微波消解-ICP-MS 法測(cè)定人參和西洋參中錳的含量*

牛水蛟，劉慧香，胡文岳，林鈺鎵，于海英

（山東省食品藥品檢驗(yàn)研究院 國(guó)家藥品監(jiān)督管理局化妝品原料質(zhì)量控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250101）

人參（Panax ginseng C.A.Mey.）和西洋參（Panax quinquefolium L.）均為五加科，人參屬多年生草本植物，入藥部位為干燥根或根莖，在外觀形態(tài)、功效成分、主治功效等方面相似性較大[1，2]。人參和西洋參中含有豐富的無機(jī)礦物元素[3]，在化工醫(yī)藥、化妝品及保健食品等行業(yè)應(yīng)用廣泛，對(duì)人體健康具有重要作用。但近年來，有研究表明，Mn 具有多種毒性，會(huì)破壞植物的葉綠體功能[4]，于人體而言，它可以導(dǎo)致雄性生殖毒性，破壞生殖激素水平[5]；同時(shí)也可產(chǎn)生神經(jīng)尤其是中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒性，誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)紊亂及記憶功能衰退[6]。2021 年10 月8 日，國(guó)家藥監(jiān)局發(fā)布關(guān)于人參、西洋參藥材中高錳酸鹽檢查項(xiàng)要求，規(guī)定二者中錳（Mn）含量不得超過150mg·kg-1。

目前，化工、環(huán)境、食品等領(lǐng)域中Mn 的測(cè)定方法主要有火焰原子吸收光譜法[7]、分光光度法[8]、離子色譜法[9]、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法[10]、電感耦合等離子體-質(zhì)譜法[11]等。其中電感耦合等離子體-質(zhì)譜法（ICP-MS）法具有靈敏度高、線性范圍寬、干擾小、檢測(cè)限低等優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合具有操作簡(jiǎn)單安全、耗時(shí)短、不易受到污染，樣品用量和試劑消耗少等優(yōu)點(diǎn)的微波消解法，可實(shí)現(xiàn)對(duì)中藥材人參和西洋參中Mn 元素的快速、準(zhǔn)確測(cè)量。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

NEXION2000B 型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國(guó)鉑金埃爾默公司）；CEM MARS 5 型微波消解儀（美國(guó)CEM 公司）；A10 型Milli-Q 超純水儀（美國(guó)Millipore 公司）；MS105DU 型Mettler Toledo MS 電子天平（瑞士梅特勒-托利多公司）。

Mn 單元素標(biāo)準(zhǔn)液（1000μg·mL-1美國(guó)IV 公司）；Sc 單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000μg·mL-1美國(guó)Inorganic Ventures 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)）；HNO3（UP 級(jí) 蘇州晶瑞）；H2O2（AR國(guó)藥集團(tuán)）；高純Ar（工業(yè)級(jí) 濟(jì)南德洋）；實(shí)驗(yàn)用水為超純水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置 精密吸取Mn 元素標(biāo)準(zhǔn)液（1000μg·mL-1）適量，用5%稀HNO3逐級(jí)稀釋，得到系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度為1.0、5.0、10、20、50、100μg·L-1。精密吸取適量Sc 元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000μg·mL-1），用5%稀HNO3稀釋其濃度為25μg·L-1，作為內(nèi)標(biāo)溶液。

1.2.2 樣品前處理 樣品經(jīng)粉碎，過二號(hào)篩（24 目）制成細(xì)粉。精密稱取粉末約1.0g，置聚四氟乙烯消解管中，加HNO36.0mL，靜置浸泡過夜，加30% H2O22.0mL，在溫度可調(diào)的電加熱器中100℃加熱35min，放冷，移入微波消解儀中，按照預(yù)設(shè)定的微波消解參數(shù)進(jìn)行消解。消解結(jié)束后冷卻，把消解液完全轉(zhuǎn)移至25mL 塑料容量瓶中，用超純水洗滌并定容，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)稀釋，同法制備空白試液，待測(cè)液經(jīng)ICP-MS 測(cè)定。

1.2.3 ICP-MS 工作條件 采用ICP-MS 調(diào)諧溶液對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)諧并優(yōu)化參數(shù)，儀器的靈敏度、背景及分辨率等各項(xiàng)參數(shù)均符合測(cè)定要求。

模式：碰撞反應(yīng)模式（KED）；射頻功率：1100 W；等離子體Ar 流速：15L·min-1；輔助氣流速：1.0L·min-1；霧化器流速：0.855L·min-1；樣品提升速度：0.6mL·min-1；進(jìn)樣沖洗時(shí)間：20s；蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速：20r·min-1；掃描次數(shù)：3 次；駐留時(shí)間：50ms；采集時(shí)間：3600ms。

2 結(jié)果與討論

2.1 方法學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 線性關(guān)系與檢出限 取標(biāo)準(zhǔn)系列溶液及空白對(duì)照溶液，上機(jī)測(cè)定，計(jì)算Mn 的線性方程及檢出限。經(jīng)測(cè)定，在1.0～100μg·L-1濃度范圍內(nèi)，Mn 的線性關(guān)系良好，線性方程為Y=0.008177467X+0.0557744162，相關(guān)系數(shù)r 為0.9975。重復(fù)測(cè)定空白樣品溶液10 次，根據(jù)IUPAC 規(guī)則，以3 倍標(biāo)準(zhǔn)偏差的濃度計(jì)算方法檢出限，檢出限為12.5μg·kg-1。

