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微波消解-I C P-O E S法同时测定腊梅花中的1 4种无机元素

2014-05-07张玲帆张文清夏玮刘鑫陶卫张磊

食品研究与开发 2014年8期
关键词:腊梅标准偏差检出限

张玲帆,张文清,夏玮,刘鑫,陶卫,张磊

(1.华东理工大学分析测试中心,上海200237;2.华东理工大学化学与分子工程学院,上海200237)

腊梅(Chimonanthus praecox)为腊梅科腊梅属植物,是我国传统的庭院名花和园林绿化植物,具有很好的观赏价值[1]。《本草纲目》中记载:“腊梅花味甘、微苦、采花炸熟,水浸淘净,油盐调食”,即是味道颇佳的食品。因此,腊梅花在食疗中有着众多的应用,它具有解暑生津、解毒生肌、顺气止咳之功效[2]。目前,对腊梅花活性成分的研究主要集中在挥发性成分的分析[3-5]和总黄酮含量的测定[6],而其无机元素含量的检测却未见报道。电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法因具有灵敏度高、稳定性好、线性范围宽、基体效应小、分析速度快以及多元素同时测定等优点而被广泛应用于无机元素的检测分析[7]。本文采用消解速度快、回收率高的微波消解技术[8]处理腊梅花样品,建立了ICPOES 法对其中的 K、Ca、Mg、Fe、Al、Cu、Zn、Na、Mn、Ba、B、Ni、Pb、Cr共14种无机元素同时检测的方法,为开发和利用腊梅资源的药用价值提供了参考数据。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Agilent 710ES电感耦合等离子体发射光谱仪:安捷伦科技有限公司;AL104/01型电子天平:梅特勒-拖利多仪器上海有限公司;UPW-II-90Z优普系列超纯水机:上海优普实验有限公司;Excel微波消解仪:上海屹尧分析仪器有限公司。腊梅花由客户提供。K,Ca,Mg,Na,Fe,Al,Cu,Zn,Mn,Ni,Pb,Cr,B,Ba 元素的标准储备液(1 000 mg/L,上海市计量测试技术研究院)按要求逐级稀释,硝酸,双氧水均为优级纯,实验用水为18.2 MΩ超纯水,载气为99.996%的高纯氩气。实验过程中所用玻璃仪器在使用前经稀酸浸泡过夜后,用蒸馏水冲洗干净,干燥备用。

1.2 仪器工作条件

1.2.1 ICP-OES仪器操作条件

电感耦合等离子体发射光谱仪的操作,见表1。

表1 ICP-OES仪操作条件Table 1 The operation conditions of ICP-OES

1.2.2 微波消解仪

腊梅花样品采用微波消解法进行前处理时,所使用的条件见表2。

表2 微波消解仪的工作条件Table 2 The condition of microwave digestion

1.3 腊梅花样品的前处理

随机取腊梅花样品20 g于干燥皿中,放入马弗炉中,105℃下干燥24 h,取出,将所得的样品碾成粉末,放入干燥器中备用。准确称取约0.2 g(精确到0.000 1 g)腊梅花粉末样品置于微波消解罐中,加入6 mL HNO3,1 mL H2O2于加热板上80°C预处理,等到黄烟冒尽后取下,冷却后装好微波罐体按表2设置条件消解,消解程序完毕后,将消解罐取出,待冷却后打开盖,用纯水定容到25 mL,上机测定。同时做试剂空白,平行样,平行样加标。

2 试验结果与讨论

2.1 前处理方法的选择

针对腊梅花含有挥发油和黄酮等有机物的特点,对消解酸体系与用量,微波消解程序进行了实验。采用浓HNO3、HNO3-H2O2按表2微波消解程序消解腊梅花粉末样品。实验现象表明,单一的浓HNO3消解后的溶液呈淡绿色,说明样品未消解完全。而HNO3-H2O2体系,消解液为无色澄清的液体,这主要是因为加入适量的H2O2可以大大增强HNO3的消解能力并可以再短时间内完全消解好腊梅花中的油脂类物质。本实验,采用HNO3∶H2O2=6∶1混合溶液消解腊梅花粉末样品。

2.2 校准曲线与检出限

待测元素的谱线选择遵循共存元素干扰谱线少、灵敏度高、精密度好的原则,综合考虑选择出14种待测元素的最佳分析波长,见表3。

表3 14种无机元素的分析谱线、线型回归方程、相关系数和检出限Table 3 Analytical wavelengths,linear regression equations,correlation coefficients and detection limits for 14 inorganic elements

