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。
1.1 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)
2.1 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。
3.1 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。
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。