CN107192707B - 同时测定人工虎骨粉中砷、镉、铜、汞、铅五种重金属元素的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同时测定人工虎骨粉中砷、镉、铜、汞、铅五种重金属元素的方法，主要步骤包括：1)人工虎骨粉样品经硝酸及过氧化氢消解、用2％硝酸溶液定容，得到分析待测样品溶液；2)选用As、Cd、Cu、Hg、Pb单元素标准溶液，用2％硝酸溶液配制成系列混合标准溶液；3)绘制标准曲线；4)采用ICP‑AES光谱仪对分析待测样品溶液进行测定，根据标准曲线即可得到样品中五种重金属元素的含量。本发明消解样品的反应比较温和，样品污染和损失少；缩短了消化时间，消解后的样品可直接使用ICP‑AES法进行测定，从而缩短了样品的检测周期，且安全性高、准确度好、重现性好，能够满足快速测定人工虎骨粉中重金属元素的要求。

Description

同时测定人工虎骨粉中砷、镉、铜、汞、铅五种重金属元素的 方法

技术领域

本发明涉及一种健骨药物的重金属含量检测方法，尤其涉及采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)同时测定人工虎骨粉中重金属含量的检测方法，属于中药检测技术领域。

背景技术

人工虎骨粉是一种健骨药物，具有健骨作用，用于腰背疼痛，腰膝酸软，下肢痿弱，步履艰难等症状的改善。近年来，重金属含量超标已经成为国内外用药安全和人体健康的焦点问题；中药中重金属的来源主要包括生长环境、加工过程和自身的遗传特性等方面；对于中药中重金属含量多采用传统原子吸收分光光度法进行检测，对于样品的处理多采用传统的湿法消化及干法消化。但是，采用原子吸收分光光度法检测，分析周期长，无法同时测定多种元素；传统的干法消化，样品在空气中裸露、易污染和损耗，而传统的湿法消化，需要加入高氯酸，高氯酸易爆，增加了实验的危险性。

ICP-AES用于检测不同对象时，硝酸和过氧化氢的使用量和比例是主要控制参数，硝酸和过氧化氢的量太多，容易过消化导致含量降低，量小溶液消化不完全含量降低，因此针对不同的样品，硝酸和过氧化氢的量是主要控制参数，根据检测后的结果制定相应的标准品浓度范围。

ICP-AES相对于传统的基于干法和湿法消化的检测方法具有不同的技术特点，应用于药品检测的报道不多，目前，尚未见到利用ICP-AES对人工虎骨粉中砷、镉、铜、汞、铅五种重金属进行快速、有效检测的方法的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同时测定人工虎骨粉中砷(As)、镉(Cd)、铜(Cu)、汞(Hg)、铅(Pb)五种重金属元素的方法，可对人工虎骨粉中重金属含量进行快速、准确的检测，从而确保人工虎骨粉在使用过程中的安全性。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

1)准确称量人工虎骨粉样品0.5g(精确至0.0001g)，作为待分析样品；

2)将待分析样品与2～10mL优级纯(GR,65.0～68.0％)硝酸以及0.1～5mL 30％过氧化氢(GR)混合后于110～130℃预消解20～60min，得预消解产物；将预消解产物置于微波消解仪中后于150～210℃消解10～30min，消解结束后浓缩至约0.5～2mL，再用硝酸溶液洗涤并定容至10～50mL容量瓶，得到分析待测样品溶液；采用步骤2)相同方法制备不含待分析样品的空白溶液I；

3)利用砷、镉、铜、汞、铅五种元素的单元素标准溶液配制系列混合标准溶液；同时，按照步骤3)的方法配制不含砷、镉、铜、汞、铅五种元素的空白溶液II；

4)取上述系列混合标准溶液及空白溶液II，采用ICP-AES光谱仪测定砷、镉、铜、汞、铅五种元素的响应值；根据系列混合标准溶液中砷、镉、铜、汞、铅五种元素的浓度及对应的响应值分别绘制砷、镉、铜、汞、铅五种元素的标准曲线；

