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原子吸收光谱仪在中草药微量元素及重金属分析

     发布日期:2017-08-09 14:49    |   作者:admin 点击:
一、概况
本文讲述了近十年来原子吸收光谱仪在中草药微量元素和重金属分析中的应用,对测定中草药中微量元素中应用到的原子吸收光谱法进行了归类和总结。同时,对当前应用原子吸收光谱技术测定中草药微量元素常用的样品前处理方法也进行了归纳,并分析了它们的优点与不足。此外,还着重介绍了中草药中微量元素形态分析的方法和意义,并针对目前原子吸收光谱法的某些不足,阐述了该方法未来的发展方向。
 
二、原子吸收光谱法介绍
原子吸收光谱法(AAS,atomicabsorptionspec-trometry)亦称原子吸收分光光度法,是基于基态待测原子蒸气对光源中该元素特征谱线产生的吸收强度来定量被测元素的一种仪器分析方法。它始于上世纪50年代中期,主要适用于样品中微量及痕量组分的定量分析,其原子化方法主要有火焰、石墨炉和氢化物法。
 
原子吸收光谱法在近几十年得到了迅速发展,迄今为止在众多领域都有着广泛地应用。其主要优点有:①灵敏度高,火焰原子吸收法的绝对灵敏度可达10_10g,而石墨炉原子吸收法的绝对灵敏度可10_10~10_14g,所以它适用于样品中微量及痕量元素的定量分析;②选择性好,因为不同元素的原子具有各自固有的能级,每个元素的气态基态原子只对某些特定波长的光有吸收。而且,原子吸收带宽很窄,共存元素对待测元素干扰小,所以,它的选择性很高。在无机分析中,往往不需分离共存元素即可进行测定;③分析范围广,目前原子吸收光谱法可测定的元素多达70多种,既可测定微量元素也可测定痕量甚至超痕量元素,既可测金属元素、类金属元素,又可间接测定某些非金属元素,还可间接测定有机物等。此外,原子吸收光谱法还具有操作简便、分析速度快、准确度高(火焰法误差<1%,石墨炉法误差3%~5%)、精密度好(在曰常低含量测定中,精密度为1%~3%)等优点。
 
三、原子吸收光谱仪在中草药微量元素分析研究中的意义
中医药在我国具有几千年的历史,是中华民族的瑰宝。我国拥有丰富的药用植物资源,作为中草药的植物中除含有钾、磷、氮等宏量元素外,还含有铁、硼、砷、锰、铜等多种微量元素。然而,长期以来由于人们对中药有效化学成分的研究偏重于有机化合物,因而忽视了微量元素的作用。近年来,随着中药中微量元素研究的深入,不断发现一些中药的疗效与其所含微量元素的种类以及某些微量元素含量的比值有一定的相关性。因此,近代中医已认识到中药中微量元素是决定中药四性的物质基础之一,也是中药有效成分的核心组分^。所以,对中草药中所含微量元素进行定量分析,探讨中草药中微量元素含量与疗效的关系,对阐明中草药的传统药理、探讨中药配制工艺以及鉴定中药材的质量都具有重要意义。
 
四、原子吸收光谱仪在中草药重金属分析研究中的意义
此外,随着我国工业化进程的快速发展,由工业、交通和生活垃圾等途径造成的重金属污染越来越严重,它们通过废渣、废水、废气形式排入环境后被植物吸收而造成中草药中重金属含量的增加,使中药材质量下降,甚至给患者带来重金属中毒的隐患。中草药中存在的重金属一般包括铅、汞、镉、铜、锑、锡、铬、镍、铁、锌、钨等,砷虽不属于金属,但来源及危害与重金属相仿,故也常被列入其中。不同的重金属作用于人体的系统或部位不同,表现的中毒症状也不同,而其中铅、镉、汞、砷等是目前公认的对人体危害较严重的重金属。铅对神经系统、消化系统和骨骼造血功能等都有危害;汞中毒严重影响人的中枢神经系统,可使听力减弱、语言失控、四肢麻痹等。虽然铜、铁、锌等重金属也是人体必需的微量元素,但当它们在体内蓄积达到一定量或以某种特定价态存在时仍有可能产生很强的毒性,如较高浓度的铜具有溶血作用,能引起肝、肾良性坏死。所以,世界卫生组织(WHO)明确规定了重金属人体吸收基线值。此外,许多国家对进口中药材、中成药中的重金属含量均有明确的限定标准。因此,开展中药材中重金属的检测方法研究,制定出我国中药材中重金属元素检测的国家标准方法和限量控制标准,对中药材走出国门,参与国际医药市场的竞争具有重要的现实意义。
 
