CN104977266A - 一种快速定量测定中药材中二氧化硫残留量的装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种快速定量测定中药材中二氧化硫残留量的装置及方法，属于药物分析技术领域。a.绘制标准曲线并推出计算公式；b.中药材不需要处理直接检测；c.结果计算；装置包括纯水瓶、氢氧化钠溶液瓶、邻苯二甲醛溶液瓶、乙酸铵溶液瓶、亚硫酸钠溶液瓶、多通道微流量控制型蠕动泵、反应池、超声仪、微流量控制型蠕动泵、蛇形冷凝管、过滤膜、比色皿、检测器、工作站。该方法具有仪器及操作简单、检测结果准确，能够有效地对中药材中二氧化硫进行检测。

Description

一种快速定量测定中药材中二氧化硫残留量的装置及方法

技术领域

本发明涉及中药材中二氧化硫的检测技术领域，具体地讲是一种中药材中二氧化硫的测定的装置及方法，属于药物分析技术领域。

背景技术

中药材的二氧化硫残留主要以游离态和结合态的形式存在，游离态包括亚硫酸氢盐(HSO₃ ^-)、SO₂分子和亚硫酸盐(SO₃ ^2-)，并极易与药材中还原糖、蛋白质、色素、酶、维生素、醛、酮等形成各种形式的结合态二氧化硫残留。由于不可逆结合的亚硫酸盐在生理环境下不发生解离，不会对人体健康发生危害，故一般二氧化硫或亚硫酸盐的检测对象是游离的亚硫酸根及可逆结合的亚硫酸盐。

《中国药典》2010年版一部虽在附录增加二氧化硫残留量测定法，碘滴定液使用前须三氧化二砷标定，不利于方法的推广；文献报道测定中药材二氧化硫残留量的方法主要有盐酸副玫瑰苯胺法、离子色谱法、高效液相色谱法和气相色谱法等。上述检测方法虽各有优势，但由于样品基体的差异，检测不同样品中二氧化硫含量时，需要采用不同的检测方法，检测专属性、灵敏性仍有待进一步改进和提高。从技术提高、出口贸易和保障人民用药安全等角度考虑，建立更为先进的检测中药材中二氧化硫残留量的方法，普查市场上中药材中二氧化硫残留现状并提出科学的限量是大有必要的。

发明内容

本发明的主要目的是克服上述已有技术的不足，建立一种高专属性、高灵敏度的碱滴定-荧光光谱法联用测定中药材中二氧化硫残留量的方法，主要解决现有的测定方法测定结果不准确等问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种测定中药材中二氧化硫残留量的方法，该方法包括如下工艺步骤：

a.标准曲线：绘制标准曲线并推出计算公式。

在多个反应池中，分别加入一定相同体积和相同浓度的氢氧化钠溶液，然 后分别精密注入一定浓度和一定梯度体积的亚硫酸钠溶液，并依次精密注入乙酸铵溶液，并用纯净水稀释定容后，搅拌下缓慢分别依次缓慢滴加邻苯二甲醛溶液，70℃下超声搅拌20min，冷却至室温，加纯净水定容；分别过膜后注入到1cm比色皿中，于波长354nm处测吸光度A，绘制浓度和吸光度A的标准曲线，得回归方程。

b.样品测定：将精确称量W mg中药材放入反应池中，用体积L1的氢氧化钠溶液去分散中药材，氢氧化钠溶液的浓度与步骤a相同，并加入乙酸铵溶液，用纯净水稀释定容后，搅拌下缓慢滴加邻苯二甲醛溶液，采用紫外分析仪的365nm检测，直到荧光颜色不变为止，停止滴加邻苯二甲醛溶液，70℃下超声搅拌20min，365nm检测荧光颜色不变，加纯净水定容，冷却至室温；过膜后注入1cm比色皿中，于波长354nm处测吸光度A；

