微波消解在中药毒性元素分析中的研究进展

３．２
中药消解样品的影响在中药样品微波消解过程中，不同组
收稿日期：２００８－０６－０５；
修订日期：２００８－０９—１２
分的样品显示出不同的升温升压曲线，且升温升压的规律不完全 相同。一般情况下，消解压力的突变稍滞后于温度的突变，每种 样品有一个特定的压力突变点和峰值，达到此峰值后，压力便开 始降低。对压力或温度突变点较低的样品，其达到的压力峰值较 高，故在消解时应设置较低的功率进行消解，反之亦然。实验证
３．１
中药毒性元素主要包括铅、镉、汞、铜、砷等元素，它们含量是 中药重要质董控制指标，不仪影响中药、中成药和制剂的质量，还 直接危及和影响患者的用药安全性和疗效。近年来随着我国对 中药质量控制的重视，对中药毒性元素监测和控制的研究日渐增 多…。 准确测定中药毒性元素的关键是中药样品的前处理，中药样 品的前处理直接影响分析结果的精密度和准确度。传统的干法 灰化和湿润法消化操作时间长、挥发元素易损失、易污染环境，而 微波消解町以克服易挥发元素的损失，同时具有消解时间短、溶 剂用茸少、空白值低、以及样品消化完全等优点旧ｏ。本文就微波 消解在中药毒性元素分析中的研究进展进行论述。 ｌ微波消解原理 微波通常是指频率大约为３×１０８～３×１０“Ｉ－Ｉｚ（波长１ Ｉｌｌ到ｌ ｍｍ）的电磁波＂’。它可以穿透一些介质，直接把能量辐射作用 到介质卜，根据介质对微波的吸收程度不同，可将介质分成导体、 绝缘体和介质。导体主要为金属，如铁、铝等，微波不能进入导 体，只能在其表面反射；绝缘体是指可透过微波而对微波吸收很 少的材料，如玻璃、陶瓷、聚四氟乙烯等；介质可吸收微波，吸收程 度与介质的介电常数有关。 微波在作用介质的过程中，使介质中的极性分子每秒产生二 十五亿次以上的分子旋转和碰撞，迅速提高反应物的温度。与通 常的热传导、对流等加热方式不同，微波对物质具有很强的穿透 力，对被照射物具有即时深层加热作用，微波的这种热效应使微 波在穿透到介质内部的同时，将微波能量转换成热能，对介质加 热形成独特的介质无温度梯度整体受热方式ＨＪ。并且，微波可 使试样与试剂的接触界面不断快速更新，粒子间发生局部的内加 热，引起试剂与试样间产生较大的热对流，搅动并消除已溶解的 不活泼试样表层，促进试剂试样更有效的接触，因而加速了试样 的消解。 ２微波消解技术 ２．１微波消解设备微波消解设备由微波炉和消解罐组成。实 验事专用微波炉具有防腐蚀的排放装置和具有耐各种酸腐蚀的 涂料以保护炉腔。它有压力或湿度控制系统，能实时监控消解操 作中的压力或温度。消解罐的材料要用低耗散微波的材料制成， 即这种材料不吸收微波能却能允许微波通过，它必须具有化学性 能稳定和热稳定性，聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）、全氟烷氧基乙烯（ＰＦＡ） 都是制作消解罐的理想材料。 微波消解样品的方式有两种：一种是开口容器消解（常压消
ｈｅｒｂａｌ
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分中药样品的消解过程中，并取得了一定的研究进展。 采用微波消解法可快速、准确地测定中成药中微量有害元素Ａｓ
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３．６％一６．８％；检出限Ａｓ为０．０２∥Ｌ，Ｈｇ为０．００５¨ｇ／Ｌ，效果
令人满意。
和Ｈｇ，Ａｓ和Ｈｇ的回收率在９５％～１０４％之间；相对标准偏差