采用Agilent 710ES仪自带的半定量文件,对处理好的样品进行全扫描,可以大致测定样品中元素的含量,以此来选择待测元素的线性范围。根据线性范围,利用2%的HNO3溶液逐级稀释,配制14种元素的混合标准溶液进行ICP-OES测定,绘制标准曲线并计算相关系数。在最佳的实验条件下,测定消解后的空白11次,其结果的标准偏差的3倍为此方法检出限(溶液),根据称样质量(以 0.2 g计),定容体积(25 mL),可以计算出固体样品中的方法检出限,数据见表3。结果显示,14种无机元素在0 mg/L~1.0 mg/L或0 mg/L~10 mg/L范围内线型相关系数均大于0.999,腊梅花固体中的检出限为0.23 mg/kg~1.4 mg/kg。

2.3 样品检测和精密度

准确称取干燥好的腊梅花粉末样品3份,质量分别为 m1为 0.220 0 g,m2为 0.200 9 g,m3 为 0.198 5 g。按照表2中的条件加入6 mL HNO3和1 mL H2O2进行微波消解,定容到25 mL;利用ICP-OES的最佳测定条件进行样品分析,取其平均值,计算相对标准偏差,数据见表4。

表4 腊梅花中14种无机元素的含量及方法的相对标准偏差Table 4 The contents of 14 elements in chimonanthus praecox and RSD of the analytical method

从表4中可以看出,腊梅花中无机元素含量差异很大,其中K的含量高达2.47%;Ca、Mg含量也很高,分别为 0.30%和 0.18%;而 Na,Al,Fe,Zn,Cu,Ba,B,Ni,Mn,Pb,Cr含量相对较低,为几个至几百个 mg/kg之间。再者,所有元素的相对标准偏差均小于4%,表明分析方法具有良好的精密度。

2.4 加标回收率与准确度

准确称取0.200 0 g腊梅花粉末样品3份于消解罐中,在其中再加入一定量的标准溶液。在相同的仪器操作条件下测定溶液中14种无机元素的含量,按照加标量、测定值以及本底值的关系计算出方法的加标回收率,取3次的平均值,数据见表5。

从表中的数据可以得出,14种待测元素的加标回收率在96.1%~110.0%之间,说明方法准确度高,可以用来检测腊梅花中的无机元素。

表5 加标回收率Table 5 Results of recoveries(N=3)

3 结论

本文通过HNO3和H2O2的混合体系(v/v=6∶1)对腊梅花样品进行微波消解前处理,采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)检测其中14种无机元素。结果表明,腊梅花中的无机元素以K含量最高(2.47%),Ca、Mg次之,其他11种元素在mg/kg水平。方法检出限为0.23 mg/kg~1.4 mg/kg;加标回收率在96.1%~110.0%之间,相对标准偏差小于4%,适合于同时检测腊梅花中的无机元素,为进一步研究腊梅花提供了科学依据。

[1] 沈强,于洋,扬清.正交实验法优选腊梅花精油提取工艺研究[J].食品工业科技,2009,30(6):231-232

[2] 王晓,李福伟,耿岩玲.腊梅花提取物抗氧化作用研究[J].食品科学,2005,26(9):518-520

[3] 江婷,苑金鹏,程传格.腊梅花挥发油化学成分分析[J].光谱实验室,2005,22(6):1329-1332

[4] 谢超,千建晖,龚正礼.腊梅释香过程中香气成分的分析研究[J].茶叶科学,2008,28(4):282-288

[5] 曹耀,刘祝祥,田向荣,等.腊梅花蕾挥发油化学成分分析[J].生命科学研究,2010,14(5):398-401

[6] 黎彧,李双,李国梁,等.不同产地腊梅花总黄酮含量的测定[J].上海中医药杂志,2007,41(5):77-78

[7] 郭玉文,蒲丽梅,乔玮.ICP-AES在分析飞灰中重金属化学形态上的应用[J].光谱学与光谱分析,2006,26(8):1540-1543

[8] 郑永军,赵斌,尤进茂.微波消解ICP-AES法测定牛黄解毒片中的微量元素[J].光谱学与光谱分析,2006,26(6):1155-1158

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