ICP-MS 法測定軟膠囊殼中二十七種無機(jī)元素的含量

譚建寧，覃潔萍

（廣西中醫(yī)藥大學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心，南寧 530200）

市面上軟膠囊形式包裝的食品、藥品越來越多，軟膠囊殼作為食品、藥品成型的輔料在使用時也被一同攝入人體，軟膠囊殼的質(zhì)量也成為直接影響人們身體健康的因素之一，如2012 年央視曝光的非法廠商用皮革下腳料制作明膠生產(chǎn)膠囊殼，導(dǎo)致膠囊中超強(qiáng)致癌性元素Cr 嚴(yán)重超標(biāo)，對人體健康構(gòu)成了極大威脅［1，2］。目前無機(jī)元素的含量測定多采用原子吸收分光光度法［3-5］、原子熒光光度法［6，7］、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-OES）［8］和電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）［9，10］，其中 ICP-OES 和ICP-MS 具有檢出限低、線性范圍寬、干擾少、分析精密度高、可多種元素同時測定、分析速度快等優(yōu)勢，應(yīng)用廣泛。本研究建立電感耦合等離子質(zhì)譜（ICPMS）法測定維生素B 軟膠囊殼中27 種無機(jī)元素含量的方法。該方法準(zhǔn)確、快捷，為軟膠囊殼中無機(jī)元素的質(zhì)量檢測提供了一種有效的分析方法。

1 材料與方法

1.1 材料

10 μg/mL 的Li、Be、Al、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Rb、Sr、Ag、Cd、Cs、Ba、Tl、Pb、U 多元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，10 μg/mL 的 Ge、In、Bi、Li6、Sc、Tb、Y 內(nèi)標(biāo)混合標(biāo)準(zhǔn)液，1 μg/mL 的 Li、Co、Y、Ce、Tl 調(diào)諧液（美國 Agilent 公司）；1 000 μg/mL 的 Sn、Sb、Hg 元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，100 μg/mL 的 Mo 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）；100 μg/mL 的Te元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（中國計(jì)量科學(xué)研究院）；65%硝酸，分析級（德國Merk 公司）；電阻率18.2 MΩ·cm 的去離子水。維生素B1魚油軟膠囊、維生素B2輔酶Q10軟膠囊、維生素B3胡蘿卜素軟膠囊、維生素B4蜂膠維生素E 軟膠囊、維生素B5鈣維D 軟膠囊，均購自廣西壯族自治區(qū)南寧市五一西路偉康市場。

1.2 儀器

Agilent 7700X 型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國Agilent 公司），Mars6 型微波消解儀（美國CEM 公司），純水機(jī)（美國Millipore 公司）。

1.3 方法

1.3.1 儀器參數(shù) ICP- MS 工作參數(shù)：射頻功率1 550 W，采樣深度8.0 mm，冷卻溫度2 ℃，載氣流量1.03 L/min，碰撞氣為氦氣，積分時間0.3 s，重復(fù)測定3 次。儀器調(diào)諧：直接吸取濃度 1 μg/mL 的Li、Co、Y、Ce、Tl調(diào)諧液進(jìn)樣調(diào)諧。微波消解儀程序見表1。

表1 微波消解程序

1.3.2 內(nèi)標(biāo)溶液和標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的制備 精密量取Ge、In、Bi、Li、Sc、Tb、Y 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液適量，以 2% 硝酸稀釋制成每毫升含Ge、In、Bi、Li、Sc、Tb、Y各500 ng的內(nèi)標(biāo)混合溶液。分別精密量取多元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（Li、Be、Al、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Rb、Sr、Ag、Cd、Cs、Ba、Tl、Pb、U）適量和 Sb、Sn、Te、Mo 單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液適量，加2%硝酸制成質(zhì)量濃度分別為0、1.0、5.0、10.0、20.0、50.0、100.0、200.0 ng/mL的混合元素標(biāo)準(zhǔn)系列溶液；另精密量取Hg 元素標(biāo)準(zhǔn)溶液適量，加2%硝酸制成每毫升分別為0、0.2、0.5、1.0、2.0、3.0 ng的Hg 元素標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。

1.3.3 供試品溶液的制備 軟膠囊殼原料明膠屬親水性材料，選擇軟膠囊殼擦拭溶劑時以小極性溶劑為宜。分別考察了丙酮、乙醚和氯仿的擦拭效果，結(jié)果均較理想，但由于乙醚和氯仿毒性較大，因此本試驗(yàn)選擇了丙酮為擦拭溶劑。

分別將維生素B1魚油軟膠囊、維生素B2輔酶Q10軟膠囊、維生素B3胡蘿卜素軟膠囊、維生素B4蜂膠維生素E 軟膠囊、維生素B5鈣維D 軟膠囊剪開，擠出內(nèi)容物，用丙酮將軟膠囊殼中殘留內(nèi)容物擦拭干，備用。各取20 粒擦拭干凈的軟膠囊殼，剪碎混勻，精密稱取0.2 g，置聚四氟乙烯消解罐中，加硝酸5 mL，氫氟酸1 mL，蓋好內(nèi)蓋，旋緊外套，置于微波消解儀進(jìn)行消解，放冷，置130 ℃電熱板上趕酸1 h，放冷，用去離子水轉(zhuǎn)入50 mL 塑料量瓶中，并稀釋至刻度，搖勻，即得。同法制備試劑空白。