c.依据步骤a的标准曲线计算每千克中药材试样中二氧化硫含量，将步骤b得到的测吸光度A带入步骤a的回归方程得到二氧化硫的残留量。

上述步骤a和b中第一次纯净水稀释定容后氢氧化钠中的钠的浓度相同，乙所用氢氧化钠和乙酸铵的质量比为15:0.76；a和b中第二次氢氧化钠纯净水稀释定容后氢氧化钠中钠的浓度相同。步骤a和b中所用氢氧化钠溶液的浓度相同，乙酸铵溶液的浓度相同，邻苯二甲醛溶液浓度相同。步骤a中邻苯二甲醛的用量与氢氧化钠的质量比为0.402:15。

进一步优选：a.标准曲线：在多个反应池中，分别加入3mL浓度为5g/L的氢氧化钠溶液，然后分别精密注入吸取0.0、0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.1、1.3、1.5mL的130mg·L^-1亚硫酸钠溶液，同时还分别依次精密注入380mg·L^-1乙酸铵溶液2mL，并用纯净水稀释至10mL后，搅拌下缓慢分别依次缓慢滴加134mg·L^-1邻苯二甲醛溶液3mL，70℃下超声搅拌20min，冷却至室温，加纯净水定容25mL；分别过膜后注入到1cm比色皿中，于波长354nm处测吸光度A，绘制浓度和吸光度A的标准曲线(如见附图1)，得回归方程：A＝87.03+517.32X，R²＝0.998。

b.样品测定：将精确称量W mg中药材放入反应池中，用体积L1、浓度为5g/L的氢氧化钠溶液去分散中药材，并加入体积L2、浓度为380mg·L^-1乙酸铵溶液，用纯净水稀释至体积L3后，搅拌下缓慢滴加134mg·L^-1邻苯二甲醛溶液，采用紫外分析仪的365nm检测，直到荧光颜色不变为止，停止滴加邻苯二甲醛溶液，70℃下超声搅拌20min，365nm检测荧光颜色不变，加纯净水定容至体积L4，冷却至室温；过膜后注入1cm比色皿中，于波长354nm处测吸光度A；

c.依据步骤a的标准曲线计算每千克中药材试样中二氧化硫含量：

$\mathrm{\ΔX}=\frac{A-87.03}{517.32\×W}\×{10}^6$

式中：

ΔX-试样中二氧化硫的含量，mg/kg；

A-测定用样液的最强吸光度，L/(g·cm)；

W-试样质量，mg。

进一步优选步骤b中W mg：L1：L2：L3：L4为100mg：3mL：2mL：10mL：25mL。

所述中药材被制成过20～60目的干燥药材粉，直接进行提取分析检测；所用溶剂为水。中药材直接进行测试，采取超声提取。测试药品溶液是经过可更换的微孔滤膜过滤后直接进行荧光分光光度计测试分析。

所述待测中药材为百合、茯苓、红花、葛根、芦根、麦冬、天冬、当归、牡丹皮、白芍、杜仲、党参、山药、浙贝母、桔梗、板蓝根、陈皮、薏苡仁、黄芪、枸杞子、苍术等中的任意一种。

本发明采用的装置：一种荧光光谱快速定量测定二氧化硫残留量的装置，主要包括纯水瓶(1)、氢氧化钠溶液瓶(2)、邻苯二甲醛溶液瓶(3)、乙酸铵溶液瓶(4)、亚硫酸钠溶液瓶(5)、多通道微流量控制型蠕动泵(6)、反应池(7)、超声仪(8)、微流量控制型蠕动泵(9)、蛇形冷凝管(10)、过滤膜(11)、 比色皿(12)、检测器(13)、工作站(14)。

纯水瓶(1)、氢氧化钠溶液瓶(2)、邻苯二甲醛溶液瓶(3)、乙酸铵溶液瓶(4)、亚硫酸钠溶液瓶(5)分别与多通道微流量控制型蠕动泵(6)连接，并通过不同的通道与反应池(7)连通，反应池(7)置于超声仪(8)中，反应池(7)通过微流量控制型蠕动泵(9)和蛇形冷凝管(10)与过滤膜(11)连接，过滤膜(11)与分光光度计的比色皿(12)连接，比色皿(12)与检测器(13)连接，检测器(13)与工作站(14)连接。

