光纤传感共振瑞利散射荧光法测定新疆黄芪中痕量砷

布热米古丽?买买提 邱殿光 刘峰

摘要[目的]利用光纤传感共振瑞利散射熒光法测定中草药黄芪中痕量砷。[方法]将黄芪进行前处理，采用氢化物发生—催化，结合光纤传感，优化试验条件，共振瑞利散射光谱法测定砷含量。[结果]最佳试验条件为0.3 mol/L硫酸、0.9 mol/L NaBH4、0.2 mol/L NaBH4。方法学考察显示，该方法的RSD为6.9%，回收率为96%～105%。[结论]该方法较简单、易行、准确度高、稳定性好，值得推广应用。

关键词黄芪；砷；含量测定；光纤传感共振瑞利散射荧光法

中图分类号O657.39文献标识码

A文章编号0517-6611（2017）05-0118-02

Abstract[Objective] The aim was to determine the trace arsenic in Radix Astragali by optical fiber-sensing resonance rayleigh scattering method.[Method] A.membranaceus was pretreated by hydride generation-catalysis，combined with optical fiber sensing，experimental conditions were optimized and arsenic content was determined by resonance rayleigh scattering spectroscopy.[Result] The best experimental conditions were 0.3 mol/L sulfuric acid，0.9 mol/L NaBH4 and 0.2 mol/L NaBH4.RSD was 6.9% and the recovery was between 96% -105%.[Conclusion] The method is simple，easy，accurate，stable and worthy of popularization and application.

Key wordsAstragalus membranaceus；Arsenic；Content determination；Fiberoptic resonance rayleigh scattering

作者简介布热米古丽·买买提（1984—），女，维吾尔族，新疆喀什人，药师，硕士，从事临床药学研究。*通讯作者，主管药师，从事临床药学研究。

收稿日期2017-01-14

黄芪（Astragalus membranaceus）是多年生草本豆科黄芪属植物，分为膜荚黄芪[Astragalus membranaceus（Fisch） Bge.]和蒙古黄芪[Astragalus membranaceus（Fisch.）]。黄芪作为常用滋补中药材始载于东汉《神农本草经》，迄今已有2 000多年的药用历史[1-2]。黄芪因其卓越的医用保健价值而驰名，素有“补气固表之圣药”和“仙药之品”之称，是常用大宗药材，具有补气、固表、利水消肿、托毒生肌等功效，以黄芪为原料的中成药达200多种，如十全大补丸、人参归脾丸、安神养心丸、消渴丸等[2-4]。黄芪也是民间常用补品，其高蛋白、低脂肪、维生素（硫胺素、核黄素、烟酸）和矿质元素（硫、铁、钾、硒）等都是人体良好的营养源[4-6]。

蒙古黄芪多为人工栽培，膜荚黄芪则多为野生，主要分布于新疆和内蒙古东北部，且资源近枯竭，现在主要依赖人工栽培[7]。中药产业的国际化和国家《中医药发展战略规划纲要（2016-2030年）》《中医药健康服务发展规划》的发布实施，为国内的中医药产业发展指明了方向，并创造了难得的发展机遇[8]。黄芪是我国重要的出口创汇的传统中药材品种之一，野生资源越来越少，家种发展已成规模。近年来，我国南方一些省份大部分耕地由于过度开发利用，出现化肥、农药污染严重、重金属含量超标等问题，生产的药材质量安全难以保证[9]。黄芪重金属砷直接影响到药材的质量和安全，建立一种快速、成本低的方法测定黄芪中砷含量是否超标，有利于农业种植黄芪中药材走向国际化、高标准化。黄芪砷含量测定方法较多，其中光纤传感法优势突出[10-14]，但利用光纤传感法测定黄芪砷含量鲜见报道。笔者应用光纤传感法和共振瑞利散射光谱法测定黄芪中痕量砷。

1材料与方法

1.1试材以新疆两大黄芪主产区（中部干旱风沙区、喀什地区）3年生的黄芪（供新疆医科大学生药教研室鉴定）为供试材料。砷标准品（国药集团化学试剂有限公司），硝酸、硫酸、盐酸为优级纯，水为去离子水，其他试剂均为分析纯。