2.1.2 重復(fù)性實(shí)驗(yàn) 取西洋參樣品（XYS-01）適量，按樣品前處理方法進(jìn)行處理，平行制備6 份樣品溶液并上機(jī)測(cè)定，濃度分別為73.1、73.6、72.5、74.6、75.7、73.9mg·kg-1，RSD=1.5%（n=6），結(jié)果表明重復(fù)性良好。

2.1.3 回收率及精密度實(shí)驗(yàn) 稱取空白樣品加入Mn 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（1μg·mL-1）0.125、0.5、2.0mL 制備低、中、高3 濃度水平的加標(biāo)回收樣品，各水平樣品平行制備6 份，然后嚴(yán)格按照樣品前處理方法進(jìn)行處理，并上機(jī)測(cè)定，回收率及精密度結(jié)果見表2。

表2 回收率及精密度結(jié)果（n=6）Tab.2 Results of recoveries and precisions（n=6）

2.1.4 樣品含量測(cè)定 對(duì)所收集到的不同產(chǎn)地的32 批人參及33 批西洋參按上述方法進(jìn)行測(cè)定，計(jì)算樣品中Mn 的含量，結(jié)果見表3。

表3 樣品測(cè)定結(jié)果（mg·kg-1）Tab.3 Determination results of samples（mg·kg-1）

2.2 結(jié)果討論

（1）微波消解法結(jié)合電感耦合等離子體-質(zhì)譜法（ICP-MS）是目前元素分析中最廣泛應(yīng)用的前處理及檢測(cè)方式。微波消解法因具有前處理簡(jiǎn)單、試劑用量少、密閉高壓消解充分、元素?fù)p失量極少等優(yōu)點(diǎn)，在土壤、水質(zhì)、植物、礦物、藥品等領(lǐng)域的元素分析中逐步成為主流的消解方式。ICP-MS 法具有簡(jiǎn)單易操作、抗干擾能力強(qiáng)、高通量多元素分析等優(yōu)點(diǎn)，在中藥材元素分析中廣泛應(yīng)用，如《中國(guó)藥典》、《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》等檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中已逐步采用ICP-MS法測(cè)定重金屬及有害元素等。

（2）根據(jù)國(guó)家藥監(jiān)局規(guī)定人參、西洋參藥材中錳（Mn）含量不得超過150mg·kg-1的要求，對(duì)測(cè)定結(jié)果分析，所測(cè)人參樣品中除一批吉林產(chǎn)人參Mn 含量（407.2mg·kg-1）超標(biāo)外，其余31 批樣品中Mn 含量在18.4～145.5mg·kg-1之間，均符合規(guī)定，合格率為97%。所測(cè)西洋參樣品中有5 批樣品Mn 含量超過150mg·kg-1，產(chǎn)地均為北京、山東，其余28 批樣品Mn 含量在45.6～137.7mg·kg-1之間，均符合規(guī)定，合格率為85%。

（3）中藥材中無機(jī)元素含量的高低與氣候環(huán)境、土壤狀況、農(nóng)藥使用、貯存殺菌等外界因素直接相關(guān)，也與植物是否可以富集特定元素等自身因素有一定關(guān)系。人參、西洋參均為喜陰植物，主要生長(zhǎng)在北緯40°附近的亞、美洲大陸上，此緯度氣候溫和，雨水充足，土地肥沃，土壤中各類礦物元素豐富，適宜參類植物的生長(zhǎng)。有研究表明，補(bǔ)氣類中藥中“Fe、Mn、Zn”含量較高[12]，可能存在植物富集現(xiàn)象，與藥效密切相關(guān)。有不法商販采用KMnO4對(duì)人參和西洋參進(jìn)行染色[13]，加深參體表面顏色，以“園參”充“林下山參”或“野山參”，同時(shí)起到防腐殺菌的作用，達(dá)到非法牟取暴利的目的，這也解釋了所檢測(cè)人參和西洋參樣品中有5 批次存在Mn 含量超標(biāo)2.7～25倍現(xiàn)象的原因。

3 總結(jié)

本研究結(jié)合微波消解與ICP-MS 法，建立了人參及西洋參中Mn 含量的測(cè)定方法，經(jīng)方法學(xué)驗(yàn)證及65 批次人參及西洋參樣品測(cè)定，結(jié)果表明，此方法操作簡(jiǎn)便、穩(wěn)定性好、靈敏度高、重現(xiàn)性好，適用于人參及西洋參中Mn 的含量測(cè)定。對(duì)所檢測(cè)樣品中存在Mn 含量嚴(yán)重超標(biāo)的現(xiàn)象，不僅提示廣大消費(fèi)者在購(gòu)買此類藥材時(shí)應(yīng)擦亮雙眼，同時(shí)也為監(jiān)管部門合理控制及質(zhì)量監(jiān)督中藥材及飲片中的無機(jī)元素，保證人們用藥安全提供了技術(shù)支持。