张丽娟等【ｌ纠采用微波消解样品，对消解温度、消解试剂用 量，消解程序设计、消解时间等消解条件进行研究，在测定汞时微 波消解样品后样品的处理方法进行比较；在优化的微波消解实验 条件下，砷的回收率在１００．８％一１１０．６％之间，汞的回收率在 ９７．４％～１１７．４％之间。孙瑞霞等¨叫采用ＨＮＯ，混酸消解用于 治疗糖尿病的消渴丸、玉泉丸、渴乐宁、降糖舒、降糖Ｉ～Ｖ号９种 中成药，用原子吸收光谱法对药物消化液中的ｃｕ，ｚｎ，Ｎｉ，ｃｏ， Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｆｅ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｃｄ，Ｐｂ共１２种微餐元素进行了分析测定。 该方法的加标回收率为９７％～１０５％，相对标准偏差小于５％，具 有良好的准确度和精密度。 王朝晖¨利用密闭微波溶样技术对中成药阿胶样品进行了预 处理，用导数火焰原子吸收法测定了其中的ｃｕ，Ｚｎ，Ｍｎ，实验结 果表明：采用微波消解法检测限大幅度降低，精密度高于常规法， 加标回收率９７％一１００％。 杨屹等¨刮应用具有压力表控制附件的ＭＳＰ一１００Ｄ型微波样 品制备系统，进行新鲜芦荟叶外皮及凝胶中Ｚｎ，Ｍｎ，Ｃｄ，Ｐｂ元素 的微波消解研究，并采用原子吸收法测定其元素的含量。在微波 消解最佳条件下，所得结果的相对标准偏差均在０．３％～６．２％ 之间，回收率在９５．Ｏ％一１１０．０％之间，测定结果令人满意。 综上所述，微波中药样品消解过程具有快速、简便、污染 少、试剂利用率高等优点，可提高中药毒性元素分析的准确度
ｒａｉｎ，多罐消解时间应相应增加。对于难消解的试样，消解
参考文献：
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Ｇｕａｎｑｕｎ Ｓｏｎｇ，Ｃｈａｏ
ｔｏ
时间要长一些。为避免消解罐过热，大功率微波加热时间一般不 要超过１０ ｍｉｎ，以确保消解过程安全性。 一般对于容易消解的中药样品，宜采用低压１．５ ＭＰａ以下加 热，对于难消解样品可用高压３．０ ＭＰａ以下加热¨…。为了防止 样品过冲发生因操作不当造成事故，压力设定应由小逐渐增大， 避免在压力升高过程中发生压力过冲现象¨“。
ＵＳＨＩＺＨＥＮ ＭＥＤＩＣＩＮＥ
ＡＮＤ ＭＡＴＥＲＩＡ
ＭＥＤＩＣＡ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ２００９ ＶＯＬ．２０ ＮＯ．６
时珍国医国药２００９年第２０卷第６期
微波消解在中药毒性元素分析中的研究进展
丁兴红．范永升
（浙江中医药大学，浙江杭州３１００５３） 摘要：主要介绍了微波消解原理和它在中药毒性元素分析中的应用，总结了常用的中药样品处理方法，并重点对微波
３．５
Ｌｕ，Ｊｉｎ—Ｍｉｎｇ
Ｌｉｎ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ
ａｎｄ
ｍｉｃｒｏｅｍｕｌｓｉｎｏｎｓ ｗｉｔｈ ｔｈｒｅｅ
ｔｈｅ
ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｙｒｅｎｅ ａｎｄ
ｐｈｅｎａｎｔｈｒｅｎｅ ｆｒｏｍ ｓｏｉｌ
ｄｉ如ｍｎｔ
ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
ｍｅｔｈｏｄｓ［Ｊ］．ＡｎＭｙｔｉｃａ Ｃｈｉｍｉ∞Ａｃｔｓ，
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基金项目：２００７年度浙江省大型科学仪器设备协作共用平台科研计划项 目资助（Ｎｏ．２００７１７７０００５） 作者简介：丁兴红（１９７８．），男（汉族），江苏泰州人，现任浙江中医药Leabharlann Baidu学 副教授，博士学位，主要从事生物工程研究工作．
万方数据
时珍国医国药２００９年第２０卷第６期ＬＩＳＨＩＺＨＥＮ 明，对于含糖量高的中药样品，采用小功率分多步进行消解，可以 获得良好的消解效果一Ｊ。 ３．３ 固液比的影响在微波消解过程中，消解试剂量太少，样品 与酸不能有效接触，消解作用不完全，消解试剂太多，空白值升 高，不利于后续的成分分析和鉴定。所以对于一般中药样品采用 １：１５左右的固液比较为合适，可以获得理想的消解效果¨…。 ３．４压力和消解时闻的选择压力与时间对微波消解影响较大。 一般来说，消解时间主要受控于设定的压力和消解样品的性 质¨１１。由于消解的样品种类千差万别，加入的溶剂又不同，需要 的压力和加热的时间也不一样，通常单罐消解时中药样品需要２
