微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜儀法測(cè)定三七粉中重金屬元素

(1.北京衛(wèi)生職業(yè)學(xué)院，北京102402；2. 首都醫(yī)科大學(xué)，北京100054)

1 前言

三七粉是植物三七的根莖打成細(xì)粉，是一種常見中藥，具有止血，活血化瘀，消腫陣痛的作用。有研究發(fā)現(xiàn)三七粉在調(diào)節(jié)血脂方面[1]具有特殊的功效，近年來(lái)備受關(guān)注。由于環(huán)境污染等因素，中藥的用藥安全越來(lái)越受到重視，重金屬超標(biāo)會(huì)給人類身體健康帶來(lái)嚴(yán)重的危害。重金屬檢測(cè)是中藥生產(chǎn)、安全使用的重要指標(biāo)，目前，檢測(cè)重金屬含量的主要技術(shù)有原子分光光度計(jì)法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法等。電感耦合等離子體質(zhì)譜法靈敏度高，可同時(shí)快速檢測(cè)多種金屬元素，在痕量重金屬分析占有重要地位。本實(shí)驗(yàn)采用微波消解處理樣品，電感耦合等離子體串聯(lián)質(zhì)譜儀測(cè)定三七粉中Cr、Mn、Fe 、Cu、As、Cd、Sn、Pb元素，同時(shí)建立了本實(shí)驗(yàn)室粉末類中藥金屬元素檢測(cè)的方法[2]。

2 材料與方法

2.1 儀器

8800 ICP-MS Triple Quad 電感耦合等離子體串聯(lián)質(zhì)譜儀，美國(guó)Agilent 公司，Mass Hunter 數(shù)據(jù)采集處理軟件；MARS 5 Xpress微波消解儀，美國(guó)CEM 公司；Milli-Q超純水儀，美國(guó)Milli-pore公司;

2.2 試劑

HNO3(微電子級(jí))，過氧化氫(電子級(jí))，北京化學(xué)試劑研究所；質(zhì)譜調(diào)諧液，1μg/L Ce、Co、Li、Mg、Tl、Y, 美國(guó)Agilent公司；內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液，100μg/mL Bi、Ge、In、Lu、Rh、Sc、Tb混合內(nèi)標(biāo)溶液，美國(guó)Agilent公司；多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，100μg/mL國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心。實(shí)驗(yàn)用水為電阻率為18.2MΩ/cm超純水。

2.3 方法

2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

將100μg/mL多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，用1% HNO3，逐級(jí)稀釋配制成Cd、Mn、Fe、Cu、As、Cr、Sn、Pb 8種元素混合標(biāo)準(zhǔn)系列濃度，Cr、Cu、As、Cd、Sn、Pb標(biāo)準(zhǔn)曲線梯度為1、2、5、10、20、40μg/L；Mn、 Fe標(biāo)準(zhǔn)曲線梯度為5、10、20、40、50、100μg/L；內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液，用1% HNO3稀釋濃度為1μg/mL，與樣品，標(biāo)準(zhǔn)品溶液，同時(shí)由蠕動(dòng)泵進(jìn)樣。

實(shí)驗(yàn)中所有玻璃器皿都經(jīng)50% HNO3溶液浸泡12h以上，超純水沖洗干凈烘干使用。

2.3.2 樣品制備

取三七粉置于60℃恒溫烘箱，烘至恒重。稱取0.3g樣品，放入Xpress微波消解罐中，加入5mL消解液(HNO3∶H2O2=2∶1)，敞口靜置12h預(yù)消解。預(yù)消解后蓋好消解罐蓋子，放置微波消解儀中進(jìn)行消解。消解程序設(shè)定見表1，消解結(jié)束后冷卻至室溫，轉(zhuǎn)移至25mL容量瓶中，超純水洗滌消解罐3次，定容至刻度。同時(shí)做空白試實(shí)驗(yàn)。直接上機(jī)測(cè)定Cr、Cu、As、Cd、Sn、Pb元素，用1% HNO3稀釋10倍測(cè)定Mn，稀釋100倍測(cè)定Fe。

表1 微波消解程序

2.3.3 測(cè)定方法

按照ICP-MS 操作步驟，設(shè)定儀器參數(shù)，見表2，待儀器各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到測(cè)試條件后，開始進(jìn)行測(cè)定。采用內(nèi)標(biāo)定量分析方法，在線引入內(nèi)標(biāo)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，以8種元素的濃度為橫坐標(biāo)，8種元素與相應(yīng)的內(nèi)標(biāo)相應(yīng)強(qiáng)度比值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算回歸方程。然后測(cè)定空白試劑和處理好的樣品，將其與相應(yīng)的內(nèi)標(biāo)相應(yīng)強(qiáng)度比值代入回歸方程，計(jì)算濃度。

