ICP-MS法測定小兒氨酚黃那敏顆粒中重金屬及有害元素的含量

彭雙 楊海源 張敏娟 魏文芝

中圖分類號 R917 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A 文章編號 1001-0408（2021）18-2218-05

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2021.18.07

摘 要 目的：建立同時測定小兒氨酚黃那敏顆粒中重金屬鉛（Pb）、鎘（Cd）、銅（Cu）、汞（Hg）以及有害元素砷（As）含量的方法。方法：樣品經(jīng)微波消解后，以鍺、銦、鉍元素為內(nèi)標(biāo)，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）測定。結(jié)果：Pb、As、Cu、Cd、Hg元素檢測質(zhì)量濃度的線性范圍分別為1～20、0.5～10、5～100、0.5～10、0.2～4 ng/mL（r均大于0.997）;檢測限分別為0.041 1、0.013 2、0.057 3、0.009 0、0.005 4 ng/mL，定量限分別為0.137 0、0.044 0、0.191 0、0.030 0、0.018 0 ng/mL;精密度、重復(fù)性試驗的RSD均小于6%，Pb、As、Cu、Cd元素穩(wěn)定性試驗（28 h）的RSD均小于5%，Hg元素穩(wěn)定性試驗（28 h）的RSD小于7%;平均加樣回收率分別為89.44%（RSD=5.87%，n=9）、99.56%（RSD=5.46%，n=9）、96.12%（RSD=4.62%，n=9）、105.82%（RSD=2.80%，n=9）、90.23%（RSD=3.59%，n=9）。63批樣品中，Pb、As、Cu、Cd、Hg等5種元素均有檢出，含量分別為0.191 0～1.527 6、0.002 5～0.047 4、0.034 1～1.549 0、0.001 5～0.078 8、0.001 9～0.005 4 mg/kg。結(jié)論：該方法操作簡便、靈敏、準(zhǔn)確，可用于同時測定小兒氨酚黃那敏顆粒中5種元素的含量。

關(guān)鍵詞 小兒氨酚黃那敏顆粒;電感耦合等離子體質(zhì)譜法;重金屬;有害元素

Determination of the Contents of Heavy Metals and Harmful Elements in Pediatric Paracetamol Artificial Cow-bezoar and Chlorphenamine Maleate Granules by ICP-MS

PENG Shuang1，2，3，YANG Haiyuan1，2，3，ZHANG Minjuan1，2，3，WEI Wenzhi1，2，3[1. Qinghai Provincial Drug Inspection and Testing Institute， Xining 810016， China; 2. NMPA Key Laboratory for Quality Control of TCM （Tibetan Medicine）， Xining 810016， China; 3. Qinghai Provincial Key Laboratory of Modernization of Traditional Chinese and Tibetan Medicine， Xining 810016， China]

ABSTRACT? ?OBJECTIVE： To establish a method for the content determination of heavy metals [lead （Pb）， cadmium （Cd）， copper （Cu）， mercury （Hg）] and harmful elements [arsenic （As）] in Pediatric paracetamol artificial cow-bezoar and chlorphenamine maleate granules. METHODS： The samples were conducted pretreatment by microwave digestion instrument and determined by inductively coupled plasma mass spectrometry （ICP-MS） using elements germanium， indium， bismuth as internal standard. RESULTS： The linear ranges of Pb， As， Cu， Cd and Hg were 1-20， 0.5-10， 5-100， 0.5-10 and 0.2-4 ng/mL， respectively （all r>0.997）. The limits of detection （LODs） were 0.041 1， 0.013 2， 0.057 3， 0.009 0， 0.005 4 ng/mL， respectively. The limits of quantification （LOQs） were 0.137 0， 0.044 0， 0.191 0， 0.030 0， 0.018 0 ng/mL， respectively. RSDs of precision and repeatability tests were all less than 6%. RSDs of stability tests （28 h） of Pb， As， Cu and Cd were all less than 5%， and that of stability test （28 h） of Hg was less than 7%. The average recoveries were 89.44%（RSD=5.87%，n=9），99.56%（RSD=5.46%，n=9），96.12%（RSD=4.62%，n=9），105.82%（RSD=2.80%，n=9）and 90.23%（RSD=3.59%，n=9）， respectively. Five elements were all detected in 63 batches of samples， and the contents of them were 0.191 0-1.527 6， 0.002 5- 0.047 4， 0.034 1-1.549 0， 0.001 5-0.078 8 and 0.001 9-0.005 4 mg/kg， respectively. CONCLUSIONS： The method is simple， sensitive and accurate. It is suitable for simultaneous determination of 5 elements in Pediatric paracetamol artificial cow-bezoar and chlorphenamine maleate granules.

