ICP-MS測定一點(diǎn)紅中14種微量元素

彭怡心，唐 慶，王 希，吳澤君*，劉水平，林仲儀

（1. 株洲市食品藥品檢驗(yàn)所，湖南 株洲 412000；2. 湘西自治州食品藥品檢驗(yàn)所，湖南 吉首 416000）

一點(diǎn)紅（Emilia Sonchifolia）為菊科一年生或多年生草本植物，別名有羊蹄草、葉下紅、乳汁草、小蒲公英、牛尾膝、野芥藍(lán)等[1]，在我國主要分布在西南、華中、華南和華東地區(qū)，味苦性涼，全草入藥，具有清熱解毒、散瘀消腫的功效，用于腸炎、痢疾、尿路感染、上呼吸道感染、結(jié)膜炎、口腔潰瘍、瘡癰的治療[2-3]。它還是婦科良藥花紅片、花紅沖劑等系列產(chǎn)品的主藥之一[4]，亦可作為野菜食用[5]。

目前對一點(diǎn)紅的研究主要集中在化學(xué)成分及其藥理活性等方面，以及水分、灰分、浸出物等的測定[5-10]，而針對其微量元素的測定未見報道。根據(jù)對人類健康影響的不同微量元素可分為鋅、鐵、錳等人體必需的微量元素和鉛、鎘、汞等有害微量元素，必需微量元素可參與體內(nèi)多種功能性蛋白質(zhì)、酶及激素等的合成，對調(diào)節(jié)機(jī)體代謝具有重要作用[11]，研究發(fā)現(xiàn)，中藥藥效與其所含微量元素存在重要相關(guān)[12]；有害微量元素具有致癌、致畸毒性，嚴(yán)重危害人體健康[13]。這些微量元素在中藥材中的含量直接影響到中藥材質(zhì)量的優(yōu)劣及藥材是否安全，目前僅有廣東、湖南、福建的中藥地方標(biāo)準(zhǔn)收載了一點(diǎn)紅，且只對其水分、浸出物等有所要求，因此建立同時測定一點(diǎn)紅中多種微量元素含量的方法并對其含量進(jìn)行分析研究對于一點(diǎn)紅的質(zhì)量控制和深度開發(fā)利用有重要意義。元素含量檢測屬微量或痕量分析，電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICPMS）是一項(xiàng)用于分析無機(jī)元素的手段，在多元素研究及超痕量研究方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢[14-15]。本文采用ICP-MS作為分析方法測定了17批不同廠家的一點(diǎn)紅樣品中14種微量元素的含量，并對元素含量進(jìn)行統(tǒng)計分析，為提高該藥材的質(zhì)量控制和開發(fā)利用水平提供參考。

1 儀器與材料

1.1 儀器

XSE105Du型電子分析天平（梅特勒公司，d=0.01 mg/0.1 mg）；MARS6型微波消解儀（美國CEM公司）；iCAP Q電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國賽默飛公司）；BHW-09C型趕酸儀（博通公司）。

