陳廣云,金 鵬,陳小紅,李 佳,金 華
(淮安市食品藥品檢驗(yàn)所,江蘇 淮安 223000)
鐵樹葉為蘇鐵科植物蘇鐵CycasrevoluteThunb.的干燥葉,性甘、酸、微溫,歸肝、胃經(jīng)。有理氣,活血之功效,主要用于肝胃氣痛、經(jīng)閉、難產(chǎn)、咳嗽、吐血、跌撲損失、癌腫等癥[1]?,F(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn),蘇鐵葉內(nèi)含鐵樹素及新鐵樹素甲、乙,具有抗癌活性,同時(shí),其被廣泛用于藥品、食品等方面[2-3]。而且隨著新版《中國藥典》即將實(shí)施,對(duì)于中藥材及飲片中外源性污染物(農(nóng)藥殘留、重金屬及有害元素、真菌內(nèi)毒素等)的控制也將越來越嚴(yán)格,因此建立一種有效的重金屬檢測(cè)方法對(duì)鐵樹葉的質(zhì)量控制及安全性評(píng)價(jià)具有重要意義。故本文采用微波消解-ICP-MS法對(duì)鐵樹葉中鉛(Pb)、鎘(Cd)、砷(As)、汞(Hg)和銅(Cu)等5種重金屬元素進(jìn)行了測(cè)定,并通過聚類分析及相關(guān)性分析來評(píng)價(jià)其質(zhì)量,為鐵樹葉的品質(zhì)評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。
NexIon 350X型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀,美國PerkinElmer公司;Multiwave 3000微波消解儀,奧地利Anton Paar公司;XS205型電子分析天平,瑞士METTLER TOLEDO公司;Milli-Q超純水處理系統(tǒng),美國MILLIPORE公司。
鉛單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(1000 μg/mL,批號(hào):194015-8);鎘單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(1000 μg/mL,批號(hào):192035-8);砷單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(1000 μg/mL,批號(hào):193006-5);汞單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(1000 μg/mL,批號(hào):195048-1);銅單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(1000 μg/mL,批號(hào):195003-2);Ge、In、Bi混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(100 μg/mL,批號(hào):18D7287);金元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(1000 μg/mL,批號(hào):166079-1)均購自國家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心;硝酸(優(yōu)級(jí)純),美國Merck公司;水為自制超純水。10批鐵樹葉樣品信息見表1。
表1 鐵樹葉樣品信息表
ICP-MS儀器參數(shù):RF功率為1100 W,載氣流量為0.90 L/min,輔助氣流速為1.2 L/min,等離子氣流速為15 L/min;霧化器泵速為24 rpm;掃描次數(shù)為20次;駐留時(shí)間為50 ms;積分時(shí)間為1000 ms;掃描模式為跳峰;重復(fù)測(cè)定次數(shù)為3次;錐類型為鎳錐;分析模式為He碰撞模式;內(nèi)標(biāo)添加方式為液體混合用三通在線添加。
測(cè)定時(shí)選取同位素59Cu、75As以72Ge為內(nèi)標(biāo)元素,111Cd以115In為內(nèi)標(biāo)元素,202Hg、208Pb以209Bi為內(nèi)標(biāo)元素。
微波消解程序:10 min內(nèi)升溫至700 W,維持5 min,再在10 min內(nèi)升溫至1400 W,維持40 min。
標(biāo)準(zhǔn)品貯備溶液的制備:分別精密量取鉛、砷、鎘、汞、銅單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液適量,用2%硝酸溶液稀釋制成每1 mL分別含鉛、砷、鎘、汞、銅為1 μg、1 μg、0.5 μg、1 μg、10 μg的溶液,即得。
標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備:精密量取鉛、砷、鎘、銅標(biāo)準(zhǔn)品貯備液適量,用2%硝酸溶液稀釋制成每1 mL含鉛、砷0 ng、1 ng、5 ng、10 ng、20 ng、50 ng,含鎘0 ng、0.5 ng、2.5 ng、5 ng、10 ng、25 ng,含銅0 ng、10 ng、50 ng、100 ng、200 ng、500 ng的系列濃度混合溶液。另精密量取汞標(biāo)準(zhǔn)品貯備液適量,用2%硝酸溶液稀釋制成每1 mL分別含汞0 ng、0.2 ng、0.5 ng、1 ng、2 ng、5 ng的溶液,本液應(yīng)臨用配制。
內(nèi)標(biāo)溶液的制備:精密量取Ge、In、Bi混合標(biāo)準(zhǔn)溶液適量,用水稀釋制成每l mL各含50 ng的混合溶液,即得。
供試品溶液的制備:取供試品于60 ℃干燥2 h,粉碎成粗粉,取約0.5 g,精密稱定,置耐壓耐高溫微波消解罐中,加硝酸6 mL。密閉并按2.1項(xiàng)下微波消解程序進(jìn)行消解。消解完全后,消解液冷卻至60 ℃以下,取出消解罐,放冷,將消解液轉(zhuǎn)入50 mL量瓶中,用少量水洗滌消解罐3次,洗液合并于量瓶中,加入金單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(1 μg/mL)200 μL,用水稀釋至刻度,搖勻,即得。除不加金單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液外,余同法制備試劑空白溶液。
