直接測汞儀快速測定中藥中總汞含量

司敬沛 孫鵬 任晉源 王威

（北京海光儀器有限公司 北京 101312）

1 前言

我國中藥材的種植范圍遍布全國各地，各地的水源、土質(zhì)等環(huán)境質(zhì)量差異較大，且植物本身具有主動吸附和富集功能，故中藥材在貯藏、運輸、加工和炮制過程中，都有可能受到不同程度的污染[1-4]。汞是中藥中常見的有毒重金屬元素，過量的汞進入人體后，會對人體的神經(jīng)系統(tǒng)和腎臟造成損害，可導致聽力障礙、語言障礙、四肢麻痹，甚至癡呆、腎功能衰竭等嚴重后果[5]。

隨著中醫(yī)學在國內(nèi)外的應(yīng)用越來越廣泛，我國對中藥的管控也更加嚴格。目前，我國對中藥中重金屬含量的限量有嚴格的標準，總汞的限量是200 μg/kg[6-7]。雖然針對中藥中重金屬和農(nóng)藥殘留等污染物的去除，部分研究已取得了一定進展，但在中藥炮制過程中，因?qū)に嚰夹g(shù)條件要求較高，且操作復(fù)雜，難免會使中藥中的有效成分流失[8-10]。謝濤等[11]通過對煎煮前中藥中的汞含量和煎煮后藥湯濃縮物的汞含量進行對比，認為在煎制后，中藥中的汞在藥湯中的溶出率較低。但是汞很有可能會在煎煮和濃縮過程中揮發(fā)，且很多中藥是直接制成粉劑口服或者悶蓋在容器中泡茶飲用的，故了解中藥中的汞含量是很有必要的。

測定汞含量的傳統(tǒng)方法有雙硫腙比色法、原子熒光光譜法、冷原子吸收測汞法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法等，這些方法在檢測前一般都需要進行樣品化學消解處理來消化有機物。但是，灰化消解、壓力消解罐消解、濕法消解，在樣品處理過程中均易引起汞損失及記憶效應(yīng)，導致結(jié)果不穩(wěn)定。而直接測汞儀采用的是直接進樣—熱解析—冷原子吸收光譜法的原理，無需消解，避免汞損失，且高溫加熱催化管管路中氧氣流的持續(xù)吹掃，能夠大大降低記憶效應(yīng)。當前，直接測汞儀的應(yīng)用較為廣泛，相關(guān)研究也越來越多，包括食品、土壤（包括污泥、沉積物等）、水（包括廢水、污水、灌溉水）、礦樣中的汞含量等，但是關(guān)于中藥中汞含量的測定研究較少，目前，《中國藥典》規(guī)定的中藥中總汞檢測方法尚未收錄直接測汞儀法。

本文對此開展研究，以建立直接進樣測汞儀測定中藥中汞含量的方法，并通過測定質(zhì)控標物、加標回收、精密度等試驗進行驗證以期為中藥中汞的測定提供更多選擇。

2 材料與方法

2.1 原理

基于電熱蒸發(fā)—冷原子吸收光譜的原理：自動進樣器將樣品舟導入儀器催化管，樣品在氧氣作用下梯度升溫而出現(xiàn)裂解、氧化分解；在載氣推動下，氣態(tài)化合物進入催化管，進一步氧化分解成汞蒸氣；干擾雜質(zhì)氣體被催化劑吸附，汞蒸氣被汞捕集阱捕獲富集；瞬間高溫加熱汞捕集阱，釋放出汞蒸氣；汞蒸氣進入吸收池，吸收汞燈光源發(fā)射的具有汞特征波長的光；利用朗伯—比爾定律，可計算出樣品中汞含量。

2.2 儀器與試劑

直接測汞儀（HGA-100，北京海光儀器有限公司）；萬分之一電子天平（SQP，賽多利斯科學儀器（北京）有限公司）；移液槍（100-1000 μL，10-100 μL，德國Brand公司）；超純水機（20 N系列，北京歷元電子儀器公司）；馬弗爐（盈安美誠）；干燥箱（BG2-246，上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠）；粉碎機（FW 100，天津市泰斯特儀器有限公司）。

質(zhì)控樣品標準物質(zhì)：柑橘葉（GBW 10020）、芹菜（GBW 10048）、大米（GBW 10010）（地球物理地球化學勘查研究所）；市售中藥材；汞標準溶液（100 μg/mL，中國計量院）；硝酸（優(yōu)級純，國藥試劑）；重鉻酸鉀（化學純，國藥試劑）；載氣（99.99%高純氧）；分析用水（超純水）。

