不同產(chǎn)地的懷地黃中有害金屬元素鉛、鎘、砷、汞、銅的測(cè)定*

焦 強(qiáng)，吳云靜，黃 姍 (河南省口岸食品檢驗(yàn)檢測(cè)所，河南 鄭州 450003)

隨著中藥現(xiàn)代化步伐的加快，中藥在世界范圍內(nèi)越來(lái)越受重視，與此同時(shí)，中藥中有害重金屬元素的殘留問(wèn)題也愈發(fā)突顯，嚴(yán)重制約了中藥行業(yè)的發(fā)展[1-2]。重金屬對(duì)人體的新陳代謝及正常的生理功能具有明顯的傷害作用，鉛、鎘、砷、汞、銅等重金屬元素被人體吸收，累積至一定量時(shí)可引起免疫系統(tǒng)障礙，因此世界各國(guó)對(duì)重金屬元素在藥品中的含量制定了嚴(yán)格的限量標(biāo)準(zhǔn)[3-4]。目前，重金屬元素含量測(cè)定的方法有原子吸收光譜法[5]、原子熒光法和電感耦合等離子體發(fā)射光譜法[6]等，但這些方法大多存在操作復(fù)雜、分析速度慢、基體干擾大等不足。電感耦合等離子體光譜分析技術(shù)具有可對(duì)含量差別較大的各組分進(jìn)行同時(shí)測(cè)定，抗干擾能力強(qiáng)，具有極低的檢出限，精密度高等特性，是近年來(lái)中藥痕量元素分析中較為先進(jìn)的方法[7-9]。地黃(RehmanniaglutinosaLibosch.)系玄參科地黃屬植物，塊根入藥，具有清熱涼血、養(yǎng)陰、生津的功效[10]，現(xiàn)人工種植的主產(chǎn)區(qū)為河南、河北、山東、山西等地，其中主產(chǎn)于河南焦作地區(qū)的道地藥材被稱為懷地黃，按照炮制方法的不同又有鮮地黃、生地黃和熟地黃之分[11]。本研究采用優(yōu)化的微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法對(duì)不同產(chǎn)地不同種類懷地黃中鉛、鎘、砷、汞、銅的含量進(jìn)行同時(shí)測(cè)定，為研究中藥的質(zhì)量控制、GAP標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，以及用藥安全性提供理論依據(jù)。

1 藥品、試劑與儀器

懷地黃為采集自河南省焦作市武陟縣及溫縣的一級(jí)地黃藥材[12]，性狀經(jīng)中國(guó)食品藥品檢定研究院中藥室鑒定無(wú)誤。樣品按照炮制方法的不同分為生地黃和熟地黃，具體采樣情況見(jiàn)表1。硝酸，優(yōu)級(jí)純，F(xiàn)luka公司產(chǎn)品，批號(hào)BCBS2791V；過(guò)氧化氫，優(yōu)級(jí)純，Alfa Aesar公司產(chǎn)品，批號(hào)5001R18Q；鉛、鎘、砷、汞、銅標(biāo)準(zhǔn)溶液，規(guī)格1 000 μg/mL，國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心提供，批號(hào)分別為16C018-1、169026-1、17091963、168048-2、168041-2；銠內(nèi)標(biāo)元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，規(guī)格1 000 μg/mL，國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心提供，批號(hào)16C021；三氯化金溶液，aladdin公司產(chǎn)品，批號(hào)K1502015。XSERIES 2電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，美國(guó)Thermo Fisher公司產(chǎn)品；PURELAB classic純水機(jī)，英國(guó)ELGA公司產(chǎn)品；MARS Xpress微波消解儀，美國(guó)CEM公司產(chǎn)品；XP-205電子分析天平，梅特勒-托利多有限公司產(chǎn)品。燒杯、容量瓶等玻璃器皿均用體積分?jǐn)?shù)為200 mL/L硝酸浸泡24 h以上，然后用超純水反復(fù)沖洗，烘干備用。

表1 懷地黃藥材采樣情況

2 方法與結(jié)果

2.1 樣品溶液的制備

精密稱取粉碎后的懷地黃細(xì)粉0.5 g(精確至0.001 g)置于聚四氟乙烯消解罐內(nèi)，加入7 mL硝酸和1 mL H2O2并加蓋放置過(guò)夜。按照表2中程序進(jìn)行消解，待消解結(jié)束后冷卻至40 ℃ 以下，取出消解罐，緩慢打開(kāi)罐蓋排氣，用少量水沖洗內(nèi)蓋，于130 ℃ 趕酸2 h后，用水定容至50 mL作為待測(cè)溶液，同時(shí)做空白試驗(yàn)。

表2 微波消解程序

2.2 內(nèi)標(biāo)溶液的制備

吸取銠標(biāo)準(zhǔn)溶液，用2%稀硝酸配制成約25 mg/L的內(nèi)標(biāo)溶液。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備

分別精密吸取鉛、砷、銅元素標(biāo)準(zhǔn)溶液0.25 mL，鎘、汞元素標(biāo)準(zhǔn)溶液0.025 mL至50 mL容量瓶中，用2%硝酸溶液定容至刻度，搖勻，配制成鉛、砷、銅元素(5 000 μg/L)，鎘、汞元素(500 μg/L)的混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液。

