電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定地龍藥材中鉛、砷、汞、鎘、銅元素的殘留量

馬 彧 ，李正剛 ，曲涵婷 ，趙 艷 ，王路宏

（1. 四平市食品藥品檢驗(yàn)所，吉林 四平 136000；2. 吉林省藥品檢驗(yàn)研究院，吉林 長春 130000；3. 四平市社會精神病院，吉林 四平 136001）

地龍為常用的動(dòng)物類中藥材，喜生于腐殖質(zhì)土壤中，多為野生，也有養(yǎng)殖，全國均有分布. 具有清熱定驚、通絡(luò)、利尿等功效[1]. 地龍最早收載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)收載在《中華人民共和國藥典》（一部2020版）中[2]，其臨床應(yīng)用廣泛.

地龍藥材在野生環(huán)境和養(yǎng)殖過程中均可能受到重金屬元素、真菌毒素、農(nóng)藥殘留物等污染[3-5].重金屬元素在人體中產(chǎn)生蓄積毒性作用，會嚴(yán)重?fù)p害人體的新陳代謝和正常的生理功能[6-9]. 因此，測定地龍中的重金屬元素具有十分重要的意義.

當(dāng)前，中藥材中重金屬元素的測定方法主要有比色法、原子吸收分光光度法、電感耦合等離子法等. 其中，《中華人民共和國藥典》（一部2020版）地龍藥材標(biāo)準(zhǔn)對地龍中重金屬元素采用硫代乙酰胺作顯色劑，標(biāo)準(zhǔn)鉛溶液作為對照品，進(jìn)行重金屬的總量控制，樣品需要在500~600 ℃高溫下灰化完全，且方法的專屬性、靈敏度以及結(jié)果的人為判斷誤差較大. 原子吸收分光光度法（AAS）中樣品前處理操作復(fù)雜，所需試劑種類繁多，分析測定的過程中也需要采用不同的溶液導(dǎo)入方式，并且儀器調(diào)節(jié)校準(zhǔn)費(fèi)時(shí)，操作步驟繁瑣. 本研究采用靈敏度更高、專屬性更好、操作更加簡便快捷的微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）進(jìn)行樣品的前處理和檢測[10-14]，對不同產(chǎn)地、不同批次地龍藥材中鉛（Pb）、砷（As）、汞（Hg）、鎘（Cd）、銅（Cu）5種重金屬元素的含量進(jìn)行測定，為進(jìn)一步提高地龍藥材的質(zhì)量，保證其用藥安全提供依據(jù).

1 試驗(yàn)部分

1. 1 儀器和試劑

MARS型微波消解儀（美國CEM公司）；NexION 350X型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀[鉑金埃爾默儀器（上海）有限公司]；BT125D型電子天平（北京賽多利斯儀器天平有限公司）.

Pb、As、Hg、Cd、Cu 5種重金屬元素的單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液批號分別為：GSB04-1742-2004、GSB04-1714-2004、GSB04-1729-2004、GSB04-1721-2004、GSB04-1725-2004，質(zhì)量濃度均為1 000 μg/mL. 內(nèi)標(biāo)元素鉍（Bi）、鍺（Ge）、銦（In）單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液批號 分別 為：GSB04-1719-2004、GSB04-1728-2004、GSB04-1731-2004，質(zhì)量濃度均為1 000 μg/mL. 金（Au）元素標(biāo)準(zhǔn)品溶液（批號：GSB04-1715-2004），質(zhì)量濃度為1 000 μg/mL. 以上標(biāo)準(zhǔn)品均來自國家有色金屬及電子材料分析測試中心. 硝酸為優(yōu)級純（MERCK公司），水為超純水. 地龍藥材樣品：共10批，基本信息如表1所列.

表1 地龍藥材樣品基本信息Table 1 Basic information of samples of Pheretima

1. 2 儀器工作條件

射頻功率1.6 kW；氬氣流速1.1 L/min，等離子體氣體流速15.0 L/min，輔助氣流速1.0 L/min；掃描次數(shù)為20次，重復(fù)3次測樣. 采用在線內(nèi)標(biāo)法，以72Ge作為63Cu、75As內(nèi)標(biāo)，115In作為114Cd內(nèi)標(biāo)，209Bi作為202Hg、208Pb內(nèi)標(biāo).