五、原子吸收光谱仪在中草药微量元素及重金属分析中样品处理方法
几乎所有的中草药都需要经过预处理,破坏其中的有机组分,将待测组分转化成无机化合物后制成适合于原子吸收光谱测定的供试液。对于原子吸收光谱法,样品处理过程无疑是中草药微量元素分析中的主要误差来源,因此,选择合适的样品处理方法非常重要。
 
目前,常用的样品处理方法有:干法灰化、湿法消化、酸溶解法,此外还有微波消解法等,而对于难消化的中草药可采用两种消化方法相结合以提高消化效果。例如,文献4利用干法灰化与湿法相结合,测定了市售常用15种中成药中重金属铅、镉、铜的含量,减少了仅用干法灰化测定元素时造成的挥发,而且空白值又小于湿法消解。干法灰化法是最为传统的方法之它使用的设备易普及,无试剂污染,但存在步骤繁琐、消耗时间长、分析人员劳动强度大等不足,另外,它对选择的元素也有局限性。湿式消解法适用性广,是普通实验室较常采用的消化方法,但其空白值往往较高。而且,开放系统的加热消解过程安全性差,有些酸(如高氯酸)在使用过程中有可能发生爆炸等危险。此外,消解过程中还有可能产生对人体健康带来危害的有害气体。为了克服这些缺点,微波消解技术应运而生,并在近十多年中逐渐成为一种常规的样品处理手段,其具有加热速率快、效率高等优点,由于使用的是密闭容器,所以可避免样品中存在的或在样品消解过程中形成的挥发性组分溢出而造成的损失。同时,它还能减少酸的使用量从而显著降低空白值,保证测定结果的准确性。例如,文献H采用浓HNOg,H2O2微波消解,原子吸收光谱法测定了赣南乌药中Fe,Cu,Zn,Mn,Mg和Ca,测定结果准确,回收率在90。00%-101。33%之间。该方法既减少了溶样时间,又避免了使用易爆的高氯酸,是一种快捷、准确的金属元素检测方法。微波消解虽具有很多优点,但较为昂贵的仪器和耗材以及清洁方面的困难,使其应用也受到了限制。
 
此外,最近有人用纳米材料作为吸附剂,采用固相萃取法预富集/分离了缬草和莴苣经前处理后溶液中的Cd,Pb ,以及草茴香、鹰嘴豆、丁香等消化液中的Cr和Fe等,然后使用原子吸收法测定这些元素的含量,均获得了满意的富集效果和方法的精密度与准确度。而为了省去前处理步骤,文献8]将固体热解装置与原子吸收光谱仪连接,建立了一种快速测定中药(灵芝、葛根、天麻)中痕量汞的方法,它的优点是样品不需要经过消解以固体进样的方式直接进行分析测定。他们与标准参考物质进行了对照分析,并与ICPIS的分析结果进行比较,结果均令人满意。
 