準(zhǔn)確量取不同體積的混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液于50 mL 容量瓶中，用2 %硝酸溶液定容至刻度，搖勻。配制成鉛、砷、銅元素(質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0，2.5，5，10，20，40 μg/L)，鎘、汞元素(質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0, 0.2, 0.5, 1, 2, 4 μg/L)的混合標(biāo)準(zhǔn)系列工作溶液。

2.4 質(zhì)譜工作參數(shù)選擇

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀主要工作參數(shù)見(jiàn)表3。

表3 電感耦合等離子體質(zhì)譜主要工作參數(shù)

2.5 測(cè)定同位素的選擇

在ICP-MS技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，同質(zhì)異位素重疊、多原子離子、難熔氧化物、雙電荷離子等是常見(jiàn)的干擾因素，影響到測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，其中以多原子離子的干擾最為嚴(yán)重。本試驗(yàn)測(cè)定鉛、鎘、砷、汞、銅5種重金屬元素，其中砷、鎘、銅采用碰撞/反應(yīng)池技術(shù)(CCT)，消除多原子、離子及同量異位素對(duì)待測(cè)元素的潛在干擾。與此同時(shí)，在無(wú)干擾原則下，根據(jù)被測(cè)同位素豐度的高、低來(lái)進(jìn)行選擇，最終各元素的測(cè)定同位素分別為208Pb、75As、111Cd、202Hg、63Cu。

2.6 內(nèi)標(biāo)元素的選擇

ICP-MS法在測(cè)定過(guò)程中通常存在非質(zhì)譜干擾—基體效應(yīng)和儀器信號(hào)的波動(dòng)，一般可采用內(nèi)標(biāo)法來(lái)消除這些影響。本研究選擇銠元素作為內(nèi)標(biāo)元素，按2.2項(xiàng)方法配制成內(nèi)標(biāo)溶液，在線加入，從而消除元素測(cè)定過(guò)程中基體效應(yīng)和儀器信號(hào)波動(dòng)造成的影響。銠內(nèi)標(biāo)元素回收率范圍為95.0%～105.0%。

2.7 標(biāo)準(zhǔn)曲線和線性范圍

在優(yōu)化的試驗(yàn)條件下，將鉛、砷、銅元素(質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0，2.5，5，10，20，40 μg/L)，鎘、汞元素(質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0，0.2，0.5，1，2，4 μg/L)的混合標(biāo)準(zhǔn)系列工作溶液中各元素分別采用不同的模式同時(shí)進(jìn)行測(cè)定，線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表4。

表4 線性關(guān)系

2.8 方法檢出限測(cè)定

對(duì)樣品空白溶液連續(xù)測(cè)定11次，統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差作為各元素檢出限，以10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差作為測(cè)定下限，得到各元素方法的檢出限和測(cè)定下限，見(jiàn)表5。結(jié)果顯示：鉛、鎘、砷、汞、銅元素的檢出限范圍為0.1～1.2 μg/L，測(cè)定下限范圍為0.4～4.0 μg/L。

表5 方法檢出限和測(cè)定下限

2.9 樣品結(jié)果分析試驗(yàn)

對(duì)采集到的懷地黃藥材中5個(gè)重金屬元素進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)樣品平行測(cè)定3次，統(tǒng)計(jì)平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，同時(shí)進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，加標(biāo)量根據(jù)各元素的實(shí)際含量采用單標(biāo)溶液進(jìn)行加標(biāo)，統(tǒng)計(jì)各元素回收率。見(jiàn)表6。結(jié)果顯示：鉛、鎘、砷、汞、銅元素的加標(biāo)回收率分別為96.4%、98.2%、103.5%、106.4%和99.4%。

表6 懷地黃中5種重金屬元素測(cè)定及加標(biāo)回收率

3 討 論

本研究對(duì)于采用的微波消解ICP-MS技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化：①在汞元素測(cè)定中，為避免低濃度汞在管路中的吸附，在預(yù)消解前加入500 ng金作為汞的解吸劑[13]，以防止汞的記憶效應(yīng)；②ICP-MS同時(shí)測(cè)定多種金屬元素時(shí)，選擇碰撞模式(CCT)，消除測(cè)定過(guò)程中35Cl、23Na與40Ar結(jié)合對(duì)砷、銅測(cè)定的干擾[14]。

《中國(guó)藥典》2015版收載甘草、金銀花、黃芪等藥材中重金屬規(guī)定限量要求為：鉛≤5 μg/g，砷≤2 μg/g，鎘≤0.3 μg/g，汞≤0.2 μg/g，銅≤20 μg/g。本研究得到的結(jié)果與上述規(guī)定限量相比，除地黃樣品1和2的汞含量略高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，其余樣品中5種有害重金屬元素含量均較低，皆符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

綜上所述，本研究采用優(yōu)化的微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法對(duì)不同產(chǎn)地不同種類懷地黃中鉛、鎘、砷、汞、銅元素的含量進(jìn)行同時(shí)測(cè)定，試驗(yàn)樣本種類和數(shù)量豐富，簡(jiǎn)便快捷，準(zhǔn)確度和靈敏度高，應(yīng)用范圍廣,可滿足不同產(chǎn)地不同種類中藥材中重金屬含量的測(cè)定要求，可為中藥及其制劑重金屬限量控制、元素分析及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定提供科學(xué)依據(jù)。

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通信作者：黃珊，主管藥師，河南省口岸食品檢驗(yàn)檢測(cè)所，河南省鄭州市金水區(qū)經(jīng)二路8號(hào)，450003，hs13695541@163.com

*基金項(xiàng)目：河南省重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目(144200510028)