微波消解-ICP-MS法測定中鏈甘油三酸酯中銅、鉛、鉻、鎳、錫

曹 璨

(遼寧省分析科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110015)

自“毒膠囊”事件以來，藥品安全問題受到了社會各界的廣泛關(guān)注。中鏈甘油三酸酯又稱中鏈脂肪酸甘油三酯(MCT)，是碳鏈長度為6～12個(gè)碳原子的脂肪酸甘油三酯。甘油三酯是人體的脂肪成分，會根據(jù)身體所需而分解，作為生命活動(dòng)的熱量源來加以利用。由于MCT碳鏈短，乳化穩(wěn)定性和溶解性都優(yōu)于普通油脂，在水相與油相之間也有較好的溶解性和互溶性，所以在食品添加劑中常作為乳化劑使用，在人體消化吸收、生理特性、營養(yǎng)藥理學(xué)等方面有著顯著的生理特性。這類產(chǎn)品在化妝品、藥品、特殊營養(yǎng)食品等方面有著廣泛應(yīng)用[1-4]。尤其是作為藥品，MCT已被列入美、日、英等國家的藥物叢書中，應(yīng)用于吸收不良、抑制肥胖、降低血清膽甾醇、早產(chǎn)嬰兒哺乳等方面。

MCT的天然產(chǎn)量不高，主要存在于椰子油或棕櫚仁油中，提取工藝復(fù)雜[5]。多年來，我國這類產(chǎn)品主要依靠進(jìn)口，近幾年才可以部分生產(chǎn)[6-7]。國家藥品監(jiān)督管理局對藥用中鏈甘油三酸酯的質(zhì)量控制比較嚴(yán)格，其中金屬元素銅、鉛、鉻、鎳、錫的限量指標(biāo)為0.000 01%或以下(鉻限量為0.000 005%)。因MCT穩(wěn)定性好、不易消解、檢測比較困難，對其進(jìn)行鑒定和有害成分分析的報(bào)道較少?，F(xiàn)有的分析方法僅為國家藥品監(jiān)督管理局內(nèi)部提供的標(biāo)準(zhǔn)方法，即MIBK溶解-原子吸收光譜法，且沒有給出合適的儀器條件。常用的火焰原子吸收光譜法(FAAS)[8]受靈敏度的限制，無法滿足限量要求；石墨爐原子吸收光譜法(GFAAS)[9-10]的基體干擾大、灰化損失率高，且對石墨管的損耗較大；電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-AES)[11]雖然在有機(jī)進(jìn)樣上有很大優(yōu)勢，但測定鉛和錫元素時(shí)的方法檢出限較高，很難一次完成測定；電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)具有檢出限低、線性范圍寬、靈敏度高、快速簡便、一次可測定多種元素等優(yōu)點(diǎn)[12-14]，在很大程度上可以彌補(bǔ)其他光譜類儀器的不足，也可直接用于有機(jī)進(jìn)樣[15-16]，但由于MCT粘度較大，直接進(jìn)樣對儀器的要求較高，易造成錐孔堵塞。

微波消解技術(shù)作為一種新興的前處理手段，具有污染少、損失少、消解效果好、效率高等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于食品、藥品、化工產(chǎn)品等領(lǐng)域。本研究擬采用微波消解進(jìn)行前處理，ICP-MS法測定中鏈甘油三酸酯中的銅、鉛、鉻、鎳、錫元素，旨在為該藥品的檢測提供快速、簡便、準(zhǔn)確的分析方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器

Agilent7700x電感耦合等離子體質(zhì)譜儀：美國Agilent公司產(chǎn)品，配有八極桿碰撞/反應(yīng)池，Agilent7700 MassHunter工作站；Mars6微波消解儀：美國CEM公司產(chǎn)品，配有Xpress plus消解罐，配套趕酸板；AE-240電子天平：瑞士Mettler Toledo公司產(chǎn)品；Milli-Q純水儀：美國Millipore公司產(chǎn)品。

