电感耦合等离子体原子发射光谱测定葡萄糖酸锌中8种元素.doc

ICP-AES法测定葡萄糖酸锌中8种元素

闫清华1, 杨理2
（1. 新乡医学院生命科学技术系，河南 新乡 453003；2. 河南科技学院实验中心，河南 新乡 453003）

摘 要：用模拟胃酸和微波消解法对葡萄糖酸锌进行消化，以电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)检测葡萄糖酸锌中Cu、Fe、Zn、Mn、Na、K、Mg、Ni八种金属元素的含量，并优化微波处理条件。结果表明：ICP-AES检测各元素的相对标准偏差在1.03%～3.37%之间，各元素回收率在96.32%～108.56%之间。两种方法对8种待测元素的消化效果基本相同, 从另一角度说明人体可能对葡萄糖酸锌有较好的吸收。采用微波消解技术和ICP-AES相结合检测重金属元素具有省时、省力、环境污染小，测定结果快速、准确等优点。
关键词：葡萄糖酸锌；微波消解；原子发射光谱
中图分类号：O657.31 文献标识码：A

Determination of Eight Elements in Zinc Gluconate by ICP-AES
YAN Qing-hua 1 , YANG Li 2
(1. Department of Life Science and Technology, Xinxiang Medical College, Xinxiang Henan 453003; 2. Department of Experimental Center, Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang Henan 453003)
Abstract：The contents of eight metal elements Cu、Fe、Zn、Mn、Na、K、Mg and Ni in zinc gluconate were studied by ICP-AES with the stomach acid simulated and microwave digestion, The optical condition of microwave digestion measurement were optimized. The results showed that relative standard deviations and recoveries of all elements were determined with ICP-AES between1.03%～3.37% and 96.32%～108.56%, respectively.The digestive effects of eight elements were almost same in the above two methods, on the others hand, zinc gluconate could be possible completely absorbed by human body. Conbining the microwave digestion technology with the ICP-AES，There were a lot of merits of time-saving, reduces effort, small environmental pollution, fast and accurate determination result in determining heavy metal elements .
Keywords：Zinc gluconate; Microwave digestion; ICP-AES

