微波消解-ICP-MS法測定壯藥美巧杯中5種重金屬的含量

廣西柳州食品藥品檢驗所，廣西 柳州 545006

鉛、鎘、砷、汞、銅是目前公認對人體有害的重金屬元素，在人體內(nèi)蓄積至一定量時可引起免疫系統(tǒng)障礙和多種功能損害，并影響人體的新陳代謝及正常的生理功能[1-3]。而壯藥中重金屬的含量問題已是確保壯藥“安全、有效、可控”的首要問題之一。然而由于環(huán)境污染加劇，藥材種植常使用大量化肥、農(nóng)藥等，導致壯藥重金屬含量超標較為常見。因此建立一種快速、簡便、準確、環(huán)保的壯藥中重金屬的測定方法十分必要。

重金屬元素的測定方法主要有原子吸收光譜法[4-5]、原子熒光法[6-8]、電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-AES)[9-12]、電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)[13-16]、X 射線熒光光譜法[17]等。其中ICP-MS法克服了傳統(tǒng)方法的大多缺點，具有較高的靈敏度，干擾小，可同時快速測定多種元素的優(yōu)點，目前應用較廣泛。本試驗采用微波消解-ICP-MS法同時測定壯藥美巧杯中鉛、鎘、砷、汞、銅5種重金屬的含量，不但可作為壯藥材美巧杯重金屬安全性評價的依據(jù)，而且可為壯藥美巧杯臨床用藥的安全提供參考。

1 儀器與材料

1.1 儀器 電子分析天平(瑞士Mettler AE240)，7700型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(美國Agilent公司)，Multiwate3000高性能微波樣品制備儀(奧地利Anton Paar公司)。

1.2 材料 鉛、鎘、砷、汞、銅元素標準溶液濃度均為1000μg/ml，購于國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院及中國計量科學研究院;內(nèi)標混合液濃度為100μg/ml，由美國Agilent公司提供，使用前用一級純化水稀釋100倍；過氧化氫、硝酸均為優(yōu)級純；水為純化水。

10批美巧杯樣品均收集于廣西，其原植物經(jīng)本所黃桂華副主任藥師鑒定為大戟科植物白桐樹Claoxylonpolot(Burm.) Merr.[C.Indicum(Reinew. ex Blume) Hassk.]，樣品批號、收集地點為：20101102(廣西隆安縣龍虎山)；20101124(廣西南寧高峰林場)；20110506(廣西南寧市郊雙定村)；20110513(廣西隆安縣龍虎山自然保護區(qū))；20101125(廣西隆安縣屏山鄉(xiāng)雅力村)；20101126(廣西大新縣全茗鎮(zhèn)靈熬村)；20110221(廣西靖西縣)；20110310(廣西柳江縣)；20110325(廣西金秀縣)；20110326(廣西三江縣)。

2 方法與結(jié)果

2.1 供試品溶液的制備 稱取供試品粉末0.5g置消解罐中，精密加入5ml硝酸、2ml過氧化氫，蓋好安全閥后，將消解罐放入消解系統(tǒng)中，按照表1設置微波消解條件消解樣品，消解完畢后，用一級純化水將內(nèi)容物轉(zhuǎn)入50ml量瓶中并定容至刻度，混勻。同法制備試劑空白溶液。

表1 微波消解條件

2.2 儀器參數(shù)條件 ICP-MS儀器的工作參數(shù)為儀器全自動調(diào)諧優(yōu)化給出，滿足儀器安裝標準要求的靈敏度、背景、氧化物、雙電荷、穩(wěn)定性等各項指標，經(jīng)調(diào)諧后的儀器參數(shù)設置如表2所示。

表2 ICP-MS的儀器操作條件及參數(shù)

2.3 方法學考察

2.3.1 內(nèi)標及同位素的選擇 試驗內(nèi)標及待測元素同位素的選擇依照2010年版《中國藥典》(一部)規(guī)定的方法[18]，選63Cu、75As、114Cd、202Hg 、208Pb及作為待測同位素，其中所選72Ge作為63Cu、75As的內(nèi)標元素，115In作為114Cd的內(nèi)標元素，209Bi作為202Hg 、208Pb的內(nèi)標元素。

2.3.2 標準曲線的制定及檢出限的確定 分別量取鉛、鎘、砷、汞、銅元素標準溶液適量，用10%硝酸溶液(V/V)逐級稀釋成含Pb、Cd、As濃度為0、2.5、5、10、20ng/ml；Cu濃度為0、50、100、200、400ng/ml；Hg濃度為0、0.5、1、2、5ng/ml的混合標準溶液系列。以相應元素的濃度為橫坐標，以相應元素與所選內(nèi)標元素響應值比——相應離子每秒計數(shù)值(CPS)比為縱坐標，繪制標準曲線。重復測定空白溶液11次，得出5種元素的檢出限。各元素的回歸方程和檢出限見表3。

