自動(dòng)石墨消解–電感耦合等離子體質(zhì)譜法同時(shí)測定左氧氟沙星膠囊中7 種金屬元素

王昆

(淮南市食品藥品檢驗(yàn)中心，安徽淮南 232007)

左氧氟沙星等沙星類抗生素屬于超廣譜抗生素，是近年來發(fā)展較快的一類人工合成的含有4-喹諾酮基本結(jié)構(gòu)的抗菌藥，主要用于預(yù)防、治療細(xì)菌性感染類疾?。?–3］。目前沙星類抗生素共開發(fā)了4 代產(chǎn)品，約占全球抗生素市場份額的20%左右，僅氧氟沙星和左氧氟沙星全球市場銷售額就高達(dá)約20億美元。沙星類抗生素已成為醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等行業(yè)最為常用的抗菌藥物［4–9］。左氧氟沙星等沙星類抗生素在生產(chǎn)、加工、包裝過程中會(huì)接觸大量金屬設(shè)備、設(shè)施，為保障廣大人民群眾的用藥安全，加強(qiáng)對左氧氟沙星等沙星類抗生素中金屬元素殘留的檢測，對于控制藥品質(zhì)量具有重要意義［10–13］。

2015 年版《中國藥典》僅規(guī)定了中藥中鉛、鎘、砷、汞、銅的檢測方法［14］，對于沙星類抗生素中的其它金屬元素殘留未作規(guī)定。部分學(xué)者［15–17］研究了中藥材、藥品催化劑等中的金屬殘留，采用的是微波消解法處理樣品，而采用全自動(dòng)石墨消解法消解樣品，電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定沙星類抗生素中重金屬污染物殘留的方法尚未見報(bào)道。測定重金屬殘留時(shí)，樣品前處理方法主要有濕法消解、干法消解、微波消解和自動(dòng)石墨消解等方法。濕法消解和干法消解，試劑用量大，且在敞開式環(huán)境中操作，環(huán)境污染大；微波消解雖在密閉環(huán)境中進(jìn)行，但消解完畢后需進(jìn)行除酸處理，對實(shí)驗(yàn)人員及環(huán)境影響較大；全自動(dòng)石墨消解法整個(gè)消解及除酸過程均在密閉環(huán)境中進(jìn)行，不僅提高了檢測準(zhǔn)確度，而且對環(huán)境及實(shí)驗(yàn)人員影響較小。筆者采用自動(dòng)石墨消解法消解沙星類抗生素樣品，建立了自動(dòng)石墨消解–電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP–MS)同時(shí)測定左氧氟沙星膠囊中鉛、鉻、砷、鎘、錫、鋁、鐵7 種金屬元素含量的方法，該方法樣品前處理簡單，檢出限低，檢測結(jié)果準(zhǔn)確，適用于左氧氟沙星膠囊等沙星類產(chǎn)品中重金屬元素的測定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀：Thermo I-CAP Q型，賽默飛世爾科技(中國)有限公司；

微波消解儀：Mulitiwave HVT50 型，奧地利安東帕(中國)有限公司；

趕酸儀：BS–2D 型，常州隆和儀器科技有限公司；

全自動(dòng)石墨消解儀：Auto GDA–72 型，睿科集團(tuán)(廈門)股份有限公司；

電子天平：XS 205DU 型，感量為0.1 mg，梅特勒–托利多國際貿(mào)易(上海)有限公司；

超純水儀：Milli-Q Gradient 型，密理博(中國)有限公司；

氬氣、氦氣：純度均大于99.999%，合肥眾益化工產(chǎn)品有限公司；

鉛、鉻、砷、鎘、錫、鋁、鐵單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液：7 種金屬元素的質(zhì)量濃度均為1 000 mg／L，編號(hào)分別為

GBW(E) 081577，GBW(E) 081584，GBW(E) 080117，GBW(E) 080119，GBW(E) 080546，GBW(E) 080219，GBW(E) 080123，國家鋼鐵材料測試中心；