KEYWORDS? ?Pediatric paracetamol artificial cow-bezoar and chlorphenamine maleate granules; ICP-MS; Heavy metals; Harmful elements

小兒氨酚黃那敏顆粒為復(fù)方制劑，主要成分為對乙酰氨基酚、馬來酸氯苯那敏和人工牛黃[1]。該藥為兒童抗感冒藥，臨床上主要用于治療感冒引起的頭痛、發(fā)熱、咽喉痛、鼻塞等癥。小兒氨酚黃那敏顆粒的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)未收載于《中國藥典》歷版及現(xiàn)行版中，主要執(zhí)行國家藥品標(biāo)準(zhǔn)（試行）WS-10001-（HD-0214）-2002，其檢測內(nèi)容包括性狀、鑒別、裝量差異、粒度、溶化性、干燥失重和含量測定，但不包含有關(guān)物質(zhì)、重金屬元素檢測等[1]。

兒童用藥的安全性一直是各國關(guān)注的重點，我國兒童人口基數(shù)龐大，根據(jù)2020年國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2019年我國兒童人口為2.35億人，占全國總?cè)丝诘?6.8%[2]。隨著我國兒童人口數(shù)量的持續(xù)增加，兒童藥物市場需求也隨之增加，故兒童藥物的安全性與風(fēng)險評估成為了藥物研發(fā)與監(jiān)管工作領(lǐng)域的熱點[3]。小兒氨酚黃那敏顆粒作為一種復(fù)方制劑，其主藥和輔料以及制劑生產(chǎn)過程中使用的金屬儀器設(shè)備和直接接觸的藥品包裝、容器等均有可能成為重金屬及有害元素的來源[4]。鉛（Pb）、砷（As）、銅（Cu）、鎘（Cd）、汞（Hg）為代表的重金屬及有害元素是該藥的主要外源性污染物之一[5]。其中，Pb對人體的危害幾乎涉及全身各個系統(tǒng)，與其他元素（如Hg、Cd、As等）聯(lián)合暴露可對兒童神經(jīng)發(fā)育產(chǎn)生交互作用[6];As是劇毒物質(zhì)，慢性As中毒可引發(fā)皮膚癌和肺癌等[7];Cu慢性中毒會導(dǎo)致細(xì)胞氧化損傷，且在肝、腎、腦和角膜中的過度積累可導(dǎo)致威爾森氏病，如果長期發(fā)展會演變成慢性肝炎、肝硬化，甚至肝衰竭[8];Cd長期攝入會導(dǎo)致腎和生殖系統(tǒng)損傷、免疫力下降，并引發(fā)骨質(zhì)疏松等[9];Hg具有較強(qiáng)的神經(jīng)毒性，即使是低水平暴露也會損傷神經(jīng)系統(tǒng)[10]，同時其對肝臟、腎臟、生殖系統(tǒng)等都有不同程度的損害[11]。由于重金屬在人體內(nèi)的半衰期較長，且兒童作為一個特殊群體，身體各器官發(fā)育尚未成熟，用藥期間產(chǎn)生的風(fēng)險相比于成人更高，因此應(yīng)當(dāng)秉持科學(xué)與安全的基本原則，對兒童藥物可能存在的重金屬和有害元素進(jìn)行測定，嚴(yán)把藥品質(zhì)量關(guān)[12]。與傳統(tǒng)無機(jī)分析技術(shù)相比，電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）具備更寬的動態(tài)線性范圍、更少的干擾、較高的分析精密度和較快的分析速度等優(yōu)點，可提供精確的同位素信息，該技術(shù)可通過離子的荷質(zhì)比（m/z）進(jìn)行無機(jī)元素的定性、半定量和定量分析[13]?；诖?，本研究擬結(jié)合微波消解，采用ICP-MS法同時測定小兒氨酚黃那敏顆粒中重金屬Pb、Cd、Cu、Hg和有害元素As的含量，旨在為該藥的質(zhì)量控制提供參考。

