银杏中元素形态检测方案(毛细管电泳仪)

维普资讯 http：//www.cqvip.com第5期717~720第34卷2006年5月分析化学(FENXI HUAXUE) 研究简报Chinese Journal of Analytical Chemistry 维普资讯 http：//www.cqvip.com第34卷分析化学718 (Received 27 May 2005； accepted 8 September 2005) 微波萃取毛细管电泳等离子体原子发射光谱法分析银杏中的元素形态 曾楚杰 冯金荣 邓必阳* (广西师范大学化学化工学院，桂林541004) 摘 要 以微波萃取提取银杏叶与银杏果中的水溶液。采用毛细管电电-电感耦合等离子体原子发射光谱法(CE-ICP-AES)，对银杏叶与银杏果水提取液中的 Ca、Mg、Zn、Cu等元素的形态进行了研究，并对这些元素在银杏叶和银杏果中的含量及其水提取液中的提取率做了对比研究。 关键词 毛细管电泳，电感耦合等离子体原子发射光谱法，银杏，形态分析，微波萃取 引 言 我国药用植物资源极其丰富，对其进行元素的形态分析，为阐明中药作用机理，改造和研制新药提供了一定的信息和基础。Ca、Mg、Zn、Cu等元素在维持正常生命活动及治疗疾病方面均起着十分重要的作用，要了解这些元素在人体内的吸收、分配、物可利用性、毒理、排泄等，就必须清楚楚们的存在形态”。Bernhard等12用毛细管电泳(CE)与电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)联用的方法对Mn 在动物肝脏中的形态进行了研究。康建珍等设计了毛细管电泳电感耦合等离子体质谱联用技术的接口并应用于 La、Ce、Nd 混合离子的分离。尹学博等对 CE 与氢化物发生原子荧光光谱(CE-HG-AFS)的在线联用技术进行了研究，并将其应用于 As 的形态分析[4.5]。严秀平6]、叶美英、康建珍[8]等对 CE-ICP-MS联用技术在形态研究方面的进展进行了综述。 银杏又名白果，具有活血化瘀、瘀痛、痛心益脑、通脉、防止中风等功能。银杏中Ca、Mg、Zn、Cu 测定的报道比较多，但是对其存在形态的报道较少。本研究建立了微波萃取结合毛细管电泳(CE)-ICP-AES 联用的新方法分析银杏叶与银杏果中 Ca、Mg、Zn、Cu 等元素的形态。 2 实验部分 2.1 仪器及工作条件 Optima 2000DV 电感耦合等离子体原子发射光谱仪(美国PerkinElmer 公司)；ACS2000 高压电源(北京彩陆科学仪器公司)；WR-TA微波消解炉(北京美诚集团)；TGL-16G-A台式高速冷冻离心机(上海仪器厂)；自制毛细管电泳压力进样装置；熔融石英毛细管(河北永年锐沣色谱公司)。实验用毛细管长120 cm、内径 100 u.m、外径365 p.m，电泳电压20kV。 ICP-AES 工作条件：载气流速0.8 L/min，等离子体气流速15L/min，辅助气流速0.2 L/min，射频功率为 1300W。 CE-ICP 的接口按参考文献[10]制作。该接口外观类似玻璃同心雾化器，雾化器中心管被毛细管所代替，所的外端口长约0.5 cm，内径0.5 mm。 2.2 试剂及样品处理 NazB0，(湖南化学试剂厂)； HCl(广州化学试剂二厂)；HNO，(汕头市光华化学厂)；H士0z(广东汕头新宁化工厂)； HF(广东汕头化学试剂厂)。所用试剂均为分析纯，水为高纯亚沸蒸馏水。将采自广西师大校园内的银杏叶依次以自来水、蒸馏水和高纯亚沸蒸馏水洗干净后，室温下晾干，放于烘箱中烘干(80℃)至恒重，将其研成粉状，置于广口瓶中备用。将购于桂林市国药商店的银杏果，置于烘箱中(80℃，12h)烘干，去掉其外壳和外皮后，将种仁研成粉状，保存备用。 2.3 试样的制备 2.3.1 微波萃取 称取银杏叶0.5703 g，置于聚四氟乙烯消解罐中，加10 mL高纯亚沸蒸馏水。银杏 ( 2005-05-27收稿；2005-09-28接受 ) ( 本文系广西科学基学资助项目(No.0236014) ) 叶微波萃取条件为：萃取温度为100℃，微波功率为800 W，提取5 min。然后将提取罐冷却至室温，用砂式漏斗过滤，将滤液转人离心管中高速离心10 min(16000 r/min)，移取上层清液，以0.45 um 滤膜过滤，该滤液供分离测定用。称取银杏果0.6654 g置于聚四氟乙烯消解罐中，加10 mL 高纯亚沸蒸馏水，微波萃取条件同银杏叶，滤液供分离测定用。 2.3.2 微波消解 称取银杏叶0.2254g置于消解罐中，加5 mLHNO， +2 mLH，0z+1 mL HF。两步步波消解的温度分别为100℃和140℃各5 min。冷却后，定容至50 mL。称取银杏果0.1916 g，置于消解罐中，加5 mL HNO， +2 mL H，0，其它操作同银杏叶，定容至100 mL。该样品溶液供测定元素总含量用。 2.4 样品的引入 以 0.04 MPa 的氮气压力将样品溶液引入 CE 毛细管中，注入样品的体积由注射时间、毛细管长度以及样品溶液的性质决定。内径100 p.m，长120 cm 的毛细管，进样10 s，注人体积约0.7 p.L。 3 结果与讨论 3.1 Ca 在银杏叶与银杏果水提取液中的形态 在图1中，Ca的分离条件为：0.05 moL/L 四硼酸钠-HCl电泳缓冲液，pH 为7.0；电泳电压20 kV(样品出口端为负极)，载气流速0.8 L/min。从图1a可以看出， Ca 在银杏叶水提取液中主要以5种化学形态存在，分别用L~L， 表示。在图1b 中，Ca 在银杏果水提取液中主要以2态存在，分别用F，和F，表示。在同样电泳条件下测得游离态 Ca*离子的迁移时间为160 s。