ICP-MS法同時測定廣西白背葉藥材中30種微量元素的含量Δ

張 贊，張 慧，朱 斌（廣西壯族自治區(qū)食品藥品檢驗所，南寧 530021）

ICP-MS法同時測定廣西白背葉藥材中30種微量元素的含量Δ

張 贊＊，張 慧，朱 斌（廣西壯族自治區(qū)食品藥品檢驗所，南寧 530021）

目的：建立同時測定廣西白背葉藥材中30種微量元素含量的方法。方法：采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法。射頻功率為1 550 W，采樣深度為10 mm，載氣流速為1.05 L/min，霧化室溫度為2℃，蠕動泵頻率為0.10 rps，碰撞模式為氦，氣流量為4.2 mL/min。結果：鋁、釩、鉻、錳、鐵、鎳、銅、鋅、鎵、砷、銣、鉬、鎘、銻、銫、鋇、鑭、鈰、鐠、釹、銪、釓、鏑、鈥、鉺、镥、汞、鉈、鉛、鈾檢測質(zhì)量濃度線性范圍分別為10～1 000 ng/mL（r＝0.999 9）、0.1～5 ng/mL（r＝0.999 9）、0.1～5 ng/mL（r＝0.999 9）、10～1 000 ng/mL（r＝0.999 9）、10～1 000 ng/mL（r＝0.999 9）、0.1～5 ng/mL（r＝0.999 7）、0.5～100 ng/mL（r＝0.999 7）、1～500 ng/mL（r＝0.999 8）、1～100 ng/mL（r＝0.999 7）、0.5～50 ng/mL（r＝0.999 9）、0.5～50 ng/mL（r＝0.999 9）、0.1～10 ng/mL（r＝0.999 9）、0.1～10 ng/mL（r＝0.999 9）、0.1～10 ng/mL（r＝0.999 9）、0.1～10 ng/mL（r＝0.999 9）、1～500 ng/mL（r＝0.999 9）、0.1～10 ng/mL（r＝0.999 9）、0.1～10 ng/mL（r＝0.999 9）、0.1～10 ng/mL（r＝0.999 9）、0.1～10 ng/mL（r＝0.999 8）、0.1～10 ng/mL（r＝0.999 9）、0.1～10 ng/mL（r＝0.999 9）、0.1～10 ng/mL（r＝0.999 9）、0.1～10 ng/mL（r＝0.999 9）、0.1～10 ng/mL（r＝0.999 9）、0.1～10 ng/mL（r＝0.999 8）、0.1～5 ng/mL（r＝0.998 4）、0.1～10 ng/mL（r＝0.999 9）、0.5～100 ng/mL（r＝0.999 7）、0.1～10 ng/mL（r＝0.999 9），定量限≤0.44 mg/kg，檢測限≤0.11 mg/kg；精密度、穩(wěn)定性、重復性試驗的RSD≤10.0%；加樣回收率為80.45%～116.68%（RSD為0.47%～5.83%，n＝6）。藥材樣品中Mn、Ba、Fe、Al的含量最高。結論：該方法操作簡便，精密度、穩(wěn)定性、重復性好，可用于廣西白背葉藥材中30種微量元素含量的同時測定；藥材中有害元素的含量符合國家相關標準。

