光谱仪测定案例--ICP-AES和AAS法测定木鱼石中的金属元素
木鱼石(Limonite, LNT),又名禹余粮、禹粮石、 太一余粮,是一种富含铁元素的矿物类中药。〈神农 本草经〉列为上品,认为“久服可延年益寿”。〈本草纲 目〉记载“久服耐寒署不饥,轻身延年不老,除邪气二 现代药理研究表明,木鱼石具有抗菌⑴、提高机体免 疫力⑵,抗衰老⑶,抗肿瘤等作用,并具备有一定的镇 痛作用和促进造血作用。急慢性毒性实验未见明显 的毒副作用。木鱼石主要成分为三氧化二铁,含铁量 高低被作为是鉴别其直伪优劣的重要储存据。木鱼 石还含有多种人体必需的微量元素和宏量元素。任 仁发⑷等对禹余粮炮制前后的化学成分进行了化学 分析,并认为各地木鱼石中均含有高岭土和伊利石, 微量元素含量因产地而异。本文用火焰原子吸收分 光光度法测定了不同时间、不同温度木鱼石袋泡茶水 浸泡液中部分微量元素的含量,并用电感耦合等离子 体发射光谱法测定了木鱼石袋泡茶水浸液和木鱼石 消化液中部分元素的含量,为开发利用木鱼石提供科 学依据。
1材料和仪器
木鱼石釆自山东省昌乐县毕都乡毕都村,呈不规 则的块状,表面深棕色,质硬不易破碎,振荡有响声, 断面显层纹,中空内有土黄色细粉。
AA-670型原子吸收分光光度计,日本岛津公司 产晶。ICAP9000电感耦合等离子体发射光谱仪,配 有Apple- II -plas数据探测记录系统,美国Jarrell-Ash 公司产品。
2实验方法
2.1加工炮制将木鱼石在煤炉内高温媛烧至透 红,取出后立即投入食用醋中淬火,凉干后粉碎,过 筛,取20-80目大小颗粒,分装无纺布袋内,每袋5 克,备用。
2.2最佳浸出条件试验 蒸儒水10ml分别在100T 和2(TC浸泡木鱼石袋泡茶,浸泡时间分别是10.30. 60和210mino浸泡液烘干,加入浓硝酸消化(250〜 30(rc,45~50min),去离子水定容,以 Zn、Cu、Fe、Mn、 Sr、Li等六种元素为试验指标,确定最佳条件。
2.3 ICP-AES测定金属元素含■将木鱼石袋茶 (每袋5克)置于50ml蒸憶水中,85C恒温度lh,之后 过滤,滤液备测。另取木鱼石适量,置高压反应釜(聚 四氟乙烯内衬,外加不锈钢套)中用优级纯浓硝酸消 化,得透明消化液,用ICP-AES法测定了多种金属元 素的含量。
3结果与讨论
3.1浸泡时间和温度对元素浸出*(AAS)的影响 实验结果见表lo
从实验结果可以看出,浸出时间和温度对上述六 种元素浸出量的影响较大,总体看来,浸泡温度以
表1浸泡时间和温度对木鱼石袋泡茶金属元素浸出■的影响(昭/ml)
兀素7 条件Zn | Cu | Fe | Mg | Sr | Li | |
Ah | 0.071 | 0.040 | 0.108 | 3.286 | 0.285 | 0.604 |
Al | 0.037 | 0.038 | 0.050 | 1,325 | 0.023 | 0.408 |
Bh | 0.134 | 0.040 | 0.113 | 3.320 | 0.383 | 21.650 |
Bl | 0.052 | 0.093 | 0.052 | 2.125 | 0.024 | 0.994 |
Ch | 0.214 | 0.103 | 0.088 | 3.340 | 0.385 | 45.270 |
DI | 0.025 | 0.047 | 0.084 | 2,505 | 0.030 | 2477 |
