FAAS法测定微量元素（Zn、Cu、Mn、Cd）在四种中草药中的含量*

王艳妮，田 锐

（延安大学 化学与化工学院 陕西省反应工程重点实验室，陕西 延安 716000）

此前，科研工作者主要侧重于对中草药中有机成分（黄酮类，酯类等）的研究，而忽视了微量元素的作用，近年来，随着对中草药中微量元素的深入研究，人们注意到中草药的药效是由有机成分与无机成分协同作用的，且中草药的临床药效与微量元素的含量和种类有着密不可分的关系[1]。Zn、Cu、Mn为人体所必需的微量元素，Zn为灰色过渡金属，被誉为“生命之花”，是人体多种酶合成的激活剂，缺少Zn会影响人体神经系统发育，降低免疫力[2]；Cu能促进Fe的吸收，催化血红蛋白的合成，维持人体正常血液浓度，促进骨骼发育，也是人体肝脏发育必不可少的元素[3]；Mn对人体免疫系统、血糖调节、骨骼生长等均具有重要的影响，对于预防癌症的发生发展也具有重大作用[4]。Cd元素具有潜在的毒性，但低剂量摄入对人体也有一定的功能性。

木香、防风、白蔻、白芷均属于常见的4种中药材，木香味微苦，其气香特异，主要功能是行气止痛，健脾消食；防风是一种伞形中药，具有祛风、清热、解表、止痛的功效[5]；白蔻味辛，温，芳香健脾化湿，也具有开胃助消化的作用；白芷辛香温燥，药食兼用，主要功效解表散寒，活血、祛风止痛[6]。本实验采用原子吸收分光光谱（FAAS）法对以上常用中草药中的微量元素（Zn、Cu、Mn、Cd）含量分别进行测定，并对干法灰化（炭化-灰化-稀HNO3溶解）和湿法消解两种前处理方法进行了比较，发现湿法消解的效果更好。该研究为揭示微量元素含量在4种中草药间的差别及其临床疗效提供可靠的实验依据，也为开发相关中草药产品提供了科学数据。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

AA-6800型原子吸收分光光度计（日本岛津公司）；L2433型Cu、Zn、Mn、Cd空心阴极灯（日本岛津公司）；SX-4-10M箱式电阻炉（上海实验电炉厂）；FA2004型电子天平（上海精科天平）。

Cu、Zn、Mn标准储备液（介质均为0.1mol·L-1HNO3），金属镉、HNO3、HClO4，所用试剂均为分析纯；水为UP超纯水；所涉及玻璃仪器均用10%的HNO3溶液浸泡过夜。

1.2 实验方法

1.2.1 标准液配制及标准曲线的绘制 准确配制质量浓度为1mg·mL-1Zn、Cu、Mn、Cd的储备液，待用时逐级稀释。仪器工作参数见表1，用FAAS法测得各组标准系列的线性方程和相关系数见表2。

1.2.2 样品处理 实验所用中草药均购自当地药房，药材符合2015年版《中国药典》质量标准。样品经自来水清洗干净，再用超纯水清洗3遍，烘箱干燥恒重后粉碎、过80目筛，得储备试样，保存于干燥器中，备用。

干法灰化 准确称取储备试样1.000g左右，置于坩埚中，在电炉上炭化至无烟后转移至马弗炉中，高温500℃下灰化5h。灰化完全、冷却至室温后，加入20%（体积分数）稀HNO3溶液8mL，灰分溶解完全后，将溶液全部转移至50mL容量瓶，稀释、定容至刻度线。

湿法消解 准确称取储备试样1.0g左右，置于500mL的三角瓶中，加少量水润湿，加混酸15mL（HNO3与HClO4体积比为4∶1），在三角瓶口扣上弯颈漏斗，静置过夜。然后在电炉上小火消解至溶液呈无色（若消解不完全，待冷却至室温再加适量的混酸，继续消解），继续加热，蒸发至近干，冷却后转移至50mL容量瓶中，待测。

1.2.3 样品的测定 用FAAS法分别测定上述样品及加标样品溶液中的Zn、Cu、Mn、Cd的浓度（加入量均为1.0μg·mL-1），测定结果分别见表3～6。

2 结果与讨论

2.1 灰化温度的选择

锌、镉是低温元素（Zn单质熔点419.5℃，沸点907.0℃；Cd单质熔点320.9℃，沸点765.0℃），灰化对最后的结果影响较大。但如果灰化温度较低，共存的有机物质分解蒸发不完全，会带来干扰，降低测定的精确度；根据文献报道，最终选择灰化温度为500℃[7,8]。

2.2 仪器工作参数（表1）

表1 各元素原子吸收工作参数Tab.1 Operating parameters

2.3 标准曲线（表2）

表2 各元素工作曲线的回归方程及相关系数Tab.2 Standard solution linear regression equation and correlation coefficient

2.4 样品分析结果及回收率

表3为Cu的分析结果。

表3 Cu的分析结果Tab.3 Analysis results of Cu

由表3可知，4种中草药中Cu的含量为木香>白芷>白蔻>防风，干法灰化的回收率在83.34%～113.26%之间，湿法消解在91.92%～104.64%之间。

表4为Zn的分析结果。

由表4可知，4种中草药中Zn的含量为白蔻>防风>木香>白芷；干法灰化的回收率在86.58%～114.32%之间，湿法消解在94.63%～104.26%之间。

表5为Mn的分析结果。

表5 Mn的分析结果Tab.5 Analysis results of Mn

由表5可知，4种中草药中Mn的含量为白蔻>白芷>木香>防风；干法灰化的回收率在83.11%～113.21%之间，湿法消解在93.46%～103.49%之间。

表6为Cd的分析结果。

表6 Cd的分析结果Tab.6 Analysis results of Cd

由表6可知，4种中草药中Cd的含量为防风>白芷>白蔻>木香；干法灰化的回收率在94.11%～101.57%之间，湿法消解在99.82%～103.49%之间。

3 结论

本实验通过FAAS法测定了4种中草药中Zn、Cu、Mn、Cd的含量，在木香中Zn的含量最高，白蔻中Mn和Zn的含量最高，Cd在4种元素中的相对含量最低，这与药物在临床上的疗效存在一定的联系，也为进一步研究金属元素与药物功效的关系提供了实验依据。通过本实验证明了样品的前处理对分析结果的准确度影响较大，干法灰化在处理过程中样品损失严重，测出的含量结果较湿法消解低，而湿法消解对微量元素的溶出程度完全、测定准确度高，可以作为一种可靠的前处理方法。