六、原子吸收光谱仪对中草药微量元素及重金属分析
1、单味中药中微量元素的测定
目前,原子吸收光谱法已成为一种成熟的测定单味中药中微量元素的仪器分析技术。文献9采用HNO;-HCIO4湿法消化,用原子吸收分光光度计测定了单味中药柴胡中微量元素铁、锰和锌的含量。结果表明,用原子吸收分光光度法测定柴胡中金属元素含量,方便迅速,结果准确。同一种药材不同部位其元素含量可能不同,例如文献发现当归不同药用部位的微量元素含量差异较大,铁在归尾中含量较高,铜在归身中含量较高,锌在归头中含量较高,而钡在归身中含量较高,因此,这些数据为归头、归身、归尾3个部分分开入药的临床应用提供了科学依据。探讨了抗衰老中草药中重金属的含量及微量元素的相关性,测定了淫羊藿、五味子等8种中药中的铁、钙、锌、镁、铜、铅、铬、砸、砷,发现铅与镁之间有显著的相关性。文献12]用石墨炉原子吸收分光光度法测定了葛根药材中重金属元素铅、茯、福的含量,并与丹参、西洋参、白芍、黄芪中重金属的含量进行了比较。测定结果为葛根中Pb为4。633mg/kg、Cd为0。225mg/kg,与我国药典中有重金属含量标准的丹参、西洋参、白芍、黄芪四味常用中药材比较无差别。
 
由于每种元素具有不同的性质,应根据待测元素选择合适的原子化方法。火焰原子吸收法适用于大部分元素的测定,如锌、铁、铜、锰等,且重现性好,易于操作。但它的缺点是仅有约10%的试液被原子化,原子化效率低;石墨炉原子化装置可提高原子化效率,使灵敏度提高10-200倍,它主要针对于易氧化难解离的碱金属及一些过渡元素;氢化物原子化法针对某些易形成氢化物的元素,如汞、砷等。根据元素特性的不同建立了太子参、山楂和山药中铜、铅、砷、汞、镉含量的不同测定方法,用火焰法测定了铜的含量,石墨炉法测定铅、镉的含量,氢化物发生器法测定砷、汞的含量。近年来用原子吸收光谱法测定单味中草药的相关报道见表1。
 
表1原子吸收光谱法测定单味中药中的微量元素及重金属

中药材 被测元素
鱼腥草、连翘、车前草、大青叶、白头翁等20种 Fe,Mn,Zn,Cu,Ni,Co,Ca,Mg,Cd,Pb,Cr
拳参 Fe,Mn,Zn,Cu
姜活 Fe,Mn,Zn,Cu,Ca,Mg
贯叶连翘 Cd,Co,Pb
白牡丹、毛白杨、合欢、代儿茶等12种 As,Cr,Pb,Ni
桦树叶、蒲公英根、山楂花 Ba,Cd,Cr,Cu,Fe,Ni,Pb,Zn
 
2、中药复方中微量元素及重金属含量的测定
通常,中药复方中的微量元素含量比例明显不同于单味中药,但现在还没有从各种微量元素比例以及各种药物化学成分相互作用的角度解释清楚中药复方的构方原理。不过,有关中草药复方中微量元素的研究会对阐明这些问题提供重要的实验依据。
 
文献如20]用火焰原子吸收分光光度计对10种中成药溶液中的Cu,Cr,Mg,Fe,Ba,Mn,Ca,Pb8种无机元素进行了定量测定,为临床合理选药提供了一定的依据。文献21]采用原子吸收光谱法测定了二花三草合剂中铅的含量,结果显示铅的含量符合相关规定。该方法简便、快捷,重现性好,专属性强,灵敏度高。文献22]用湿法消化处理样品,采用火焰原子吸收光谱法测定了双黄连口服液中微量元素Fe,Mn,Zn,Cu,Cd,Pb的含量,其中Cu、Cd、Pb均未超标,可安全服用。表2列出了原子吸收光谱法测定中成药中微量元素含量的应用实例。
 