但从图1a和图1b中可以看出，在银杏叶和银杏果水提取液中，L和F，的迁移时间分别为280 s和340s。这说明银杏叶和银杏果水提取液中的 Ca 均不以游离态存在，而是以其的的结合形态存在。同时还可以看出，Ca在银杏叶和银杏果水提取液中的主要存在形态不同。而另一个存在形态工，和F，可能为相同形态(迁移时间均为370 s)，但含量有差异，银杏叶水提取液中含量高于银杏果水提取液中含量。 图1 Ca 在银杏叶(a)和银杏果(b)水提取液中的形态 Fig.1 The speciation of calcium in water extract of gingko leaf (a) and gingko fruit (b) 3.2 Mg 在银杏叶与银杏果水提取液中的形态分析 在图2中，Mg分离条件与 Ca 分离条件相同。从图2(a)可以看出，Mg 在银杏叶水提取液中主要以 图2 Mg在银杏叶(a)和银杏果(b)水提取液中的形态 Fig.2 The speciation of magnesium in water extract of gingko leaf (a) and gingko fruit (b) 3种形态存在，分别用L、L和L，表示。从图2(b)中以以看出，Mg在银杏果水提取液中主要也以3种形态存在，分别用F、F，和F，表示。Mg 在银杏叶水提取液中与银杏果水提取液中的存在形态L，和F (迁移时间均为240 s)及L， 和F(迁移时间均为280s)可能为相同形态，但含量不同。银杏叶水提取液中含量高于银杏果水提取液中含量。形态Lg 和F，不同，迁移时间分别为310 s 和380s. 3.3 Zn 在银杏叶与银杏果水提取液中的形态分析 在图3中，Zn分离条件与 Ca 分离条件相同。由图3a可知，Zn在银杏叶水提取液中主要以2种形态存在，用L和L，表示；由图3(b)可知，Zn 在银杏果水提取液中主要以4种形态存在，分别用F~F4表示。很明显 Zn 在银杏果水提取液中的存在形态比在银杏叶水提取液中多。Zn 在银杏叶与银杏果水提取液中的存在形态L，和F，迁移时间均为720 s，可能具有相同形态。L、F、F、F的形态明显不同，迁移时分别为220 s、410 s、810s和1210 s。 图3 Zn 在银杏叶(a)和银杏果(b)水提取液中的形态 Fig.3The speciation of zinc in water extract of gingko leaf (a) and gingko fruit (b) 3.4 Cu 在银杏叶与银杏果水提取液中的形态分析 在图4中，Cu分离条件与 Ca分离条件相同。从图4(a)可知，Cu 在银杏叶水提取液中主要以6种形态存在，分别用L 至L表示。在图4(b)中，Cu在银杏果水提取液中主要以1种形态F存在。显然，Cu 在银杏叶水提取液中比在银杏果水提取液中存在的形态要多得多，对比图中迁移时间可知， Cu在银杏叶和银杏果水提取液中没有完全相同的存在形态。结果表明：通过分析由银杏研制而成的药物，根据 Ca、Mg、Zn、Cu等元素在银杏叶和银杏果水提取液中存在形态的迁移时间的差异，从而可以判断该药物是由银杏叶还是由银杏果中提炼所得。由于形态分析的标准物质缺乏，限制了形态分析研究的发展。提取物质及其结构有待于进一步研究。 图4 Cu 在银杏叶(a)和银杏果(b)水提取液中的形态 Fig.4 The speciation of copper in water extract of gingko leaf (a) and gingko fruit (b) 3.5 Ca、Mg、Zn、Cu 在银杏水提取液中的含量及其提取率 对空白溶液连续测定11次，以3倍空白溶液的标准偏差所对应的含量计算 Ca、Mg、Zn 和 Cu的检出限分别为15、12、0.5和0.6 ug/L。待测元素 Ca、Mg、Zn、Cu 在银杏叶与银杏果中的总含量及水提取液中的含量见表1。在银杏叶中以 Mg 形态提取效率为最高；而在银杏果中则以 Ca 的形态提取效率最高。对同一元素来说，银杏叶中的水提取效率高于银杏果。由表1还可以看出，Ca在银杏叶中的总含量高于银杏果，由图1可知，Ca在银杏叶水提液中的形态也比银银果水提液中的形态多；但 Zn 在银杏叶中的总含量高于银杏果，而其在银杏叶水提液中的形态却比银杏果水提液中的形态少；Cu 在银杏叶中的含量低于银杏果，而其在银杏叶水提液中的形态却比银杏果水提取液中的形态多。因此，金属元素在生物体中总含量的高低与其存在形态的多少没有一定的对应关系。 表1银杏叶和银杏果中 Ca、Mg、Zn、Cu等元素的分析结果 Table 1 The determination results of calcium， magnesium， zinc and copper in gingko leaf and fruit 总含量 Total content 水提液中的含量(ug) 提取效率(%) 元素 (ug) Found in water extract Extraction efficiency Element 银杏叶 银杏果 银杏叶 银杏果 银杏叶 银杏果 Gingko leaf Gingko fruit Gingko leaf Gingko fruit Gingko leaf Gingko fruit Ca 7623 101.2 3402 40.81 44.6 40.3 Mg 1388 683.6 1035 240.8 74.5 35.2 Zn 9.17 4.85 3.97 1.52 43.3 31.3 Cu 2.43 3.66 0.848 1.04 34.9 28.4 References ( 1 Xu Peng (徐 鹏)， S