1 材料

1.1 主要儀器

本研究所用主要儀器包括iCAP Q型ICP-MS儀及配備的霧化器、四極桿、檢測器（美國Thermo Fisher Scientific公司），MARS 6型微波消解儀（美國CEM公司），BHW-09C型恒溫加熱器（上海博通化學(xué)儀器有限公司），Milli-Q型超純水處理系統(tǒng)（美國Millipore公司），Sartorius BS224S型電子天平（德國Sartorius公司）等。

1.2 主要藥品與試劑

Pb（批號19B027-1）、Cd（批號204046-5）、As（批號204013-6）、Hg（批號19C034-1）、Cu（批號19A021-8）、鍺（Ge，內(nèi)標(biāo)，批號192037）、銦（In，內(nèi)標(biāo)，批號193014）、鉍（Bi，內(nèi)標(biāo)，批號191016-2）標(biāo)準(zhǔn)品溶液均購自國家有色金屬及電子材料分析測試中心，質(zhì)量濃度均為1 000? ?μg/mL;調(diào)諧液（批號1050213，質(zhì)量濃度1.0 μg/L）、質(zhì)量校正液（批號1059349，質(zhì)量濃度3～35 μg/L）均購自美國Thermo Fisher Scientific公司;硝酸（美國Merck公司）為分析純，水為超純水。

63批小兒氨酚黃那敏顆粒由不同廠家提供，規(guī)格均為每袋含對乙酰氨基酚125 mg、馬來酸氯苯那敏0.5 mg、人工牛黃5 mg，其來源信息見表1。

2 方法與結(jié)果

2.1 試驗條件

2.1.1 ICP-MS儀工作參數(shù) 射頻功率為1.55 kW，蠕動泵轉(zhuǎn)速為40.0 r/min，冷卻氣流速為14 L/min，輔助氣流速為0.8 L/min，霧化氣流速為0.725 7 L/min，霧化室溫度為2.7 ℃，采集次數(shù)為3次，采集模式為動能歧視模式。

2.1.2 微波消解儀方法 首先，在800 W下，15 min內(nèi)升溫至180 ℃，維持10 min;在600 W下，15 min內(nèi)降至140 ℃，維持10 min，待程序結(jié)束后，冷卻至50 ℃以下，將每個消解管轉(zhuǎn)開一點，進(jìn)行排氣，然后擰緊，全部處理后，再將消解管放入微波消解儀中，進(jìn)行下一個程序消解（在1 200 W下，25 min內(nèi)升溫至185 ℃，維持15 min）。

2.2 溶液的制備

2.2.1 混合標(biāo)準(zhǔn)品溶液 分別精密量取Pb、As、Cu、Cd標(biāo)準(zhǔn)品溶液適量，加2%硝酸溶液，制成Pb質(zhì)量濃度分別為1、2、5、10、20 ng/mL，As、Cd質(zhì)量濃度分別為0.5、1、2.5、5、10 ng/mL，Cu質(zhì)量濃度分別為5、10、25、50、100 ng/mL的系列混合標(biāo)準(zhǔn)品溶液。另取Hg標(biāo)準(zhǔn)品溶液適量，加2%硝酸溶液，制成Hg質(zhì)量濃度分別為0.2、0.4、1、2、4 ng/mL的系列單一元素標(biāo)準(zhǔn)品溶液，臨用現(xiàn)配。

2.2.2 混合內(nèi)標(biāo)溶液 精密量取Ge、In、Bi標(biāo)準(zhǔn)品溶液適量，加2%硝酸溶液，制成Ge、In、Bi質(zhì)量濃度均為5 ng/mL的混合內(nèi)標(biāo)溶液。