1.2 試劑

銅、鉛、鉻、鎳、錫標(biāo)準(zhǔn)儲備液(1 000 mg/L，編號分別為GBW08615、GBW08619、GBW08614、GBW08618、GBW(E)080355)：由中國計(jì)量科學(xué)研究院提供；內(nèi)標(biāo)混合溶液5188-6525(Bi、Ge、In、6Li、Lu、Rh、Sc、Tb，濃度均為100 mg/L)，調(diào)諧液(Li、Y、Ce、Tl、Co，濃度均為10 μg/L)：美國Agilent公司產(chǎn)品；硝酸、30%過氧化氫(優(yōu)級純)：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品；中鏈甘油三酸酯樣品：德國SASOL公司產(chǎn)品。所有標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品的制備用水均為Milli-Q超純水(電阻率>18 MΩ·cm)。

分別準(zhǔn)確移取10 mL銅、鉛、鉻、鎳、錫標(biāo)準(zhǔn)儲備液至100 mL容量瓶中，用1%硝酸定容，配制成100 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)中間液；使用前將上述各元素的混合標(biāo)準(zhǔn)中間液用1%硝酸逐級稀釋，配制成0.1 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)中間液；移取0.5 mL內(nèi)標(biāo)混合溶液，用1%硝酸定容至100 mL，配制成內(nèi)標(biāo)使用液(Bi、Ge、In，濃度均為500 μg/L)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 準(zhǔn)確移取一定體積的0.1 mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，用1%硝酸稀釋成銅、鉛、鉻、鎳、錫濃度分別為0、0.5、1、5、10、30 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液系列。

1.3.2儀器條件的優(yōu)化 用調(diào)諧液調(diào)試儀器，自動(dòng)校準(zhǔn)矩管位置，對電感耦合等離子體參數(shù)、質(zhì)譜儀參數(shù)和測量參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，使靈敏度和分辨率達(dá)到最佳狀態(tài)，其工作條件列于表1。

1.3.3樣品處理 準(zhǔn)確稱取0.5 g樣品于微波消解罐內(nèi)杯中，加入8 mL硝酸和2 mL 30%過氧化氫，蓋上內(nèi)塞，靜置過夜，進(jìn)行預(yù)消解，微波消解程序列于表2，擰緊外蓋后按此程序進(jìn)行消解。消解完成待冷卻至室溫后，將內(nèi)杯敞口放置恒溫加熱的趕酸板中，150 ℃趕酸至溶液剩余1 mL左右，停止加熱；冷卻后轉(zhuǎn)移至10 mL容量瓶中，用水定容后搖勻；同時(shí)進(jìn)行試劑空白實(shí)驗(yàn)。

1.3.4樣品測定 在優(yōu)化的儀器條件下，在線加入內(nèi)標(biāo)，對混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列和樣品溶液進(jìn)行測定。

表1 優(yōu)化的ICP-MS工作條件Table 1 The optimized parameters of ICP-MS system

表2 微波消解程序Table 2 The procedure of microwave digestion

2 結(jié)果與討論

2.1 微波消解條件的選擇

在微波消解中經(jīng)常使用硝酸-過氧化氫體系，針對不同樣品二者的配比略有不同，消解溫度和消解時(shí)間也不同。分別稱取6份樣品，加入10 mL硝酸和2 mL 30%過氧化氫后，靜置過夜。設(shè)定1、2、3號樣品的最高消解溫度為180 ℃、190 ℃和200 ℃，保持時(shí)間為10 min。實(shí)驗(yàn)表明：1、2號溶液渾濁；3號溶液基本澄清，略有絮狀渾濁。設(shè)定4、5、6號樣品的保持時(shí)間分別為180 ℃、5 min，200 ℃、15 min；180 ℃、10 min，200 ℃、15 min；180 ℃、10 min，200 ℃、20 min。實(shí)驗(yàn)表明，6號樣品完全澄清，消解效果最好。為減小試劑空白和試劑用量，再稱取3份樣品(7、8、9號)，加入(硝酸+30%過氧化氫)體積配比分別為(9+2)mL、(9+1)mL、(8+2)mL的溶液，靜置過夜。按上述微波消解條件處理后，其中7、9號樣品均得到澄清溶液，因此選擇8 mL硝酸和2 mL 30%過氧化氫作為本實(shí)驗(yàn)的消解體系。

