引言
紫石英為氟化物類礦物螢石族螢石，主含氟化鈣（CaF2），為中醫婦科常用藥，有溫腎暖宮、鎮心、溫肺平喘功效，用于腎陽虧虛、宮冷不孕、驚悸不安、多夢、虛寒咳喘等癥，為婦科常用藥。

自然界中的螢石往往與方解石共生，亦含有少量的硫酸鈣和氧化鈣等雜質。關于紫石英中CaF2的含量測定方法，自《中華人民共和國藥典》（以下簡稱《中國藥典》，1985年版）起今均采用乙二胺四乙酸（EDTA）滴定法測定紫石英中鈣離子的含量以控制其質量，其測定結果為樣品中總鈣的含量，結果偏大，需要準確去除樣品中CaCO3、CaO等可溶性鈣，才能得到紫石英中CaF2的含量；另有研究使用三氯化鋁提取-EDTA容量法[2]、高錳酸鉀滴定法[3]、硝酸-高氯酸分解-EDTA容量法[4]等方法，測定結果亦為樣品中總鈣含量。因此，準確測定紫石英中可溶性鈣含量具有重要意義，本研究建立了紫石英中可溶性鈣的含量測定方法，在《中國藥典》（2015年版）含量測定結果的基礎上扣除可溶性鈣含量，經計算可得樣品中CaF2含量。

通過試驗發現，一定濃度的乙酸溶液能基本溶解CaCO3等，但會部分溶解樣品中的CaF2。因此，為了準確測定樣品中可溶性鈣的含量，需要將樣品用一定濃度的乙酸溶液浸取過濾，浸提液中總鈣的含量減去溶解的CaF2，得到的才是樣品中可溶性鈣的含量。本研究利用紫外可見分光光度法測定浸提液中被溶解的氟含量，以此計算被乙酸溶解的CaF2含量；被乙酸溶解的CaF2含量約為0.3%[5]，使用EDTA滴定法測定浸提液中總鈣含量，誤差較大，故本研究利用原子吸收分光光度法測定。通過計算，將浸提液中總鈣含量去除CaF2含量得到樣品中可溶性鈣含量。采用《中國藥典》（2015年版）EDTA滴定法測定紫石英中總鈣含量，去除可溶性鈣，得到了更為準確的紫石英中CaF2的含量。

目前市場流通的紫石英飲片色澤差異較大，本課題組通過前期文獻研究發現，純凈的螢石為無色，白色螢石常與綠色螢石共生，黃色、藍色亦為螢石的常見顏色[6]，利用藥典法及本研究所建方法對各產地多批次不同顏色的紫石英進行含量測定，結果顯示，存在白色紫石英CaF2的含量符合藥典標準，且藥典法測定結果均偏大，故本研究對中藥紫石英的質量評價及進一步研究具有重要意義。

材料
1.儀器及工作條件：原子吸收光譜儀：吸收波長：422.7nm，狹縫寬度：0.2nm，燈電流：4mA，燃燒頭高度：5mm，乙炔流速：65L/h；紫外可見分光光度計（上海美析儀器有限公司）。