上述部分需要连接的采用耐有机溶剂和腐蚀的硅胶软管。其中，反应池(7)为玻璃材质容器，超声仪(8)应同时具备时间控制、加热、搅拌功能，蛇形冷凝管(10)为玻璃材质容器，过滤膜(11)为可更换的微孔滤膜，比色皿(12)和检测器(13)分别置于荧光分光光度计内。

所述的荧光光谱法快速定量测定二氧化硫残留量的装置，其中，所述反应需要的液体的流量或体积量均通过多通道微流量控制型蠕动泵或微流量控制型蠕动泵控制。

所述的荧光光谱法快速定量测定二氧化硫残留量的装置，其中，反应池的反应温度、搅拌速度、反应时间均由超声仪控制。

所述的荧光光谱法快速定量测定二氧化硫残留量的装置，其中，反应过滤装置由蠕动泵和微孔滤膜组成，其中微孔滤膜的孔径在0.45μm以下。

贮液瓶和反应池间设置有多通道微流量控制型蠕动泵控制。超声反应温度、搅拌时间由超声仪控制。贮液瓶内液体吸管头上安装防倒吸的过滤器。

进入比色皿的检测液需降温后经膜过滤。

本发明所述的中药材中二氧化硫的测定方法与已有技术相比具有突出的实质性特点和显著进步，①采用浓度为5g/L的氢氧化钠溶液吸收并溶解中药材中的游离态和可逆态的亚硫酸盐，具有良好的分散效果且有效防止二氧化硫的挥发损失，使得测定结果更接近与实际数值；②本法对二氧化硫的最低检出限为 6.6×10^-3mg/Kg中药材；③本法检测时间约为30min。因此，本发明的方法灵敏、准确、简便，适用于对各种中药材中二氧化硫残留进行检测。所述荧光光谱法快速定量测定二氧化硫残留量的装置，与现有技术相比，具有结构简单，操作方便，不受人为干扰；本装置不仅可以自动加液，而且加液量控制精准，提高了检测效率。

附图说明

图1为二氧化硫含量标准曲线。

图2为本发明的方法中所用到的碱滴定-荧光光谱联用装置示意图。图中，纯水瓶(1)、氢氧化钠溶液瓶(2)、邻苯二甲醛溶液瓶(3)、乙酸铵溶液瓶(4)、亚硫酸钠溶液瓶(5)、多通道微流量控制型蠕动泵(6)、反应装置(7)、超声仪(8)、微流量控制型蠕动泵(9)、冷却装置(10)、过滤装置(11)、比色皿(12)、检测器(13)、工作站(14)。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。

具体测试装置见附图2。一种荧光光谱法快速定量测定二氧化硫残留量的装置，主要包括纯水瓶1、氢氧化钠溶液瓶2、邻苯二甲醛溶液瓶3、乙酸铵溶液瓶4、亚硫酸钠溶液瓶5、多通道微流量控制型蠕动泵6、反应池7、超声仪8、微流量控制型蠕动泵9、蛇形冷凝管10、过滤膜11、比色皿12、检测器13、工作站14，上述部分需要连接的采用耐有机溶剂和腐蚀的硅胶软管。其中，反应池7为玻璃材质容器，超声仪8应同时具备时间控制、加热、搅拌功能，蛇形冷凝管10为玻璃材质容器，过滤膜11为可更换的微孔滤膜，比色皿12和检测器13分别置于荧光分光光度计内。