鉍、鍺、銦、銠、鈧混合標(biāo)準(zhǔn)溶液：10.0 μg／mL，編號(hào)為GSB04–2826–2011，國家鋼鐵材料測試中心；

濃硝酸、過氧化氫：優(yōu)級(jí)純，國藥集團(tuán)上海化學(xué)試劑廠；

沙星類抗生素藥物樣品：左氧氟沙星膠囊、氧氟沙星片、諾氟沙星膠囊、鹽酸環(huán)丙沙星片，市售；

實(shí)驗(yàn)用水為超純水，由Milli-Q Gradient 型超純水儀制得。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 消解條件

全自動(dòng)石墨消解程序見表1。

表1 全自動(dòng)石墨消解程序

1.2.2 質(zhì)譜條件

射頻功率1.30 kW；碰撞模式：KED；霧化室溫度：5～6℃；載氣：氬氣，流量為0.62 L／min；冷卻氣：氦氣，流量為1.2 L／min；數(shù)據(jù)采集模式：主掃描；采樣深度：6.4 mm；樣品提升時(shí)間：25 s。

1.3 溶液配制

混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液：精確量取鉛、鉻、砷、鎘、錫、鋁、鐵單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液各1.0 mL，分別置于7 只100 mL 容量瓶中，分別加入5%硝酸溶液定容至標(biāo)線，混勻；準(zhǔn)確吸取上述溶液各2.0 mL 置于200 mL容量瓶中，加入5%硝酸溶液定容至標(biāo)線，混勻。

系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：精確吸取適量的系列混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，分別置于6 支100 mL 容量瓶中，分別加入5%硝酸溶液定容至標(biāo)線，混勻，配制成鉛、鉻、砷、鎘、錫、鋁、鐵的質(zhì)量濃度均分別為0.05，0.1，0.5，1.0，5.0，20.0 μg／L 的系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

內(nèi)標(biāo)溶液：準(zhǔn)確吸取1.0 mL 鉍、鍺、銦、銠、鈧混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，置于100 mL 容量瓶中，加入5%硝酸溶液定容至標(biāo)線，混勻；然后準(zhǔn)確吸取10.0 mL 該溶液，置于100 mL 容量瓶中，加入5%硝酸溶液定容至標(biāo)線，混勻，配制成鉍、鍺、銦、銠、鈧的質(zhì)量濃度均為10 μg／L 的內(nèi)標(biāo)溶液。

1.4 樣品處理

取左氧氟沙星膠囊10 粒，取出內(nèi)容物，混勻；精密稱取0.2 g，置于全自動(dòng)石墨消解罐中，加入6 mL 濃硝酸和6 mL 過氧化氫，混勻，浸泡過夜，旋緊內(nèi)蓋，置于全自動(dòng)石墨消解儀中，按1.2.1 消解程序進(jìn)行消解，制得樣品溶液。同法制備空白溶液。

2 結(jié)果與討論

2.1 消解方法選擇

分別選擇全自動(dòng)石墨消解法和微波消解法對樣品進(jìn)行處理，考察兩種消解方法對待測元素測定結(jié)果的影響。取陰性左氧氟沙星膠囊10 粒，取出內(nèi)容物，混勻；精密稱取2 份各約0.2 g，一份置于全自動(dòng)石墨消解罐中，另一份置于微波消解罐中，分別加入等量的混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，然后進(jìn)行樣品處理，制得樣品加標(biāo)溶液，在1.2.2 儀器工作條件下分別進(jìn)樣測定，結(jié)果見表2。由表2 可知，全自動(dòng)石墨消解法具有更好的準(zhǔn)確度。

表2 自動(dòng)石墨消解和微波消解試驗(yàn)結(jié)果

2.2 消解液選擇

沙星類抗生素樣品基質(zhì)較復(fù)雜，含有多種化合物。若只采用濃硝酸為消解液，樣品消解完畢后，消解液底部仍有殘?jiān)?，需要加入氧化劑來提高消解效果。高氯酸作為?qiáng)氧化劑在密閉環(huán)境中不穩(wěn)定，存在爆炸的危險(xiǎn)，試驗(yàn)選擇加入H2O2提高消解效果。分別考察HNO3與H2O2體積比為2∶1，3∶2，1∶1時(shí)的消解效果，結(jié)果表明，HNO3與H2O2體積比為1∶1 時(shí)的消解效果最好，消解液透亮無殘?jiān)?。因此選擇HNO3與H2O2體積比為1∶1 的溶液為消解液。