锌是人体所必需的微量元素之一, 体内有近200种酶的活性与锌有关, 如DNA聚合酶、RNA合成酶、碱性磷酸酶及多种还原酶等40多种酶为含锌酶。锌对于维持人体正常代谢发挥多种生理功能, 故被称为“生命之花”[1]。葡萄糖酸锌片是一种人工合成抗缺锌药物,无毒,由于它对胃肠道刺激比硫酸锌小，且口服利用率高，是目前首选的补锌药物和强化剂。电感耦合等离子体原子发射光谱法( ICP-AES)灵敏度高、干扰少、线性范围宽，并且能连续测定多种元素，已成为现代分析测试技术中重要的检测手段[2,3]。本文采用模拟人体胃酸溶解和微波消解技术消解葡萄糖酸锌片，并采用电感耦合等离子体原子发射光谱同时测定两种消化液中8种金属元素的溶出率，判断胃酸对各种金属元素的吸收情况，为人类对其他药物中金属元素的吸收利用及检测提供了一种简单、有效的分析方法。
1 试验部分
1.1 仪器与试剂
Optima 2100 DV电感耦合等离子体发射光谱仪，MAS微波消解仪，TDL-5A型台式低速离心机，TJ-EHP 1000电加热板，梅特勒-托利多S20p酸度计。
1 000 mg·L-1 Cu、Fe、Zn、Mn、Na、K、Mg、Ni混合标准溶液储备液（德国默克公司）。用质量分数5%的HNO3逐级稀释, 配置成0.00、0.25、0.50、1.00、2.00、4.00、8.00 mg·L-1不同梯度的八元素的混合标准溶液。
盐酸和硝酸(优级纯)，超纯水，葡萄糖酸锌片。
1.2 仪器工作条件
考察了ICP-AES功率、载气流量等主要因素对元素测定结果的影响, 选定仪器工作参数如下：功率，1.3 kW; 冷却气流量，15 L·min-1；辅助气流量，0.2 L·min-1；载气；0.8 L·min-1；冲洗时间，30 s；雾化器压力，110 kPa。
1.3 试验方法
1.3.1 样品处理
胃液模拟溶解法：向50 ml超纯水中加入36%盐酸，并用酸度计调节溶液的pH值，当pH值为1.2时，即为人体模拟胃酸，再加入0.30 g葡萄糖酸锌片粉末（用玛瑙研钵研碎后称取），搅拌溶解，待溶解完全后。在3000 rpm离心机下离心2 min，除去淀粉杂质，取上层离心液，待测。
微波消解法：称取0.30 g葡萄糖酸锌粉末与聚四氟乙烯消化管底部，向消化管加入12 ml浓硝酸，密封后装入微波消解仪，按表1消解条件进行消化。消化完毕后，将消化液转入50 ml烧杯中在160 ℃的电加热板上赶酸，待消化液完全赶干后，用1～2 ml浓硝酸溶解烧杯壁和烧杯底部的结晶物质，再用5%的稀硝酸定容至25 ml容量瓶中，待测。
1.3.2 样品测定
按照选定的最佳仪器工作条件，待ICP-AES稳定30 min后进行标准曲线和样品测定。
2 结果与讨论
2.1 分析线的选择
分析线的选择直接影响测定结果的准确性及测定方法的可信度。试验中, 根据仪器谱线库提供的谱线及其灵敏度, 对每种检测元素同时选取2～3条干扰小谱线进行测定。综合分析强度、背景干扰情况及稳定性，最终选择各元素的检测波长如下：Cu，324.75 nm；Fe，259.94 nm；Zn，213.86 nm；Mn，257.61 nm；Na，589.59 nm；K，766.49 nm；Mg，279.08 nm；Ni，231.60 nm。
2.2 样品处理方法的选择
药典上常用干法或湿法对药品进行处理, 但干法加热过程中加热温度难以控制，容易造成样品损失。湿法消化要消耗大量的酸, 严重污染环境。两种方法均具有消化时间长、操作环节多, 不能满足快速分析的要求。但是微波消解法具有样品和试剂用量少，消化时间短，环境污染小, 操作简便等特点。因此，本实验采用微波消解法对葡萄糖酸锌进行消化。
2.3 酸介质及微波消解条件选择
基质效应是ICP-AES法测定过程中的主要干扰类型之一，在雾化系统中对待测溶液的雾化效率有较大影响，因此，待测溶液雾化效率受到消化液介质及其浓度的影响，由于HNO3不仅是分解基体的反应物, 也是良好的微波吸收体。本文通过多次试验对比, 发现用12 ml浓HNO3作消化液消化效果较好，同时通过试验考察了微波消解参数等因素的影响。并确定了微波消解的最佳条件，如表1所示。
表1 微波消解参数优化选择
Tab. 1 The operational parameters of the microwave digestion
程序
升温功率/ W
升温时间/ min
运行温度/ ℃
运行时间/ min
1
2
3
800
800
800
5
3
3
120
150
180
3
5
15
2.3 样品含量的测定
把胃酸模拟溶解法和微波消解法处理的样品平行测定6次, 两种方法下各元素的检测结果平均值及相对标准偏差如表3所示。相对偏差在1.03～3.37%，表明该结果具有良好的精密度。无论是胃酸模拟溶解法或微波消解法处理样品，用ICP-AES作为检测手段, 各元素的检测结果偏离不大，表明胃酸对葡萄糖酸锌中的大多数金属元素有较强的溶解能力，进一步说明葡萄糖酸锌中的大多数元素有可能被人体充分吸收。
2.4 回收率试验测定
为了考察方法的可行性，对两种方法处理样品进行了加标回收试验，同时在检测样品中加入和检测结果平均值相当量的标样进行加标回收测定, 平行测定6次，结果列于表2中，由表3可见，各元素的回收率在96.32～108.56%。表明方法的准确度较高，方法可行。由精密度和回收率试验可以看出, 用ICP-AES方法检测微波消解法处理样品，具有较好的准确度和精密度，且用ICP-AES一次进样可同时测定多种金属离子, 方法简便、省时、可靠, 可用于各种实际样品的微量金属元素分析。
表3 样品检测结果及平均回收率试验 ( n = 6)
Tab. 3 Determination results of sample and the average recovery test
元素
溶解法
结果
/(mg·L-1)
RSD
/ %
加标量
/(mg·L-1)
测量值
/(mg·L-1)
回收率
/ ％
微波消解法
结果
/ (mg·L-1)
RSD
/ %
加标量
/(mg·L-1)
测量值
/(mg·L-1)
回收率
/ ％
Cu
1.74
1.82
2.00
3.67
96.60
1.77
1.93
2.00
3.71
97.21
Fe
9.24
1.47
10.00
19.20
99.62
10.61
2.02
10.00
20.47
98.65
Zn
5968.00
2.14
200.00
6185
108.56
7205
3.37
200.00
7421.00
107.83
Mn
0.49
1.06
0.50
0.99
100.61
0.56
1.03
0.50
1.05
99.56
Na
242.00
3.12
200.00
454.80
106.4
302.00
3.28
200.00
509.00
103.52
K
7.91
2.84
5.00
12.73
96.32
7.92
2.63
5.00
12.84
98.33
Mg
53.71
1.89
50.00
103.62
99.81
53.65
1.89
50.00
104.41
101.52
Ni
1.04
2.02
1.00
2.06
102.37
1.02
2.05
1.00
2.00
98.03

参考文献：
[1] 张浪千. 缺锌与儿童健康[J] . 微量元素与健康研究, 2004, 21( 5) : 25-26.
[2] 辛仁轩. 等离子体发射光谱分析[M] . 北京: 化学工业出版社, 2004 :3.
[3] 赵爱东, 陈洪利. 促生宝中微量元素的ICP - AES法测定[J]. 光谱学与光谱分析, 2001,21(5):43- 47.