原子吸收光谱法在中草药微量元素及重金属分析中的应用

原子吸收光谱法在中草药微量元素及重金属分析中的应用

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归类总结近十年来原子吸收光谱仪在中草药微量元素和重金属分析中的应用，对测定中草药中微量元素中应用到的原子吸收光谱法。同时,对当前应用原子吸收光谱技术测定中草药微量元素常用的样品前处理方法也进行了归纳，并分析了它们的优点与不足。此外,还着重介绍了中草药中微量元素形态分析的方法和意义。

　　原子吸收光谱法介绍

　　原子吸收光谱法（AAS,atomicabsorptionspec-trometry)亦称原子吸收分光光度法，是基于基态待测原子蒸气对光源中该元素特征谱线产生的吸收强度来定量被测元素的一种仪器分析方法。它始于上世纪50年代中期，主要适用于样品中微量及痕量组分的定量分析，其原子化方法主要有火焰、石墨炉和氢化物法。

　　原子吸收光谱法的优点

　　原子吸收光谱法在近几十年得到了迅速发展，迄今为止在众多领域都有着广泛地应用。其主要优点有：

　　1、灵敏度高，火焰原子吸收法的绝对灵敏度可达10_10g,而石墨炉原子吸收法的绝对灵敏度可10_10~10_14g,所以它适用于样品中微量及痕量元素的定量分析。

　　2、选择性好，因为不同元素的原子具有各自固有的能级,每个元素的气态基态原子只对某些特定波长的光有吸收。而且,原子吸收带宽很窄,共存元素对待测元素干扰小,所以,它的选择性很高。在无机分析中，往往不需分离共存元素即可进行测定

　　3、分析范围广，目前原子吸收光谱法可测定的元素多达70多种，既可测定微量元素也可测定痕量甚至超痕量元素，既可测金属元素、类金属元素,又可间接测定某些非金属元素，还可间接测定有机物等。

　　4、原子吸收光谱法还具有操作简便、分析速度快、准确度高（火焰法误差<1%,石墨炉法误差3%~5%)、精密度好（在曰常低含量测定中，精密度为1%~3%)等优点。

　　原子吸收光谱仪在中草药微量元素及重金属分析中样品处理方法

　　几乎所有的中草药都需要经过预处理,破坏其中的有机组分,将待测组分转化成无机化合物后制成适合于原子吸收光谱测定的供试液。对于原子吸收光谱法,样品处理过程无疑是中草药微量元素分析中的主要误差来源，因此，选择合适的样品处理方法非常重要。

　　目前,常用的样品处理方法有：干法灰化、湿法消化、酸溶解法,此外还有微波消解法等,而对于难消化的中草药可采用两种消化方法相结合以提高消化效果。例如，文献4利用干法灰化与湿法相结合，测定了市售常用15种中成药中重金属铅、镉、铜的含量,减少了仅用干法灰化测定元素时造成的挥发,而且空白值又小于湿法消解。干法灰化法是最为传统的方法之它使用的设备易普及，无试剂污染,但存在步骤繁琐、消耗时间长、分析人员劳动强度大等不足，另外，它对选择的元素也有局限性。湿式消解法适用性广，是普通实验室较常采用的消化方法,但其空白值往往较高。而且,开放系统的加热消解过程安全性差，有些酸（如高氯酸）在使用过程中有可能发生爆炸等危险。此外，消解过程中还有可能产生对人体健康带来危害的有害气体。为了克服这些缺点,微波消解技术应运而生,并在近十多年中逐渐成为一种常规的样品处理手段,其具有加热速率快、效率高等优点，由于使用的是密闭容器,所以可避免样品中存在的或在样品消解过程中形成的挥发性组分溢出而造成的损失。同时,它还能减少酸的使用量从而显著降低空白值,保证测定结果的准确性。例如，文献H采用浓HNOg,H2O2微波消解,原子吸收光谱法测定了赣南乌药中Fe,Cu,Zn,Mn,Mg和Ca,测定结果准确，回收率在90。00%-101。33%之间。该方法既减少了溶样时间，又避免了使用易爆的高氯酸,是一种快捷、准确的金属元素检测方法。微波消解虽具有很多优点,但较为昂贵的仪器和耗材以及清洁方面的困难,使其应用也受到了限制。

　　此外,最近有人用纳米材料作为吸附剂，采用固相萃取法预富集/分离了缬草和莴苣经前处理后溶液中的Cd,Pb ,以及草茴香、鹰嘴豆、丁香等消化液中的Cr和Fe等,然后使用原子吸收法测定这些元素的含量,均获得了满意的富集效果和方法的精密度与准确度。而为了省去前处理步骤，文献8]将固体热解装置与原子吸收光谱仪连接，建立了一种快速测定中药（灵芝、葛根、天麻）中痕量汞的方法，它的优点是样品不需要经过消解以固体进样的方式直接进行分析测定。他们与标准参考物质进行了对照分析，并与ICPIS的分析结果进行比较,结果均令人满意。

　　原子吸收光谱仪在中草药微量元素分析研究中的意义

　　中医药在我国具有几千年的历史,是中华民族的瑰宝。我国拥有丰富的药用植物资源，作为中草药的植物中除含有钾、磷、氮等宏量元素外,还含有铁、硼、砷、锰、铜等多种微量元素。然而，长期以来由于人们对中药有效化学成分的研究偏重于有机化合物，因而忽视了微量元素的作用。近年来，随着中药中微量元素研究的深入,不断发现一些中药的疗效与其所含微量元素的种类以及某些微量元素含量的比值有一定的相关性。因此，近代中医已认识到中药中微量元素是决定中药四性的物质基础之一,也是中药有效成分的核心组分^。所以,对中草药中所含微量元素进行定量分析,探讨中草药中微量元素含量与疗效的关系,对阐明中草药的传统药理、探讨中药配制工艺以及鉴定中药材的质量都具有重要意义。

　　原子吸收光谱仪在中草药重金属分析研究中的意义

　　此外,随着我国工业化进程的快速发展，由工业、交通和生活垃圾等途径造成的重金属污染越来越严重,它们通过废渣、废水、废气形式排入环境后被植物吸收而造成中草药中重金属含量的增加，使中药材质量下降,甚至给患者带来重金属中毒的隐患。中草药中存在的重金属一般包括铅、汞、镉、铜、锑、锡、铬、镍、铁、锌、钨等,砷虽不属于金属，但来源及危害与重金属相仿，故也常被列入其中。不同的重金属作用于人体的系统或部位不同，表现的中毒症状也不同，而其中铅、镉、汞、砷等是目前公认的对人体危害较严重的重金属。铅对神经系统、消化系统和骨骼造血功能等都有危害;汞中毒严重影响人的中枢神经系统,可使听力减弱、语言失控、四肢麻痹等。虽然铜、铁、锌等重金属也是人体必需的微量元素,但当它们在体内蓄积达到一定量或以某种特定价态存在时仍有可能产生很强的毒性，如较高浓度的铜具有溶血作用，能引起肝、肾良性坏死。所以,世界卫生组织（WHO)明确规定了重金属人体吸收基线值。此外,许多国家对进口中药材、中成药中的重金属含量均有明确的限定标准。因此，开展中药材中重金属的检测方法研究，制定出我国中药材中重金属元素检测的国家标准方法和限量控制标准，对中药材走出国门，参与国际医药市场的竞争具有重要的现实意义。