将同类中草药中所含微量元素进行比较研究,有利于阐明中药中微量元素与疗效之间的关系。文献2)]用原子吸收光谱法测定了用于治疗糖尿病的消渴丸、玉泉丸、渴乐宁、降糖舒、降糖I-V号等9种中成药消化液中的Fe,Mn,Cd,Pb等12种微量元素。结果表明,糖尿病类中成药中除Cd,Pb夕卜,其余10种元素的含量较为丰富,这为探讨上述糖尿病类中成药中微量元素的含量与药效之间的关系提供了有价值的参考数据。采用灰化法处理样品,HNO3溶解灰化残渣,用火焰原子吸收光谱法测定了射干、白头翁等20种清热解毒中草药中的Ca,Mg,Mn,Cu,Cd等11种微量元素。结果表明,这些清热解毒中草药中含有丰富的Ca,Mg,Fe,Zn,Mn和Cu等对人体有益的微量元素。
 
表2原子吸收光谱法测定中成药中微量元素/重金属含量Table2DeterminationoftraceelementsorheavymetalsinChinesepatentmedicinebyAAS
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3、中草药中微量元素的形态分析
近年来,人们在对中草药中微量元素与疗效之间关系研究中发现,不同中药中同一微量元素的活性有所不同,即中药微量元素对人体的作用往往并不决定于其总量,而主要取决于它们所处的化学形态,包括价态、络合状态等。这是由于微量元素的生物可利用度以及它们的生理、毒理等生化行为都与其化学形态密切相关。因此,在中草药微量元素研究中,微量元素的化学形态分析具有更重要的意义,它可从分子水平上阐明中草药活性成分,为中草药中微量元素的药理作用机制研究提供理论依据。然而,由于至今仍缺少成熟的样品处理及形态分析方法,且目前中草药元素化学形态标准物质很少,这些都给成分复杂的中草药中含量很低的元素化学形态分析带来很大困难。因而,有关中草药中微量元素形态分析的报道并不多,而且研究深度也不够。目前,中草药中微量元素的形态分析是先用适当的分离方法将其不同的形态分开,再根据不同元素及其形态选用合适的分析方法进行分析。由于中药常用剂型为水煎剂和酊剂,所以至今报道较多的是水煎液中金属元素溶出率等研究。
 
在我国,关于中药微量元素形态分析的研究始于20世纪90年代。文献29]首次总结并提出了中草药水煎液中微量元素形态分析的层次模式,它包括了初级形态和次级形态:①初级形态分析,包括测定原生药中微量元素的种类、含量,考察水煎液中微量元素的浸出情况以及用滤膜将颗粒与可溶态分开测定等;②次级形态分析,包括区分各种形态,如颗粒态、胶体态和可溶态、有机态和无机态、稳定态和不稳定态等,还包括某些具有可变价态元素的氧化态等。而实际上,在分子水平上研究中草药中微量元素的具体结构(包括与蛋白质、氨基酸、脂类、糖类以及生物碱等结合形成的金属化合物和金属配合物)与功能的高级形态分析更为重要,这是因为对中草药中微量元素进行形态分析的最终目的就是为了通过查明微量元素的具体形态和结构,以揭示中药的活性物质基础和药理作用机制,从而为新药的发现和生产提供理论依据。迄今为止,在药用植物微量元素形态分析方面研究最多的元素是Zn,Fe,Mn,Cu,Mg,Ca,As,Se,Hg等。
 
1)微量元素的初级形态分析
中草药中微量元素初级形态分析的主要目的,是为了探明中草药服用剂型中究竟哪些元素和形态在发挥作用。其方法主要是通过一定的分离和测试手段测定中草药提取液中微量元素的种类和含量,从而获得这些元素的提取率、残留率、颗粒吸附率、浸留比等可定量表征中草药中微量元素的某些形态分析参数。提取率与人体实际服用的中草药成分直接相关,是中草药药效或毒性成分的作用量,也是制定中药剂量或考察其毒性的重要依据。而元素的浸留比是指浸泡液中该元素的含量与浸泡残渣中该元素含量之比,它是某一元素发挥药效的标度,浸留比最大的元素,往往被认为是该中草药中起最大作用的元素。由于中草药水煎液(即汤剂)是传统常用剂型,水煎液中微量元素的成分通常才是实际服入人体的组分,因此研究中药水煎液中微量元素的存在形态对探讨中草药真正的有效成分以及药理作用具有重要的参考价值。
 