白背葉；電感耦合等離子體質(zhì)譜法；微量元素；含量

白背葉是廣西民間常用草藥，為大戟科植物白背葉Mallotus apelta（Lour.）Muell-Arg.的干燥葉，具有清熱、利濕、止痛、解毒、止血等功效[1]。以其為原料入藥的中成藥有經(jīng)血寧膠囊、肝友膠囊、調(diào)經(jīng)片等，臨床效果顯著，而白背葉藥材的質(zhì)量直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。隨著工業(yè)化的快速發(fā)展以及藥用植物防蟲害技術的不規(guī)范，中藥材中重金屬污染日益嚴重[2]。由于重金屬元素對人體有明顯傷害，國內(nèi)外越來越重視中藥材中重金屬的限量問題，而植物類藥材是中藥材最重要的組成部分，其中全草類、地上部分、葉類中藥材中重金屬量普遍較高[3]?，F(xiàn)代研究表明，中草藥的療效除與中草藥本身所含的化學成分有關外，所含微量元素的含量與形態(tài)將影響其藥理活性、毒理和生物利用度，微量元素作為中藥藥性物質(zhì)基礎的重要組成部分，與中藥材的藥性、藥效乃至安全性密切相關。因此，微量元素的準確測定對藥效研究、中藥攝入的安全性問題以及有害元素限量標準的制定均有著十分重要的意義。近年來，電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）由于具有全元素測定的優(yōu)勢，已廣泛應用于中藥材的元素含量分析[4-7]。筆者采用微波消解技術，利用ICP-MS法對廣西白背葉藥材中鋁（Al）、釩（V）、鉻（Cr）、錳（Mn）、鐵（Fe）、鎳（Ni）、銅（Cu）、鋅（Zn）、鎵（Ga）、砷（As）、銣（Rb）、鉬（Mo）、鎘（Cd）、銻（Sb）、銫（Cs）、鋇（Ba）、鑭（La）、鈰（Ce）、鐠（Pr）、釹（Nd）、銪（Eu）、釓（Gd）、鏑（Dy）、鈥（Ho）、鉺（Er）、镥（Lu）、汞（Hg）、鉈（Tl）、鉛（Pb）、鈾（U）30種微量元素進行了測定，以提高白背葉藥材的質(zhì)量控制水平，保障臨床用藥安全。

1 材料

1.1 儀器

8800X型 ICP-MS儀（美國Agilent公司）；Multiwave PRO型微波消解儀（奧地利Anton Paar公司）；CP224S型電子分析天平（德國Sartorius公司）。

1.2 試劑

Ag、Al、As、Ba、Be、Ca、Cd、Co、Cr、Cs、Cu、Fe、Ga、K、Li、Mg、Mn、Na、Ni、Pb、Rb、Se、Sr、Tl、U、V、Zn多元素混合標準品溶液（批號：1-78MKBYZ），Hg單元素標準品溶液（批號：8-45HGYZ），Li、Sc、Ge、Y、In、Tb、Bi混合內(nèi)標溶液（批號：1-39MKBYZ）均購自上海安譜實驗科技股份公司，質(zhì)量濃度均為10 μg/mL；Mo、Sb、La、Ce、Pr、Nd、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Lu單元素標準品溶液（中國計量科學研究院，批號分別為14011、14051、13001、13051、1412、1412、14031、14001、14001、14001、14001、14041，Mo、Sb 質(zhì)量濃度：100 μg/mL，La、Ce、Pr、Nd、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Lu質(zhì)量濃度：1 000 μg/mL）；硝酸、鹽酸均為優(yōu)級酸；水為去離子水。

1.3 藥材

白背葉對照藥材由廣西金秀圣堂制藥有限公司提供（來源于廣西南寧，編號：S1），經(jīng)廣西食品藥品檢驗所韋家福副主任藥師鑒定為真品，標本存放于廣西食品藥品檢驗所中藥標本室；白背葉藥材樣品另從廣西玉林藥材市場購買，鮮品干燥（編號：S2）。

2 方法與結果

2.1 質(zhì)譜條件

射頻功率：1 550 W；采樣深度：10 mm；載氣流速：1.05 L/min；霧化室溫度：2 ℃；蠕動泵頻率：0.10 rps；碰撞模式：氦；氣流量：4.2 mL/min。

2.2 溶液的制備

2.2.1 標準品溶液 精密量取“1.2”項下混合標準品溶液和除Hg外各單元素標準品溶液各適量，置于10 mL量瓶中，分別加5%硝酸溶液稀釋，制成質(zhì)量濃度分別為0.1、0.5、1、2、5、10、20、50、100、200、500、1 000 ng/mL的系列混合標準品溶液；另精密量取Hg單元素標準品溶液適量，置于10 mL量瓶中，加5%硝酸溶液稀釋，制成質(zhì)量濃度為分別0.1、0.5、1、2、5 ng/mL的系列Hg標準品溶液。

