田七提取液中Fe 、Cu 和Mg 存在状态检测方案(毛细管电泳仪)

分析科学学报JOURNAL OF ANAL YTICAL SCIENCE2006年8月Aug. 2006第22卷第4期Vol.22 No.4 第4期分析科学学报第22卷 文章编号：1006-6144(2006)04-0410-04 毛细管电泳-电感耦合等离子体原子发射光谱法对田七提取液中Fe、Cu 和 Mg 存在状态的研究 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：提出了以水作溶剂微波萃取提取，并以毛细管电泳电感耦合等离子体原子发射光谱(CE-ICP-AES) 法测定田七提取液中Mg、Cu和 Fe的形态的分析方法。实验结果表明：Mg仅以游离态存在；而 Cu 和 Fe除了游离态以外，还存在其它三种未知的形态。此外，还测定了田七中20个微量元素的总含量，并得到了上述待测元素在水提取液中的提取率。 关键词：毛细管电泳；电感耦合等离子体原子发射光谱法；田七；形态分析；微波萃取 中图分类号：O657.31；0655.6 文献标识码：A 前言 田七(Panpax notoginseng)又名山七，属五加科草本植物。研究表明，田七作为中草药具有止血、散瘀、消肿、镇痛、抗肿瘤的功效。微量元素的存在状态与其药理作用密切相关；在不同的酸/碱条件下，微量元素的生理活性也不同2。因此，对田七中相关微量元素的溶出特性及赋存状态进行研究有重要的现实意义。目前，关于形形分析(化学和物理形态)在文献中有越来越多的报道。Carter 等3]用高效液相色谱与扇形场等离子体质谱(ICP-MS)联用对Si、P等元素在人血浆中的化学形态进行了研究；尹学博等4J用毛细管电泳-原子荧光光谱(CEAFS)联用技术分析了砷的形态；对中草药中元素形态研究也有报道[2，5]；相关文献[6-8]对毛细管电泳-电感耦合等离子体原子发射光谱(CE-ICP-MS)联用技术在形态研究中的应用进行了综述。 本文报道以微波萃取对试样进行前处理，用毛细管电管电感耦合等离子体原子发射光谱(CE-ICP-AES)对田七提取液中元素 Fe、CuMg 的赋存状态进行了研究，同时，还测定了上述待测元素的萃取率，得到了有一定科学意义的结论。 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-16GA台式高速冷冻离心机(上海仪器厂)；自装毛细管电泳仪；自制毛细管电泳压力进样装置；熔融硅石英毛细管(河北永年锐沣色谱公司)，实验用毛细管长118cm、内径100pm、外径365pm；电泳电压18 kV；ICP-AES 工作条件：载气流速0.8L min，等离子体气体流速15L min，辅助气体流速0.2L min，RF Power 为1300 W。CEICP的接口按文献[9]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，它的外端 ( 收稿日期：2005-06-01 修回日期：2005-12-09 ) ( 基金项目：国家自然科学基金(No.20565001)；广西自然科学基金(No.0236014) ) ( 通讯联系人：邓必阳，男，博士，教授，从事光谱分析及毛细管电泳研究. ) 2.2 试剂 K、Na、CaMg、P、Mo、A1、Fe、Mn、Zn、Cu、Cd、Ni、Co Ba、SrPb、Se B、Cr 等20个元素的单个标准溶液浓度均为1.0 mg mL按照文献[10]配制；乙酸(广东汕头市西陇化学厂)；乙酸钠(广东汕头市光华化学厂)。所用试剂均为分析纯或优级纯，水为亚沸蒸馏水 。 2.3 试样的制备 2.3.1 试样的预处理 田七(购于桂林市奇星药店)依次用自来水、蒸馏水及亚沸蒸馏水冲洗干净，于室温下晾干，放入烘箱中80℃烘干，直至恒重后，将其研成粉状，置于广口瓶中备用。 2.3.2 微波萃取 称取已处理好的田七粉末0.0467g置于聚四氟乙烯消解罐中，加10mL水，然后在萃取温度为100℃微波功率为800W的条件下提取5 min。将消解罐冷却至室温，用定量滤纸过滤，滤液转入离心管中，再以16 000 r/ min 离心 10 min，移取上层清液，用0.45 um滤膜过滤，该滤液供分离测定用。2.3.3 微波消解 称取已处理好的田七粉末0.0890 g置于微波消解罐中，加3mL HNO： +1mL H202，微波消解步骤为2步：110℃(5 min) ，150℃(5 min)，消解完毕后，定容至 50 mL，供测定总量用。 2.4 样品引入方式 用0.04MPa的氮气压力将样品溶液引入毛细管中。注入样品的体积由进样压力、进样时间、毛细管长度和样品溶液的性质决定。进样10s，注入体积为0.7uL。 3 结果与讨论 3.1 田七水提取液中 Mg的形态 田七水提取液中Mg元素的电泳图见图1A。可以看出，Mg在电泳图上只出现一个单峰。为进一步鉴定此峰的性质，采取在田七水提取液中加入一定量的镁盐，使游离的Mg+浓度达3 ug mL并在同样条件下进行电泳分离(见图1B)。通过对比可以看出，田七中的Mg以一种游离的形态存在。 3.2 田七水提取液中Cu 的形态 田七水提取液中 Cu的电泳图如图2C所示。从图可以看出，Cu元素在田七水提取液中主要有4种存在形态，分别用 Cu1、Cu2、Cu3 和 Cu4表示。图2D 为加有6ugmLuSO4的田七水提取液的电泳图。通过对比可以看出，第二个峰为游离Cu的峰，它对应于田七水提取液中 Cu2。因而，可以断定田七水提取液中的第二个峰为游离 Cu*峰。对于试样中出现的其它三个峰需用其它分析手段进一步研究。 Fig. l Electropherogram of magnesium speciation inPanpax notoginseng with water extraction A： for Panpar notoginseng with water extraction； B： for Pan pa.r notogiseng with water extraction and 3 ugmLMgCl2；Separation conditions of CE-ICP-AES： CE voltage=18 kV； po-larity of electrode at the CE-ICP interface is negative relative tothe electrode at the inlet； capillary of inner diameter of 100 pmand outer diameter of 365 um； capillary length=118 cm； carriergas flow rate=0.8 L·min-； buffer solution for 0.05 mol·Lsodium acetate， pH 5.5； emission line of Mg for 285. 