1. 3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液的配制：分別精密量取Pb、As、Hg、Cd、Cu單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液0.10、0.05、0.10、0.10、1.00 mL，置于100 mL量瓶中，使用10%硝酸溶液稀釋配制成Pb、As、Hg、Cd、Cu的質(zhì)量濃度分別為l.0、0.5、1.0、1.0、10.0 μg/mL的單元素標(biāo)準(zhǔn)品貯備溶液.

標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：分別精密量取Pb、As、Cd、Cu單元素標(biāo)準(zhǔn)品貯備溶液0.00、0.05、0.25、0.50、1.00 mL置于50 mL量瓶中，使用10%硝酸溶液稀釋制成Pb、As（質(zhì)量濃度分別為0、1、5、10、20 ng/mL）、Cd（質(zhì)量濃度分別為0.0、0.5、2.5、5.0、10.0 ng/mL）、Cu（質(zhì)量濃度分別為0、10、50、100、200 ng/mL）的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液. 另精密量取Hg標(biāo)準(zhǔn)貯備液0.00、0.10、0.25、0.50、1.00、2.50 mL，置于50 mL量瓶中，使用10%硝酸溶液稀釋制成Hg（質(zhì)量濃度分別為0.0、0.2、0.5、l.0、2.0、5.0 ng/mL）的標(biāo)準(zhǔn)溶液.

內(nèi)標(biāo)溶液的配制：分別精密量取Ge、In、Bi元素標(biāo)準(zhǔn)溶液0.1 mL，置于同一100 mL容量瓶中，使用水稀釋至刻度，搖勻，制成3種內(nèi)標(biāo)元素（1 000 ng/mL）的混合溶液，再精密量取上述混合溶液1 mL，置于100 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，制成3種內(nèi)標(biāo)元素（10 ng/mL）的混合溶液，即得.

1. 4 樣品制備

精密稱取0.5 g供試品粉末，置于耐高溫的聚四氟乙烯消解罐內(nèi)，加8 mL硝酸和2 mL過氧化氫浸泡過夜，按表2條件進(jìn)行消解，放冷，轉(zhuǎn)入50 mL量瓶中，使用純化水洗滌消解罐并轉(zhuǎn)入量瓶，加入Au單元素溶液200 μL（質(zhì)量濃度為1 μg/mL），加水定容至刻度，搖勻. 除不加Au單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液外，同法制備空白溶液.

表2 微波消解程序Table 2 Procedure of microwave digestion

2 結(jié)果與討論

2. 1 樣品處理方法

ICP-MS測定方式是將樣品溶液泵入霧化室后，進(jìn)行霧化，之后進(jìn)入質(zhì)譜內(nèi)部檢測，故需要樣品溶液澄清. 供試品消解的常用試劑一般是酸類，包括硝酸、鹽酸、高氯酸、硫酸、氫氟酸以及一定比例的混合酸（如體積比為4∶1的硝酸∶鹽酸）等，也可使用少量過氧化氫. 其中硝酸引起的干擾最小，是供試品制備的首選酸. 試劑的純度應(yīng)為優(yōu)級純以上.供試品溶液制備時(shí)應(yīng)同時(shí)制備試劑空白，標(biāo)準(zhǔn)溶液的介質(zhì)和酸度應(yīng)與供試品溶液保持一致[10,15-16]. 本次研究分別考察了硝酸∶鹽酸（體積比為4∶1）、硝酸∶高氯酸（體積比為4∶1）、硝酸∶過氧化氫（體積比為4∶1）消解試劑的效果. 試驗(yàn)結(jié)果表明，硝酸∶過氧化氫（體積比為4∶1）消解后的樣品溶液透明無色，澄清度效果最好，故優(yōu)選硝酸∶過氧化氫（體積比為4∶1）作為消解液.