中藥樣品：購于實體店17種（均未粉碎）；購于網(wǎng)店2種（均已粉碎）。

2.2.1 硝酸溶液

量取50 mL硝酸（優(yōu)級純），置于950 mL水中，混勻。

2.2.2 重鉻酸鉀硝酸溶液（0.5 g/L）

稱取0.5 g重鉻酸鉀（分析純），用硝酸溶液（5+95）溶解并稀釋至1 000 mL，混勻。

2.2.3 標準溶液配制

川藏高速公路位于四川盆地和青藏高原過渡帶，山體高大陡峻，峽谷深切，活動斷裂發(fā)育，處于我國著名的強烈地震帶——NE向龍門山斷裂帶和NW向鮮水河斷裂帶及SN向安寧河斷裂帶構(gòu)成的“Y”字形構(gòu)造帶。高速公路分別經(jīng)過基本地震烈度為Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ度地區(qū)，其中Ⅶ度區(qū)占線路總長的57%，Ⅷ區(qū)占線路總長的37%，Ⅸ度區(qū)占線路總長的6%。

汞標準使用液（1mg/L）：吸取汞標準液（100 mg/L）1 mL，置于100 mL容量瓶中，用重鉻酸鉀硝酸溶液（0.5 g/L）稀釋至刻度，混勻備用。

汞標準系列溶液：分別移取不同體積的1 mg/L汞標準使用液和100 mg/L汞標液，置于容量瓶中，分別用重鉻酸鉀硝酸溶液（0.5 g/L）定容至刻度，配制 成20 μg/L、100 μg/L、1 000 μg/L、2 000 μg/L的低、中、高濃度汞標準使用溶液。

2.3 樣品的制備

將未經(jīng)粉碎的中藥按密度大小分別取20～100 g不等，置于60℃烘箱中烘4 h；取出放涼后，用粉碎機粉碎；過40目尼龍篩，收集40目粉樣，裝入塑料密封樣品袋待測。若購買時已粉碎，則無需再次粉碎，可直接上機。

2.4 儀器工作條件

將高純氧氣瓶的出口壓力設(shè)置為0.5 MPa；依次打開HAG-100測汞儀電源和計算機；儀器自檢結(jié)束后，雙擊軟件工作站聯(lián)機；待控溫模塊的溫度升高至預(yù)設(shè)值，設(shè)置載氣流量為200 mL/min。在實驗開始前，需做樣品舟空燒實驗，驗證樣品舟殘留，并除去管路殘留，連續(xù)測量直至所測空舟吸光度＜0.003，方可進行樣品測試實驗。具體參數(shù)見表1。

表1 直接進樣測汞儀HGA-100測中藥中汞參考條件

2.5 標準工作曲線的制作

使用移液槍，分別吸取10 μL、20 μL、50 μL的100 μg/L的汞使用液，以及10 μg/L、20 μg/L的1 000 μg/L的汞標準使用液，配制成標準點為1.0 ng、2.0 ng、5.0 ng、10 ng、20 ng的長池低濃度系列標準工作曲線；吸取30 μL、50 μL的1 000 μg/L的汞使用液，以及50 μL、75 μL、100 μL的2 000 μg/L的汞標準使用液，配制成標準點為30 μg/L、50 μg/L、100 μg/L、150 μg/L、200 μg/L的短池高濃度系列標準工作曲線。以各系列標準溶液中汞的絕對含量（ng）為橫坐標，以其產(chǎn)生的吸光度（Abs）為縱坐標，分別繪制長池和短池汞的標準曲線。

2.6 樣品的測定

準確稱取0.15 g樣品，置于樣品舟中；按已設(shè)定的儀器條件進行檢測，獲得相應(yīng)的吸光值；從標準曲線讀取對應(yīng)的汞絕對含量；根據(jù)樣品稱樣量，計算出樣品中汞的相對含量（儀器直接輸出最終結(jié)果）。每份樣品連續(xù)測3次，計算平均值和精密度（相對標準偏差RSD%）。

3 結(jié)果與討論

3.1 方法檢出限的確定

測得標準曲線后，連續(xù)11次進空樣品舟；測量樣品空白所產(chǎn)生的吸光值，計算標準偏差；以王婷等[12]總結(jié)的計算方法檢出限進行計算。查自由度為10、置信度為99 %時，t分布（單側(cè)）與標準偏差相乘的積，計算出本儀器的方法檢出限絕對含量為0.005 ng，按稱量0.15 g樣品計算，方法檢出限為0.033 μg/kg，定量下限一般為方法檢出限的4倍，為0.13 μg/kg。