2.2.3 供試品溶液 精密稱取小兒氨酚黃那敏顆粒樣品約0.5 g，置于聚四氟乙烯消解罐中，加硝酸7 mL，于室溫下預(yù)消解1 h后，置于微波消解儀中，按“2.1.2”項下方法消解，消解完全后，緩緩擰下消解罐蓋，將消解罐置于恒溫加熱器中，加熱至紅棕色蒸氣揮盡，放至室溫，轉(zhuǎn)入25 mL量瓶中，用水洗滌消解罐數(shù)次，合并洗滌液，并用水定容，搖勻，即得供試品溶液。

2.2.4 空白溶液 除不加樣品外，其余按“2.2.3”項下方法操作，制得空白溶液。

2.3 測定方法

按同位素豐度表推薦的質(zhì)量數(shù)，以蠕動泵將樣品與混合內(nèi)標(biāo)溶液混合后，按“2.1.1”項下條件進(jìn)樣測定，記錄響應(yīng)值并按內(nèi)標(biāo)校正的標(biāo)準(zhǔn)曲線法計算各元素的含量。各元素分析參數(shù)見表2。

2.4 線性關(guān)系考察

取“2.2.1”項下混合標(biāo)準(zhǔn)品溶液、Hg單一元素標(biāo)準(zhǔn)品溶液、“2.2.2”項下混合內(nèi)標(biāo)溶液，按“2.3”項下方法測定，記錄響應(yīng)值。以各待測元素質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)（X）、各待測元素峰響應(yīng)值與內(nèi)標(biāo)元素參比峰響應(yīng)值的比值（Y）為縱坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸方程，結(jié)果見表3。

2.5 檢測限與定量限考察

取“2.2.4”項下空白溶液，按“2.3”項下方法連續(xù)測定11次，以空白溶液所產(chǎn)生響應(yīng)值的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差對應(yīng)的待測元素質(zhì)量濃度作為檢測限，以空白溶液所產(chǎn)生響應(yīng)值的10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差對應(yīng)的待測元素質(zhì)量濃度作為定量限。結(jié)果，Pb、As、Cu、Cd、Hg的檢測限分別為0.041 1、0.013 2、0.057 3、0.009 0、0.005 4 ng/mL，定量限分別為0.137 0、0.044 0、0.191 0、0.030 0、0.018 0 ng/mL。

2.6 精密度試驗

取“2.2.1”項下混合標(biāo)準(zhǔn)品溶液（Pb、As、Cu、Cd的質(zhì)量濃度分別為5、2.5、25、2.5 ng/mL）、Hg單一元素標(biāo)準(zhǔn)品溶液（質(zhì)量濃度為1 ng/mL），按“2.3”項下方法測定6次，記錄響應(yīng)值。結(jié)果，Pb、As、Cu、Cd、Hg響應(yīng)值的RSD分別為2.6%、3.2%、2.0%、4.0%、4.8%（n=6），表明儀器精密度良好。

2.7 重復(fù)性試驗

精密稱取同一樣品（批號D05B190803）0.5 g，共6份，按“2.2.3”項下方法制備供試品溶液，再按“2.3”項下方法測定，記錄響應(yīng)值并按內(nèi)標(biāo)校正的標(biāo)準(zhǔn)曲線法計算樣品中5種元素的含量。結(jié)果，Pb、As、Cu、Cd、Hg含量的RSD分別為3.1%、4.1%、2.3%、5.9%、4.9%（n=6），表明方法重復(fù)性良好。

2.8 穩(wěn)定性試驗

精密稱取同一樣品（批號D05B190803）0.5 g，按“2.2.3”項下方法制備供試品溶液，分別于室溫下放置0、2、4、6、24、28 h時按“2.3”項下方法測定，記錄響應(yīng)值。結(jié)果，Pb、As、Cu、Cd、Hg響應(yīng)值的RSD分別為0.3%、1.8%、4.3%、0.8%、6.5%（n=6），表明供試品中Pb、As、Cu、Cd于室溫下放置28 h內(nèi)穩(wěn)定性良好，而Hg的穩(wěn)定性欠佳[14]，建議樣品前處理后立即檢測。

