分光光度法測(cè)定3種中草藥中的鎘含量

引言
由于中草藥價(jià)格低廉、使用靈活、服用方便，因而具有廣闊的發(fā)展?jié)摿�。尤其是隨著中藥在治療癌癥、艾滋病等方面取得的突破性進(jìn)展，使得中草藥的研究與開(kāi)發(fā)越來(lái)越多地受到了人們的關(guān)注。但是隨著生態(tài)環(huán)境的不斷惡化以及中藥原材料栽培過(guò)程中土壤的污染、農(nóng)藥的過(guò)量使用等，都使得中草藥原料的質(zhì)量越來(lái)越難以得到保證。中草藥中存有過(guò)量有毒物質(zhì)，使其在發(fā)揮“治病”功效的同時(shí)也產(chǎn)生“致病”的副作用，重金屬就是這些有毒物質(zhì)中的一種。
阻礙我國(guó)中草藥出口的一個(gè)重要原因就是中草藥中重金屬等有害物含量超標(biāo)。由于重金屬超標(biāo)，關(guān)于我國(guó)中藥及其產(chǎn)品在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家被查扣的事件時(shí)有報(bào)道，因此許多國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)對(duì)進(jìn)口中藥中重金屬含量提出了嚴(yán)格要求，同時(shí)對(duì)我國(guó)中藥的國(guó)際聲譽(yù)也產(chǎn)生了極大的負(fù)面影響。因此中草藥中重金屬的檢測(cè)、控制、評(píng)價(jià)方法已經(jīng)成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一，也成為毒理學(xué)、中藥藥理學(xué)、生物無(wú)機(jī)化學(xué)、環(huán)境化學(xué)等眾多學(xué)科的研究熱點(diǎn)。
重金屬鎘(Cd)是人體非必需元素，正常環(huán)境狀況下不會(huì)影響人體健康;當(dāng)環(huán)境受到鎘污染后，鎘可能在生物體內(nèi)富集，且其半衰期較長(zhǎng)，可通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體。研究表明， 在當(dāng)今世界研究的主要毒素中，鎘位居第3位;在聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署提出的12種具有全球性意義的危險(xiǎn)性物質(zhì)中，鎘被列為首位;國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)確定鎘為人類(lèi)、試驗(yàn)動(dòng)物的肺癌、前列腺癌的確認(rèn)致癌物。因此測(cè)定中草藥中重金屬鎘含量具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。2005年我國(guó)就制定了適用于藥用植物及制劑進(jìn)出口的綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并規(guī)定了有害元素的含量限值:鎘≤0．3 mg/kg、汞(Hg)≤0．2 mg/kg、砷(As)≤ 2. 0 mg/kg、鉛(Pb)≤5．0 mg/kg。
川芎(Ligusticum chuanxiong Hort．)中鎘元素含量的測(cè)定方法主要有原子吸收分光光度法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法; 地黃［Ｒehmannia glutinosa ( Gaetn．) Libosch. ex Fisch.et Mey．］中鎘元素含量的測(cè)定方法主要有ICP－AES法、原子吸收分光光度法;黃連(Coptis chinensis Franch．) 中鎘元素含量的測(cè)定方法主要有原子吸收分光光度法、原子吸收光譜法、ICP發(fā)射光譜法等。雖然其中大多數(shù)方法具有靈敏度高、快速準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，但是由于儀器價(jià)格昂貴而不易推廣，因此對(duì)黃連、地黃、川芎中鎘含量的測(cè)定多偏重于使用大型精密儀器，而對(duì)于如何選取最佳反應(yīng)條件、改變?cè)噭�條件等采用更為簡(jiǎn)單易操作的分光光度法測(cè)定這3種中草藥中鎘含量的報(bào)告還少見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)采用儀器設(shè)備簡(jiǎn)單、價(jià)廉、 操作方便并具有較高靈敏度的分光光度法測(cè)定來(lái)豐富鎘的測(cè)定方法，以便能更容易、方便、準(zhǔn)確地測(cè)定出中草藥中的鎘含量。

