ICP—MS 在食品、藥品領(lǐng)域中的應(yīng)用研究進展

摘要： ICP-MS 即電感耦合等離子體質(zhì)譜，該技術(shù)是 20 世紀(jì) 80 年代初發(fā)展起來的一種無機元素分析測試技術(shù)。它以獨特的接口技術(shù)將 ICP 離子源與具有靈敏、快速掃描以及干擾較少等優(yōu)點的質(zhì)譜儀相結(jié)合，形成一種多元素和同位素分析技術(shù)。該技術(shù)靈敏度高、檢測限低、線性范圍寬，可同時測定多種元素，可進行同位素分析，應(yīng)用范圍廣范，被公認(rèn)為最強有力的痕量超痕量無機元素分析技術(shù)。目前，該技術(shù)廣泛地應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、食品安全等領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞： 電感耦合等離子體質(zhì)譜;食品、藥品;痕量分析

1.藥學(xué)領(lǐng)域

郭紅麗等學(xué)者篩選出臨床使用頻率較高的十種中藥注射劑，應(yīng)用 ICP-MS 法測定了 13 種金屬元素，包括鉛、鎘、汞、砷、銅等 2015 年版《中國藥典》中明確規(guī)定的限量元素。13 種元素線性范圍良好，重復(fù)性 RSD 小于 5%，平均回收率范圍 93.6%～100.8%，可用于中藥注射劑中金屬定量測定。陳鳳琴等也采用此方法測定了替加環(huán)素中的 Pd 殘留，鈀質(zhì)量濃度在 10～250 μg/L 范圍內(nèi)，線性關(guān)系良好，檢測限為 3.07 ng/g，精密度、重復(fù)性相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為 0.78%、6.85%，回收率范圍為 88.8%～99.2%。張亞紅等采用 ICP-MS 法，以 In 為內(nèi)標(biāo)，測定阿加曲班原料藥中鈀的殘留量，此方法的建立能滿足EMEA關(guān)于Pd的殘留限度不超過1 μg/g的要求。曾棟等對產(chǎn)地為河南嵩縣、山西絳縣的栽培藥用品種丹參全株及根、莖、葉三個不同部位 52 種無機元素分布情況進行探討，兩地丹參全株中常規(guī)元素鉀、鈣、鈉、鎂等含量豐富，部分稀土元素含量較高，可用于植物中促進其生長，同地中的三個部位也存在差異。劉威等采用ICP-MS 對牡丹皮煎煮法提取液中 24 種微量元素進行分析，通過煎煮法得到總提取液，經(jīng)過 0.45 μm 微孔濾膜抽濾，濾液中的元素為可溶態(tài)，濾膜上殘渣中的為懸浮態(tài)。取可溶態(tài)溶液通過 LSA-10 樹脂柱，用蒸餾水淋洗，收集淋洗液得到無機態(tài)的各種元素。再用甲醇淋洗，得到各元素的有機態(tài)。可溶態(tài)溶液經(jīng)過人工胃腸模擬試驗得到水溶態(tài)的各元素。微量元素各種形態(tài)之間存在一定相互關(guān)系，對中藥質(zhì)量控制和評價時可以作為參考。此方法所需試劑少，減少污染，所需樣品量少，節(jié)約樣品，簡便快速，靈敏度高。

2.生物醫(yī)學(xué)

金永久等應(yīng)用 ICP-MS 技術(shù)測定透析前后血液中元素含量，根據(jù)透析后結(jié)果初步推斷，透析液中 Ca、Mn、Fe、Cu、Zn、Se 等含量有所增加，透析過程可能會導(dǎo)致這些元素不同程度的流失，Pb、As 含量過高，需防止急性中毒。張素靜等在檢測血液中 33 種元素時，比較了加熱板加熱消解和微波消解，對檢測結(jié)果進行 t 檢驗，結(jié)果表明無顯著性差異，選用了操作簡便的加熱板消解方法。裴凌鵬等通過測定骨質(zhì)疏松大鼠股骨中鈣、鎂、銅等 7 種金屬元素的含量研究土家族藥刺老苞根皮對此病的治療作用。將 50 只 SD 大鼠隨機分為五組，空白組，潑尼松模型組，刺老苞根皮水提物低、中、高劑量組。實驗結(jié)果表明，與空白組比較，7 種元素在潑尼松模型組種均降低，p<0.01，而給予中藥提取物后，與潑尼松模型組比較，p<0.01，且不同給藥劑量之間存在一定的量效關(guān)系。賈志立等建立了 ICP-MS法測定大鼠全血中納米銀，以 In 為內(nèi)標(biāo)，血樣進行微波消解處理后進樣測定，方法學(xué)結(jié)果良好。