2.試劑
2.1試劑來源乙酸（分析純，北京試劑，批號：20160301），碳酸鈣（99.99%，阿拉丁，批號：D1620012），氯氧化鋯（分析純，天津光復，批號：20160409），二甲酚橙（分析純，北京試劑，批號：20131103），硼酸（分析純，北京試劑，批號：20160406），三乙醇胺（分析純，北京試劑，批號：20150921），乙二胺四乙酸二鈉（分析純，北京試劑，批號：20150428），鈣黃綠素（分析純，天津福晨，批號：20150520）。試驗中其他試劑均為分析純，所用水均為去離子水。
2.2試劑配制氟標準儲備溶液（1mg/mL）的配制：稱取1.1050g預先于120℃烘2h并冷卻zhi室溫的氟化鈉（純度99.99%），以少量水溶解，移入1000mL容量瓶中，以水稀釋zhi刻度，混勻，貯存于塑料瓶中。
氟標準溶液（10.0µg/mL）的配制：移取5.00mL氟標準溶液于500mL容量瓶中，以水稀釋zhi刻度，混勻，貯存于塑料瓶中。
鈣標準儲備溶液的配制（500µg/mL）：準確稱取1.2512g碳酸鈣（純度99.99%），加50mL娃哈哈純凈水，加8mL鹽酸溶解，移入1000mL容量瓶中，用水定容zhi刻度。貯存于聚乙烯瓶中，4℃保存，此溶液每毫升相當于500µg鈣。
鈣標準使用液的配制（50µg/mL）：吸取25.00mL鈣標準儲備溶液于250mL容量瓶中，用水定容zhi刻度，此溶液每毫升相當于50µg鈣。
鋯標準溶液的配制：稱取500.07mg氯氧化鋯（ZrOCl2•8H2O）于燒杯中，以少量水溶解并移入1000mL容量瓶中，加入適量鹽酸使其濃度為8mol/L，用水稀釋zhi刻度，混勻。0.2%二甲酚橙溶液：稱取0.25g二甲酚橙于100mL燒杯中，用水溶解并轉移zhi250mL容量瓶中，用水定容zhi刻度。
3.樣品來源本課題組于浙江省采購到紫石英樣品（產地：甘肅，批號：151016），經北京中醫藥大學李向日教授依據性狀和熒光特征初步鑒定為掙品紫石英。

方法
將樣品用10%乙酸溶液浸取過濾，得到浸提液，利用火焰原子吸收分光光度法測定浸提液中總鈣的含量，利用紫外可見分光光度法測定浸提液中被溶解的CaF2含量，通過計算，用浸提液中總鈣含量去除CaF2含量得到樣品中可溶性鈣含量，由《中國藥典》（2015年版）EDTA滴定法測定的紫石英中總鈣含量，減去可溶性鈣，得到紫石英中CaF2的含量。
1.總鈣含量的測定取本品細粉約0.1g，精密稱定，置錐形瓶中，加鹽酸2mL與4%硼酸溶液5mL，加熱溶解后，加水300mL、10%三乙醇胺溶液10mL與甲基紅指示劑1滴，滴加10%氫氧化鉀溶液zhi溶液顯黃色，再繼續多加15mL，并加鈣黃綠素指示劑約30mg，用乙二胺四乙酸二鈉滴定液（0.05mol/L）滴定zhi溶液黃綠色熒光消失而顯橙色。計算樣品中總鈣含量（W1）。
2.浸取液中CaF2鈣含量的測定稱取0.5g樣品，精密稱定，置錐形瓶中，用20mL10%的乙酸溶液室溫浸取30min，使用慢速定性濾紙過濾于100mL容量瓶中，洗滌錐形瓶4-5次，濾紙8次，用去離子水定容zhi刻度，得到浸提液。
吸取浸提液3.00-5.00mL于50mL容量瓶中，加入10.00mL鋯標準溶液，2.00mL二甲酚橙溶液，用水定容zhi刻度，混勻，放置10min，用紫外分光光度計測溶液的吸光度值，從標準工作曲線上查出氟的含量，并依此計算被溶解的CaF2中鈣含量（W2）。
3.浸取液中總鈣含量的測定將浸提液用0.45µm微孔濾膜過濾后，用火焰原子吸收分光光度法測定溶液中鈣的吸光度值，根據標準工作曲線計算浸提液中總鈣的含量（W3）。
同時做箜白溶液2份，箜白溶液除不加試樣外，其他cao作步驟與試樣一致。
4.樣品中CaF2的含量測定由以上結果計算紫石英樣品中CaF2的含量，計算公式為：


5.實驗原理
5.1總鈣含量的測定在酸性條件下，CaF2、碳酸鈣等含鈣化合物與硼酸反應生成氯化鈣，消解反應見圖1。鈣黃綠素指示劑能與溶液中的Ca2+形成絡合物，加入EDTA后，EDTA與Ca2+能夠形成更加穩定的絡合物，故可用EDTA滴定法滴定紫石英中總鈣含量。