5)利用所述ICP-AES光谱仪测定空白溶液I及分析待测样品溶液中砷、镉、铜、汞、铅五种元素的响应值，根据该响应值以及砷、镉、铜、汞、铅五种元素各自的标准曲线计算分析待测样品溶液中砷、镉、铜、汞、铅五种元素各自的浓度值，根据该浓度值计算人工虎骨粉样品中砷、镉、铜、汞、铅五种元素各自的含量。

所述步骤1)中，取人工虎骨粉约0.5g，称量精确到0.0001g。

所述步骤2)中，将待分析样品与4～8mL优级纯硝酸以及0.5～2mL 30％过氧化氢于微波消解罐中混合。

所述微波消解仪的消解程序如下：首先，于3～8min内升温至80～120℃并保持1～2min，然后于4～8min内升温至130～170℃并保持4～6min，然后于5～8min内升温至150～210℃并保持10～30min。

所述浓缩的温度为110～150℃。

所述步骤3)中，系列混合标准溶液的配制包括以下步骤：分别量取砷、镉、铜、汞及铅的单元素标准溶液，用硝酸溶液配制成含砷、镉、铜、汞及铅对应为5μg/mL、0.5μg/mL、0.5μg/mL、5μg/mL及5μg/mL的混合标准溶液母液；分别量取上述混合标准溶液母液1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mL于10mL容量瓶中，用硝酸溶液稀释并定容至刻度，即得同时含有砷、镉、铜、汞、铅五种元素的系列混合标准溶液。

所述步骤2)以及步骤3)中，硝酸溶液的体积浓度为1～5％，采用所述优级纯硝酸配制。

所述步骤4)及5)中，采用ICP-AES光谱仪测定的响应值是扣除对应空白溶液后的结果(仪器在检测过程中自动扣除空白)。

所述步骤4)及5)中，ICP-AES光谱仪采用的砷、镉、铜、汞、铅五种元素的测定波长对应为193.759nm、214.438nm、224.700nm、194.227nm、220.353nm。

本发明的有益效果体现在：

本发明使用硝酸和过氧化氢于微波消解仪中消解人工虎骨粉样品，与传统湿法及干法消化相比，反应比较温和，避免了样品被污染的可能性，降低了分析过程中高氯酸易爆可引起的危险性；同时可缩短时间约4-6小时，消解后的样品可直接使用ICP-AES法进行测定，从而缩短了样品的检测周期，且安全性高、准确度好、重现性好，能够满足准确、快速测定人工虎骨粉中重金属元素要求。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施例不限于此。

本发明为同时测定人工虎骨粉中5种重金属元素的检测方法，首先准确称取一定量的人工虎骨粉样品，采用高通量密闭微波消解仪，将称取的人工虎骨粉加入到微波消解罐中，再分别加入优级纯硝酸及过氧化氢，在比较温和的反应条件下消解人工虎骨粉，制备分析待测样品溶液；其次，配制混合标准品溶液，通过ICP-AES绘制标准曲线；最后，测定样品中砷、镉、铜、汞、铅5种元素。具体包括以下步骤：

1)准确称量人工虎骨粉样品0.5000g(精确到0.0001g)，作为待分析样品；

2)供试品溶液的制备：将待分析样品置于高通量微波消解罐中，加入优级纯硝酸6mL，优级纯30％过氧化氢1mL，于120℃预消解(即在微波消解罐中静置)30min；然后使用微波消解仪，设置消解温度为190℃，消解时间为20分钟，具体程序如下：

