石墨爐原子吸收法測定中藥中鉛、鎘

石墨爐原子吸收法測定中藥中鉛、鎘

1鉛、鎘的檢測中醫(yī)學歷史悠久，是世界傳統(tǒng)醫(yī)學的重要組成部分。近年來,世界各國在加緊中藥研發(fā)的同時,也加大了對中藥質(zhì)量標準的控制,特別是對中藥中重金屬的含量,很多國家都有嚴格的限制。鉛、鎘均屬藥典所確定的重金屬之列,鉛最突出的生化作用就是與蛋白質(zhì)上的疏基(—SH)有高度的親和力,使蛋白質(zhì)變性,進而對人體產(chǎn)生毒害。已有大量材料證實鉛對造血系統(tǒng)、腎臟和神經(jīng)系統(tǒng)有明顯的損害;鎘對大多數(shù)生物都是有毒的。研究表明,慢性鎘中毒會引起腎功能障礙,長期攝入微量鎘,在器官中蓄積后,可能引起疼痛病或骨軟化癥。最典型的例子就是日本神通州的鎘污染使當?shù)鼐用裨馐艿亩竞?造成了震驚世界的十大公害之一——疼痛病。由于以上兩種元素在低濃度時都會對人體產(chǎn)生毒害,因此在測定中選擇高靈敏度的方法十分必要。微波消解近年來在各種樣品的處理中得到了廣泛的應用,USEPA(美國環(huán)保局)已將微波消解作為樣品處理的標準方法之一。中藥樣品中含有大量有機成分,有機物會在原子吸收光譜中產(chǎn)生較嚴重的背景吸收,且鉛、鎘與有機化合物形成的絡合物不利于兩種元素的原子化。借助微波的高輻射能可在短時間內(nèi)使有機基體完全分解,同時密閉的消解體系還可避免消解過程中樣品受到污染。本文利用微波消解進行樣品前處理,并對兩種元素測定時的石墨爐工作條件進行了優(yōu)化,得到了較好的穩(wěn)定性和靈敏度,樣品測定結果滿意。2實驗部分2.1標準儲備液及標準工作溶液ETHOS900型微波消解系統(tǒng)(美國麥爾斯通公司);AA-6650型原子吸收分光光度計(日本島津公司);GFA-Ex7石墨爐(日本島津公司);ASC-6100自動進樣器(日本島津公司);鉛、鎘空心陰極燈(日本島津公司)。鉛標準儲備液1000μg/mL(國家標準物質(zhì)中心),鎘標準儲備液100μg/mL(國家標準物質(zhì)中心);鉛標準使用液25ng/mL:用(1+99)硝酸逐級稀釋制成;鎘標準使用液3ng/mL:將鎘標準儲備液用(1+99)硝酸逐級稀釋制成;0.02mg/mL氯化鈀溶液;0.2%硝酸銨溶液;0.2%硫酸銨溶液;0.2%磷酸二氫銨溶液;濃硝酸、過氧化氫均為優(yōu)級純;實驗用水為去離子水。2.2高熱熱點燈校正鉛:波長為283.3nm,光譜通帶寬度1.0nm,燈電流8mA,峰高讀數(shù)方式,氘燈校正背景。鎘:波長為228.8nm,光譜通帶寬度1.0nm,燈電流10mA,峰高讀數(shù)方式,氘燈校正背景。3結果與討論3.1各因素對消解效果的影響選用不同中藥品種,考察了樣品粉碎粒度、消解溫度、加酸量等因素對消解效果的影響,測定結果用吸光度與質(zhì)量的比值(A/m)表示,該值可定性反映單位質(zhì)量的樣品所產(chǎn)生的吸光值,可借此考察各因素對消解效果的影響。3.1.1粉碎粒度對消解效果的影響樣品粒度的大小直接決定樣品與消解試劑的接觸面積,從而影響樣品的消解速度。本文以烏雞白鳳丸(水蜜丸)為例,研究了樣品粉碎粒度對消解效果的影響。從表1及表2中數(shù)據(jù)可以看到,顆粒較小的樣品更易于消解(表現(xiàn)為較高的A/m值)。對其他中藥樣品進行類似研究所得結果一致。據(jù)此,我們將樣品粒度定為80目。3.1.2壓力提升到5個氧密閉微波消解可使容器內(nèi)的壓力升高使得酸的沸點相應升高,如硝酸在1個大氣壓下的沸點是120℃,而當壓力提升到5個大氣壓時,其沸點可達到176℃,這會使得樣品的消解速度大大地加快。