微波消解結(jié)合ICP-MS對(duì)海藻多糖和明膠空心膠囊中鉻、銅、鉛的檢測(cè)

河南省新鄉(xiāng)市食品藥品檢驗(yàn)所（453000）高翔

空心膠囊是用動(dòng)物性或植物性輔料制成的中空硬膠囊，目前，多種植物性空心膠囊已面世，應(yīng)用較多的是海藻多糖型空心膠囊，但隨著海洋污染的增加，亦有重金屬污染的可能。因此對(duì)上述兩種空心膠囊中的常見(jiàn)重金屬，如鉻、銅、鉛進(jìn)行檢測(cè)極為重要[1]。目前，用于空心膠囊中常見(jiàn)重金屬元素的分析方法較多，但方法各有利弊。如原子吸收分光光度法不能同時(shí)檢測(cè)多種金屬元素，且檢出限較高；原子熒光光譜法靈敏度較好、但儀器穩(wěn)定性較差，且線性范圍較窄；而電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）則可以克服上述方法的缺點(diǎn)[2]，主要表現(xiàn)在靈敏度高，線性范圍良好，方法精密度高，分析速度快且能同時(shí)測(cè)定多種元素等優(yōu)點(diǎn)。但空心膠囊基質(zhì)相對(duì)復(fù)雜，目前多采用強(qiáng)酸及氧化劑，并通過(guò)微波消解試樣，進(jìn)一步采用ICP-MS對(duì)常見(jiàn)重金屬元素進(jìn)行檢測(cè)[3]。本文擬采用微波消解結(jié)合ICP-MS比較海藻多糖和明膠空心膠囊中的鉻、銅、鉛檢測(cè)結(jié)果。

1 材料

1.1 實(shí)驗(yàn)試劑與空心膠囊樣品 鉻、銅、鉛三種單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(1000μg/mL)均購(gòu)自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心；硝酸、過(guò)氧化氫均為超高純?cè)噭?，?gòu)自美國(guó)Sigma-Aldrich公司膠囊劑，水為超純水，受試用明膠空心膠囊和海藻多糖空心膠囊均為市售品，各類空心膠囊均采購(gòu)3批，用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

1.2 儀器 安捷倫7500CX電感耦合等離子體質(zhì)譜（Agilent 7500CX ICP-MS，美國(guó)），美國(guó)CEM公司產(chǎn)高壓微波消解儀（含Mars6-Express內(nèi)管），超純水機(jī)（美國(guó)Millipore公司），BSA224S-CW電子分析天平（美國(guó)賽多利斯科學(xué)儀器有限公司），Sorvall Legend Micro 21R臺(tái)式微量高速冷凍離心機(jī)（美國(guó)Thermo公司），小型藥材粉碎機(jī)（廣州興榮機(jī)械制造有限公司）。

附表1 元素同位素及內(nèi)標(biāo)元素的選擇

附表2 3種重金屬元素的線性范圍、回歸方程及回歸系數(shù)

附表3 加樣回收率實(shí)驗(yàn)（n=6,μg/g）

附表4 不同批次、不同類型空心膠囊中Cr，Cu和Pb的含量（μg/g）

2 方法

2.1 樣品前處理 取上述6批空心膠囊，壓碎后，置于小型藥材粉碎機(jī)，打碎，過(guò)篩后留存?zhèn)溆谩＞芊Q取上述空心膠囊粉末1.0g，置于干凈的消解罐（聚四氟乙烯）中，加入硝酸8mL，過(guò)氧化氫2mL，振蕩，混勻，預(yù)消解1h后，置于微波消解儀內(nèi)，按消解程序進(jìn)行消解：5min內(nèi)升溫至100℃，保持5min；5min升溫至150℃，保持10min；10min升溫至180℃，保持30min；之后冷卻，排風(fēng)，消解完成。待消解完全（肉眼觀察未見(jiàn)顆粒）后，將消解內(nèi)罐放置于趕酸裝置中，在140℃下，緩緩加熱1h，冷卻后，將剩余溶液轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中，消解內(nèi)罐用2%硝酸多次洗滌，轉(zhuǎn)移至量瓶中并定容至刻度線，搖勻，作為供試品溶液?？瞻兹芤褐苽溥^(guò)程中，不加入膠囊粉末，其余步驟與供試品溶液制備法相同。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制及標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備 精密移取鉻（Cr）、銅（Cu）、鉛（Pb）標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液各1.0mL于100mL容量中，加入2%硝酸稀釋并定容，進(jìn)一步稀釋至Cr、Cu、Pb濃度分別為10μg/mL、8μg/mL、4μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液。采用相同方法逐級(jí)稀釋，制備其系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，標(biāo)準(zhǔn)曲線的空白采用2%硝酸作為空白溶液。本實(shí)驗(yàn)中的內(nèi)標(biāo)選擇的是Ge和Ti的同位素內(nèi)標(biāo)，該單物質(zhì)溶液購(gòu)自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心，內(nèi)標(biāo)溶液亦采用2%硝酸溶液制備，濃度為50ng/mL。

