不同花色云南野生凤仙花花瓣中金属元素测定

2019-06-11 04:41郭佳炜黄奇马明兰孙正海闻永慧黄海泉
安徽农业科学 2019年2期
关键词:含量测定金属元素

郭佳炜 黄奇 马明兰 孙正海 闻永慧 黄海泉

摘要[目的]探究金属元素对野生凤仙花成色的影响。[方法]用火焰原子吸收光谱法测定6种野生凤仙花花瓣中金属离子的含量,并分析其对于花色苷的影响。[结果]不同颜色的凤仙花花瓣中金属离子含量差异较大,黄色系花中黄麻叶凤仙花花瓣Na、Fe、Ca、Mn、Cu、Mg和Pb含量较高;K元素在耳叶棒凤仙花中含量较高。蓝紫色系花中蓝花凤仙花花瓣K、Na、Ca和Mg 4种元素含量较高;Zn、Mn和Cu 3种元素在滇水金凤中的含量较高;耳叶凤仙花中的Pb、Fe元素含量较高。[结论]该研究结果为不同凤仙花成色机理分析提供基础数据。

关键词凤仙花属;火焰原子吸收;金属元素;含量测定

中图分类号S681.1文献标识码A

文章编号0517-6611(2019)02-0179-03

doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2019.02.055

凤仙花(Impatiens L.),又名指甲花、急性子或凤仙透骨草,属牻牛儿苗目、凤仙花科植物,为一年生或多年生草本观赏花卉。花瓣为唇瓣、旗瓣、翼瓣3种,可作盆花、切花,也可用于花坛、花境[1]。我国凤仙花属植物有250余种,现仍不断有新种发现,最主要分布于西南及西北部山区,尤以云南种类最为丰富,为全国之冠(有130余种)[2]。凤仙花品种繁多,花型奇特且花大色艳,包括黄色、紫色、白色及粉色等不同色系,具有较高的园林应用价值。迄今国内外虽有不少学者对其进行了研究,但大多数工作仅局限于野外资源调查、核型分析和系统进化等研究[3-5]。

金属离子在植物细胞中具有重要的调节作用,对花卉显色具有重要的影响。一方面可以通过细胞膜上的离子泵调节细胞pH;另一方面在细胞中直接与色素螯合,或者作为关键酶的活性中心调节花色素代谢,从而影响花色[6]。因此,该试验采用火焰原子吸收光谱法测定6种野生凤仙花属植物花瓣中K、Na、Fe、Ca、Mn、Cu、Mg、Pb和Zn 9种金属元素的含量[7],探究金属元素对凤仙花花色的影响机制,为今后野生凤仙花植物引种驯化和花色调控奠定理论基础。

1材料与方法

1.1试验材料

此次试验材料为6种野生凤仙花花瓣,其采样信息见表1。6种野生凤仙花花瓣分别用自来水洗净、去离子水漂洗3次,控干后95 ℃恒温条件下杀青15 min,110 ℃恒温条件下干燥至恒重,入研钵中研碎,过60目尼绒筛,分别贮存于自封袋中备用。

1.2试验仪器

AA-7000型原子火焰吸收光谱仪(日本岛津);1 kW电子万用炉(浙江省上虞市通州实验仪器厂);SX-2.5-10型箱式电阻炉(天津泰斯特);AJF-2001-P基础分析超纯水机(艾科浦);DHG系列台式电热恒温鼓风干燥箱(上海齐欣);电子分析天平(赛多利斯);LH-2A型氢化物发生器(北京有色金属研究总院);ETHOS 1型微波消解仪(莱伯泰科),T6新世纪紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)。

1.3试剂

双氧水(AR),天津市大茂化学试剂厂;硝酸(AR),成都市科龙化工试剂厂;铁氰化钾(AR),天津市大茂化学试剂厂;草酸(AR),天津市大茂化学试剂厂;K、Na、Fe、Ca、Mn、Cu、Pb和Mg标液(国家标准溶液:GSB G 62069-90-8001),国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院,溶剂均为实验室制备超纯水。

1.4仪器工作条件

通过试验对测定条件进行了优化,仪器工作条件为:K和Mg的测定灵敏度高、吸光度较大,需偏转燃烧头35 ℃;Ca的吸光度测定值很小,并与火焰性质有关;Pb测定的酸度范围较窄,因此采用铁氰化钾-草酸体系来消除大多数元素的干扰[8]。通过试剂空白试验消除试剂中金属离子对测定结果的影响。用待测元素的标准溶液配制含量接近待测样品的混合标准溶液,与供试液同时测定。结果表明,同批消解液同时测定9种元素相互之间无干扰。试验确定的最佳仪器工作条件如表2所示。

1.5样品预处理

1.5.1Fe、Zn、Cu、Mn、Ca、Mg、K和Na元素待测样品的处理。

称取6种凤仙花花瓣粉末各0.500 0 g于坩埚中,电炉碳化至无白烟冒出。冷却后放入电阻炉中,设定温度500 ℃灰化3 h。灰化完成后,取出坩埚并用5%硝酸转移、去离子水定容至25 mL容量瓶备用。