2. 2 線性方程和檢出限

取混合對照溶液，按上述儀器測定條件進(jìn)行測定，以各元素濃度為橫坐標(biāo)，以待測元素與內(nèi)標(biāo)元素響應(yīng)值的比值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線. 結(jié)果表明，5種元素在各自線性范圍內(nèi)線性關(guān)系良好（r≥0.999 6），結(jié)果如表3所列.

表3 線性方程、線性范圍和檢出限Table 3 Linear equation, linear range and detection limit

測定11份空白溶液的響應(yīng)值，分別求出5種元素濃度的標(biāo)準(zhǔn)偏差（σ），以3σ所對應(yīng)的待測元素的濃度作為檢出限，結(jié)果如表3所列. 結(jié)果表明方法的靈敏度較好.

2. 3 精密度考察

取地龍樣品（DL1）溶液，依法連續(xù)測定6次，測定結(jié)果：Pb、As、Hg、Cd、Cu的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）分別為3.2%、4.1%、3.4%、2.6%、3.5%、3.3%（n=6），表明儀器的精密度較好.

2. 4 重復(fù)性考察

取地龍樣品（DL1），平行制備6份樣品溶液，測定結(jié)果：Pb、As、Hg、Cd、Cu的RSD分別為4.3%、5.1%、4.4%、4.8%、5.2%、5.1%（n=6），表明方法重復(fù)性較好.

2. 5 加標(biāo)回收率試驗(yàn)

精密稱取地龍樣品（DL1）9份，每份約0.5 g，分別加入約相當(dāng)于樣品中待測重金屬元素含量50%、100%、150%的標(biāo)準(zhǔn)溶液，其余操作同樣品溶液的配制，按上述儀器測定條件進(jìn)行測定，計(jì)算加標(biāo)回收率，結(jié)果表明方法準(zhǔn)確性較好，具體如表4所列.

表4 5種金屬元素回收率試驗(yàn)結(jié)果（n=9）Table 4 Recoveries of five heavy metal elements (n= 9)

2. 6 樣品測定

本次共收集到不同產(chǎn)地的10批次地龍藥材，并對每批樣本進(jìn)行Pb、As、Hg、Cd、Cu 5種重金屬元素的含量檢測，每份樣品平行取樣，按上述供試品溶液制備方法消解處理和儀器測定條件進(jìn)行測定，采用外標(biāo)曲線法進(jìn)行樣品含量的計(jì)算，結(jié)果如表5所列.

表5 樣品中Pb，As，Hg，Cd，Cu的含量Table 5 Contents of Pb, As, Hg, Cd and Cu in samples/(mg/kg, n=2)

目前，《中華人民共和國藥典》（2020版）中僅給出了部分中藥材及飲片中重金屬及有害元素的具體含量限值（鉛、鎘、砷、汞、銅質(zhì)量濃度分別不超過5.0、1.0、2.0、0.2、20.0 mg/kg）. 由表5可知，10批地龍藥材均沒有達(dá)到一般要求. 有4批地龍藥材中5種重金屬元素的總量大于《中華人民共和國藥典》（一部2020版）中地龍藥材標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的30 mg/kg.

3 結(jié)論

本文建立了ICP-MS法測定地龍藥材中Pb、As、Hg、Cd、Cu 5種重金屬元素的含量. 經(jīng)方法學(xué)驗(yàn)證，方法靈敏度高、操作較簡便，結(jié)果準(zhǔn)確度較高. 測定結(jié)果表明，地龍藥材中Pb、As、Hg、Cd、Cu 5種重金屬元素殘留情況需要高度重視. 同時(shí)，更應(yīng)該從地龍野生或養(yǎng)殖的源頭環(huán)境開始，關(guān)注其土壤、水源、化肥和農(nóng)藥等多因素影響情況，從而建立重金屬污染的防控措施，保障公眾用藥安全有效[17-18]. 由于本次收集的樣品批次局限，因此僅作參考，更多的重金屬元素殘留情況仍然有待分析工作者進(jìn)行積累和改進(jìn).