本实施例所述荧光光谱法快速定量测定二氧化硫残留量的装置，其中，所述通过多通道微流量控制型蠕动泵6分别将一定量的氢氧化钠溶液瓶2、邻苯二甲醛溶液瓶3、乙酸铵溶液瓶4注入反应池7，再从纯水瓶1吸取一定量的水定 容。所述超声仪8可控制反应搅拌速度、反应温度、反应时间。所述反应池7的溶液通过微流量控制型蠕动泵9、蛇形冷凝管10和过滤膜11注入荧光分光光度计的比色皿内12，通过检测器13进吸光度分析，在工作站14显示结果。在检测结束后打开多通道微流量控制型蠕动泵6，抽取纯水瓶1中的纯水冲管路，排走废液，待废液排完后关闭所有开关，并清洗反应装置和比色皿，此时完成了一次二氧化硫残留量自动检测过程。

实施例1

测定天冬中二氧化硫的含量，步骤为：

a.标准曲线：在反应池中，分别加入3mL浓度为5g/L的氢氧化钠溶液，然后分别精密注入吸取0.0、0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.1、1.3、1.5mL的130mg·L^-1亚硫酸钠溶液，同时还分别依次精密注入380mg·L^-1乙酸铵溶液2mL，并用纯净水稀释至10mL后，搅拌下缓慢分别依次缓慢滴加134mg·L^-1邻苯二甲醛溶液3mL，70℃下超声搅拌20min，冷却至室温，加纯净水定容25mL；分别过膜后注入到1cm比色皿中，于波长354nm处测吸光度A，绘制浓度和吸光度A的标准曲线如见附图1)，得回归方程：A＝87.03+517.32X，R²＝0.998。

b.样品测定：将精确称量100mg中药材天冬放入50mL反应池中，用3mL浓度为5g/L的氢氧化钠溶液去分散中药材，并加入2mL浓度为380mg·L^-1乙酸铵溶液，用纯净水稀释至10mL后，搅拌下缓慢滴加134mg·L^-1邻苯二甲醛溶液，采用紫外分析仪的365nm检测，直到荧光颜色不变为止，停止滴加邻苯二甲醛溶液，70℃下超声搅拌20min，365nm检测荧光颜色不变，加纯净水定容至25mL，冷却至室温；过膜后注入1cm比色皿中，于波长354nm处测吸光度155.008；

c.依据步骤a的标准曲线计算每千克中药材天冬中二氧化硫含量：

$\mathrm{\ΔX}=\frac{A-87.03}{517.32\×W}\×{10}^6=\frac{155.008-87.03}{517.32\×100}\×{10}^6=1.31\×{10}^3\mathrm{mg}$

式中：

ΔX-试样中二氧化硫的含量，mg/kg；

A-测定用样液的最强吸光度，L/(g·cm)；

m-试样质量，mg。

平行测定五次，结果见表1；

实施例2

测定浙贝母中二氧化硫的含量，步骤为：

将精确称量100mg粉碎均匀的市售浙贝母样品，样品处理及其他操作同实施例1，试样过膜注入1cm比色皿中，于波长354nm处测吸光度为308.315。

计算样品中二氧化硫的含量：

$\mathrm{\ΔX}=\frac{A-87.03}{517.32\×W}\×{10}^6=\frac{308.315-87.03}{517.32\×100}\×{10}^6=4.28\×{10}^3\mathrm{mg}$

平行测定五次，结果见表1；

实施例3

测定茯苓中二氧化硫的含量，步骤为：

将精确称量50mg粉碎均匀的市售茯苓样品，样品处理及其他操作同实施例1，试样过膜注入1cm比色皿中，于波长354nm处测吸光度为262.846。

计算样品中二氧化硫的含量：

$\mathrm{\ΔX}=\frac{A-87.03}{517.32\×W}\×{10}^6=\frac{262.846-87.03}{517.32\×100}\×{10}^6=6.80\×{10}^3\mathrm{mg}$