1.5.2Pb元素待测样品的处理。

称取6种凤仙花花瓣粉末各0.100 0 g于聚四氟乙烯消解管中,加入硝酸5 mL、过氧化氢3 mL,微波消解仪设定功率1 300 W,150 ℃消解20 min;1 000 W,90 ℃消解10 min,取出罐体冷却30~45 min,转移消化液至容量瓶中,加入20 g/L草酸溶液8 mL、100 g/L铁氰化钾溶液8 mL摇匀,用0.2 mol/L盐酸定容至25 mL容量瓶备用。

1.6标液制备

分别取K、Na、Fe、Ca、Mn、Cu、Mg、Pb和Zn 9种金属元素的标准储备液(浓度为1 000 mg/mL),用去离子水稀释定容,制成一定浓度梯度的标准工作液(表3)。

2结果与分析

2.1线性方程及相关系数

按照原子吸收光谱各金属设定的工作条件对标准液进行测定,得出其相应吸光度,以横坐标为标准液浓度梯度、纵坐标为吸光度,得到线性回归方程及相关系数,范围为0.994 0~0.999 8(表4),说明试验测得数据有良好的线性关系。

2.2K、Na、Fe、Ca、Mn、Cu、Mg、Pb和Zn含量测定结果

不同花色野生凤仙花金属元素含量测定结果见表5。由和Zn 9种金属元素的含量存在明显差异。在黄色系花中,黄麻叶凤仙花中的Na、Fe、Ca、Mn、Cu、Mg和Pb 7種元素含量较高;耳叶棒凤仙花花瓣中K元素含量最高,金凤花花瓣中K元素含量最低。在蓝紫色系凤仙花中,蓝花凤仙花中K、Na、Ca和Mg 4种元素的含量较高,滇水金凤中则含量较低;滇水金凤中Zn、Mn和Cu 3种元素的含量较高,耳叶凤仙花中含量较低;耳叶凤仙花中的Pb、Fe元素含量较高,滇水金凤中含量较低。

2.3加标回收试验

按表2仪器的工作条件,采用耳叶棒凤仙花制备液进行回收试验,以验证试验的准确性,结果发现(表6),8种元素的回收率为93.60%~107.50%,回收率良好。

3结论与讨论

从该试验结果可以看出,不同的凤仙花花瓣中K、Na、Fe、Ca、Mn、Cu、Mg、Pb和Zn 9种金属元素的含量存在明显差异。在黄色系花中,Na、Cu和Pb元素的含量与花色呈负相关,而Zn元素则与花色呈正相关,其他元素则没有相关性;在紫色系花中,所有元素的含量与花色则没有明显相关性;但2个色系花瓣中金属元素含量又存在明显差异,故花色的变化不是由金属元素单一因素所控制。

Na、K、Ca 3种金属的差异可能与胞膜上离子泵运输有关,Mg、Fe、Zn、Mn、Cu的差异可能与细胞中的色素螯合有关。Ca、Mg离子对花色苷的稳定性无明显影响,Cu、Al和Fe的存在降低了花色苷的稳定性。花色的最终呈现并不是1个或2个因素能够决定,而是多个因素共同作用的结果[9]。因此,后续拟对影响花色的其他因素,如细胞液pH、不同色素含量、花瓣表皮细胞结构等进行研究,以便更清楚地了解野生凤仙花花色的成色机理。

47卷2期郭佳炜等不同花色云南野生凤仙花花瓣中金属元素测定

参考文献

[1] 中国科学院《中国植物志》编辑委员会.中国植物志:第47卷[M].北京:科学出版社,2001:1-243.

[2] 相银龙.川西南凤仙花属Impatiens L.植物区系及亲缘关系研究[D].长沙:湖南师范大学,2011.

[3] FISCHER E,WOHLHAUSER S,RAHELIVOLOLONA M E.New taxa of Impatiens(Balsaminaceae)from Madagascar.Ⅱ.A collection from Masoala Peninsula[J].Adansonia,2003,25(1):17-31.

[4]  SHUI Y M,JANSSENS S,HUANG S H,et al.Three new species of Impatients L.from China and Vietnam:Preparation of flowers and morphology of pollen and seeds[J].Systematic botany,2011,36(2):428-439.

[5] YUAN Y M,SONG Y,GEUTEN K,et al.Phylogeny and biogeography of Balsaminaceae inferred from ITS sequences[J].Taxon,2004,53(2):391-403.

[6] 裴仁济,陈小强,孙宁,等.火焰原子吸收光谱法测定不同花色非洲紫罗兰金属元素[J].江苏农业科学,2010(6):444-445.

[7] 包雪英,刘翠珍.原子吸收法测定黄岑中的矿质元素[J].北方园艺,2007(12):50-51.

[8] 白红娟.氢化物发生-原子吸收光谱法测定蔬菜中痕量铅[J].理化检验(化学分册),2006,42(5):355-356.

[9] 胡可,韓科厅,戴思兰.环境因子调控植物花青素苷合成及呈色的机理[J].植物学报,2010,45(3):307-317.

猜你喜欢
含量测定金属元素
矿石样品中金属元素的化学分析与研究
不同提取剂提取土壤中六种重金属元素有效态方法研究
固体废物中金属元素检测方法研究进展
微波消解-ICP-MS法同时测定牛蒡子中8种重金属元素
HPLC法测定彝药火把花根中雷公藤甲素的含量
空气中氧气含量测定实验的改进与拓展
环境监测中重金属元素分析方法探析
微波消解-HR-CS GFAAS法快速顺序测定秀珍菇中金属元素