注意事項：①溶樣時引入的硼酸不可過多，因為它具有緩沖作用，使pH值達不到12.5以上，導致測定結果偏低。②紫石英中含有鐵、鋁和少量的錳離子，三乙醇胺能與鐵、鋁等離子形成穩定配合物，而且不與Ca2+、Mg2+絡合，故選用10%三乙醇胺溶液作為掩蔽劑；由于鐵離子與鋁離子在pH值2-4時會形成氫氧化物沉淀，必須在酸性溶液中加入三乙醇胺。③因為鈉鹽也可以與鈣黃綠素產生熒光，故選用氫氧化鉀溶液中和在消解過程中未反應完的酸，而不用氫氧化鈉。
5.2浸取液中CaF2含量的測定在一定濃度的鹽酸介質中，Zr4+與二甲酚橙生成紅色絡合物，當F存在時，F則與鋯生成ZrF62-，其穩定系數大于鋯-二甲酚橙絡合物的穩定系數，使反應向生成二甲酚橙方向進行，并引起溶液紅色減褪，且褪色程度與溶液中的氟濃度成正比，借此可用紫外可見分光光度法測定浸取液中被乙酸溶解的CaF2的量。注意事項：試驗所用鋯標準溶液必須取自同一試劑瓶中。

結果
1.浸提液中氟化鈣含量的測定
1.1健側條件的研究
1.1.1稱樣量的選擇：由于yao用紫石英中CaF2含量較高，碳酸鈣含量較低，若樣品量過低，則CaF2含量高的樣品用乙酸浸提時濾液中鈣含量過低，原子吸收分光光度法健側時吸光度值較低；當樣品量過大，則乙酸浸提不玩荃。故選用稱樣量為0.5g。
1.1.2參比溶液的選擇：由于反應產物對待測組分的測定有干擾，故選擇二甲酚橙的鹽酸溶液為參比液，即：于50mL容量瓶中加入10.00mL的8mol/L鹽酸溶液，2.00mL二甲酚橙溶液，用水定容zhi刻度。
1.1.3健側波長的選擇：移取3.00mL氟標準溶液于50mL容量瓶中，加入10.00mL鋯標準溶液，2.00mL二甲酚橙溶液，用水定容至刻度。用儀器掃描最佳波長，結果見圖2。由圖2可知，最大吸收波長為542nm，故選擇檢測波長為542nm。

1.1.4顯色劑二甲酚橙加入量的研究：實驗過程中加入二甲酚橙顯色劑后，溶液顏色較淺或較深都將影響比色檢測，故需調整顯色劑濃度，經試驗及目視結果顯示，當加入2.50mL顯色劑時，溶液顏色過深，工作曲線不理想；當加入1.50mL顯色劑時，溶液顏色較淺，吸光度值較低，顯色反應未進行完全，故選擇顯色劑二甲酚橙溶液的用量為2.00mL。
1.1.5溶液酸度的選擇：在氟分析中，鋯與二甲酚橙在鹽酸介質中生成紅色絡合物，溶液的酸度對顯色反應影響較大，故需選擇合適的酸度。移取0、3.00、5.00mL氟標準溶液于1組50mL容量瓶中，分別加入10.00mL不同酸度的鋯標準溶液（溶液酸度以最終顯色液中鹽酸濃度表示，單位：mol/L），2.00mL二甲酚橙溶液，用水定容至刻度，結果見表1。可知酸度較大時，吸光度值范圍較小，酸度較小時，吸光度值過高，故選擇1.6mol/L的酸度作為反應介質。
1.1.6顯色穩定性的研究：按上述選定的健側條件，進行穩定性試驗，結果見表2。可知溶液在2h內顯色穩定。


1.2檢測方法學研究
1.2.1標準曲線：顯色液中由于氟與鋯生成穩定的絡合物，使鋯-二甲酚橙的色澤減褪，但因氟與鋯生成逐級絡合物，隨著氟量的增大，氟量與吸光度的校準曲線逐漸呈下降彎曲狀，故需選擇合適的標準曲線范圍。
于1組50mL容量瓶中，加入0、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00、6.00、7.00、8.00、9.00、10.00mL氟標準溶液（使顯色溶液中氟含量分別為：0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0µg/mL），加入10.00mL鋯標準溶液，2.00mL二甲酚橙溶液，用水定容至刻度。按上述選定的健側條件測定各溶液的吸光度，結果見表3，根據表3繪制標準工作曲線，如圖3所示。當加入氟標準溶液為0-5.00mL時，溶液吸光度與氟含量的線性關系較好，符合郎伯-比耳定律；當加入氟標準溶液為6.00-10.00mL時的溶液吸光度相近，故標準曲線氟標準溶液加入量應為0-5.00mL。實驗表明，氟濃度在0-1.0µg/mL范圍內吸光度與濃度有良好的線性關系回收方程為：y=-0.515x+0.762。