目前最常用的中草药中微量元素初级形态分析流程是,首先用传统煎煮法对中草药中微量元素进行提取,用纱布等过滤获得残渣和汤剂,再用微孔滤膜分离汤剂中的可溶态与悬浮态,然后用原子吸收等方法测定不同组分中元素的含量。例如文献M采用正辛醇-水分配体系模拟中药水煎液在人体肠胃中的分配情况,应用火焰原子吸收光谱法测定了当归、黄芪及当归补血汤中Zn,Fe,Mn,Cu,Mg,Ca,Ni7种金属元素在药材中的总含量,以及水煎液中各金属元素的水溶态、醇溶态含量,探讨了配伍和酸度对水煎液中金属元素含量的影响。实验结果表明,中药中金属元素的形态与中药成分、配伍情况及作用靶位(肠胃)的酸度有关,配伍及酸度对中药中金属元素的溶出率及水煎液中金属元素的形态影响较大。文献31_34用原子吸收分光光度法对产于青藏高原的多种藏草药进行了研究,测定了毛瓣绿绒蒿、川木香62、兔耳草63、水母雪兔子和多剌绿绒蒿M等藏草药的全药材、水提液、醇提液中Cu,Fe,Mn,Ni,Se等十余种元素的含量,以及水提液中各元素可溶态、水溶态的含量。同样,也用正辛醇-水分配体系模拟藏药水提液中各微量元素在人体胃与肠中的分配情况,对藏药中微量元素的初级形态进行了分析,探讨了人体胃肠酸度变化可能对微量元素吸收的影响,并结合藏药药效进行了相关性讨论。这对于进一步研究微量元素与藏药药性、药效的关系有很大的帮助。
 
此外,文35]采用不同孔径滤膜分离茯苓中的Mn,Mg,K,并对它们进行初级形态的研究。他们首先是用0。45^m的滤膜过滤获得可溶态,然后再分别使用0。22,0。15,6。6,3。8nm的滤膜进行逐级分离,随后用火焰原子吸收法测定了各级滤液中元素含量,并结合茯苓中主要有机成分的情况,从分子量的角度探讨了金属与不同有机物结合后的化合物可能存在形态。实验发现:茯苓水煎液中Mg,K结合的主要络合物粒径大于0。22或小于3。8nm;茯苓中Mn,Mg,K元素可能大部分与茯苓聚糖结合成络合物,另一部分则可能以离子状态存在或者与分子量小的组分相结合。
 
2)微量元素的次级形态分析
次级形态分析实质就是对中草药提取液的可溶态组分作进一步分析研究,常用的分析流程是先将中药提取液用0。45^m滤膜过滤,获得提取液中的可溶态,再分别用阳离子交换树脂、大孔吸附树脂和螯合树脂等将可溶态分为游离态和非游离态、有机态和无机态、稳定态和不稳定态,然后采用适当的检测方法对不同态组分进行分析。例如,文献30]按传统煎煮法提取黄芪中的微量元素,用微孔滤膜分离提取液中的可溶态与悬浮态,大孔吸附树脂柱分离可溶态中的有机态与无机态,用火焰原子吸收法测定了各种形态中Cu,Zn,Fe,Mg,Ca和Cr等6种元素。结果显示,可溶态中Cr有机态与无机态的比例相差不大,而Cu,Zn,Fe,Mg,Ca主要以无机态存在,其有机态仅占无机态的3%~4%。用类似的方法将香青兰水煎液中Cu,Zn,Mn,Fe,Mg,Ni分为悬浮态和可溶态、有机态和无机态,并采用正辛醇-水分配体系模拟水煎液中这6种金属在人胃肠中的分配情况,用火焰原子吸收光谱法测定它们的含量、分布及其在不同溶剂中的溶出特性和化学形态,从而建立了上述6种金属的四种形态分离分析方法。文献37]采用火焰原子吸收光谱法对复方丹参片水煎液及人工胃酸提取液中具有生物活性的微量元素Fe,Cu,Mn,Zn的形态分布进行了研究,用OasisMHLB固相提取小柱分离两种提取液中上述四种元素的无机态和有机态;用D401螯合树脂分离四种元素的稳定态和不稳定态;用AmberliteXAD大孔吸附树脂分离得到与丹酣酸有机结合态。结果表明:Zn,Cu的蛋白质结合态分布较高,多糖结合态中以铜元素为主,丹酣酸有机结合态中铁元素的含量最高。
 