213 nm；sampling volume for 0.7 pL. Fig.2 Electropherogram of copper speciation in Panpaxnotoginseng with water extraction C：for Panpar notoginseng with water extraction； D： for Panpax notogiseng with water extraction and 6ug*mL-1 CuSO.Separation conditions： emission line of Cu for 324. 752 nm； oth-er separation conditions are same as separation conditions of Mg.Curve D is offset by 40000 for clarity. 3.3 田七水提取液中 Fe 的形态 图3为田七水提取液中 Fe的电泳图，分离条件同上。从图3可见，田七水提取液中Fe 主要也有4种存在形态，也分别用Fe1、Fe2、Fe3 和 Fe4表示。在田七水提取液中加入一定量的 FeCls溶液后，发现只有 Fel峰的强度有显著增加，而其它峰基本不变。因而可以确定 Fel 为游离的Fe峰。Fe2、Fe3 和 Fe4三种形态也需要进一步鉴定。 由于 CE-ICP-AES方法本身的局限性，没有确定化合物的能力，也不能给出化合物的结构信息。但是可借助其它分析手段(如电喷雾质谱等)，以提供形态分析的详细信息。 3.4 Cu、Mg和 Fe 的提取率 Fig.3 Electropherogram of iron specia-tion in Panpax notoginseng with waterextraction 表1列出了Cu、Mg、Fe 在田七水提取液中的提取率。Cu、Mg和Fe的提取率分别为52%37.2%和11.5%。在相同的提取条件下，其提取率的不同主要是因为它们的存在状态不同。在 Cu、Mg Separation conditions： emission line of Fe for239.562 nm； other separation conditions aresame as in Fig.1. 和Fe中，以Mg含量为最高，但从水提取液中的形态分析来看，Mg只有一种形态，而Cu 和 Fe却有4种形态。因此，金属元素的总含量与其在生物体中的存在形态没有一定的对应关系。 Table 1 Extraction efficiency of magnesium， copper and iron in Panpax notoginseng Element Total content (ugg) Content in water extraction(ug g) Extraction efficiency(%) Cu 7.41 3.87 52.2 Mg 871 324 37.2 Fe 56.4 6.46 11.5 田七中20种微量元素的测定 采用HNO3与 H2O2体系，通过微波消解，用ICP-AES对田七中的20个元素进行了测定，结果列入表1中。可以看出，K、Na、Ca、Mg、P、Fe、Cu、Zn等元素的含量很丰富。Ca 是一种止血活性物质，田七的止血功能与它有丰富的 Ca分不开；Zn、Cu、Mn等元素与活血化瘀、益气安神等功效相关；Se与抗癌有关；田七的散瘀、抗肿瘤功效与Zn、Cu、Mn 和 Se 等元素在田七中的丰富含量有关。 Table 1 Contents of 20 micro elements in Panpax notoginseng(n=5) Element Content(ug g) Element Content(ugg) K 29776 Mo 0.81 Na 71.3 Al 85.7 Ca 1020 Fe 56.4 Mg 871 Mn 7.69 P 1859 Zn 6.80 Cu 7.41 Sr 4.05 Cd 0.115 Pb 4.15 Ni 0.84 Se 6.68 Co 0.13 B 2.11 Ba 8.11 Cr 0.948 通过对田七中20个微量元素的总量测定与水提取液中的 Cu、Mg、Fe 元素提取率分析，这对田七的药理作用进行探讨及其开发利用有一定的价值。 ( 参考文献： ) ( [1] ] The Pharmacopoeia Committee of Ministry of Health of People’s of China(中华人民共和国卫生部药典委员会编).The Pharmacopoeia of The People’s Republic of China (中华人民共和国药典)[M].Bejing(北京)：People's Medi c al Publishing Press(人民卫生出版社)，1985：7. ) ( [2] y WU Yi-wei(吴一微)，ZHANG H an(张 菌) ，HU Bin(胡 斌)，CHENJie(陈 捷) ，JIANG Zucheng(江祖成).Jour-nal of Analytical Science(分析科学学报)[J]， 2 003 ，19(3)： 2 01. ) ( Carter Julian. 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The results showed there were one species forMg，four species for Cu and four species for Fe inFPanax notoginseng with water extraction. Thecontents of twenty elementswere determineddby inductively coupled plasma atomic emissionspectrometry in Panax notoginseng.. TThe extraction efficiencies of magnesium，copper and iron wereexamined by microwave extraction. Key words ： Capillary electrophoresis； Inductively coupled plasma atomic emission spectrometry； Panaxnotoginseng； Speciation analysis； Microwave extraction China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http：//www.cnki.net