1.2 試藥

硝酸（優(yōu)級純，賽默飛世爾科技有限公司）；過氧化氫（優(yōu)級純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；水為超純水；As（批號：GSB04-1714-2004），Cu（批號：GSB04-1725-2004），Sr（批號：GSB04-1754-2004），Cd（批號：GSB04-1721-2004），Se（批號：GSB04-1751-2004），Mn（批號：GSB04-1736-2004），Ba（批號：GSB04-1717-2004），Pb（批號：GSB04-1742-2004），Hg（批號：GSB04-1729-2004），F(xiàn)e（批號：GSB04-1726-2004），Cr（批號：GSB04-1723-2004），Zn（批號：GSB04-1761-2004），Al（批號：GSB04-1713-2004），Ti（批號：GSB04-1757-2004），Ge（批號：GSB04-1728-2004），Rh（批號：GSB04-1746-2004），In（批號：GSB04-1731-2004），Sc（批號：GSB04-1750-2004），Bi（批號：GSB04-1719-2004）各單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（國家有色金屬及電子材料分析測試中心，質(zhì)量濃度均為1000 μg/ml）。一點(diǎn)紅飲片zy1～zy3（批號：190901，190902，190903，A公司，產(chǎn)地湖南）；一點(diǎn)紅飲片zy4～zy6（批號：2019110235-1，2019110235-2，2019110235-3，B公司，產(chǎn)地湖南）；一點(diǎn)紅飲片zy7～zy9（批號：2019102607，2019102608，2019102609，C公司，產(chǎn)地云南）；一點(diǎn)紅飲片zy10～zy12（批號：20191001，20191002，20191003，D公司，產(chǎn)地湖南）；一點(diǎn)紅原藥材zy13（批號：20191102，B公司，產(chǎn)地湖南）；一點(diǎn)紅原藥材zy14（批號：201910005，C公司，產(chǎn)地云南）；一點(diǎn)紅飲片zy15～zy17（批號：201912010，201912011，201912012，E公司，產(chǎn)地廣西）。

2 方法與結(jié)果

2.1 ICP-MS工作參數(shù)

ICP-MS儀器參數(shù)見表1。52Cr、27Al、57Fe、48Ti、55Mn以45Sc為內(nèi)標(biāo)元素，111Cd、137Ba以115In為內(nèi)標(biāo)元素，77Se、66Zn、63Cu、75As以73Ge為內(nèi)標(biāo)元素，88Sr以103Rh為內(nèi)標(biāo)元素，208Pb、202Hg以209Bi為內(nèi)標(biāo)元素。

表1 ICP-MS儀器操作參數(shù)

2.2 溶液的制備

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 精密量取Hg、Zn、Fe、Mn、Cr、Cu、As、Se、Cd、Al、Ti、Sr、Ba、Pb單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液適量，用2 %硝酸稀釋制成含Zn、Fe 10 μg/ml，Cr、Cu、As、Se、Cd、Al、Ti、Sr、Mn、Pb、Ba 2 μg/ml，Hg 100 ng/ml的混合標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液，精密量取混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液適量，用2 %硝酸稀釋制成Zn、Fe含量分別為5，20，50，100，200，500，1000 ng/ml，Cr、Cu、As、Se、Cd、Al、Ti、Sr、Mn、Pb、Ba含量分別為1，4，10，20，40，100，200 ng/ml，Hg含量分別為0.05，0.2，0.5，1，2，5，10 ng/ml的混合標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液。

2.2.2 內(nèi)標(biāo)溶液的配制 精密量取Sc、In、Ge、Rh、Bi單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液適量，用2 %硝酸稀釋制成濃度為20 ng/ml的混合內(nèi)標(biāo)溶液。

2.2.3 供試品溶液的制備 準(zhǔn)確稱取粉碎后的樣品0.2 g于微波消解罐中，加入重蒸硝酸5 ml，放置過夜，加入雙氧水2 ml，旋緊外蓋，于微波消解儀中按表2消解程序進(jìn)行消解，完成后待消解罐冷卻至室溫，在趕酸儀中，于130 ℃條件下趕酸至約1 ml（其中測汞不趕酸），轉(zhuǎn)移并用超純水定容至25 ml。同時做試劑空白。

表2 微波消解程序

2.3 方法學(xué)驗(yàn)證

2.3.1 線性關(guān)系考察 取2.2.1項(xiàng)下的混合標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液，進(jìn)樣測定，以溶液的濃度（x）與相應(yīng)的離子強(qiáng)度（y）作線性回歸，各待測元素的線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)見表3，結(jié)果表明Al、Ti、Cr、Mn、Cu、As、Se、Sr、Cd、Ba、Pb在1～200 ng/ml，F(xiàn)e、Zn在5～1000 ng/ml，Hg在0.05～10 ng/ml范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)（r）均大于0.998。