平行测定五次，结果见表1；

实施例4

测定板蓝根中二氧化硫的含量，步骤为：

将精确称量100mg粉碎均匀的市售板蓝根样品，样品处理及其他操作同实施例1，试样过膜注入1cm比色皿中，于波长354nm处测吸光度为93.184。

计算样品中二氧化硫的含量：

$\mathrm{\ΔX}=\frac{A-87.03}{517.32\×W}\×{10}^6=\frac{93.184-87.03}{517.32\×100}\×{10}^6=119\mathrm{mg}$

平行测定五次，结果见表1；

表1 本发明实施例与药典法(蒸馏滴定法)测定结果比较。

由于《中国药典》2010年版一部虽在附录检测二氧化硫残留量的方法采用酸蒸溜-碘滴定法，该法首先将样品在密闭容器中以盐酸处理后，蒸馏并通入氮气吹出释放的二氧化硫，经双氧水氧化吸收，加入甲基红指示剂，用氢氧化钠溶液滴定，根据样品实际消耗的氢氧化钠溶液折算其二氧化硫残留量；此法从安装玻璃蒸馏和吸收装置到结束检测大约需2～3h，耗时较长，操作过程中受人为影响较大。

上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的限定。对于所属领域的普通实验人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均属于本发明的范围之内。

Claims (10)

1.一种快速定量测定中药材中二氧化硫残留量的方法，其特征在于，主要包括如下工艺步骤：

a.标准曲线：绘制标准曲线并推出计算公式；

在多个反应池中，分别加入一定相同体积和相同浓度的氢氧化钠溶液，然后分别精密注入一定浓度和一定梯度体积的亚硫酸钠溶液，并依次精密注入乙酸铵溶液，并用纯净水稀释定容后，搅拌下缓慢分别依次缓慢滴加邻苯二甲醛溶液，70℃下超声搅拌20min，冷却至室温，加纯净水定容；分别过膜后注入到1cm比色皿中，于波长354nm处测吸光度A，绘制浓度和吸光度A的标准曲线，得回归方程；

b.样品测定：将精确称量W mg中药材放入反应池中，用体积L1的氢氧化钠溶液去分散中药材，氢氧化钠溶液的浓度与步骤a相同，并加入乙酸铵溶液，用纯净水稀释定容后，搅拌下缓慢滴加邻苯二甲醛溶液，采用紫外分析仪的365nm检测，直到荧光颜色不变为止，停止滴加邻苯二甲醛溶液，70℃下超声搅拌20min，365nm检测荧光颜色不变，加纯净水定容，冷却至室温；过膜后注入1cm比色皿中，于波长354nm处测吸光度A；

c.依据步骤a的标准曲线计算每千克中药材试样中二氧化硫含量，将步骤b得到的测吸光度A带入步骤a的回归方程得到二氧化硫的残留量；

上述步骤a和b中第一次纯净水稀释定容后氢氧化钠中的钠的浓度相同，乙所用氢氧化钠和乙酸铵的质量比为15:0.76；a和b中第二次氢氧化钠纯净水稀释定容后氢氧化钠中钠的浓度相同；步骤a和b中所用氢氧化钠溶液的浓度相同，乙酸铵溶液的浓度相同，邻苯二甲醛溶液浓度相同；步骤a中邻苯二甲醛的用量与氢氧化钠的质量比为0.402:15。

2.按照权利要求1的方法，其特征在于，a.标准曲线：在多个反应池中，分别加入3mL浓度为5g/L的氢氧化钠溶液，然后分别精密注入吸取0.0、0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.1、1.3、1.5mL的130mg·L^-1亚硫酸钠溶液，同时还分别依次精密注入380mg·L^-1乙酸铵溶液2mL，并用纯净水稀释至10mL后，搅拌下缓慢分别依次缓慢滴加134mg·L^-1邻苯二甲醛溶液3mL，70℃下超声搅拌20min，冷却至室温，加纯净水定容25mL；分别过膜后注入到1cm比色皿中，于波长354nm处测吸光度A，绘制浓度和吸光度A的标准曲线，得回归方程：A＝87.03+517.32X，R²＝0.998；