3.食品安全

張榕杰等測定了嬰幼兒食品中 Al 含量，采用 Sc 做內(nèi)標(biāo)元素，可消除進樣引起的誤差，降低基體效應(yīng)，奶粉中 Al 殘留較少，其他食品中 Al 含量較高。姚春毅等應(yīng)用 ICP-MS 法研究食品包裝材料聚酯類（PET）中銻向四種食品模擬物（水、10%乙醇、3%乙酸水溶液、精煉橄欖油）的遷移規(guī)律，在不同溫度下，將不同的聚酯材料浸泡在 4 種溶液中，在固定時間吸取浸泡液進行測定，方法學(xué)良好，銻的遷出量隨著溫度增高時間延長而增多，直到達到遷移平衡，尤其應(yīng)注意用此材料包裝的酸性食品，銻遷移量較高，避免食用。張江義等將食品樣品微波消解后直接進樣，應(yīng)用動態(tài)反應(yīng)池技術(shù)，選擇性抑制鉀、鈉、鈣、鎂、鋁等濃度較高元素的信號強度，同時消除雙電荷對砷元素的測定干擾，建立了同時測定食品中共計 10 種主、微量元素的方法，采用國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) GBW10015（菠菜），GBW10017（奶粉）等進行方法學(xué)驗證，結(jié)果準(zhǔn)確可信。孫寧分別采用 ICP-MS 法與國標(biāo)風(fēng)光光度法測定面食品中 Al 含量，兩種方法的檢測限為 0.033mg/kg、0.374 mg/kg，精密度RSD 分別為 1.75%、3.80%，回收率兩種方法都較高。通過 t 檢驗，p>0.05，表明兩種方法在統(tǒng)計學(xué)上無顯著差異。鑒于相關(guān)參數(shù)的比較及分光光度法操作繁瑣，研究者認(rèn)為 ICP-MS 法更簡便快捷。

4.其他領(lǐng)域

除了以上領(lǐng)域外，ICP-MS 還廣泛應(yīng)用于地質(zhì)科學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)檢測、法醫(yī)檢測、毒品檢測、新能源檢測等其他檢測領(lǐng)域。

5.展望

近年來，隨著元素形態(tài)分析、復(fù)雜基體同位素分析、超痕量分析等研究的深入，簡單的 ICP-MS 已不能滿足分析要求，與其他儀器聯(lián)用是未來的發(fā)展趨勢。分離器與 ICP-MS 聯(lián)用，HPLC-ICP-MS，可用于元素形態(tài)分析。GC-ICP-MS，靈敏度極高，對有機金屬化合物有顯著的優(yōu)勢。IC-ICP-MS，與離子色譜結(jié)合，可解決復(fù)雜基體中超痕量離子形態(tài)的分析。進樣系統(tǒng)與 ICP-MS 聯(lián)用，有 LA（激光剝蝕技術(shù)）-ICP-MS，CE（毛細管電泳）-ICP-MS，HG（氫化物發(fā)生技術(shù)）-ICP-MS，F(xiàn)I（流動注射技術(shù)）ICP-MS，ETV（電熱蒸發(fā)）-ICP-MS，SFC（超臨界流體）-ICP-MS等。隨著研究的深入，各種聯(lián)用技術(shù)必將在未來的分析領(lǐng)域發(fā)揮重大作用。

參考文獻

[1]曾棟， 文瑞芝， 潘振球， 等. 電感耦合等離子體質(zhì)譜法分析異地丹參中52 種無機元素[J]. 藥物分析雜志，2010，30（11）2096-2100.

[2]陳鳳琴， 宋雪潔， 石瑩. 替加環(huán)素中鈀殘留的微波消解-ICP-MS法測定[J]. 中國醫(yī)藥工業(yè)，2016，47（2）215-216.

[3]張江義， 王小， 李國敏. 微波消解鄄電感耦合等離子體質(zhì)譜法同時測定食品中的主、微量元素[J].分析化學(xué)研究簡報，2014，42（11）1706-1709.

[4]孫寧. 分光光度法與 ICP-MS 法測定面制品中鋁含量[J]. 糧油食品科技，2017，25（1）51-53.

[5]張榕杰， 王謝， 劉紅麗， 等. 嬰幼兒食品中鋁含量的 ICP-MS 法測定[J].中國衛(wèi)生檢驗，2014，24（24）3525-3526

作者簡介： 安瑩（1981.03-）女，滿族，黑龍江齊齊哈爾人，副教授，碩士主要從事食品安全及高職教育教學(xué)等方面的研究。