2.2.2 供試品溶液 取藥材樣品細粉約0.2 g，精密稱定，置于消解罐中，加硝酸溶液6 mL，混勻，常溫靜置3 h后，置于微波消解儀中，按程序（壓力控制，爬升時間10 min，800 W保持5 min；爬升時間10 min，1 400 W保持20 min）進行消解，消解完畢后放冷，置于趕酸架上110℃趕酸2 h，放冷至室溫，置于25 mL量瓶中，加5%硝酸溶液定容，搖勻，即得。

2.2.3 空白對照溶液 缺藥材樣品，按“2.2.2”項下方法制備空白對照溶液。

2.3 線性關系考察

量取“2.2.1”項下系列標準品溶液適量，按“2.1”項下質(zhì)譜條件進樣測定，記錄離子信號相對強度。以待測元素質(zhì)量濃度（x，ng/mL）為橫坐標、離子信號相對強度（y）為縱坐標進行線性回歸?；貧w方程與線性范圍見表1。

2.4 定量限與檢測限考察

分別精密量取“2.2.3”項下空白對照溶液適量，并按“2.1”項下質(zhì)譜條件進樣測定，以連續(xù)測定空白對照溶液信號響應值的10倍標準偏差（10SD）對應的元素質(zhì)量濃度值作為定量限，以連續(xù)測定空白溶液信號響應值的3倍標準偏差（3SD）對應的元素質(zhì)量濃度值作為檢測限，詳見表1。

2.5 精密度試驗

取“1.2”項下標準品溶液各適量，按“2.1”項下質(zhì)譜條件連續(xù)進樣測定6次，記錄離子信號相對強度。結果，Al、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Rb、Mo、Cd、Sb、Cs、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Lu、Hg、Tl、Pb、U離子信號相對強度的RSD分別為0.84%、1.45%、1.37%、1.19%、0.55%、1.54%、1.15%、0.91%、1.29%、1.44%、1.32%、1.89%、2.07%、1.94%、2.74%、0.74%、2.66%、1.54%、2.15%、2.27%、3.14%、2.81%、2.69%、3.09%、2.92%、3.36%、2.06%、2.75%、0.96%、2.82%（n＝6），表明儀器精密度良好。

2.6 穩(wěn)定性試驗

取“2.2.2”項下供試品溶液（編號：S1）適量，分別于室溫下放置0、3、6、9、12、24 h 時按“2.1”項下質(zhì)譜條件進樣測定，記錄離子信號相對強度。結果，Al、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Rb、Mo、Cd、Sb、Cs、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Lu、Hg、Tl、Pb、U離子信號相對強度的RSD分別為1.6%、1.1%、1.8%、1.4%、1.2%、1.4%、1.0%、1.5%、1.8%、2.1%、1.6%、2.4%、1.5%、1.9%、2.1%、0.9%、1.0%、1.3%、1.8%、1.2%、1.7%、1.6%、1.2%、1.9%、1.5%、2.4%、1.7%、1.9%、0.9%、2.5%（n＝6），表明供試品溶液室溫放置24 h內(nèi)基本穩(wěn)定。

表1 回歸方程、線性范圍與定量限、檢測限Tab 1 Regression equations，linear ranges，quantitation limits and detection limits

2.7 重復性試驗

精密稱取藥材樣品（編號：S1）適量，按“2.2.2”項下方法制備供試品溶液，共6份，再按“2.1”項下質(zhì)譜條件進樣測定，記錄離子信號相對強度。結果，Al、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Rb、Mo、Cd、Sb、Cs、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Lu、Hg、Tl、Pb、U離子信號相對強度的RSD分別為3.2%、3.4%、6.5%、1.0%、3.4%、1.3%、0.9%、1.4%、1.5%、2.7%、2.0%、1.5%、1.4%、3.8%、5.7%、1.2%、1.2%、1.7%、2.3%、1.8%、2.6%、2.2%、1.3%、3.2%、1.7%、9.5%、2.4%、2.6%、1.0%、10.0%（n＝6），表明本方法重復性良好。

