2. 南京中医药大学
柿子为柿科(Ebenaceae)柿属(Diospyros L.f.)多年生落叶果树。柿子含有丰富的蔗糖、葡萄糖、果糖、蛋白质、胡萝卜素、维生素C、瓜氨酸、碘、钙、磷、铁、锌。柿饼中含有甘露糖醇、蔗糖、葡萄糖和己木醇。我国著名柿子之乡陕西富平县，生产的“合儿柿饼”有个大、霜白、底亮、质润、味香甜五大特色，柿饼中富含钴(Co)和锌(Zn)，具有一定的营养和保健价值。
Co是维生素B12(Co胺素，VB12)和体内代谢酶的重要辅助成分，是人体必需微量元素, 参与DNA和氨基酸的合成及脂肪代谢过程，对肝脏和神经系统的功能的维护具有重要作用。Zn是人体必需的微量元素之一, 在人体生长发育、生殖遗传、免疫、内分泌等重要生理过程中起着极其重要的作用。缺Zn也可导致胎儿畸形，儿童骨骼发育缓慢，智商降低，抑郁症。对于分析食药同源的植物，不同产地、同植株的不同部位、不同组织中，其药性和有效含量可能存在巨大的差别。为便于课题今后的研究，这里采用比火焰光度法具有更高灵敏度的石墨炉法为研究对象。将基体改进剂的快速程序升温原子化技术应用于陕西富平柿饼中Co，Zn的测定，与其它常规升温程序相比, 方法简便、快捷、灵敏，准确。适合此类柿饼等干果的Co和Zn的测定。
1 材料与方法 1.1 试剂钴(Co)标准储备液: 1 000 mg/L (国家标准物质研究中心)；锌(Zn)标准储备液: 500 mg/L (国家标准物质研究中心)；Zn标准工作液: 300 μg/L (临时新配制)；Co标准工作液: 200 μg/L (临时新配制)；基体改进剂: 1 600 mg/L PdCl2溶液；2%抗坏血酸(vitamin C, Vc)溶液。实验用水为符合《分析实验室用水规格和试验方法》(GB/T 6682-2008)[1]要求的二级水，试剂采用等级为优级纯。器皿经过10 %的硝酸浸泡48h以上, 用蒸馏水冲洗至无硝酸和被测成分残留。
1.2 仪器设备日本岛津AA-6880FG：火焰石墨炉一体机，岛津Shimadzu石墨管、Zn和Co空心阴极灯；上海衡平Titan-6密闭式微波消解仪。仪器参数条件及石墨炉程序升温见表 1和表 2。
| 元素 | 灯电流/ mA |
波长/ nm |
狭缝/ nm |
进样 方式 |
测量 方式 |
背景 校正 |
进样体积/ μL |
| Co | 14 | 240.7 | 0.2 | 自动 | 面积 | 氘灯 | 10.0 |
| Zn | 7 | 370.6 | 0.7 | 自动 | 面积 | 氘灯 | 10.0 |
| 序号 | 温度/℃ | 时间/s | 流量/(L/min) | |||||
| Co | Zn | Co | Zn | Co | Zn | |||
| 1 | 100 | 100 | 20.0 | 15.0 | 0.3 | 0.3 | ||
| 2 | 115 | 150 | 5.0 | 5.0 | 0.3 | 0.3 | ||
| 3 | 150 | 300 | 15.0 | 20.0 | 0.3 | 0.3 | ||
| 4 | 300 | 300 | 15.0 | 40.0 | 0.3 | 0.3 | ||
| 5 | 600 | 800 | 10.0 | 10.0 | 0.3 | 0.3 | ||
| 6 | 600 | 800 | 20.0 | 15.0 | 0.0 | 0.0 | ||
| 7 | 1 200 | 1 800 | 15.0 | 1.0 | 0.0 | 0.0 | ||
| 8 | 1 200 | 2 100 | 2.0 | 1.0 | 0.0 | 0.0 | ||
| 9 | 2 500 | 2 400 | 2.0 | 2.0 | 0.0 | 0.0 | ||
| 10 | 2 500 | 2 400 | 2.0 | 1.0 | 0.3 | 0.3 | ||
1.3 样品消化
称取陕西富平产柿饼样品0.25 g, 加入微波消化罐中, 加入2 mL浓硝酸, 加盖，消化4 h。取出, 冷却2 h, 得到清亮透明溶液, 转移至100 mL容量瓶, 定容, 备用[2]。
2 结果与分析 2.1 线性范围按表 3，配制各元素的标准系列浓度, 测定各元素的工作曲线和相关系数r值。
| 元素 | 线性范围/(μg/L) | 工作曲线 | 相关系数/r |
| Co | 1.0, 5.0, 10.0, 30.0, 50.0 | Y=0.001 12 X-0.000 96 | 0.998 8 |
| Zn | 10.0, 30.0, 60.0, 80.0, 100.0 | Y=0.007 02X+0.007 49 | 0.999 2 |