①消解功率1200w，升温时间为5min，温度上升至100℃，保持时间为2min；

②消解功率1200w，升温时间为5min，温度上升至150℃，保持时间为5min；

③消解功率1200w，升温时间为5min，温度上升至190℃，保持时间为20min；

消解完全后，于125℃赶酸并浓缩至约1mL，再用2％硝酸溶液洗涤并定容至25mL容量瓶，得到分析待测样品溶液；

3)标准溶液的制备：分别精密量取As、Cd、Cu、Hg、Pb单元素标准溶液(1000μg/mL)适量，用体积百分比浓度为2％硝酸溶液配制成含As、Cd、Cu、Hg、Pb分别为5、0.5、0.5、5、5μg/mL的混合标准溶液；分别精密量取上述混合标准溶液1.0、1.5、2.0、2.5、3.0ml于10mL量瓶中，用体积百分比浓度为2％硝酸溶液分别稀释并定容至刻度，即得同时含有As、Cd、Cu、Hg、Pb 5种元素的系列混合标准溶液；

4)测定：取步骤3)中系列混合标准溶液，采用ICP-AES光谱仪测定到As、Cd、Cu、Hg、Pb元素各自的响应值(仪器在检测过程中自动扣除空白)，根据浓度及响应值分别绘制As、Cd、Cu、Hg、Pb 5种元素的标准曲线；然后测定分析待测样品溶液中As、Cd、Cu、Hg、Pb 5种元素的响应值(仪器在检测过程中自动扣除空白)，根据各自的标准曲线计算得到分析待测样品溶液中As、Cd、Cu、Hg、Pb 5种元素的浓度值，从而得到样品中各金属元素的含量。

上述方法中ICP-AES光谱仪测定时元素波长为：193.759nm(As)，214.438nm(Cd)，224.700nm(Cu)，194.227nm(Hg)，220.353nm(Pb)。

选择不同批号9批人工虎骨粉，采用上述方法进行重金属含量检测，数据如表1：

表1.不同批次样品检测结果

批号	As(μg/g)	Cd(μg/g)	Cu(μg/g)	Hg(μg/g)	Pb(μg/g)
						1	0	0.0618	0.2398	-0.7613	0.5746
2	0.1984	0.0446	0.2333	-0.5882	0.5509
						3	0	0.0445	0.2496	-0.7467	0.3413
4	0.0316	0.0124	0.2643	-0.7260	0.1806
						5	0	0.0421	0.2864	-0.6675	0.4158
6	0.1932	0.0024	0.1932	-0.7284	0.3172
						7	0	0.0299	0.2240	-0.8234	0.4800
8	0.0117	0.0397	0.2285	-0.7996	0.4223
						9	0.2873	0.0471	0.2501	-0.7379	0.2823

注：负值与0值均表示未检出，即含量为0。

检测结果准确性的验证：

表2.重金属元素测定方法的回收率实验结果

由表2可知，加标回收率在95～105％之间，表明该方法准确度高，可以用于同时测定人工虎骨粉中As、Cd、Cu、Hg、Pb 5种重金属的含量。

本发明对ICP-AES中硝酸及双氧水的比例通过实验选择了最佳比例，对消解过程中消解时间及消解温度通过实验进行了考察，选择了最佳消解参数，从而使其可以较好的用于人工虎骨粉的检测。

进一步的，本发明经过大量实验确定了标准曲线各个浓度梯度值，所绘制的标准曲线，浓度范围满足人工虎骨粉中重金属检测的需要，可以准确定量，而且，还可以对是否含有相应重金属元素进行准确定性。

进一步的，在检测的过程中，每种元素会有多个选择波长，检测时本发明根据样品的不同(人工虎骨粉)选择了最佳波长。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明所提供的方法采用优级纯的硝酸及过氧化氢消解样品，与传统湿法及干法消化相比，避免了样品被污染的可能性，降低了分析过程中高氯酸易爆可引起的危险性；

2、本发明所提供的方法使用微波消解法消解样品，微波消解是利用微波加热封闭容器中消解液(硝酸等)和试样，从而在高温增压的条件下使各种样品快速溶解，属于湿法消化范畴；但是在消解过程中不使用传统的高氯酸，因此增加了实验的安全性，而且可缩短消化时间约4～6小时；