1.2.2精密度試驗：采用所確定的檢測條件，對0.6µg/mL氟標準溶液測定6次。結果見表4。采用本方法檢測浸取液中氟含量，測定結果的相對標準偏差（RSD）為1.56%，表明本法的精密度高。
1.2.3加樣回收試驗：對樣品進行加樣回收試驗，結果見表5。CaF2的加樣回收率R為98.01%-102.22%，RSD=1.77%，表明本法準確可靠。


乙酸浸取紫石英中碳酸鈣的同時，少量CaF2亦被溶解，其溶解率與試樣和實驗條件有關，用固定的校正系數校正，實驗結果誤差較大，用紫外分光光度法直接測量被乙酸浸取的CaF2含量，準確度與精密度高，可用于中藥紫石英的定量分析。
2.浸提液中總鈣含量的測定將浸提液用0.45µm微孔濾膜過濾，用原子吸收分光光度法測溶液的吸光度值。
2.1標準曲線測定采用所確定的儀器檢測條件，對不同濃度的鈣標準溶液進行測定，結果見表6，并根據表6繪制標準曲線，如圖4所示。實驗表明，鈣含量在0-25mg/L范圍內吸光度與濃度有良好的線性關系回收方程為：у=0.0249x-0.0097。


2.2精密度試驗采用所確定的儀器健側條件，對15mg/L的鈣標準溶液測定6次，由表7可知，采用本方法檢測浸取液中總鈣含量，測定結果的RSD為0.22%，表明本法的精密度高。

2.3穩定性試驗采用所確定的健側條件，進行穩定性試驗。由表8可知，采用本方法檢測浸取液中總鈣含量，測定結果的RSD為0.92%，表明本法的穩定性好。

2.4加樣回收試驗對樣品進行加樣回收試驗，結果見表9。鈣的加樣回收率R為95.43%-104.27%，RSD為3.08%，表明本法準確可靠。

3.重復性試驗稱取6份紫石英樣品，按所選定的測量條件進行測量，按公式（1）計算，結果見表10。測量結果的RSD<2%，表明本法重復性好。
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討論
紫石英為氟化物類礦物螢石族螢石，其礦石類型多樣，常與石英、方解石等礦物共生，含可溶性鈣雜質較多，《中國藥典》（2015年版）規定紫石英的含量測定方法為EDTA直接滴定法，該法測定的結果實際為紫石英中總鈣含量，此法操作雖簡單，但準確度不高。
關于中藥紫石英的含量測定方法，有研究[5]采用10%乙酸溶解分離碳酸鈣等礦物，測定結果加上校正系數，但因礦物組成和條件控制不同（浸取液濃度、用量、浸取溫度、洗滌次數、洗滌水用量等），校正系數不定，系統誤差較大；另有研究利用同離子效應[7]，將螢石用含鈣乙酸浸取后，用EDTA滴定殘渣中鈣離子的含量，但在過濾洗滌過程中，系統誤差較大。現有標準與相關研究中的方法均不適用于中藥紫石英中CaF2的含量測定。本法與EDTA滴定法、三氯化鋁提取-EDTA容量法、高錳酸鉀滴定法、硝酸-高氯酸分解-EDTA容量法等方法相比，準確度高，干擾少，測定范圍廣；與國標（GB/T5195.1-2006）中蒸餾-電位滴定法[8]相比，cao作簡單，健側時間短，準確度高。
本研究用10%乙酸溶解分離碳酸鈣等雜質，利用紫外分光光度法與原子吸收分光光度法測定可溶性鈣含量，在《中國藥典》（2015年版）含量測定結果的基礎上扣除可溶性鈣含量，經計算求得樣品中CaF2含量，此法干擾少，準確度高，重現性好，測定范圍廣，為保證中藥紫石英的質量提供科學基礎。