3)金属配合物分析
某些微量元素或有机化合物本身具有一定的生理活性,但人们也常见到金属与有机化合物有协同作用。进一步的研究发现,某些金属离子与天然产物形成配合物后可改变它们的原有活性,有些在形成配合物后疗效有所增强,有的甚至产生了新的疗效。在传统中草药制剂过程中,金属离子往往经煎煮进入汤剂中,它们可与中草药中的有机成分如生物碱、黄酮、香豆素、蒽醌、有机酸甚至蛋白质等形成配合物。人们已注意到,中草药的某些有机成分进入人体后,对靶细胞的选择性较差,所以疗效不好,甚至有较强的毒副作用。但当它们与某些微量元素形成配合物后,由于改变了其分子大小、立体构型、电荷分布以及脂溶性等,使其与一定的载体易于结合,从而改变了在体内的吸收、运转和分布,增加了它们对靶细胞和受体的选择性,因而提高了疗效、降低了毒副作用。例如,实验发现黄芩苷与Cu2+,Zn2+等金属离子形成配合物后在清除超氧自由基、抑制脂加氧酶作用和抗炎、抗菌、抗病毒、抗变态反应等方面均产生了显著的效果。
 
实际上,中草药中某些有效化学成分不仅以配合物的形态存在于中草药及其制剂中,而且还可能以配合物的形态在人体内发挥作用。因此,有人认为中药有效化学成分主要是有机分子与微量元素组成的配位物,它较纯有机分子或纯微量元素更能全面反映中药的物质基础,它才是整体意义上的中药有效化学成分,也代表着中药的活性作用核心39。近十多年中,天然药物有效成分的金属配合物研究已取得了一定的理论和实际应用成果,并有一些综述性的报道。特别是,在人们发现一些中药活性成分的金属配合物具有很强的抗肿瘤活性后,近年来基于中药活性成分的金属基抗肿瘤药物研究领域已成为热点。但总体来说,中药金属配合物的研究还不够深入和系统,对机理的探讨很少,而原子吸收法在这一领域的应用实例更少。
目前,中草药有效成分的金属配合物研究多集中在黄酮类化合物,如黄芩苷、槲皮素、芦丁等,这与黄酮类化合物的母核结构有密切关系。另外,对生物碱、香豆素和醌类化合物的研究也有一些报道。而研究的金属元素主要集中在铜、锌、铁、铝及稀土等元素。采用化学萃取法提取了黄芪中有机成分,然后用石墨炉原子吸收法测定了相应提取物中元素铜,结果发现铜在不同有机成分中均有分布,但尤其在黄酮(TFA)和多糖(TPA)中含量较多,且铜与TFA及TPA的相关性较强。这一结果表明铜可能与TFA及TPA形成一定的金属配合物或化合物,这对中草药中金属配合物的进一步发现提供了重要线索。另外,文献&4]对某些天然产物中铜与内酯、醌、黄酮、多酣、生物碱形成的各种类型配合物的化学结构和生物活性进行了综述。结论为铜离子能与内酯类、醌类、黄酮类、生物碱等多种类型的天然产物形成配合物,而且生成的大多数配合物具有比原天然产物更强的抗肿瘤、抗菌或抗氧化等生物活性。
 