2.3 儀器工作條件 本實(shí)驗(yàn)中，儀器設(shè)置條件如下：射頻發(fā)生器功率：1600W；等離子氣流量：16.0L/min；載氣流量：0.8L/min；蠕動(dòng)泵0.25r/s；輔助氣流量：1.2L/min；數(shù)據(jù)采樣模式：跳峰采集模式；采樣深度：15mm；重復(fù)次數(shù)：2次；掃描次數(shù)：100次。實(shí)驗(yàn)前用調(diào)諧液調(diào)整儀器靈敏度、分辨率等指標(biāo)，經(jīng)優(yōu)化各儀器參數(shù)后，編輯測(cè)定方法，分別測(cè)定試劑空白、標(biāo)準(zhǔn)曲線用樣品和6批待測(cè)樣品溶液。根據(jù)現(xiàn)行回歸方程計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3 結(jié)果與討論

3.1 ICP-M條件優(yōu)化 在本實(shí)驗(yàn)中，筆者采用質(zhì)譜調(diào)諧溶液對(duì)質(zhì)譜性能相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行了優(yōu)化，主要考察儀器的靈敏度、噪音干擾、雙電荷以及質(zhì)譜分辨率，在次基礎(chǔ)上，確立了儀器先關(guān)參數(shù)的設(shè)定值：主要參數(shù)如2.3項(xiàng)下“儀器工作條件”所示。為提高儀器檢測(cè)的靈敏度，筆者還選擇了Cr、Cu、Pb各自具有最大豐度的同位素。此外，為了避免重疊干擾的同位素對(duì)方法準(zhǔn)確性的影響，通常還需要加入內(nèi)標(biāo)元素來(lái)消除上述干擾。在本實(shí)驗(yàn)中，筆者選擇的同位素和內(nèi)標(biāo)元素如附表1所示。

3.2 稱樣量及微波消解條件的優(yōu)化 實(shí)驗(yàn)前，首先對(duì)樣品進(jìn)行了打粉及過(guò)篩，這樣在后續(xù)消解過(guò)程中，可對(duì)樣品進(jìn)行充分消解。在選擇稱樣量時(shí)，筆者分別對(duì)0.25g，0.5g，1.0g和2.0g的樣品粉末進(jìn)行了考察，結(jié)果表明1.0g的樣品即可消解完全，且質(zhì)譜響應(yīng)亦符合要求。最終筆者選擇的稱樣量為1.0g。在消解程序中，筆者在180℃時(shí)，保持了30min，主要考慮的是能保證消解完全，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明在此溫度下，最終的消解液中未見(jiàn)明顯顆粒。

3.3 線性關(guān)系及定量限 Cr，Cu和Pb這3種重金屬的回歸方程和相關(guān)系數(shù)見(jiàn)附表2所示。同時(shí)我們考察了方法的線性范圍和最低定量限，結(jié)果見(jiàn)附表2。數(shù)據(jù)表明本法線性關(guān)系良好。進(jìn)一步考察本法的最低定量限（S/N>10），Cr，Cu和Pb的定量下限分別為0.2ng/mL、0.08ng/mL和0.15ng/mL，符合筆者后續(xù)的研究要求。

3.4 加樣回收率和精密度 筆者在空白膠囊粉末中，分別加入高、中、低3個(gè)濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，依照上述前處理方法處理后，重復(fù)測(cè)定6次，并計(jì)算回收率(見(jiàn)附表3)。結(jié)果表明，其回收率在93.17%～111.24%之間，同時(shí)其標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）在9.37%以內(nèi)，符合測(cè)定要求。

3.5 樣品分析 按照上述實(shí)驗(yàn)方法，筆者測(cè)定三批，不同材質(zhì)的空心膠囊中的3種重金屬的含量，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)附表4，結(jié)果表明，在不同批次的膠囊中，上述三種重金屬元素的含量均未超過(guò)規(guī)定值的上限，即Cr含量不大于2μg/g，重金屬含量不大于40μg/g。同時(shí)，從附表4中可以發(fā)現(xiàn)，海藻多糖型空心膠囊的重金屬含量顯著小于明膠型膠囊。

4 結(jié)論

本文建立了一種微波消解法前處理不同類型空心膠囊樣品的方法，同時(shí)利用電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定其中3種常見(jiàn)重金屬的含量。本法方法較為簡(jiǎn)便、快速，且專屬性、精密度、準(zhǔn)確度高，可滿足于空心膠囊中3種重金屬元素的測(cè)定要求，為相關(guān)生產(chǎn)常見(jiàn)提供質(zhì)控依據(jù)，亦可為藥品制劑或保健品生產(chǎn)企業(yè)在采購(gòu)膠囊時(shí)提供方法參考。