3.2 儀器裂解溫度的選擇

3.3 取樣量的選擇

因為采用直接測汞儀時無樣品定容稀釋步驟，所稱量的樣品會被完全檢測，故測量時稱樣量不宜過高。但過低的稱樣量易導致較大誤差，過高的稱樣量難以被儀器完全裂解，還可能在裂解過程中產(chǎn)生過大的氣壓導致催化爐泄露，甚至炸裂。本實驗選擇難裂解的根莖類中藥樣品，嘗試稱樣量從20～200 mg范圍稱樣進樣，每次稱量逐級增加約20 mg。測量結(jié)果發(fā)現(xiàn)，稱樣量在60～200 mg范圍內(nèi)，測量信號的穩(wěn)定性良好，故本文選擇稱樣量為150 mg。

3.4 19種中藥的測量

按照2.6項的方法，對所選取的19種中藥依次進行測定，結(jié)果見表2。

表2 19種中藥中汞含量和精密度（RSD%）

從表2可以看出，所測19種中藥樣品僅有1種（黃柏）超過汞的限量指標（≤200 μg/kg），超出限量值約6.5倍，其余樣品均為合格。每份樣品連續(xù)3次，測量計算的相對標準偏差不超過5.0 %，表明該方法具有良好的穩(wěn)定性。

3.5 加標回收和精密度實驗

選擇可代表低、中、高汞含量的中藥，添加濃度在汞含量的2～5倍之間梯度加標，計算回收率和精密度。向蒲公英根樣品添加0.5 ng、1.0 ng、3.0 ng汞標液，向花旗參片樣品添加2.0 ng、4.0 ng、5.0 ng汞標液，向金銀花樣品添加9.0 ng、20.0 ng汞標液，向魚腥草樣品添加10.0 ng、30.0 ng的汞標液。測量每種中藥每次添加汞標液后的汞濃度，計算汞的加標回收率，每種添加量測3次，計算精密度（RSD%），結(jié)果見表3。

表3 加標回收試驗

從表3可以看出，高、中、低含量的中藥梯度添加后，3次測量每種濃度的相對標準偏差，最大值不超過6.0%，每次添加的回收率在87.2%～105.2%之間，每份樣品的平均回收率在90.2%～104.3%之間。從相對標準偏差和回收率來看，儀器測量的結(jié)果良好。

3.6 準確度測量

通過測量3個國家標準物質(zhì)質(zhì)控樣（GBW 10010大米、GBW 10020柑橘葉、GBW 10048芹菜），每個樣品測量3次，并計算相對標準偏差（RSD%），結(jié)果見表4。

表4 標準物質(zhì)質(zhì)控樣的測定結(jié)果

從表4可以看出，儀器對3種標準物質(zhì)的測量結(jié)果均在標準證書規(guī)定范圍內(nèi)，3次測量的相對標準偏差不超過6.8%，測量結(jié)果準確，穩(wěn)定性良好。

4 結(jié)論

本文建立了應(yīng)用直接測汞儀對中藥中總汞含量的測定方法，測量了方法檢出限，優(yōu)化了儀器裂解溫度、樣品取樣量等可控因素，確定了最佳實驗條件。通過對19種中藥的測量發(fā)現(xiàn)，購于實體藥店的中藥，其汞含量均為合格，網(wǎng)購的中藥有1種存在總汞含量嚴重超標的情況，說明當前網(wǎng)售中藥存在一定隱患，需要加強對供貨渠道的監(jiān)管。儀器的低、高濃度的2條汞標準曲線擴展了測量的線性范圍，使樣品汞含量從低到高都能準確定量。從加標回收標物質(zhì)控和精密度的數(shù)據(jù)來看，直接測汞儀可以準確檢測中藥中的汞含量，且具有多種優(yōu)點：分析濃度范圍較寬；樣品無需前處理，汞損失較少；全程紅外測溫，對溫度變化反應(yīng)靈敏、測量穩(wěn)定；催化管高溫加熱及氧氣流的持續(xù)吹掃，能夠顯著降低汞的記憶效應(yīng)；配有尾氣連接活性炭吸附管，可以吸附分析產(chǎn)生的廢氣物，幾乎無污染。本文所建立的方法無需前處理準確，具有快速、便捷及環(huán)保的特點，能夠為中藥中總汞含量的測定提供更多選擇。