1.2仪器光纤光谱仪（QE65000-ABS，CCD，USA Ocean Optics）；DXR smart拉曼光谱仪（美国Thermo公司）；光纤（200 μm×1 m，USA Ocean Optics）；软件（SpectraSuite，USA Ocean Optics）；SK1200H超声波反应器（梅特勒托利多仪器有限公司，工作频率为59 kHz）； SY-550型石英亚沸蒸馏水器（江苏晶玻仪器厂）；电感耦合等离子体光谱仪，型号TJA-IRIS-Advantage，该仪器为全谱直读型，配有Cm固态检测器。

1.3As （Ⅲ） 标准溶液及其他标准溶液称取0.01 g NaAsO2溶于水中，转入100 mL容量瓶，用水定容，得含砷57.6 mg/L （7.7×10-4 mol/L）的贮备液。5.0×10-4 mol/L硫酸高铈[Ce（SO4）2]溶液：准确称取0.020 2 g硫酸高铈，加入5.6 mL 9.2 mol/L的硫酸，再加30 mL水，加热充分溶解后，转移到100 mL容量瓶中定容。同理配制9.2 mol/L硫酸、1.0 mmol/L KI溶液、0.95 mol/L NaBH4。

1.4黄芪前处理将黄芪切片，干燥，粉碎，过40目筛。精密称取2 g样品置于消解罐中，加10 mL硝酸、5 mL硫酸和5 mL盐酸，小心摇动以使刚产生的气体立刻释出，常温放置24 h后将罐密封放入微波系统中消解。消解程序：升温至190 ℃（10 min），保持10 min，至少冷却5 min后取出。冷却至室温，在通风橱中打开消解罐，将样品过滤至坩埚中，置于电热板上加热至120 ℃赶酸。赶酸后液体过0.45 μm滤膜，用2%稀硝酸定容至50 mL，待分析测定。

1.5砷含量测定方法将一定体积的As（Ⅲ）标准液加入反应瓶，用水定容至10 mL，加入300 μL 9.2 mol/L硫酸并混匀，盖紧橡胶塞。往球形分液漏斗中加入15.0 mL 0.95 mol/L NaBH4溶液，气体吸收瓶中依次加入600 μL 5.0×10-4 mol/L硫酸高铈、120 μL 9.2 mol/L 硫酸、1.0 mL 5.0×10-5 mol/L 碘化钾溶液，加水定容至5.0 mL，连接好装置。打开超声波装置，定时5 min，同时缓慢打开分液漏斗的活塞，将NaBH4溶液加入反应瓶，使产生的砷化氢气体通入吸收液中。反应完全后，将吸收液倒入具塞刻度试管中，静置10 min。在荧光光谱仪上，测量353 nm处的荧光强度F；不加As测量空白值F0。计算ΔF=F-F0。

1.6数据分析采用SPSS统计软件对试验数据进行分析。

2结果与分析

2.1试验条件的优化

2.1.1硫酸浓度对体系的影响。随着硫酸浓度的升高，其ΔF也逐渐上升；当浓度为0.3 mol/L时，ΔF达到最大值；继续增加硫酸浓度，ΔF 逐渐下降。故该试验选择0.3 mol/L的硫酸。

2.1.2NaBH4浓度对体系的影响。随着NaBH4浓度的升高，其ΔF也逐渐上升；当浓度为0.9 mol/L时，ΔF达到最大值；继续增加NaBH4浓度，ΔF逐渐下降。故该试验选择0.9 mol/L的NaBH4。

2.1.3KI浓度对体系的影响。随着KI浓度的升高，其ΔF也逐渐上升；当浓度为0.2 mol/L时，ΔF达到最大值；继续增加KI浓度，ΔF 逐渐下降。故該试验选择0.2 mol/L的NaBH4。

2.1.4金属离子对砷测定干扰的影响。考察共存物质对RRS测定100 ng/mL As（Ⅲ）的影响发现，当相对误差在±5%范围内，100倍的Mg2+、Ca2+、Fe3+，50倍的Pb2+、Hg2+，10倍的Sb3+、Bi3+、Se4+和Te4+对测定As无干扰。

2.2方法学考察

2.2.1标准曲线的建立。将As （Ⅲ） 标准溶液分别配制为0.05、0.10、0.15、0.20、0.25 mg/L，分别按“1.5”方法操作测定荧光强度，记录并计算ΔF值。以ΔF值（y）为纵坐标、As （Ⅲ）溶液浓度（x）为横坐标绘制标准曲线（图1），得出线性回归方程为