Dh | 0.223 | 0.149 | 0.098 | 3.339 | 0.268 | 54.90 |
"h”代表达100t, T'表示20t ;A、B、C、D分别代表达
10、30、60、210min
1001左右为好,除个别元素外,多数元素在100C左 右时的浸出量明显高于201条件下。在温度相同条 件下,时间越长,各元素浸出量越大(个别除外),浸泡 时间60和210min,各元素浸出量略髙。由此我们确 定最佳条件为:浸泡时间lh,浸泡温度为1001左右。
3.2木鱼石消化液中和浸泡液中金屬元素的含暈测 定(ICP-AES)实验结果见表2。
表2木鱼石消化液和浸泡液中金属元素的含
元素 | Al Ca | Cd | Cu | Fe | K | Mg | Mn | Na | Pb | Zn | Sr Ni | ||
浸泡 | ND | 601 | ND | 1.16 | ND | 357 | 362 | 49.9 | 2231 | ND | ND | 6.66 | ND |
消化 | 46.8 | 485.4 | ND | 9.86 | 3660 | 20661 | 497.2 | 5.04 | 17450 | ND | 22.8 | 0.50 | ND |
“ND”表示未检测出该元素
从测定結果可知,无论在浸泡液还是消化液中均 检测出Ca、Cu、K、Mg、Mn、Na、Sr等元素,由此可推断 这些元素在木鱼石中以盐的形式存在,其中Cu、Mg、 K、Na在消化液中的含量比在浸泡液中的含量高,而 元素Ca、Mn、Sr则相反。元素Al、Fe、Zn只在消化液 中检出,说明上述三元素在木鱼石中以氧化物的形式 存在,在消化液和滤液中,未检测出Cd、Pb、Ni、Hg等 元素。另外我们还检测岀木鱼石含有P、S、Si等非金 属兀素0
4讨论
木鱼石中含量最高的金属元素是铁,从测定结果 看,木鱼石消化液中铁的含量很高,为3.66mg/g(以 木鱼石生药计算),远远超岀其它元素的含量(K、Na 除外)。另外还可以看出,木鱼石袋泡茶浸泡之后,若 浸泡液不过滤,烤干再经浓硝酸消化,在此消化液中 可检测出元素铁;若将浸泡液过滤之后再测定,却检 测不到元素铁。上述实验结果并不矛盾,在木鱼石 中,元素铁主要以氧化物(F电Q)形式存在,系 碱性氧化物,不溶于水,只溶于酸,木鱼石经醋淬之 后,部分FezQj成粉沫状,可以从无纺布茶袋中透出, 而不能透过滤纸,因此木鱼石茶袋浸泡液是否经滤纸 过滤,元素铁的检测结果截然不同。饮用木鱼石袋泡 茶时,FezOj的悬浮粉沫可随水直接进入人体胃中,与 胃酸发生中和反应,生成Fe2+,可被人体吸收利用。 与元素铁情况类似的还有A1和Zno
按微量元素在动物体内的生物作用,一般分为必 需、可能必需与非必需三大类,经过一个世纪以来的 努力,比较公认的必需微量元素为铁、铜、锌、钻、镣、 铝、镉、镣、锡、矶、硒、氟、碘、神等E],并认为这些必 需元素与人体的生化生理活动密切相关,缺乏或过量 都对机体产生不良影响,甚至导致疾病。普通膳食所 摄入的各微量元素量不均衡,有的甚至不含有,因此 有必要补充一些普通膳食中缺乏的微量元素。我们 通过对木鱼石进行化学元素分析,发现其中含有铁、 铜、锌、镣、硅等人体必需微量元素和大量的钾、钠、 钙、镁等宏量元素,其中铁的含量尤其高。比较公认 的对人体有害的元素铜、镉、汞等未检出。因此,经常 饮用木鱼石袋泡茶,会使人体内缺乏的部分微量元素 得到有益的补充,増强机体的免疫力。