[0001] 本发明涉及测试技术领域，尤其涉及一种利用微波消解和ICP‑OES测定平卧菊三七中微量元素的方法。

[0002] 平卧菊三七（Gynura procumbens (Lour.) Merr），菊科菊三七属植物，又名蔓三七，在民间也被称为蛇接骨、续命草、神仙草等，主要分布于广东、海南、贵州、云南、四川、福建等地区以及泰国、印度尼西亚、马来西亚等国家。平卧菊三七是我传统中草药，《中华本草》中曾记载：其味辛、微苦、性凉，具有消炎散热、活血化瘀、消肿止痛、护肝解毒以及治疗跌打损伤等作用。

[0003] 平卧菊三七的植株富含黄酮类、酚类、脂肪酸类、萜类及甾体类等化学成分，现代医学研究表明平卧菊三七具有抗氧化、抗炎、抗癌、降血糖、降血压及护肝等生物活性。作为一种药食同源植物，其具有高钙、高蛋白营养的特点，其含有的独特奇果蛋白，可用于酸味食物的增甜剂。在一些地区，平卧菊三七叶常作为蔬菜沙拉生食或者用于烹饪，不仅可以果腹，也能在一定程度上预防疾病发生。目前，平卧菊三七被普遍开发成保健品、食品及化妆品等，在药用、食用和商业等方面都极具价值，有着广阔的应用前景。

[0004] Ca、Mg、Fe、Zn、Cu作为生物必需的五种元素，与生命健康息息相关，其含量对中草药的生长发育、新陈代谢、临床疗效也同样具有重要影响。对平卧菊三七成分的测定有助于技术人员的研究及加深理解程度，为更全面的开发应用铺平道路。

[0005] 目前，植物样品中微量元素检测的前处理方法主要有：湿法消解、干法消解、微波消解等。其中，湿法消解和干法消解成本低、操作简单，而微波消解快速、耗酸量小、空白值低、准确度高，两者均已广泛用于微量元素测定的前处理。此外，国内外学者对植物微量元素含量测定通常采用传统的测试方法。例如原子吸收光谱法（atomic absorption spectroscopy，AAS）、原子荧光光谱法（atomic fluorescence spectrometry，AFA）、电感耦合等离子体发射光谱法（inductively  coupled  plasma‑optical  emission spectrometer，ICP‑OES）、电感耦合等离子体质谱法（inductively coupled plasma‑mass spectrometry，ICP‑MS）等。其中，AAS和AFA灵敏度高，但不能同时进行多元素检测，测定周期长；ICP‑OES及ICP‑MS均具有灵敏度高、检出限低，分析速度快，多元素同时检测等优点，但ICP‑OES相比于ICP‑MS具有：线性范围宽，基体干扰小，试样消耗少，且能同时测定微量元素及常量元素等优点。但中草药成分复杂，其中金属元素的含量极低。因此，样品的前处理及其相应的测试手段已成为制约中药材微量元素定量检测的技术瓶颈。

[0006] 例如公开号为CN113984740A的中国专利公开了一种快速分析北败酱草中八种微量元素的方法，将样品进行微波消解；取测定元素的标准溶液，用2% HNO3稀释配制各微量元素的系列质量浓度的对照品溶液；ICP‑OES测定，按测定条件依次测定各微量元素的系列质量浓度的对照品溶液，以对照品质量浓度为横坐标X，对照品峰强度为纵坐标Y，绘制各元素的标准曲线，以测定不同样品中各微量元素的含量。该发明提供的快速分析北败酱草中八种微量元素的方法，能快速准确地同时测定北败酱草中的八种微量元素，其线性范围广，重复性、精密度、加样回收率均能满足检测要求。但采用湿法消解或类似的微波消解及ICP‑OES测定平卧菊三七的成分检测时，存在准确性不足的缺陷。发明人研究发现，其原因在于平卧菊三七的主要成分主要集中在其根、茎、叶等部位，特别是在平卧菊三七的茎部位。平卧菊三七的植株茎匍匐，颜色为淡褐色或紫色，有分枝；叶片卵形、卵状长圆形或椭圆形，全缘或有波状齿，侧脉弧状弯，细脉不明显，不同部位需要特质化的前处理方式。基于其高钙、高蛋白的成分及特定的生理形态特点，还需避免如蛋白质的吸附和形成保护层，以及与其他化学过程的相互作用对金属元素提取、测量的影响。

[0007] 综上所述，平卧菊三七的成分及生理特点，针对性地针优化前处理及测试方法，对提高平卧菊三七中微量元素测量的精密度、重复性和加标回收率具有积极意义，具有良好的应用价值。