2.2.2体系稳定性。将0.15 mg/L的As （Ⅲ） 溶液作为样品，测定其荧光强度，分别记录在0、3、6、9、12、15 h的荧光强度，求得RSD为6.9%，表明该体系稳定性较好。

2.2.3加标回收率。将黄芪样品溶液依次加入低、中、高3种标准品溶液中，平行测定3次。测定其回收率，回收率=（测得量-样品量）/加标量×100%。从表1可以看出，黄芪溶液加标回收率为96%～105%，说明该方法含量测定准确性良好。

2.2.4含量测定。将前处理后的样品黄芪溶液加入优化后的检测体系中进行测定，将测得其ΔF值代入线性方程，计算其浓度，最终算出黄芪中砷含量为0.8 mg/kg，而国家安全标准中砷限量值为1.0 mg/kg，说明黄芪砷含量达标。

3小结与讨论

将黄芪进行前处理，采用氢化物发生-催化，结合光纤传感，优化试验条件，共振瑞利散射光谱法测定砷含量，结果发现，最佳试验条件为0.3 mol/L硫酸、0.9 mol/L NaBH4、0.2 mol/L NaBH4。方法学考察显示，该方法的RSD为69%，回收率为96%～105%。表明该方法较简单、易行、准确度高、稳定性好，值得推广应用。

该试验的方法前处理略有麻烦，但后期含量测定便携、快速。研究简单易行的前处理将是未来工作的方向。

参考文献

[1] LIU C H，TSAI C H，LI T C，et al.Effects of the traditional Chinese herb Astragalus membranaceus in patients with poststroke fatigue：A doubleblind，randomized，controlled preliminary study[J].Journal of ethnopharmacology，2016，194：954-962.

[2] 赵连华，杨银慧，胡一晨，等.我国中药材中重金属污染现状分析及对策研究[J].中草药，2014，45（9）：1199-1206.

[3] MIAO Y F，LI B，LIN Y C，et al.Protective effects of combined Astragalus membranaceus and magnesium ions on global brain ischemia[J].Neural regeneration research，2011，6（15）：1136-1140.

[4] WANG K Y，DU Y，ZHANG M P，et al.Effects of elicitor synergism on the physiological and biochemical indices of Astragalus membranaceus（Fisch） Bge.Calli[J].Medicinal plant，2010（5）：60-63.

[5] 肖朝江，邱琳，徐伟，等.长果颈黄芪化学成分和抗氧化活性研究[J].中草药，2015，16（1）：22-27.

[6] GAI Q Y，JIAO J，LUO M，et al.UV elicitation for promoting astragaloside production in Astragalus membranaceus hairy root cultures with transcriptional expression of biosynthetic genes[J].Industrial crops and products，2016，84：350-357.

[7] 李冰菲，刘霜琪，朱艳华.膜荚黄芪栽培技术研究综述[J].黑龙江科技信息，2016（36）：68.

[8] 康庆华，袁红梅，胡莹莹，等.中草药黄芪在黑龙江省种植效益及前景分析[J].黑龙江农业科学，2016（8）：118-121.

[9] 李彩虹，王彩艷，王晓静，等.宁夏道地黄芪重金属残留特征及污染评价[J].北方园艺，2016（21）：171-174.〖ZK）〗

[10] 曹洪斌，申明金，陈莲惠.中药重金属元素测定方法的研究进展[J].西北药学杂志，2016，31（6）：654-658.

[11] 张文文，何文静，王歆君，等.菊花中重金属、砷盐的化学形态分析[J].安徽农业科学，2011，39（14）：8313-8314.

[12] LU Q，XU L，MENG Y B，et al.Preparation and characterization of a novel Astragalus membranaceus polysaccharideiron （III） complex[J].International journal of biological macromolecules，2016，93：208-216.

[13] LI H T，ZHOU X Q，WU M，et al.The cytotoxicity and protective effects of Astragalus membranaceus extracts and butylated hydroxyanisole on hydroxyl radicalinduced apoptosis in fish erythrocytes[J].Animal nutrition，2016，2（4）：376-382.

[14] 梁爱惠，杨铎，温桂清，等.氢化物发生-催化共振瑞利散射光谱法测定痕量砷[J].光谱学与光谱分析，2016，36（11）：3689-3692.