2.3 質(zhì)譜干擾與消除

在重金屬污染物測定過程中，不同樣品基質(zhì)對某些待測元素的分析信號(hào)會(huì)產(chǎn)生抑制或增強(qiáng)作用，同時(shí)在測定過程中信號(hào)響應(yīng)值也會(huì)隨著環(huán)境、時(shí)間的變化而發(fā)生變化。針對上述兩種干擾因素，分別考察了內(nèi)標(biāo)法和外標(biāo)法對待測元素測定結(jié)果的影響。取陰性左氧氟沙星膠囊10粒，取出內(nèi)容物，混勻；精密稱取2 份各約0.2 g，分別加入等量混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，然后按1.4 方法進(jìn)行樣品處理，制得樣品加標(biāo)溶液，在1.2.2 儀器工作條件下分別進(jìn)樣測定，分別采用內(nèi)標(biāo)法和外標(biāo)法定量，根據(jù)響應(yīng)值計(jì)算加標(biāo)回收率，結(jié)果見表3。

表3 內(nèi)標(biāo)法和外標(biāo)法試驗(yàn)結(jié)果

由表3 可知，采用內(nèi)標(biāo)法具有更好的準(zhǔn)確度。因此選擇在進(jìn)樣過程中在線加入內(nèi)標(biāo)元素，通過內(nèi)標(biāo)元素的校正，消除干擾因素。

2.4 線性方程與檢出限

在1.2.2 儀器工作條件下，對1.3 中的系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液進(jìn)行測定，以待測元素質(zhì)量濃度(x)為橫坐標(biāo)，以對應(yīng)響應(yīng)值(y)為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，計(jì)算線性方程和相關(guān)系數(shù)。按IUPAC 規(guī)定，在1.2.2 儀器工作條件，連續(xù)測定空白溶液10 次，以3 倍標(biāo)準(zhǔn)偏差作為方法檢出限。各元素線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限見表4。

表4 線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限

由表4 可知，鉛、鉻、砷、鎘、錫、鋁、鐵的質(zhì)量濃度在0.05～20.0 μg／mL 范圍內(nèi)與質(zhì)譜響應(yīng)值成良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均大于0.998，方法檢出限為0.119～1.323 μg／kg。

2.5 加標(biāo)回收與精密度試驗(yàn)

取陰性左氧氟沙星膠囊10 粒，取出內(nèi)容物，混勻。精密稱取約0.2 g，置于全自動(dòng)石墨消解罐中，加入一定量的混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，按1.4 方法進(jìn)行樣品處理，在1.2.2 儀器工作條件下重復(fù)測定6 次，結(jié)果見表5。

表5 加標(biāo)回收與精密度試驗(yàn)結(jié)果

由表5 可知，鉛、鉻、砷、鎘、錫、鋁、鐵7 種金屬元素的加標(biāo)回收率為91.2%～105.5%，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.67%～3.46%，表明該方法具有較高的準(zhǔn)確度和精密度。

2.6 實(shí)際樣品測定

隨機(jī)抽取市售左氧氟沙星膠囊、氧氟沙星片、諾氟沙星膠囊、環(huán)丙沙星片樣品，按1.4 方法進(jìn)行樣品處理，在1.2.2 儀器工作條件下進(jìn)樣測定，結(jié)果見表6。

表6 實(shí)際樣品測定結(jié)果 μg／kg

由表6 可知，4 批次樣品中均檢出極微量的鉛、鉻、鎘、錫等重金屬殘留，但殘留量遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。

3 結(jié)語

建立了全自動(dòng)石墨消解–電感耦合等離子體質(zhì)譜法同時(shí)測定左氧氟沙星膠囊等沙星類抗生素中鉛、鉻、砷、鎘、錫、鋁、鐵7 種金屬元素殘留的分析方法，該方法樣品前處理簡單，檢出限低、檢測結(jié)果準(zhǔn)確，適用于沙星類抗生素中多種金屬元素殘留的測定，為沙星類抗生素產(chǎn)品質(zhì)量控制提供新的思路。