1.材料與方法
1.1儀器與設(shè)備
紫外可見(jiàn)分光光度計(jì);高速萬(wàn)能粉碎機(jī);恒溫干燥箱;電子分析天平。
1.2材料與試劑
川芎、黃連、地黃藥材購(gòu)于綿陽(yáng)師范學(xué)院校外天誠(chéng)大藥房，經(jīng)綿陽(yáng)師范學(xué)院天然產(chǎn)物研究所邊清泉教授鑒定認(rèn)可。 試驗(yàn)用水均是2次蒸餾水。優(yōu)級(jí)純硝酸、優(yōu)級(jí)純高氯酸，成都市科龍化工試劑廠(chǎng);分析純NaOH，成都市聯(lián)合化工試劑研究所;分析純鹽酸羥胺、分析純OP乳化劑鹽酸羥胺、分析純酒石酸鉀鈉、分析純雙硫腙，天津科密歐化學(xué)試劑有限公司;優(yōu)級(jí)純鎘粉，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所。
1.3試驗(yàn)方法
1.3.1分光光度法測(cè)定鎘最佳條件的選擇
(1)最大吸收波長(zhǎng)的選擇。吸取20mL鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液于50mL比色管中，加入5mL1mol/LNaOH溶液(此時(shí)溶液pH值約為12)，再依次加入15mL0．002%雙硫腙、1mL20%鹽酸羥胺、1mL50% 酒石酸鉀鈉、1mL20%OP乳化劑，用蒸餾水稀釋至刻度線(xiàn)，靜置;以空白試劑為參比，用紫外－可見(jiàn)分光光度法制作該溶液的光譜掃描曲線(xiàn)。
(2)顯色劑用量的選擇。在5支已標(biāo)號(hào)的潔凈比色管中，各加入20mL1μg/mL的鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液，再各加入5mL1mol/LNaOH溶液，再分別加入9、12、15、18、 21mL0．002%雙硫腙、1mL20%鹽酸羥胺、1mL50%酒石酸鉀鈉、1mL20%OP乳化劑，用蒸餾水稀釋至刻度線(xiàn)，搖勻、靜置;在紫外－可見(jiàn)分光光度計(jì)上，于最大吸收波長(zhǎng)537nm處用1cm的比色管測(cè)定吸光度D537nm，以空白試劑作為參比。
(3)顯色時(shí)間的選擇。在5支已標(biāo)號(hào)的潔凈比色管中，各加入20．00mL1μg/mL的鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液，再分別加入5mL 1mol/LNaOH溶液、15mL0．002%雙硫腙、1mL20%鹽酸羥胺、1mL50%酒石酸鉀鈉、1mL20%OP乳化劑，用蒸餾水稀釋至刻度線(xiàn)，搖勻，靜置時(shí)間依次設(shè)為10、15、20、25、30min; 在紫外－可見(jiàn)分光光度計(jì)上用1 cm的比色管測(cè)定吸光度 D537nm，采用空白試劑作為參比。
(4)NaOH用量的選擇。在5支已標(biāo)號(hào)的潔凈比色管中，各加入20mL1μg/mL鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別加入3、4、5、6、7mL1mol/LNaOH溶液，再分別加入15mL0．002%雙硫腙、1mL20%鹽酸羥胺、1mL50%酒石酸鉀鈉、1mL20%OP乳化劑，用蒸餾水稀釋至刻度線(xiàn)，搖勻，靜置20min;在紫外－可見(jiàn)分光光度計(jì)上用1cm的比色管測(cè)定吸光度，采用空白試劑作為參比。
(5)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制。分別準(zhǔn)確吸取0．00、2．00、4．00、6．00、8．00、10．00 mL 1μg/mL鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液，依次加入到50mL比色管中，再分別加入5mL1mol/LNaOH溶液、15mL0．002%雙硫腙、1mL 20%鹽酸羥胺、1mL50%酒石酸鉀鈉、1mL20%OP乳化劑，每加入1種試劑后都要充分混勻，最后加去離子水至刻度處，搖勻，靜置20min;以空白溶液作為參比，在537nm波長(zhǎng)下用紫外－可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)量上述各溶液的吸光度D537nm 。

1.3.2樣品前處理
將市售川芎用水洗凈后用去離子水洗滌，除去樣品表面附著的雜質(zhì)以及由于其他因素帶來(lái)的金屬離子。然后將水瀝干，置于烘箱中(70～80℃)烘干至恒質(zhì)量，最后用粉粹機(jī)將樣品粉碎且過(guò)100目篩，裝于試劑袋中，放入干燥器中待用。準(zhǔn)確稱(chēng)取2．0000g待用的川芎樣品于潔凈干燥的小燒杯中，加入30mL混合酸(HClO4 ∶ HNO3 = 1∶5)，將燒杯置于電熱板上低溫加熱消解，保持溶液處于微沸狀態(tài)。當(dāng)棕色煙揮發(fā)盡、HClO4 白煙冒盡、消化液變?yōu)橥该魃�并近干時(shí)取下燒杯，冷卻后轉(zhuǎn)移至10mL容量瓶中定容。 黃連、地黃的處理方法相同。