線性關(guān)系考察:取2.2項(xiàng)下系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,按2.1項(xiàng)下設(shè)定的ICP-MS儀器參數(shù)測(cè)定,以各個(gè)元素測(cè)量的經(jīng)內(nèi)標(biāo)校正的信號(hào)值作為縱坐標(biāo)(Y)、相對(duì)應(yīng)的質(zhì)量濃度(X)為橫坐標(biāo),進(jìn)行線性回歸,各元素線性方程及相關(guān)系數(shù)見表2。
精密度實(shí)驗(yàn):在2.2項(xiàng)下各元素線性范圍內(nèi),分別取含鉛、砷各50 ng/mL、鎘25 ng/mL、銅500 ng/mL的4種重金屬混合標(biāo)準(zhǔn)溶液及5 ng/mL的汞標(biāo)準(zhǔn)溶液,按2.1項(xiàng)下設(shè)定的ICP-MS儀器參數(shù)重復(fù)測(cè)定6次,記錄信號(hào)值,RSD均小于2%,表明儀器精密度良好。
重復(fù)性實(shí)驗(yàn):精密稱取樣品(編號(hào)S1)6份,按2.2項(xiàng)下方法制備供試品溶液,按2.1項(xiàng)下設(shè)定的ICP-MS儀器參數(shù)測(cè)定,計(jì)算含量。結(jié)果的RSD均小于2%(n=6),符合分析要求。
加樣回收實(shí)驗(yàn):精密稱取樣品(編號(hào)S1)6份,每份0.5 g,分別精密加入鉛、砷各500 ng、鎘250 ng、銅5000 ng、汞50 ng,按2.2項(xiàng)下方法制備供試品溶液,按2.1項(xiàng)下設(shè)定的ICP-MS儀器參數(shù)測(cè)定,計(jì)算加樣回收率。加樣回收率結(jié)果為87.4%~121.9%,RSD為2.2%~4.3%。
檢測(cè)限與定量限:取2%硝酸溶液按2.1項(xiàng)下設(shè)定的ICP-MS儀器參數(shù)連續(xù)進(jìn)樣10次,以測(cè)定結(jié)果3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差所對(duì)應(yīng)的濃度值作為各元素的檢出限,10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差所對(duì)應(yīng)的濃度計(jì)算各元素的定量限。結(jié)果見表2。
表2 5種重金屬元素線性關(guān)系考察結(jié)果及檢出限與定量限
取上述10鐵樹葉樣品,按2.2項(xiàng)下方法制備供試品溶液,按2.1項(xiàng)下設(shè)定的ICP-MS儀器參數(shù)進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果見表3。
表3 鐵樹葉樣品中5種重金屬元素測(cè)定結(jié)果(mg/kg,n=2)
采用SPSS22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)10批鐵樹葉樣品中5種重金屬元素含量進(jìn)行聚類分析,采用組間聯(lián)接方法、平均Euclidean距離進(jìn)行層次聚類。結(jié)果見圖1。由圖可知,當(dāng)平均Euclidean距離為10時(shí),10批樣品共聚為四類,其中S1、S2、S9、S10、S3聚為第一類,S6聚為第二類,S5、S7、S4聚為第三類,S8聚為第四類。由聚類結(jié)果可知,不同類別樣品之間的重金屬元素含量有一定差異,同時(shí)也可知同產(chǎn)地的鐵樹葉樣品基本可聚為一類。表明5種重金屬元素在不同樣品中的分布與樣品收集的地理區(qū)域、栽培方式、生長環(huán)境等因素有一定的聯(lián)系[5]。
圖1 鐵樹葉樣品中5種重金屬聚類分析結(jié)果
采用SPSS22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)10批鐵樹葉樣品中5種重金屬元素含量進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果見表4。由結(jié)果可知,鐵樹葉樣品中5種重金屬元素間共有4個(gè)顯著性相關(guān)系數(shù)。其中,Hg與Cu呈顯著性相關(guān),Hg與As呈極顯著性相關(guān);Pb與As、Hg之間均呈極顯著性相關(guān)。這提示各元素評(píng)價(jià)指標(biāo)之間相關(guān)性顯著,不互相獨(dú)立,其富集具有協(xié)同作用[6]。
表4 鐵樹葉樣品中各重金屬元素間相關(guān)性分析結(jié)果
結(jié)果表明,10批樣品中均未檢出Cd元素,同時(shí)參照《藥用植物及制劑進(jìn)出口綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》中有害元素限量即Cu≤20 mg/kg、As≤2 mg/kg、Cd≤0.3 mg/kg、Hg≤0.2 mg/kg、Pb≤5 mg/kg可知[7],10批樣品均符合規(guī)定,但有部分樣品Hg、Pb元素含量偏高,接近限度值,提示我們?cè)谌粘J褂眠^程中應(yīng)關(guān)注鐵樹葉的安全性問題。
本實(shí)驗(yàn)采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定了10批鐵樹葉樣品中5種重金屬元素含量,該方法準(zhǔn)確、快速、簡便,可用于鐵樹葉樣品中重金屬元素含量的測(cè)定。同時(shí)對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行了聚類分析和相關(guān)性分析,初步探討了鐵樹葉中重金屬元素含量與產(chǎn)地之間的關(guān)聯(lián)性以及各元素間協(xié)同富集規(guī)律,這對(duì)于全面評(píng)價(jià)鐵樹葉中外源性污染物風(fēng)險(xiǎn)控制具有十分重要的意義。