[0021] 下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

[0022] 以下实施例中：ICP‑OES测定工作条件如下：等离子体射频功率为1.2 kW；等离子气流量为12 L/min，雾化器流量为1 L/min，辅助气流量为1 L/min；蠕动泵泵速为12 r/min；读取时间为5 s，稳定时间为10 s，延迟时间为10 s；观察高度为8 mm，径向观察。

[0023] ICP分析用32种多元素混合标准溶液（100 μg/mL）及1000 μg/mL Ca、Mg、Fe、Zn、Cu单元素标准溶液的来源均是国家有色金属及电子材料分析测试中心，多元素混合标准溶液唯一标识为23D70342，规格为100mL；Ca元素标准溶液唯一标识为23C031‑2，规格为100 mL；Mg、Fe、Zn、Cu元素标准溶液唯一标识分别为22C022‑6、23C046‑1、22C016‑8、231026‑4，规格均为50 mL。

[0024] 微波消解仪：上海屹尧仪器科技发展有限公司极光6‑40型微波消解仪。

[0025] 电感耦合等离子体发射光谱仪：安捷伦科技有限公司5800型电感耦合等离子体发射光谱仪。

[0026] Ca、Mg、Fe、Zn、Cu元素的检测波长依次为396.847 nm、279.553 nm、238.204 nm、213.857 nm、327.395 nm。

[0027] 所使用的平卧菊三七根茎样品编号及产地信息如表1所示。

[0028] 表1：平卧菊三七根茎样品编号及产地信息

[0029] 实施例1利用微波消解和ICP‑OES测定平卧菊三七中微量元素的方法，包括如下步骤：
（1）绘制微量元素浓度和发射强度的标准曲线：
精密量取100 μg/mL的Ca、Mg、Fe、Zn、Cu多元素混合标准溶液0 μL、200 μL、500 μL、1000 μL、2000 μL、5000 μL至100 mL容量瓶中，用1 wt.%的硝酸稀释至刻度，制成终浓度依次为0 mg/L、0.2 mg/L、0.5 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L、5.0 mg/L的混合标准溶液；
以空白试剂为参比，在Ca、Mg、Fe、Zn、Cu元素的特定波长处用ICP‑OES分别测定不同浓度混合标准溶液的发射光谱，记录发射强度；以浓度为横坐标，各元素发射强度为纵坐标，绘制标准曲线，依次如图1‑5所示，参数及标准曲线方程具体下表2所示：
表2：Ca、Mg、Fe、Zn、Cu元素的参数及标准曲线方程

[0030] 由表2数据可知，在浓度0.20‑5.00 mg/L范围内，发射强度与Ca、Mg、Fe、Zn、Cu标准溶液的浓度呈现良好的线性关系；（2）样品检测：
将平卧菊三七干燥根茎用超纯水清洗3次，置阴凉处自然风干后，放于60 ℃恒温干燥箱中烘干至恒重，粉碎、过80目筛，放入储备袋中置于阴凉干燥处，作为供试品备用；
取平卧菊三七供试品0.5 g，精密称定，置于聚四氟乙烯消解内罐，加入10 mL 0.1 wt.%的硝酸预消解20 min后装入外罐，在微波消解仪中消解；微波消解仪升温条件如下：第一步，设定温度为130 ℃，升温时间为8 min，保持时间为10 min；第二步，设定温度为150 ℃，升温时间为2 min，保持时间为5 min；第三步，设定温度为180℃，升温时间为2 min，保持时间为10 min；
冷却后加入2 mL高氯酸反应20 min后，置于智能控温电加热器上于180 ℃赶酸，浓缩至近干后，转移并用0.1 wt.%的硝酸定容至50 mL容量瓶，制成供试品待测溶液，同时做空白试验，以空白溶液为参比，在各元素的特定波长处用ICP‑OES分别测定不同供试品溶液的发射光谱，记录发射强度；
由软件代入步骤（1）的标准曲线方程得到供试品溶液中各元素的质量浓度（ρ），根据如下公式计算出供试品中各元素的含量（ω）：
；
式中，ω为元素的含量，mg/g；ρ为元素的质量浓度，mg/L；f为稀释倍数；ρ0为空白试剂的质量浓度，mg/L；V为待测溶液的定容体积，mL；m为供试品称取质量，g；
本实施例以相同测试条件下以通用湿法消解对样品进行处理的测试流程作为对
比，比较了微波消解与湿法消解的差异，测定结果如表3所示（n=6）：
表3：平卧菊三七供试品微波消解测定结果与湿法消解测定结果