1.3.3樣品的測(cè)定
分別準(zhǔn)確吸取5．00mL川芎、黃連、地黃樣品溶液于50mL比色管中，分別加入5mL1mol/LNaOH 溶液(此時(shí)溶液pH值約為12)，再分別加入15mL0．002%雙硫腙、1mL20%鹽酸羥胺、1mL50%酒石酸鉀鈉、1mL20% OP乳化劑，用蒸餾水稀釋至刻度線(xiàn)，靜置20min，在紫外－可見(jiàn)分光光度計(jì)上用1cm的比色管測(cè)定吸光度，以空白溶液作參比。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)回歸方程求出各樣品中的鎘含量，同時(shí)進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)。

2.結(jié)果與分析
2.1紫外－可見(jiàn)分光光度法測(cè)定鎘含量的最佳條件選擇結(jié)果
鎘的最大吸收波長(zhǎng)選擇結(jié)果見(jiàn)圖1，分析可知，用紫外可見(jiàn)分光光度法得出鎘的最佳吸收波長(zhǎng)在537nm處。

由表1顯色劑用量的選擇結(jié)果可知，雙硫腙的用量為15mL時(shí)測(cè)定的吸光度達(dá)到最大且比較穩(wěn)定，因此在鎘含量測(cè)定試驗(yàn)中選用的顯色劑用量為15mL。


由表2顯色時(shí)間的選擇結(jié)果可知，顯色時(shí)間為20min時(shí)測(cè)定的吸光度D537nm達(dá)到最大值且比較穩(wěn)定，因此在鎘含量測(cè)定的試驗(yàn)中選用的顯色時(shí)間為20min。


由表3NaOH用量的選擇結(jié)果可知，NaOH的用量為5mL時(shí)測(cè)定的吸光度達(dá)到最大且比較穩(wěn)定，因此在鎘含量測(cè)定的試驗(yàn)中，選擇NaOH的用量為5mL。


鎘標(biāo)準(zhǔn)樣品的濃度及相應(yīng)的吸光度結(jié)果見(jiàn)表4�；貧w方程及相關(guān)系數(shù)為:y=7．6571x+0．0351，r2=0．9977。以濃度為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo)繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，詳見(jiàn)圖2，可以看出，鎘濃度在0～0．20μg/mL間有良好的線(xiàn)性關(guān)系。


2.2樣品的測(cè)定結(jié)果
從表5的樣品測(cè)定結(jié)果可以看出，3種中草藥中都含有微量的重金屬鎘，其中川芎中含量最多，黃連中含量最少，但都在國(guó)家藥用植物的規(guī)定范圍內(nèi)(≤0．3μg/g)。


2.3川芎加標(biāo)回收率測(cè)定結(jié)果
由表6至表8的川芎加標(biāo)回收率可以看出，試驗(yàn)準(zhǔn)確度較高，穩(wěn)定性較好，結(jié)果可靠。


3.結(jié)論
本研究采用濕法消化(HNO3 、HClO4混酸)，以雙硫腙為顯色劑，在強(qiáng)堿性條件下，利用酒石酸鉀鈉、鹽酸羥胺聯(lián)合掩蔽，通過(guò)OP乳化劑增色增溶，用紫外－可見(jiàn)分光光度法在537nm處測(cè)定川芎、黃連、地黃3種常見(jiàn)中草藥各樣品的吸光度，求出樣品中重金屬鎘的含量。結(jié)果表明，3種常見(jiàn)中草藥中鎘的含量分別為:川芎0．254μg/g，黃連0．045μg/g，地 黃0.195μg/g，鎘含量大小依次為:川芎＞地黃＞黃連，但其鎘含量符合我國(guó)制定的藥用植物及制劑進(jìn)出口綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) (鎘≤0．3μg/g)。另外本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，分光光度法測(cè)定鎘的最佳條件為:最佳吸收波長(zhǎng)為537nm，NaOH的用量為5mL，顯色時(shí)間為20min，顯色劑的用量為15mL。試驗(yàn)結(jié)果提供了中草藥中重金屬鎘含量的數(shù)據(jù)，對(duì)中草藥是否存在重金屬鎘含量超標(biāo)提供依據(jù)，同時(shí)也為中草藥是否具有安全可靠的食用性提供數(shù)據(jù)參考。
方法來(lái)源：[1]杜軍良,楊鳳,萬(wàn)燕,等.分光光度法測(cè)定3種中草藥中的鎘含量[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,43(04):299-301.DOI:10.15889/j.issn.1002-1302.2015.04.108.