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ＭＥＤＩＣＩＮＥ ＡＮＤ ＭＡＴＥＲＩＡ ＭＥＤＩＣＡ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ２００９ ＶＯＬ．２０ ＮＯ．６
和精密度。 ３．６微波消解技术的应用前景微波消解中药样品是一门新技 术，与传统方法相比具有明显的比较优势，微波在其它领域的应 用尚待开发，如中药活性成分的萃取，水分的快速挥发，溶液的快 速浓缩等方面，这些都是今后微波可以拓宽应用的领域。 由于微波在线技术的发展，解决了样品预处理与分析方法和 手段之间不协调的矛盾，使分析速度大为提高，从而使微波仪器 的改善和发展成为必然；同是由于电子技术的运算速度和控制软 件技术的提高，现已研制出微波智能化在线控制技术。这将使微 波应用前景更加广阔。
消解中药样品工艺参数：取样量、样品预处理方法、溶剂的种类以及加热时间和压力作了阐述，为微波消解中药样品提供 了操作依据。
关键词：微波消解；中药；毒性元素 中图分类号：Ｒ２８４．２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００８－０８０５（２００９）０６—１４６５－０２
解）。此法消解存在不少缺陷，如样品易被沾污、挥发元素易损 失，有时消解不完全而使分析结果不准确；另一种是密闭容器消 解（高压消解），其最大优点是耗时大大减少、样品消解完全、几 乎没有易挥发元素的损失、空白值低。因此选择适宜的消解条件 极为重要。 ２．２微波消解容器选择微波是一种新颖的样品预处理技术，微 波加热时，微波消解容器必须是专用的。孔祥虹等归。试验了玻 璃、石英和聚四氟乙烯３种材质的容器。将分别盛有２０ ＩＩｌｌ标准 溶液（含８种待测离子）的３种１００ ｍｌ烧杯放入微波炉中，将微 波炉加热方式设置在中高档上，加热１５ ｒａｉｎ，至烧杯内只剩下不 足１ ｍｌ的溶液，过滤后进行色谱分析。结果表明，在３种容器 中，聚四氟乙烯烧杯对８种离子的回收率均在９４．６％和１０５．２％ 之间，优于其它两种容器。因此，为获得最佳回收率，应尽可能使 用聚四氟乙烯容器№１。 ３微波消解技术在中药毒性分析中的应用 国际中含铅、镉、汞等毒性元素的中药样品，一般采用湿法消 解法，但该方法存在样品空白值高，费时费力，消化效果不稳定增 长，消解不完全等缺点，微波消解中药材样品可以克服湿法消解 法上述不足，并取得了可喜的进展。刘灿平等一１进行了微波消 解法与国标湿法消解法的比较，结果表明：微波消解与国标湿法 消解法测定结果表明无显著性差异，其准确元误度和精刻度均达 到分析的要求，且微波消解具有反应时间短、试剂用量少、空白值 低等优点。 由于中药样品的复杂性，针对中药组分和分析手段的不同， 在确定微波消解方案时，要对所用试剂种类和浓度、消解功率和 消解时间进行优选，以获得理想的微波消解效果。
中药微波消解应用概况近年来，微波消解技术已应用于部 谢美琪等¨４ｏ用微波消解六味地黄丸中成药，实验结果表明，
罗方若，钱力，刘明臣，微波制样的应用［Ｊ］．理化检验・化学分 册，２００４，４０（１）：５９． Ｓ．Ｂａｎｉｋ，Ｓ．Ｂａｎｄｙｏｐａｋｈｙａｙ，Ｓ．Ｇａｎｇｕｌｙ．Ｂｉｏｅｆｆｅｃｔｓ
ｏｆ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ－ａ
中药药品消解体系的选择微波消解一般选用ＨＮＯ，一Ｈ：Ｏ：
作为消解氧化剂，这是因为，过氧化氢与浓硝酸协同消解，产生商 能态氧和大餐的ＮＯ，＋，具有很强的氧化能力，可完全消解有机 物，将其分解成简单产物；而高氯酸与有机物在一起具有潜在爆 炸危险，故一般不采用高氯酸。此外，由于硫酸容易形成炭化残 渣，且易与碱土金属等形成小溶解的化合物，有可能造成微量元 素损失，所以一般较少采用硫酸作为消解液。 胡林水等哺１经过大量的实验工作，比较了硝酸、盐酸、硫酸、 磷酸，高氯酸、氢氟酸、过氧化氢等消解液，结果表明，通过控制适 当的压力（１．５—３．０ ＭＰａ）和时间（５—２０ ｍｉｎ），采用ＨＮＯ，－Ｈ２０２ 体系能将银杏叶提取物中复杂的有机成分消解完全，且重复性 好。