2.2 检出限、精密度及回收率实验
消化后的试样移至具塞50 mL容量瓶中，按以上参数条件操作，同时做加标回收实验，所得精密度和回收率(表 4)。用3倍空白标准偏差计算方法的检出限，Co和Zn的检出限分别为0.50 ng/mL和0.1 ng/mL。
| μg/L | ||||||||||||||
| 样品 | 本底值 | 加标量 | 回收值 | RSD/% | 回收率/% | |||||||||
| Co | Zn | Co | Zn | Co | Zn | Co | Zn | Co | Zn | |||||
| 1 | 1.66 | 3.33 | 5.00 | 5.00 | 6.48 | 7.79 | 5.6 | 8.2 | 96.4 | 89.2 | ||||
| 2 | 4.21 | 6.43 | 5.00 | 5.00 | 9.33 | 11.82 | 3.8 | 7.2 | 102.4 | 107.8 | ||||
| 3 | 6.47 | 9.84 | 5.00 | 5.00 | 11.28 | 14.57 | 6.1 | 5.5 | 96.2 | 94.6 | ||||
2.3 进基体改进剂的选择对吸光度面积的响应结果
Co和Zn均选定同时进样1 600 mg/L PdCl2+2%抗坏血酸溶液5 μL做为基体改进剂。用标准溶液分别单独加入1 600 mg/L PdCl2，2%抗坏血酸溶液，同时进样基体改进剂1 600 mg/L PdCl2+2 %抗坏血酸三种组分，进样1，2, 4, 8, 10 μL(图 1和图 2)。
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| 图 1 基体改进剂进样体积对Co吸光度的响应 |
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| 图 2 基体改进剂进样体积对Zn吸光度的响应 |
2.4 Co和Zn的最佳灰化温度测定结果
灰化温度的选择如温度过高会使部分元素损失, 温度过低时又可造成有机物处理不干净，使得吸收背景产生干扰。综上考虑，用基体改进剂可达到提高方法灵敏度，增加检测的稳定性的效果[3]。采用1 600 mg/L PdCl2溶液+2%抗坏血酸溶液做基体改进剂，Co灰化温度600℃为最佳选择，Zn灰化温度800℃为最佳选择(图 3)。
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| 图 3 灰化温度选择 |
2.5 Co和Zn的最佳原子化温度测定结果
随着原子化温度的升高, 用1 600 mg/L PdCl2溶液+2%抗坏血酸溶液作基体改进剂，相同浓度的Zn溶液吸光度面积值在1 800℃时为最大值，而Co溶液吸光度面积值在2 400℃左右时为最大值，因此选择1 800℃为Zn的最佳原子化温度，2 400℃为Co的最佳原子化温度(图 4)。
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| 图 4 原子化温度选择 |
3 讨论 3.1 基体改进剂的选择
用标准液加入基体改进剂的方法测定微量元素Co，分别单独加入1 600 mg/L PdCl2，2%抗坏血酸溶液，1 600 mg/L PdCl2+2%抗坏血酸溶液, 分别进样体积是1，2，4，8，10 μL(图 1)。当分别加入PdCl2，2%抗坏血酸溶液以后, 各浓度Co溶液的吸光度面积升高，而同时进样1 600 mg/L PdCl2+2%抗坏血酸溶液5 μL时可到达最高灵敏度。所以测试中Co选定同时进样1 600 mg/L PdCl2+2%抗坏血酸溶液5 μL做为基体改进剂。
用标准液加入基体改进剂的方法测定元素Zn [4]，分别单独加入1 600 mg/L PdCl2，2%抗坏血酸溶液，1 600 mg/L PdCl2+2%抗坏血酸溶液, 进样体积分别为1，2，4，8，10 μL(图 2)。分别加入PdCl2、2%抗坏血酸溶液以后，各浓度Zn溶液的吸光度面积升高，并可排除Fe, Cu, Na, K等的干扰, 检测信号较为稳定, 当同时进样1 600 mg/L PdCl2 +2%抗坏血酸溶液10 μL时可达到最高灵敏度。所以测试中Zn选定同时进样1 600 mg/L PdCl2+2%抗坏血酸溶液10 μL做为基体改进剂。
3.2 最佳灰化温度和原子化温度的选择当固定其他参数条件, 改变灰化温度, 用1 600 mg/L PdCl2溶液+2%抗坏血酸溶液作基体改进剂, 测定各浓度溶液吸光度面积, 就得到灰化温度曲线(图 3)。