表3 線性回歸方程

2.3.2 檢出限和定量限試驗(yàn) 按2.1項(xiàng)下條件連續(xù)測定11次標(biāo)準(zhǔn)空白（2 % HNO3），計算各待測元素的方法檢出限和定量限，結(jié)果見表4。14種元素的檢出限為0.0005～0.270 mg/kg，定量限為0.0018～0.900 mg/kg，滿足分析要求。

2.3.3 精密度試驗(yàn) 取2.2.1項(xiàng)下混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（Zn、Fe元素濃度為200 ng/ml，Cr、Cu、As、Se、Cd、Al、Ti、Sr、Mn、Pb、Ba濃度為40 ng/ml，Hg濃度為2 ng/ml），連續(xù)測定6次，計算14種元素的含量RSD值為0.45 %～3.26 %，即本方法具有良好的精密度，結(jié)果見表4。

2.3.4 重復(fù)性試驗(yàn) 取同一批次的一點(diǎn)紅樣品6份，按2.2.3項(xiàng)下的方法制備供試品溶液，采用2.1項(xiàng)下條件分別進(jìn)樣測定，計算各元素含量的RSD值為4.3 %～6.5 %，結(jié)果見表4。

表4 檢出限、定量限、精密度與重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果（n=6）

2.3.5 回收率試驗(yàn) 稱取同一批號（zy1）樣品9份，分別按低、中、高3個濃度水平添加各元素標(biāo)準(zhǔn)溶液適量，每個濃度各3份，按2.2.3項(xiàng)下方法制備3個濃度的加標(biāo)回收溶液并依法進(jìn)樣測定，計算加標(biāo)回收率，結(jié)果見表5。結(jié)果顯示14種微量元素的平均回收率為80.0 %～111.6 %，RSD值為0.5 %～8.9 %。

表5 各元素加標(biāo)回收率（n=3）

2.3.6 穩(wěn)定性試驗(yàn) 取2.3.5項(xiàng)下加標(biāo)回收溶液，制備后0，2，4，8，16，24 h進(jìn)樣測定，結(jié)果Al、Ti、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、As、Se、Sr、Cd、Ba、Pb、Hg元素含量的RSD值分別為1.9 %，2.0 %，2.6 %，1.8 %，2.2 %，3.5 %，1.7 %，3.2 %，3.4 %，1.5 %，3.0 %，2.3 %，3.6 %，4.5 %，表明14種元素的樣品溶液在24 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。

2.4 樣品測定

取17批來自5個不同廠家的一點(diǎn)紅中藥材（包含飲片和原藥材）適量，按2.2.3項(xiàng)下方法制備供試品溶液和空白溶液，按2.1項(xiàng)下ICP-MS條件進(jìn)樣測定，分別計算17批藥材中14種微量元素的含量，結(jié)果見表6。由表6可知一點(diǎn)紅中含Cr、Mn、Fe、Zn、Se、Sr等人體必需微量元素，其中Mn、Fe、Zn、Sr含量豐富，有害元素Al含量較高。

表6 樣品測定結(jié)果（n=2）

2.5 不同廠家樣品元素含量比較

采用IBM SPSS19.0對不同廠家樣品的元素含量進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)果見表7。由表7可知除Ti元素外，不同廠家元素含量均有顯著性差異（P＜0.05），其中B廠家的樣品As、Cd、Pb、Hg含量最高，C廠家樣品Cu含量最高。

表7 不同廠家樣品元素含量對比（ ±s)