表2 儀器參數(shù)

3 結(jié)果與討論

3.1 微波消解條件優(yōu)化

微波消解相對(duì)于傳統(tǒng)的濕法消解，具有快速，污染小，省力等優(yōu)點(diǎn)。選擇程序升溫消解樣品比直接升溫消解的效果更好。平行取樣品3份，分別設(shè)定消解最高溫度160℃、180℃、190℃，消解時(shí)間設(shè)定20min，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，消解溫度為160、180℃消解后仍有顆粒存在，消解溫度為190℃消解后無(wú)顆粒。消解液種類，比例參考已有文獻(xiàn)報(bào)道[3]。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線

采用內(nèi)標(biāo)法校正校準(zhǔn)曲線可以有效的消除漂移的影響，根據(jù)待測(cè)元素相對(duì)分子量與內(nèi)標(biāo)元素想接近為原則，待測(cè)元素Cr、Mn、Fe內(nèi)標(biāo)元素為45 Sc，待測(cè)元素Cu、As內(nèi)標(biāo)元素為72(Ge)，待測(cè)元素Cd、Sn內(nèi)標(biāo)元素為115(In)，待測(cè)元素Pb內(nèi)標(biāo)元素為175(Lu)[4，5]。質(zhì)量數(shù)、內(nèi)標(biāo)元素、標(biāo)準(zhǔn)曲線方程、檢出限見表3 。本方法中，各個(gè)待測(cè)元素線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)在0.9991～0.9998之間。按照上述實(shí)驗(yàn)條件，按照上述實(shí)驗(yàn)條件，用1%HNO3溶液作為空白溶液連續(xù)測(cè)定10次，取10次測(cè)定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差(δ)的3倍作為對(duì)應(yīng)待測(cè)元素的儀器檢出限。8種待測(cè)元素的檢出限與已有的文獻(xiàn)報(bào)道相應(yīng)的元素檢出限相當(dāng)或者更好[6-10]。

表3 標(biāo)準(zhǔn)曲線方程，相關(guān)系數(shù)和檢出限

3.3 方法精密度

考察方法的重現(xiàn)性，稱取三七粉平行樣品6份，按照上述前實(shí)驗(yàn)方法處理測(cè)定，計(jì)算方法的精密度，見表4。結(jié)果表明，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為4.48～9.86%，滿足檢測(cè)要求。

表4 精密度實(shí)驗(yàn)

3.4 回收率

平行稱取樣品三七粉6份，添加一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照上述實(shí)驗(yàn)方法，進(jìn)行加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)，每個(gè)加標(biāo)濃度做3個(gè)平行實(shí)驗(yàn)，回收率計(jì)算見表5。結(jié)果表明三七粉的加標(biāo)回收率在91.99～109.22%之間。

表5 回收率實(shí)驗(yàn)

3.5 樣品測(cè)定

三七粉購(gòu)于北京市積水潭醫(yī)院中藥房(批號(hào)：700283440)，按照上述實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定其中Cr、Mn、Fe、Cu、As、Cd、Sn、Pb 8種金屬元素的含量。按照方法中的稀釋倍數(shù)計(jì)算各金屬元素在三七粉中的含量，結(jié)果為Cr、Mn、 Fe、Cu、As、Cd、Sn、，Pb含量分別為1.125、40.27、283.7、1.297、0.3018、0.4503、0.3672、0.2508μg/g。根據(jù)《藥用植物及制劑進(jìn)出口綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》重金屬限量指標(biāo)，本批次三七粉鎘(Cd)元素超過標(biāo)準(zhǔn)0.3μg/g，其他均符合標(biāo)準(zhǔn)。文獻(xiàn)報(bào)道，鎘元素是三七粉中有害重金屬殘留超標(biāo)不合格率最高的，應(yīng)該引起重視[11，12]。

4 小結(jié)

本實(shí)驗(yàn)建立了微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜儀法測(cè)定三七粉中Cr、Mn、 Fe、Cu、As、Cd、Sn、Pb金屬元素含量的方法。優(yōu)化微波消解前處理方法和儀器參數(shù)，結(jié)果表明該方法，標(biāo)準(zhǔn)曲線線性回歸良好，精密度，回收率，檢出限均能滿足分析要求。操作簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確。