3、本发明所提供的方法对消解后的样品可直接使用ICP-AES法对5种重金属同时进行测定，从而缩短了样品的检测周期，且安全性高、准确度好、重现性好，能够满足准确、快速测定人工虎骨粉中重金属元素的要求。

Claims (6)

1.同时测定人工虎骨粉中砷、镉、铜、汞、铅五种重金属元素的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)准确称量人工虎骨粉样品0.5g，作为待分析样品；

2)将待分析样品与2～10mL优级纯硝酸以及0.1～5mL 30％过氧化氢混合后于110～130℃预消解20～60min，得预消解产物；将预消解产物置于微波消解仪中后，首先，于3～8min内升温至80～120℃并保持1～2min，然后于4～8min内升温至130～170℃并保持4～6min，然后于5～8min内升温至150～210℃并消解10～30min；消解结束后浓缩至0.5～2mL，再用硝酸溶液定容至10～50mL容量瓶，得到分析待测样品溶液；

3)利用砷、镉、铜、汞、铅五种元素的单元素标准溶液配制系列混合标准溶液；

所述步骤3)中，系列混合标准溶液的配制包括以下步骤：分别量取砷、镉、铜、汞及铅的单元素标准溶液，用硝酸溶液配制成含砷、镉、铜、汞及铅为5、0.5、0.5、5及5μg/mL的混合标准溶液母液；分别量取上述混合标准溶液母液1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mL于10mL容量瓶中，用硝酸溶液稀释并定容至刻度，即得同时含有砷、镉、铜、汞、铅五种元素的系列混合标准溶液；

4)取上述系列混合标准溶液，采用ICP-AES光谱仪测定砷、镉、铜、汞、铅五种元素的响应值；根据系列混合标准溶液中砷、镉、铜、汞、铅五种元素的浓度及对应的响应值分别绘制砷、镉、铜、汞、铅五种元素的标准曲线；

5)利用所述ICP-AES光谱仪测定分析待测样品溶液中砷、镉、铜、汞、铅五种元素的响应值，根据该响应值以及砷、镉、铜、汞、铅五种元素各自的标准曲线计算分析待测样品溶液中砷、镉、铜、汞、铅五种元素各自的浓度值，根据该浓度值计算人工虎骨粉样品中砷、镉、铜、汞、铅五种元素各自的含量；

所述步骤4)及5)中，ICP-AES光谱仪采用的砷、镉、铜、汞、铅五种元素的测定波长对应为193.759nm、214.438nm、224.700nm、194.227nm、220.353nm。

2.根据权利要求1所述的同时测定人工虎骨粉中砷、镉、铜、汞、铅五种重金属元素的方法，其特征在于：所述步骤1)中，取人工虎骨粉约0.5g，称量精确到0.0001g。

3.根据权利要求1所述的同时测定人工虎骨粉中砷、镉、铜、汞、铅五种重金属元素的方法，其特征在于：所述步骤2)中，将待分析样品与4～8mL优级纯硝酸以及0.5～2mL30％过氧化氢于微波消解罐中混合。

4.根据权利要求1所述的同时测定人工虎骨粉中砷、镉、铜、汞、铅五种重金属元素的方法，其特征在于：所述浓缩的温度为110～150℃。

5.根据权利要求1所述的同时测定人工虎骨粉中砷、镉、铜、汞、铅五种重金属元素的方法，其特征在于：所述步骤2)以及步骤3)中，硝酸溶液的体积浓度为1～5％。

6.根据权利要求1所述的同时测定人工虎骨粉中砷、镉、铜、汞、铅五种重金属元素的方法，其特征在于：所述步骤4)及5)中，采用ICP-AES光谱仪测定的响应值是扣除对应空白溶液后的结果。