研究表明,當溫度達到200℃時,可得到澄清、透明的消解液,各元素測定所得吸光度值穩(wěn)定,故最終200℃為最高消解溫度。3.1.3消解液成分的確定為降低樣品空白值,應在能滿足完全消解的前提下,盡量減小酸的用量。由于消解容器的限制,加入消解液總量小于3mL時酸液無法浸沒樣品,本研究中分別考察了消解液成分為3mL濃HNO3+1mLH2O2、4mL濃HNO3+1mLH2O2、5mL濃HNO3+1mLH2O2時的消解效果。結果表明,4mLHNO3和1mLH2O2可滿足0.25g樣品的消解。經(jīng)對各項條件的考察,最終確定消解程序如表3所示。3.2石墨機的工作條件的確定3.2.1紅酵母體對鎘測定的影響鉛、鎘均屬較易揮發(fā)的元素,在不加入基體改進劑的情況下,鉛、鎘分別在600℃、300℃有灰化損失。加入基體改進劑后可適當提高灰化溫度,有利于原子化。本文對比了同類實驗中常用的各種基體改進劑,得到了優(yōu)化后的結果。氯化鈀、磷酸二氫銨是鉛測定中常用的基體改進劑,實驗發(fā)現(xiàn),兩者都可使灰化溫度提高至800℃,但氯化鈀的增敏效果不如磷酸二氫銨明顯(圖1)。另外,吸收信號對氯化鈀加入量的改變較敏感,當氯化鈀加入量較大時,吸收信號會迅速減小。因此鉛的測定中,使用磷酸二氫銨作為基體改進劑更合適,灰化溫度定為800℃(圖2)。銨鹽常被用做石墨爐原子吸收測定鎘時的基體改進劑,本文選用了硝酸銨、硫酸銨、磷酸二氫銨3種銨鹽進行了對比實驗,實驗結果表明(圖3):3種物質(zhì)都對鎘的測定有一定的增敏作用,其增敏程度的大小依次為:硝酸銨>硫酸銨>磷酸二氫銨。在提高灰化溫度的能力上,使用硝酸銨、硫酸銨作基體改進劑時,灰化溫度可升至400℃、500℃時鎘已開始損失。磷酸二氫銨可使灰化溫度升至600℃,對灰化過程的優(yōu)化作用最好,因此本實驗中利用磷酸二氫銨為基體改進劑,灰化溫度定為550℃。3.2.2原子化條件的確定考察了原子化溫度和原子化時間對吸收信號的影響,確定了最佳原子化條件。鉛、鎘均屬于低溫元素,所需的原子化溫度不高,采用峰高讀數(shù)方式時亦不需太長的原子化時間,實驗表明,當溫度分別達到2000℃、1800℃,原子化為3s后,鉛、鎘的吸收信號趨于穩(wěn)定。最終確定的原子化條件為,Pb:T原子化=2000℃,t=3s;Cd:T原子化=1800℃,t=3s。3.3標準曲線的校正(1)校準曲線的繪制配制濃度為25ng/mL的鉛標準溶液,設置自動進樣器分別吸取該標準溶液0、5、10、15、20μL,NH4H2PO4(0.2%)5μL及相應量的稀釋劑(1+99硝酸溶液),按所選工作條件,進樣量20μL,測定一系列鉛標準溶液的吸光度,儀器自動繪制校準曲線。鉛濃度在0—20ng/mL內(nèi),使用二次方程模擬所得吸光度數(shù)據(jù),所得曲線為:A=-0.0000159C2+0.00941C+0.00313,相關系數(shù)1.0000,檢出限為:0.145ng/mL。(2)校準曲線的繪制配制濃度為3ng/mL的鎘標準溶液,設置自動進樣器分別吸取該標準溶液0、5、10、15、20μL,NH4H2PO4(0.2%)5μL及相應量的稀釋劑(1+99硝酸溶液),按所選工作條件,進樣量20μL,測定一系列鎘標準溶液的吸光度,儀器自動繪制校準曲線。鎘濃度在0—2ng/mL內(nèi),使用二次方程模擬所得吸光度數(shù)據(jù),所得曲線為:A=-0.11783C2+0.6736C+0.015,相關系數(shù)0.9997,檢出限為:0.0119ng/mL。3.