內(nèi),鉛、鎘、鉻、銻、鎳和銅的線性關系良好。連續(xù)測定樣品空白20次,按3倍空白標準偏差計算方法得出檢出限,結果見表2。取制備好的樣品溶液重復測定8次,測試結果見表2,結果表明所用的方法精密度良好。
表2 6種元素的線性關系、檢出限和精密度(n=8)Tab.2 Six elements of the correlation coefficients of the standard curve the detection limitand RSD(n=8)
取制備好的同一供試品溶液在0,2,4,8,16,24h時注入石墨爐原子吸收光譜儀進行測定。結果表明鉛、鎘、鉻、銻、鎳和銅在不同時間的吸光度值RSD值分別為1.19%、0.57%、0.70%、2.80%、3.62%和0.76%,說明該方法的穩(wěn)定性較好。
取已知重金屬含量的樣品6份,分別加入鉛、鉻、銻、鎳和銅元素標準溶液低(1.25mg·kg-1),高(5. 00mg·kg-1)兩個水平,鎘元素加入低(0.25mg·kg-1),高(1.25mg·kg-1)兩個水平的標準溶液。按上述樣品制備方法和條件進行測定,平均加標回收率結果見表3。
表3 6種元素在樣品中的加標回收率實驗結果(n=6)Tab.3 Six elements results in the spiked experiment
取用上述方法制備好的供試品溶液(由肇慶土產(chǎn)進出口有限公司提供樣品),精密吸取20μL注入石墨爐原子吸收光譜儀中,分別測定供試品溶液鉛、鎘、鉻、銻、鎳和銅的吸光度,平行測定3次,計算平均含量。實驗所測定的52批樣品中,鉛超標率高達25%,46#鉛含量為限量的3倍。鎘超標率高達73%,46#鎘含量為限量的6倍。鉻含量和銅含量均未超標,鉻未檢出率高達46%,鉻含量最高的49號樣品的含量也僅為美國標準限量的68%。銅含量最高的48#樣品,含量只是限量的44%。所以目前監(jiān)控的重點應放在鉛、鎘這兩種元素,并進一步研究與此相關的影響因素。
在相同的微波消解條件下,比較了不同體積分數(shù)的HNO3-H2O2、HNO3-HCl做消解劑的消解回收率,結果發(fā)現(xiàn)HNO3-H2O2效果最好;而且當HNO3為6mL、H2O2為2mL時消化效果最好。
在配制標準系列時,所用稀釋液的酸度對測定結果也有一定的影響。本實驗就酸度的影響作了一系列的研究:發(fā)現(xiàn)酸度高時,容易造成空白值偏高,而且重現(xiàn)性差;在0.5%~3%時,重現(xiàn)性較穩(wěn)定,空白值也符合要求,所以本實驗選擇0.5%的HNO3作為標準系列的稀釋液。
在原子化溫度為1700℃時,鉛的吸收信號隨隨著灰化溫度的升高而緩慢升高,當灰化溫度超過600℃時,鉛的吸收信號開始下降,700℃以后下降速率驟然增大。在灰化溫度為450℃的條件下,鉛的吸收信號隨原子化溫度的上升而緩慢升高,原子化溫度超過2000℃后,鉛的吸收信號陡然變大,但在原子化溫度達到2100℃后,又開始下降。因此,對于不同的元素通過對原子化灰化溫度條件進行優(yōu)化,可以達到最佳的實驗效果。
本文所建立的微波消解-石墨爐原子吸收光譜法用于測定桂皮中鉛、鎘、鉻、銻、鎳和銅,線性較好,測定靈敏度高,對于試樣含量很低或試樣量很少時非常適用。由于原子吸收光譜法本身具有許多特殊的優(yōu)點[5],因此,鉛、鎘、鉻、銅、鎳、銻的測定選擇石墨爐原子吸收光譜法。
[1]陳家源,牙啟康,盧文杰,等.中藥肉桂的研究概況[J].廣西醫(yī)學, 31(6):872-874.
[2]劉永華.肉桂種植與加工利用[M].北京:金盾出版社,2003.1-2.
[3] 趙中振,梁之桃,郭平.海外植物藥的質(zhì)量標準——對中藥標準化的一些啟示[J].中國中醫(yī)藥雜志,2009,34(16):2119-2125.
[4] 對外經(jīng)濟貿(mào)易合作部.藥用植物及制劑進出口綠色行業(yè)標準[S].北京:中國標準出版社,2001.
[5] 鄧勃,何華焜.原子吸收光譜分析[M].北京:化學工業(yè)出版社, 2004.144-145.