分别用1 600 mg/L PdCl2溶液+2%抗坏血酸作基体改进剂，在1200℃~2 600℃范围内进行最佳原子化温度的选择, 就得到原子化温度曲线(图 4)。
4 小结石墨炉法和原子吸收火焰光度法对干果中的元素含量的分析技术有较多的应用，但不同的参数条件的应用，可以有不同的灵敏度和检出限的结果[5-6]。用石墨炉原子吸收法对陕西富平柿饼中Co、Zn的微量元素含量进行测定结果表明，1 600 mg/L PdCl2+2%抗坏血酸溶液5和10 μL做为基体改进剂，Co、Zn回收率分别在96.2%~102.4%和89.2%~107.8 %之间，该方法精密度、准确度均较好。Co的灰化温度600℃为最佳，Zn的灰化温度800℃最佳。Zn最佳原子化温度为1 800℃最佳，Co最佳原子化温度为2 400℃最佳。分别在1 600 mg/L PdCl2+2%抗坏血酸溶液5 μL和10 μL基体改进剂和相关参数条件下本实验方法具有简便、快速、灵敏、稳定、准确等优点, 适于陕西富平柿饼样品中Zn和Co的分析测定，采用上述方法测得的陕西富平柿饼Co和Zn分别为含量2.47 mg/kg，68.7 mg/kg，与文献报导的山东柿饼的电感耦合等离子体原子发射光谱测定结果接近[7]。
| [1] | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. GB/T 6682-2008分析实验室用水规格和试验方法[S]. 北京: 中国标准出版社, 2008. General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of the People's Republic of China, Standardization Administration of the People's Republic of China. GB/T 6682-2008 Water for analytical laboratory use-specification and test methods[S]. Beijing:Standards Press of China, 2008. |
| [2] | 何佩雯, 杜钢, 赵海誉, 等. 微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定9种中药材中微量元素含量[J]. 中华中医药杂志, 2011, 26(2): 271–274. He PW, Du G, Zhao HY, et al. Determination of four mineral elements in nine Chinese medicines by graphite furnace atomic absorption spectrometry coupled with microwave digestion[J]. China J Tradit Chin Med Pharm, 2011, 26(2): 271–274. (in Chinese). |
| [3] | 施风宁, 胡涛. 微波消解-混合基体改进剂石墨炉原子吸收光谱法测定沉积物中的铜锌铅镉[J]. 环境科学导刊, 2013, 32(S1): 107–109. Shi FN, Hu T. Determination of copper, zinc, lead and cadmium in sediments by microwave digestion-mixed matrix modifier graphite furnace atomic absorption spectrometry[J]. Environ Sci Surv, 2013, 32(S1): 107–109. (in Chinese). |
| [4] | 汪焕林, 冯瑞琴, 李文林, 等. 石墨炉原子吸收法测定粮食中的钴[J]. 湖北农业科学, 2010, 49(8): 1965–1966. Wang HL, Feng RQ, Li WL, et al. Determination of trace cobalt in grain food by graphite furnace atomic absorption spectrometry[J]. Hubei Agric Sci, 2010, 49(8): 1965–1966. (in Chinese). |
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