2.2 內(nèi)標(biāo)元素的選擇

選擇內(nèi)標(biāo)元素的兩個(gè)主要依據(jù)是：1)化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)(主要是指質(zhì)量數(shù))與待測元素相近；2)樣品中不得含有此元素。Bi、Ge、In是常用的內(nèi)標(biāo)元素，進(jìn)樣同時(shí)在線引入內(nèi)標(biāo)溶液，以校正標(biāo)準(zhǔn)溶液和待測溶液基體差異造成的待測元素響應(yīng)值的偏差。經(jīng)插值法比較和內(nèi)標(biāo)元素回收率校正，各元素的分析質(zhì)量數(shù)和相應(yīng)內(nèi)標(biāo)元素列于表3。

表3 各元素的分析質(zhì)量數(shù)和內(nèi)標(biāo)元素Table 3 Analyzed mass and internal standards of the elements

2.3 積分時(shí)間的選擇

錫元素的激發(fā)能較高，信號不穩(wěn)定，因此選擇積分時(shí)間為0.99 s，其他元素則為0.30 s。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限

ICP-MS的線性范圍廣，可以達(dá)到4～5個(gè)數(shù)量級。本樣品的有害元素含量較低，不需要太大的濃度跨度，因此選擇0～30 μg/L范圍做標(biāo)準(zhǔn)曲線，在此范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)r在0.999 4～0.999 9之間。按照IUPAC規(guī)定，在優(yōu)化條件下，對樣品空白溶液測定11次，用每個(gè)元素3倍響應(yīng)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以校準(zhǔn)曲線斜率得到該元素的檢出限。線性范圍、標(biāo)準(zhǔn)曲線方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限列于表4。

2.5 方法精密度和回收率

平行稱取6份樣品，按實(shí)驗(yàn)方法在最優(yōu)條件下進(jìn)行6次獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，測量結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD即為方法精密度。另平行稱取9份樣品，分別加入高、中、低3個(gè)濃度水平的標(biāo)準(zhǔn)溶液各3份，測定加標(biāo)回收率，結(jié)果列于表5。

2.6 方法準(zhǔn)確度

用選定的方法測定國家一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)雞肉GBW10018中的痕量有害元素，測定值與標(biāo)準(zhǔn)值相吻合，測定結(jié)果列于表6。

2.7 實(shí)際樣品的測定

用選定的方法測定藥品使用廠商送檢的兩批中鏈甘油三酸酯樣品，測定結(jié)果列于表7。在兩批樣品的測定中，方法的RSD為0.64%～5.7%。

表4 線性范圍、標(biāo)準(zhǔn)曲線方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限Table 4 Linearity ranges, standard curve equations, correlation coefficients and detection limits

表5 方法精密度和回收率Table 5 Precisions and recoveries of the method

表6 標(biāo)準(zhǔn)雞肉GBW10018的準(zhǔn)確度測定結(jié)果Table 6 Results of accuracy experiments with the reference

表7 實(shí)際樣品測定結(jié)果Table 7 Results of elements in MCTs

3 結(jié)論

本研究建立了微波消解-ICP-MS測定中鏈甘油三酸酯中銅、鉛、鉻、鎳、錫5種痕量有害元素的分析方法，優(yōu)化了微波消解條件和儀器參數(shù)，對分析質(zhì)量數(shù)和內(nèi)標(biāo)元素進(jìn)行了選擇，并進(jìn)行了方法學(xué)考證。結(jié)果表明：方法在0～30 μg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)r在0.999 4～0.999 9之間；方法檢出限為0.013～0.057 μg/kg，方法精密度為1.2%～6.7%。采用加標(biāo)回收率和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測定兩種方法的準(zhǔn)確度，加標(biāo)回收率為94.0%～110.0%，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測定值與標(biāo)準(zhǔn)值沒有顯著差異。微波消解-ICP-MS法具有簡便、準(zhǔn)確、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，適用于中鏈甘油三酸酯中銅、鉛、鉻、鎳、錫有害元素的測定，為中鏈甘油三酸酯的質(zhì)量監(jiān)督提供了新的檢測方法，也可為國家藥品監(jiān)督管理局監(jiān)管藥用中鏈甘油三酸酯的質(zhì)量控制提供支持。

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