[0031] 由表3数据可知，四个不同产地的平卧菊三七样品中Ca、Mg、Fe、Zn、Cu五种元素的微波消解测定结果均高于相应的湿法消解测定结果。

[0032] 实施例2本实施例对实施例1的利用微波消解和ICP‑OES测定平卧菊三七中微量元素的方法进行加标回收试验，研究了不同前处理方式对平均加标回收率的影响。

[0033] 精密量取1000 μg/mL Ca、Mg、Fe、Zn、Cu标准溶液2.5 mL至50 mL容量瓶，用1 wt.%的硝酸稀释至刻度，制成终浓度50 mg/L的Ca、Mg、Fe、Zn、Cu标准溶液，用于加标回收试验。

[0034] 精密称取2份质量相同的S1供试品适量，分别按实施例1下利用两种不同前处理方法制备供试品待测溶液后，按照低、中、高3个含量梯度分别加入一定体积的Ca、Mg、Fe、Zn、Cu标准溶液，用1 wt.%的硝酸稀释至刻度、定容后在实施例1的相同测定条件下，利用ICP‑OES检测各元素含量，并计算加标回收率。湿法消解前处理结果如表4所示，微波消解前处理结果如表5所示。

[0035] 表4：湿法消解前处理加标回收试验结果

[0036] 表5：微波消解前处理加标回收试验结果

[0037] 由表4可知，湿法消解前处理条件下，平卧菊三七中Ca、Mg、Fe、Zn、Cu的平均加标回收率分别为97.12%、97.96%、99.20%、97.47%、102.35%，范围在97.12%‑102.35%之间；由表5可知，本发明微波消解前处理条件下，平卧菊三七中Ca、Mg、Fe、Zn、Cu的平均加标回收率分别为99.55%、100.35%、101.23%、101.37%、98.69%，范围在98.69%‑101.37%之间；
表4和表5数据说明，平卧菊三七样品两种前处理方法的加标回收率均在95%‑105%之间；且本发明微波消解条件下各元素平均加标回收率比湿法消解更接近100%、范围更小。

[0038] 表4和表5数据说明，本发明微波消解前处理的效果更好，表明本发明建立的利用ICP‑OES测定平卧菊三七中Ca、Mg、Fe、Zn、Cu元素的方法具有快速、准确、简便的特点。

[0039] 实施例3本实施例对实施例1的利用微波消解和ICP‑OES测定平卧菊三七中微量元素的方法进行精密度试验，研究了不同前处理方式的精密度。

[0040] 精密称取不同产地的平卧菊三七（S1、S2、S3、S4）供试品适量，分别按实施例1下利用两种不同前处理方法制备供试品待测溶液后，在实施例1的相同测定条件下利用ICP‑OES检测各元素含量。连续重复进样6次并计算相对标准偏差（relative standard deviation，RSD）。湿法消解前处理结果如表6所示，微波消解前处理结果如下7所示：表6：湿法消解前处理精密度试验结果

[0041] 表7：微波消解前处理精密度试验结果

[0042] 表6和表7数据说明，通过湿法消解和微波消解两种不同前处理方法所测的平卧菊三七中Ca、Mg、Fe、Zn、Cu元素含量结果精密度的RSD值均小于5%；且本发明微波消解处理后含量测定结果的精密度RSD总平均值（3.3%）比湿法消解（3.7%）低，说明本发明微波消解处理后测定结果的精密度更好。

[0043] 实施例4本实施例对实施例1的利用微波消解和ICP‑OES测定平卧菊三七中微量元素的方法进行重复性试验，研究了不同前处理方式对测试重复性的影响。

[0044] 精密称取2组、每组6份S1供试品适量，分别按实施例1下利用两种不同前处理方法制备供试品待测溶液后，在实施例1的相同测定条件下利用ICP‑OES检测各元素含量并计算RSD值，结果如表8所示。

[0045] 表8：湿法消解前处理和微波消解前处理的重复性试验结果

[0046] 表8数据说明，通过湿法消解和微波消解两种不同前处理方法所测的平卧菊三七中Ca、Mg、Fe、Zn、Cu元素含量结果的重复性RSD值均小于2%；且微波消解条件下各元素的重复性RSD平均值（1.3%）比湿法消解（1.5%）低，表明本发明微波消解前处理的重复性更好。

[0047] 以上结果表明，本发明针对平卧菊三七样品类型的成分及生理特点，采用特定的微波消解步骤及参数。相比湿法消解及其他参数的微波消解方式，可显著提升到样品中待测元素的提取效率和测定结果的准确性。利用微波消解和ICP‑OES测定平卧菊三七中微量元素的方法，其操作简单，且检测准确性强、精密度好、重现性高、分析快速，可有效地指导平卧菊三七中微量元素的含量分析，从而为平卧菊三七的临床应用和产地追溯提供技术支撑。

[0048] 以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。