注：同一行中不同的字母表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）

元素含量/m g·k g-1 A廠家 B廠家 C廠家 D廠家 E廠家S e 0.4 0±0.1 2 b 0.9 2±0.1 7 a 0.4 5±0.1 3 b 0.3 7±0.0 2 b 0.3 8±0.0 8 b A s 0.5 5±0.1 9 b 1.0 2±0.3 0 a 0.4 4±0.1 3 b 0.2 2±0.0 4 b 0.4 4±0.0 3 b C d 1.1 3±0.0 5 a 3.1 9±0.1 1 c 1.1 2±0.0 3 a 1.0 6±0.0 8 a 2.4 1±0.0 4 b P b 1.5 5±0.3 1 a 4.2 5±0.6 3 c 1.1 2±0.1 8 a 0.9 4±0.1 5 a 2.4 9±0.2 0 b H g 0.1 2±0.0 2 7 b 0.1 5±0.0 3 9 b 0.0 1±0.0 0 4 a 0.0 0±0.0 0 0 a 0.0 2±0.0 0 5 a C r 4.3 2±1.7 9 bc 2.5 4±1.0 0 ab 5.3 2±1.3 1 c 1.6 5±0.1 2 a 3.3 6±0.3 2 abc C u 1 4.1 5±0.0 2 b 1 3.9 1±0.8 8 b 1 7.6 7±1.7 7 c 1 0.6 0±0.6 0 a 1 4.9 6±1.9 6 b Z n 8 5.7 1±5.4 8 c 7 1.2 0±4.0 5 b 7 6.6 8±4.9 8 b 3 5.5 9±2.8 5 a 8 8.6 1±3.8 6 c S r 2 3.8 7±0.2 0 a 1 4.3 3±0.5 6 b 2 9.4 2±0.8 1 c 3 8.1 8±2.2 4 d 3 3.1 2±0.6 7 e B a 4 2.7 4±1.5 5 a 4 8.4 2±2.6 4 b 5 3.7 7±1.9 1 c 3 1.4 8±1.7 9 d 6 3.6 9±1.2 0 e T i 3 3.7 4±6.3 3 a 3 9.4 4±1 3.6 4 a 2 9.7 6±6.8 1 a 2 8.4 6±2.4 6 a 3 4.1 1±2.7 1 a A l 1 4 6 2.9±6 6 0.3 b 1 9 5 3.6±3 9 2.2 b 1 4 4 2.9±5 0 2.5 b 3 6 6.4±3 2.3 a 1 3 1 7.6±1 4 3.7 b M n 6 4 8.1±2 1.9 b 9 8 0.0±7 1.7 c 8 3 5.1±5 1.9 bc 4 3 6.5±2 0 9.5 a 8 6 6.8±4 7.3 c F e 9 5 1.3±3 7 4.4 b 1 0 9 1.6±1 2 3.6 b 9 8 5.1±2 6 8.5 b 3 1 8.2±2 1.7 a 7 4 0.6±1 2 3.3 ab

3 討論與結(jié)論

本研究采用ICP-MS法同時測定一點(diǎn)紅中Al、Zn、Cu、As等14種微量元素含量，該方法精密度高、重復(fù)性和回收率良好，適用于一點(diǎn)紅中多種微量元素的定量分析。

通過該方法測定17批不同廠家樣品的微量元素含量，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計分析，結(jié)果顯示一點(diǎn)紅中藥材中必需微量元素Mn、Fe、Zn、Sr含量較高，這些元素對人體健康具有積極意義，可能與其藥效存在一定關(guān)聯(lián)，可對藥材進(jìn)一步開發(fā)利用。重金屬及有害元素方面，As、Pb、Hg含量均符合2020年版藥典中重金屬及有害元素一致性限量指導(dǎo)值要求（As≤2 mg/kg，Pb≤5 mg/kg，Hg≤0.2 mg/kg）[16]。1批次藥材的Cu含量超過了限量指導(dǎo)值（20 mg/kg），16批次藥材的Cd含量超過了限量指導(dǎo)值（1 mg/kg）。故應(yīng)制定一點(diǎn)紅中有害元素Cd和Cu的限量值，且生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格把控藥材質(zhì)量，從產(chǎn)地源頭到制備工藝等全程控制重金屬及有害元素的污染，以保證其質(zhì)量和安全性。

本文雖然可為一點(diǎn)紅中藥材有害殘留物限量制定及藥效的進(jìn)一步研究提供參考，但所收集的樣品批次有限，所掌握的元素含量情況不足以代表我國一點(diǎn)紅藥材中微量元素的整體情況，因此還需進(jìn)一步探究。