un Jianmin(孙建民)， Sun Hanwen (孙汉文). Jou r nal of Analytical Science(分析科学学报)， 2004，20(1)：35~37 ) ( 2 Bernhard M. J. Chromatogr. A，2004，1050：69~76 ) ( 3 Kang Jianzhen (康建珍)， Duan Taicheng(段太成)， Liu Jie (刘杰)， Chen Hangting (陈杭亭)， Zeng Xianjin(曾宪 津). C hinese J. Anal. Chem. (分析化学)，2004， 32(2)： 262~266 ) ( 4 Yin Xuebo (尹学博)， Jiang Yan( 江 焱)， Yan Xiuping(严秀平)， He Xiwen (何锡文). Chem . J. Chi n ese Universi- ties(高等学校化学学报)，2004，25(4)： 618~621 ) ( 5 Yin X B， Yan X P， Jiang Y， He X W. Anal. Chem.， 2002，7 4 ：3720~3725 ) ( 6 Yan Xiuping (严秀平)， Ni Zheming (倪哲明).Spectroscopy and Spectral Analysis (光谱学与光谱分析)，2001，21(2)： 129~138 ) ( 7 Ye Meiying (叶美英)， Yin X u efeng (殷学锋)， Fan g Zhaolun(方肇伦). Spectr o scopy and Spectral Analysis(光谱学与 光谱分析)，2003，23(1)：89~93 ) ( 8 Kang Jianzhen (康建珍)， Duan Taicheng (段太成)， Liu Jie (刘 杰)， Zeng Xianjin (曾宪津)， Chen Hangting(陈杭 亭). C hinese J. Anal. Ch e m. (分析化学)，2003，31(11)：1385~1392 ) ( 9 Wu Yiwei (吴一微)， Zhang Han (张 菡)， Hu Bin (胡 斌)， Chen Jie(陈 捷)， Jiang Zucheng(江祖成). Journal of Analytical Science(分析科学学报)，2003，19 ( 3)： 201~204 ) ( 10 Deng B Y， Chan WT. J. Chromatogr. A， 2000，891 ： 139~148 ) Elements Speciation Analysis of Water Extraction of Gingko Leaf andGingko Fruit by Microwave Extraction-Capillary Electrophoresis-Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry Zeng Chujie，Feng Jinrong，Deng Biyang " (College of Chemistry and Chemical Engineering， Guangxi Normal University， Guilin 541004) Abstract The method for the determination of Ca， Mg， Zn and Cu in leaf and of fruit gingko was describedby microwave extraction. The speciation analysis of Ca， Mg， Zn and Cu in the water extract was developed bycapillary electrophoresis-inductively coupled plasma atomic emission spectrometry( CE-ICP-AES). The resultsshow containing five species for Ca， three species for Mg， two species for Zn and six species for Cu in gingkoleaf with water extraction， and containing two species for Ca， three species for Mg， four species for Zn and onespecies for Cu in gingko fruit with water extraction. The extraction efficiencies of these elements in gingko leafand in gingko fruit with water extraction were 34.9% to 74.5% and 28.4% to 40.3%， respectively. Thecontents of these elements in gingko leaf and in gingko fruit have been determined by ICP-AES. Keywords Capillary electrophoresis， inductively coupled plasma atomic emission spectrometry， gingko，speciation analysis， microwave extraction