2 結(jié)果與分析

2.1 線性范圍考察和檢出限

取混合元素標(biāo)準(zhǔn)系列溶液和Hg 元素標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，進(jìn)樣測定，以各元素與內(nèi)標(biāo)計(jì)數(shù)值的比值為縱坐標(biāo)，各元素質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到線性回歸方程（表2）。結(jié)果顯示，Li、Be、Al、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Rb、Sr、Mo、Ag、Cd、Sn、Sb、Tc、Cs、Ba、Tl、Pb、U 元素線性回歸方程的r為0.999 5～1.000 0，表明濃度為0～200.0 ng/mL，線性關(guān)系良好；Hg 元素線性回歸方程r=0.999 0，表明濃度為0～3.0 ng/mL，線性關(guān)系良好。

表2 27 種無機(jī)元素的線性回歸方程和儀器檢出限

重復(fù)測定空白溶液11 次，27 種無機(jī)元素信號響應(yīng)的3 倍標(biāo)準(zhǔn)偏差對應(yīng)的元素的濃度值即為檢出限（表2）。表2 結(jié)果顯示，Li、Be、Al、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Rb、Sr、Ag、Cd、Cs、Ba、Hg、Tl、Pb、U 等27 種無機(jī)元素的檢出限為0.002～1.010 μg/L。

2.2 精密度試驗(yàn)

按照“1.3.2”制備10.0 ng/mL 混合元素標(biāo)準(zhǔn)溶液及 1.0 ng/mL 的 Hg 元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，重復(fù)進(jìn)樣 6 次，記錄測量值。結(jié)果顯示，精密度RSD為0.61%～5.03%，表明本方法的精密度高。

2.3 重復(fù)性試驗(yàn)

因樣品中部分元素含量低于檢出限，故方法重復(fù)性用回收率RSD值表示。結(jié)果顯示，各元素的RSD為1.01%～5.41%，表明本方法重復(fù)性好。

2.4 加樣回收率試驗(yàn)

取已知含量的維生素B1魚油軟膠囊殼0.2 g，精密稱定，分別精密加入混合標(biāo)準(zhǔn)元素（Li、Be、Al、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Rb、Sr、Ag、Cd、Cs、Ba、Tl、Pb、U）和 Sb、Sn、Te、Mo 標(biāo)準(zhǔn)元素各 500、1 000、2 500 ng，分別精密加入 Hg 標(biāo)準(zhǔn)元素 25、50、75 ng，搖勻，按照“1.3.3”方法制備供試品溶液，進(jìn)樣測定，低、中、高3 個濃度點(diǎn)各平行測定3 次，計(jì)算回收率（表3）。加樣回收率試驗(yàn)結(jié)果顯示，27 種無機(jī)元素的平均回收率為82.90%～110.82%，平均RSD為1.01～5.41%。說明本方法可靠、準(zhǔn)確性高。

表3 27 種無機(jī)元素的加樣回收率（n=3）

2.5 樣品測定

分別取維生素B1魚油軟膠囊、維生素B2輔酶Q10軟膠囊、維生素B3胡蘿卜素軟膠囊、維生素B4蜂膠維生素E 軟膠囊、維生素B5鈣維D 軟膠囊等5 個軟膠囊產(chǎn)品，按“1.3.3”方法制備供試品，依法平行測定3 次，試驗(yàn)結(jié)果見表4。樣品測定結(jié)果顯示，5 個軟膠囊產(chǎn)品均檢出 Li、Al、V、Cr、Mn、Fe 等 22 種無機(jī)元素，均未檢出 Be、Cd、Te、Tl、Cs 5 種元素；5 個軟膠囊產(chǎn)品中有害元素鉛、砷、汞的含量均符合《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)（保健食品）》的污染物限量要求。

表4 軟膠囊殼中27 種無機(jī)元素測定結(jié)果（n=3）

續(xù)表3

3 小結(jié)與討論

軟膠囊自問世以來已成為目前臨床應(yīng)用最廣泛的藥用制劑之一。軟膠囊殼主要原料為明膠，生產(chǎn)明膠的原料主要是動物的皮、骨。市面上不良商販在生產(chǎn)明膠時使用工業(yè)廢棄的原料，會導(dǎo)致明膠中無機(jī)元素的增加。因此，控制軟膠囊殼中無機(jī)元素的含量，能有效控制明膠質(zhì)量，確保食品、藥品用明膠的安全性，避免誤食不合格明膠生產(chǎn)的軟膠囊對人體造成傷害。本試驗(yàn)把膠囊殼和內(nèi)容物分開來測量，可以更好地了解整個產(chǎn)品各元素的質(zhì)量情況。

必需的微量元素對人體健康具有重要的生理功能，但是微量元素過量會對人體產(chǎn)生有害影響，影響人體生長發(fā)育和壽命。微量元素過量與癌癥、心腦血管疾病、肝臟疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等密切相關(guān)。隨著生活水平的提高，保健食品越來越多，而微量元素用量的問題日益顯現(xiàn)。目前保健食品中污染物限量執(zhí)行GB 16740—1997《保?。üδ埽┦称吠ㄓ脴?biāo)準(zhǔn)》，各企業(yè)參照以上標(biāo)準(zhǔn)自行制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而且多數(shù)企業(yè)僅對鉛、砷、汞3 個有害元素有限度要求。本研究不僅為軟膠囊保健食品中27 種無機(jī)元素的測定提供了科學(xué)的方法，也為其質(zhì)量控制及有害元素限度制定提供了數(shù)據(jù)支持。

本研究建立了以電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定軟膠囊殼中27 種無機(jī)元素含量的方法，該方法簡便快捷，靈敏度高，重現(xiàn)性好，可用于快速測定軟膠囊殼中無機(jī)元素的含量。