b.样品测定：将精确称量W mg中药材放入反应池中，用体积L1、浓度为5g/L的氢氧化钠溶液去分散中药材，并加入体积L2、浓度为380mg·L^-1乙酸铵溶液，用纯净水稀释至体积L3后，搅拌下缓慢滴加134mg·L^-1邻苯二甲醛溶液，采用紫外分析仪的365nm检测，直到荧光颜色不变为止，停止滴加邻苯二甲醛溶液，70℃下超声搅拌20min，365nm检测荧光颜色不变，加纯净水定容至体积L4，冷却至室温；过膜后注入1cm比色皿中，于波长354nm处测吸光度A；

c.依据步骤a的标准曲线计算每千克中药材试样中二氧化硫含量：

$\mathrm{\ΔX}=\frac{A-87.03}{517.32\×W}\×{10}^6$

式中：

ΔX-试样中二氧化硫的含量，mg/kg；

A-测定用样液的最强吸光度，L/(g·cm)；

W-试样质量，mg。

3.按照权利要求2的方法，其特征在于，步骤b中W mg：L1：L2：L3：L4为100mg：3mL：2mL：10mL：25mL。

4.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述中药材被制成过20～60目的干燥药材粉，直接进行提取分析检测；所用溶剂为水。

5.按照权利要求1的方法，其特征在于，药品溶液是经过可更换的微孔滤膜过滤后直接进行荧光分光光度计测试分析。

6.按照权利要求1的方法，其特征在于，待测中药材为百合、茯苓、红花、葛根、芦根、麦冬、天冬、当归、牡丹皮、白芍、杜仲、党参、山药、浙贝母、桔梗、板蓝根、陈皮、薏苡仁、黄芪、枸杞子、苍术中的任意一种。

7.一种荧光光谱快速定量测定二氧化硫残留量的装置，其特征在于，主要包括纯水瓶(1)、氢氧化钠溶液瓶(2)、邻苯二甲醛溶液瓶(3)、乙酸铵溶液瓶(4)、亚硫酸钠溶液瓶(5)、多通道微流量控制型蠕动泵(6)、反应池(7)、超声仪(8)、微流量控制型蠕动泵(9)、蛇形冷凝管(10)、过滤膜(11)、比色皿(12)、检测器(13)、工作站(14)；

纯水瓶(1)、氢氧化钠溶液瓶(2)、邻苯二甲醛溶液瓶(3)、乙酸铵溶液瓶(4)、亚硫酸钠溶液瓶(5)分别与多通道微流量控制型蠕动泵(6)连接，并通过不同的通道与反应池(7)连通，反应池(7)置于超声仪(8)中，反应池(7)通过微流量控制型蠕动泵(9)和蛇形冷凝管(10)与过滤膜(11)连接，过滤膜(11)与分光光度计的比色皿(12)连接，比色皿(12)与检测器(13)连接，检测器(13)与工作站(14)连接。

8.按照权利要求7的一种荧光光谱快速定量测定二氧化硫残留量的装置，其特征在于，上述部分需要连接的采用耐有机溶剂和腐蚀的硅胶软管。其中，反应池(7)为玻璃材质容器，超声仪(8)应同时具备时间控制、加热、搅拌功能，蛇形冷凝管(10)为玻璃材质容器，过滤膜(11)为可更换的微孔滤膜，比色皿(12)和检测器(13)分别置于荧光分光光度计内。

9.按照权利要求7的一种荧光光谱快速定量测定二氧化硫残留量的装置，其特征在于，过滤膜(11)为微孔滤膜，其中微孔滤膜的孔径在0.45μm以下。

10.按照权利要求7的一种荧光光谱快速定量测定二氧化硫残留量的装置，其特征在于，贮液瓶和反应池间设置有多通道微流量控制型蠕动泵控制；

超声反应温度、搅拌时间由超声仪控制；

贮液瓶内液体吸管头上安装防倒吸的过滤器。