表3 5種元素的回歸方程和檢出限

2.3.3 精密度試驗 將混合標準品溶液(Pb、Cd、As各2.5ng/ml，Hg 0.5ng/ml，Cu 50ng/ml)，連續(xù)進6針，計算RSD分別為：2.5%、1.63%、2.62%、3.6%、3.25%。

2.3.4 重復性試驗 取樣品批號為20101102的供試品溶液，平行測定6次，計算RSD分別為：6.72%、2.34%、4.92%、8.23%、3.15%。

2.3.4 回收率試驗 取已知含量的樣品(批號為20101102)粉末6份，每份0.5g,分別置消解罐中，精密加入鉛、砷標準溶液各0.5μg、鎘標準溶液0.25μg、銅標準溶液10μg、汞標準溶液0.015μg及5ml硝酸、2ml過氧化氫，蓋好安全閥后，將消解罐放入消解系統(tǒng)中，按照表1設置微波消解條件消解樣品，消解完畢后，用一級純化水將內(nèi)容物轉(zhuǎn)入50ml量瓶中并定容至刻度，混勻，即得。各元素平均回收率見表4。

表4 回收率測定結(jié)果(n=6)

2.3.5 標準物質(zhì)茶葉(GBW10016)的分析 取國家標準物質(zhì)茶葉(GBW10016)6份，按“2.1”項下的方法操作，對鉛、鎘、砷、汞、銅元素含量進行測定，結(jié)果見表5。

表5 標準物質(zhì)測定結(jié)果

2.4 樣品測定 精密稱取10批次的樣品，按“2.1”項下的方法制備樣品溶液，用ICP-MS在“2.2”項下的條件進行檢測，結(jié)果見表6。

表6 樣品分析結(jié)果

注：“-”表示未檢出

檢測結(jié)果表明，廣西不同地區(qū)采集到的樣品鉛、鎘、砷、汞、銅的含量除有1批鎘超出藥典規(guī)定的限量外，其他均低于2010年《中國藥典》(一部)對藥材中重金屬的規(guī)定(鉛≤5mg/kg、鎘≤0.3mg/kg、砷≤2mg/kg、汞≤0.2mg/kg、銅≤20mg/kg)[18]?？赡芘c當?shù)氐耐寥馈⒖諝?、水質(zhì)等環(huán)節(jié)有關(guān)，在不同地區(qū)美巧杯之間的重金屬含量存在有不同程度的差異，如鎘元素，含量相差10倍以上，下一步我們將根據(jù)不同地區(qū)重金屬的差異，進一步研究建立不同產(chǎn)地美巧杯的元素特征圖譜。

3 討論

壯藥是我國西南地區(qū)代表性的地方特色藥，其影響力甚至跨出國門，越南老撾等國家醫(yī)藥體系均受壯藥的深遠影響，現(xiàn)廣西自治區(qū)政府也正致力于在廣西乃至全國推廣壯藥，廣西自治區(qū)食品藥品監(jiān)督管理局也積極響應政府的號召，積極組織各個單位與專家編寫相關(guān)的壯藥質(zhì)量標準，壯藥美巧杯現(xiàn)收載于《廣西食品藥品監(jiān)督管理局廣西壯藥質(zhì)量標準(第二卷)》[19]。但由于環(huán)境的污染以及藥材種類自身的特點，某些壯藥中可能含有較高的鉛、鎘、砷、汞、銅等有害元素，壯藥中有害元素的污染已嚴重影響了壯藥的發(fā)展。

微波消解通過樣品在密閉容器中吸收微波能量，同時獲得高溫與高壓來達到消解有機物的目的，消解速度比干法灰化和一般的濕法消解快數(shù)倍[20]，并且具有試劑用量少，引入污染少，操作簡便、樣品消解完全、可實現(xiàn)無人看守、降低勞動強度及改善工作環(huán)境的優(yōu)點。

采用ICP-MS測定壯藥美巧杯中的鉛、鎘、砷、汞、銅，以內(nèi)標元素補償基體效應和信號漂移，靈敏度高，干擾小，具有良好的準確度和精密度，結(jié)果較為滿意，能準確、快速測定壯藥美巧杯中的鉛、鎘、砷、汞、銅含量，對于制定該藥材的重金屬限量標準，保障美巧杯用藥安全性提供參考，具有重要意義。

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