另外,曾对密蒙花、白鲜皮、肉豆蔻、合欢、旋覆花等五种中草药中的金属配合物进行了研究。实验结果发现,在被测中草药中Zn、Cu、Mo主要是以金属蛋白的形态存在,在不溶相中含量最高;其次是以水溶性离子形态存在,分布在水溶相中,而脂溶相中的元素含量测定表明这些元素很少以有机配合物形态存在。同时,他们也对这五种中草药中的有毒重金属的存在形态做了分析,结果表明,Cd主要以有机配合物形态存在,而毒性较大的离子形态Cd比例很小,所以以煎服形式用药一般不会引起镉中毒。而被测中草药中的Cr主要以无机离子形态存在,而且Cr的总含量较高,所以用药时必须引起注意,因为成人每人每天不能超过20-50^g的Cr安全摄入量。同时发现,Pb在这些被测中草药中多以有机配合物形态存在,毒性较高,但总铅浓度相对较低。此外,他们还对这五种中草药中的14种稀土元素的存在形态进行了研究,发现大部分稀土元素可能以金属蛋白的形态存在。
 
中药配位化学的发展历史虽不长,但已初步显示了它在中草药研究中的重要作用,是中药现代化的一个重要的研究领域和发展方向,随着新型分离技术以及检测手段的发展,必将不断有新的、具有重要活性的中药配合物被发现和应用。
 
七、原子吸收光谱仪在中草药微量元素及重金属分析中的应用总结
原子吸收光谱法是分析化学领域应用最广的定量分析方法之一,原子吸收光谱仪是分析化学领域应用最广的实验室必备分析仪器之一,它在中草药微量元素分析研究中已获得广泛的应用。
 
不过,它也存在一些不足:
1、不能同时分析多种元素
通常不能同时分析多种元素,必须更换光源灯以测定不同的元素,这给分析工作带来不便,影响了分析速度和通量。
 
2、对于基体复杂的样品分析尚存干扰问题
对于某些基体复杂的样品分析,尚存在某些干扰问题需解决。
 
3、对于难溶元素的测定灵敏度还不是太好,标准曲线的线性范围不够宽等。
 
八、原子吸收光谱仪在中草药微量元素及重金属分析中的应用前景预测
科研人员经过近年来的不断探索研究,原子吸收光谱技术继续得以迅速发展和完善。例如,连续光源原子吸收光谱仪就是其中的典型代表,德国耶拿公司于2004年研制出全球第一台商品化连续光源原子吸收光谱仪,2006年,该公司又推出了高分辨火焰/石墨炉一体连续光源原子吸收光谱仪。它用一个高能量氙灯,即可测量元素周期表中67个金属元素。2011年9月,又推出石墨炉连续光源原子吸收光谱仪contrAA600,它采用高聚焦短弧氙灯连续光源,可快速分析多种元素,具有独特的同时背景校正,测定时间真实,无灵敏度损失,完全校正结构背景,可直接进样分析固体等优点。就原子吸收光谱法本身而言,继续开发新型光源实现多元素同时测定仍具有很好的发展前景,此外,多波导等技术也有望实现多元素的同时测定大大提高原子吸收方法的分析效率。
 
由于中草药中的某些有效成分并不是游离态的微量金属离子而是某些特定的金属化合物,所以只测定元素总量已不能满足中药研究发展的新要求。了解金属元素在中药原药尤其在实际使用剂型中的存在形态和价态等信息更为重要,它能为阐明中草药的有效成分及其药理作用提供直接的实验证据。然而,由于原子吸收光谱法只能用于样品中元素总量的测定,若要用于形态分析则必须与其它分离技术相结合,目前常用的分离方法有色谱法、化学萃取法、超滤法等。除此之外,高灵敏度的检测仪器与现代高效的分离技术联用,也将在中草药微量元素的高级形态分析(如金属配合物分析等)中具有很大的发展潜力。例如,将具有高分离效率的液相色谱(包括反相色谱、离子交换色谱、体积排阻色谱等)或毛细管电泳与电感耦合等离子体质谱(ICPIS)或电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)等检测手段相结合,既具有分离效果好、耗样量少、速度快等特点,又具备灵敏度高、线性范围宽等优势。我们相信,这些联用技术一定能够在中草药微量元素形态分析中发挥重要的作用。
 
 
 

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