2.8 加樣回收率試驗

取已知含量藥材樣品（編號：S1）適量，共6份，分別加入一定量待測元素標準品溶液，按“2.2.2”項下方法制備供試品溶液，再按“2.1”項下質(zhì)譜條件進樣測定，記錄離子信號相對強度并計算加樣回收率，結果見表2。

表2 加樣回收率試驗結果（n＝6）Tab 2 Results of recovery tests（n＝6）

2.9 藥材樣品中微量元素的含量測定

取藥材樣品各適量，分別按“2.2.2”項下方法制備供試品溶液，再按“2.1”項下質(zhì)譜條件進樣測定，記錄離子信號相對強度并計算藥材樣品中30種微量元素的含量，結果見表3。

3 討論

2015年版《中國藥典》[8]和《藥用植物及制劑進出口綠色行業(yè)標準》[9]對中藥材中的5種微量元素制定了限度標準，分別為：Pb不得過5 mg/kg，Cd不得過0.3 mg/kg，As不得過2 mg/kg，Hg不得過0.2 mg/kg，Cu不得過20 mg/kg。經(jīng)分析，白背葉藥材樣品中該5種微量元素均符合國家標準，含量均在限度標準的一半以下，表明該藥材較安全。在我國，中藥材除以上5種微量元素外，其余微量元素限度均未制定國家標準。但由于某些微量元素雜質(zhì)的毒性、有害副作用以及對藥品穩(wěn)定性的影響，美國FDA對其控制越來越嚴格，2014年開始NF30版《美國藥典》第二增補版中微量元素雜質(zhì)新通則規(guī)定了制劑中微量元素雜質(zhì)限度，即體質(zhì)量50 kg的人每日口服、注射、吸入的允許接觸量，如Cu分別為1 000、100、70，Ni分別為500、50、1.5 μg，Mo分別為100、10、250，V分別為100、10、30 μg[10]。

表3 藥材樣品中微量元素測定結果（n＝3，mg/kg）Tab 3 Determination of trace elements in samples（n＝3，mg/kg）

本次分析涉及稀土微量元素10種，其中輕稀土微量元素為La、Ce、Pr、Nd、Eu，重稀土微量元素為Gd、Dy、Ho、Er、Lu。隨著人類活動的影響，稀土微量元素在土壤中的含量不斷提高，研究表明其對植物、動物和微生物會產(chǎn)生毒害作用，主要阻斷生物分子的必需功能基，置換金屬離子，阻斷酶的活性，進而影響農(nóng)作物（包括中藥材）的品質(zhì)，經(jīng)食物進入人體并對健康產(chǎn)生危害[11]。因此，對稀土微量元素的含量進行監(jiān)控也日益重要。

微量元素是中藥材的基本成分，可能是動植物組織結構的組成成分，也可能是中藥材發(fā)揮藥效的有效成分[12]。經(jīng)分析，白背葉藥材樣品中含量最高的5種元素為 Mn（1 045.1 mg/kg）＞Fe（261.4 mg/kg）＞Al（184.4 mg/kg）＞Ba（97.7 mg/kg）＞Zn（39.2 mg/kg）。地榆、槐花、三七、白及、茜草、艾葉、仙鶴草、炮姜等8種止血類中藥材中，含量最高的元素分別為Mn（97.351 6～719.162 1 mg/kg）、Fe（181.243 8～1 182.198 0 mg/kg）、Zn（17.552 0～51.550 0 mg/kg）[13]。金銀花、板藍根、百蛇舌草、青葉、垂盆草、半邊蓮、蚤休等7種清熱解毒類中藥材中，Zn、Mn、Fe含量較高[14]。常用跌打損傷中藥材中，止血、清熱解毒、止痛類的Mn含量均值較高，分別為146.9、130.9、125.4 mg/kg[15]。

筆者采用微波消解對樣品進行前處理，對微量元素進行提取，消解溶劑考察了硝酸、硝酸-雙氧水（6∶1，V/V）、硝酸-鹽酸（4∶1，V/V），消解后溶液均澄清透明無沉淀，所測得的微量元素含量無明顯差異，為簡化操作且硝酸干擾最小，優(yōu)先選用硝酸作為消解液。