2.9 加樣回收率試驗

精密稱定已知含量的樣品（批號D05B190803），每份約0.5 g，共9份，加入低、中、高質(zhì)量濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)品溶液及Hg單一元素標(biāo)準(zhǔn)品溶液（按“2.2.1”項下制備，Pb質(zhì)量濃度分別為120、150、180 ng/mL，As、Cd、Hg質(zhì)量濃度均分別為1、1.25、1.5 ng/mL，Cu質(zhì)量濃度分別為16、20、24 ng/mL），按“2.2.3”項下方法制備供試品溶液，再按“2.3”項下方法測定，記錄響應(yīng)值并計算加樣回收率，結(jié)果見表4。

2.10 樣品含量測定

取63批小兒氨酚黃那敏顆粒，按“2.2.3”項下方法制備供試品溶液，再按 “2.3”項下方法測定，記錄響應(yīng)值并按內(nèi)標(biāo)校正的標(biāo)準(zhǔn)曲線法計算樣品中5種元素的含量，每樣品平行測定3次，結(jié)果見表5。

3 討論

3.1 待測元素的選擇

參考《ICH Q3D元素雜質(zhì)指導(dǎo)原則》中的元素分類，Pb、Cd、As、Hg為1類雜質(zhì)，在藥品生產(chǎn)中禁用或限制使用[15];2020年版《中國藥典》（四部）通則“9302中藥有害殘留物限量制定指導(dǎo)原則”指出，重金屬及有害元素主要為Pb、Hg、Cd、Cu、As等[16]。小兒氨酚黃那敏顆粒生產(chǎn)廠家較多，其原輔料的購進(jìn)渠道及生產(chǎn)工藝各不相同，在生產(chǎn)過程中使用的金屬儀器設(shè)備和直接接觸的藥品包裝、容器等均有可能引入重金屬及有害元素。因此，本研究選擇Pb、As、Cu、Cd、Hg為檢測元素。

3.2 樣品處理方法的選擇

小兒氨酚黃那敏顆粒為固體制劑，其中的元素不能直接稀釋測定，故供試品溶液需先在室溫下進(jìn)行預(yù)消解，然后再進(jìn)行微波消解，此舉可有效防止“爆罐”，并可避免損壞樣品和儀器設(shè)備，既保證了實驗人員的安全，也有效提高了大批量待測樣品的消解效率[17]。

3.3 含量結(jié)果分析

63批樣品中，Pb、As、Cu、Cd、Hg的含量分別為0.191 0～1.527 6、0.002 5～0.047 4、0.034 1～1.549 0、0.001 5～0.078 8、0.001 9～0.005 4 mg/kg，總含量為0.304 6～1.906 3 mg/kg，其中不同企業(yè)間As、Cd的差異較大，說明不同企業(yè)生產(chǎn)的小兒氨酚黃那敏顆粒因原輔料、工藝等的不同，導(dǎo)致重金屬和有害元素的含量存在較大差異。《藥用植物及制劑外經(jīng)貿(mào)綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（WM/T2-2004）》對制劑重金屬的限量要求為Pb≤5.0 mg/kg、As≤2.0 mg/kg、Cu≤20.0 mg/kg、Cd≤0.3 mg/kg、Hg≤0.2 mg/kg，總含量≤20.0 mg/kg[18]。參照上述標(biāo)準(zhǔn)，本次檢測的63批樣品中，Pb、As、Cd、Cu、Hg含量及總含量均低于此限度要求，提示其殘留量是安全的。

本研究采用微波消解儀進(jìn)行樣品前處理，采用ICP-MS法同時測定小兒氨酚黃那敏顆粒中重金屬Pb、Cd、Cu、Hg及有害元素As等5種元素的含量，有助于綜合評價該藥的安全性、評估用藥風(fēng)險，同時為兒童復(fù)方制劑的質(zhì)量控制、重金屬及有害元素測定方法的建立提供參考。

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（收稿日期：2021-04-22 修回日期：2021-06-28）

（編輯：陳 宏）