綜上所述，本方法操作簡便，精密度、穩(wěn)定性、重復性好，可用于廣西白背葉藥材中30種微量元素含量的同時測定；藥材中有害元素的含量符合國家相關標準。

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Content Determination of 30 Kinds of Microelements in Mallotus apelta from Guangxi by ICP-MS

ZHANG Zan，ZHANG Hui，ZHU Bin（Guangxi Institute for Food and Drug Control，Nanning 530021，China）

OBJECTIVE：To establish a method for simultaneous determination of 30 kinds of microelements in Mallotus apelta from Guangxi.METHODS：ICP-MS method was adopted.The radio frequency power was 1 550 W，the sampling depth was 10 mm，the carrier gas velocity was 1.05 L/min，the atomizing chamber temperature was 2℃，and the peristaltic pump was 0.10 rps.The collision mode was He，and the gas flow rate was 4.2 mL/min.RESULTS：The linear ranges of aluminum，vanadium，chromium，manganese，iron，nickel，copper，zinc，gallium，arsenic，cadmium，antimony，molybdenum，rubidium，cesium，barium，lanthanum，cerium，praseodymium，neodymium，europium，gadolinium，dysprosium，holmium，erbium，lutetium，mercury，thallium，lead and uranium were 10-1 000 ng/mL（r＝0.999 9），0.1-5 ng/mL（r＝0.999 9），0.1-5 ng/mL（r＝0.999 9），10-1 000 ng/mL（r＝0.999 9），10-1000 ng/mL（r＝0.999 9），0.1-5 ng/mL（r＝0.999 7），0.5-100 ng/mL（r＝0.999 7），1-500 ng/mL（r＝0.999 8），1-100 ng/mL（r＝0.999 7），0.5-50 ng/mL（r＝0.999 9），0.5-50 ng/mL（r＝0.999 9），0.1-10 ng/mL（r＝0.999 9），0.1-10 ng/mL（r＝0.999 9），0.1-10 ng/mL（r＝0.999 9），0.1-10 ng/mL（r＝0.999 9），1-500 ng/mL（r＝0.999 9），0.1-10 ng/mL（r＝0.999 9），0.1-10 ng/mL（r＝0.999 9），0.1-10 ng/mL（r＝0.999 9），0.1-10 ng/mL（r＝0.999 8），0.1-10 ng/mL（r＝0.999 9），0.1-10 ng/mL（r＝0.999 9），0.1-10 ng/mL（r＝0.999 9），0.1-10 ng/mL（r＝0.999 9），0.1-10 ng/mL（r＝0.999 9），0.1-10 ng/mL（r＝0.999 8），0.1-5 ng/mL（r＝0.998 4），0.1-10 ng/mL（r＝0.999 9），0.5-100 ng/mL（r＝0.999 7），0.1-10 ng/mL（r＝0.999 9），respectively.The limits of quantitation were no higher than 0.44 mg/kg，and the limits of detection were no higher than 0.11 mg/kg.RSDs of precision，stability and reproducibility tests were no more than 10.0%.The recoveries were 80.45%-116.68%（RSD ranged 0.47%-5.83%，n＝6）.The contents of Mn，Ba Fe and Al in samples were the highest.CONCLUSIONS：The method is simple，precise，stable and reproducible，and can be used for simultaneous determination of 30 kinds of microelements in M.apelta from Guangxi.The contents of harmful elements are in line with national standard.

Mallotus apelta；ICP-MS；Microelements；Content

R282

A

1001-0408（2017）33-4718-04

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2017.33.30

廣西自然科學基金項目（No.2010GXNSFA013233）；廣西科學研究與技術開發(fā)計劃項目（No.桂科攻10124008-15）

＊主管藥師。研究方向：藥品檢驗和藥物質(zhì)量評價。E-mail：25716990@qq.com

（編輯：張 靜）

2016-12-14

2017-06-09）