ICP-MS法測定句容地產(chǎn)蟬花中8種金屬元素的含量

顧 媛

江蘇省鎮(zhèn)江市食品藥品監(jiān)督檢驗(yàn)中心，江蘇 鎮(zhèn)江 212000

蟬花(Cordycepscicadae)又名“金蟬花”，屬蟲生性藥真菌，是指麥角菌科真菌寄生在山蟬(俗稱“知了”)上所形成的一種蟲菌復(fù)合物[1-3]。蟬花是我國的一種傳統(tǒng)中藥材，其主要化學(xué)成分包括多糖類、核苷類化合物、麥角固醇及其過氧化物、環(huán)肽化合物、多球殼菌素、蟲草酸等[4-6]，具有提高機(jī)體免疫力、抗腫瘤、改善腎功能、調(diào)節(jié)脂類代謝、抗疲勞、降血糖和改善睡眠等功效[7-8]。江蘇句容的蟬花產(chǎn)自茅山山脈一帶，成片的山林給蟬花的生長提供得天獨(dú)厚的生長環(huán)境，使其含有較豐富的礦物質(zhì)元素，具有一定的藥用價(jià)值[9]。但是中藥材中的重金屬殘留一直是人們關(guān)注的問題，隨著蟬花被逐步開發(fā)應(yīng)用，其從生長到炮制的過程中也都有可能引入對人體健康有害的重金屬元素[10]。

為了更好地保護(hù)地理性地方藥材，更加全面地評價(jià)句容地區(qū)蟬花藥材質(zhì)量，建立方便準(zhǔn)確的金屬元素定量分析方法，本課題采用了電感耦合等離子體質(zhì)譜法(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，簡稱ICP-MS)同時(shí)測定句容地產(chǎn)蟬花中8種金屬元素的含量，這8種金屬元素包括對人體有益的微量元素鉀(K)、鈉(Na)、鈣(Ca)，及對人體健康有害的重金屬元素鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、銅(Cu)。

1 儀器與試藥

1.1 儀器 NexIon350電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(美國PerkinElmer公司)；XS-205電子天平(德國Mettler Toledo公司)；Mulitiwave PRO微波消解儀(奧地利Anton Paar公司)。

1.2 試藥 鉀、鈉、鈣單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液均購置于國家有色金屬及電子材料分析測試中心，元素含量均為 1 000 mg/L；鉛、鎘、汞、砷、銅、金、鍺、銦、鉍單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液均購置于美國o2si smart solutions公司，元素含量均為 1 000 mg/L；調(diào)諧液由美國鉑金埃爾默公司提供；硝酸為Merck優(yōu)級純；水為超純水；蟬花藥材均購置于句容藥材市場。

2 方法與結(jié)果

2.1 儀器條件及溶液制備

2.1.1 儀器條件 采用調(diào)諧液將ICP-MS儀調(diào)至最佳工作條件。載氣流量為0.8 L/min；射頻功率為1100 w；等離子體氣流量為15 L/min；輔助氣流量為1.2 L/min；分析模式為碰撞反應(yīng)池模式(Ked模式)。

2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)品溶液的制備 分別精密量取K、Na、Ca、Pb、Cd、As、Cu各單元素標(biāo)準(zhǔn)品溶液適量, 用2%硝酸溶液逐級稀釋制成各元素的系列濃度混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，K、Na、Ca 濃度為0、1、5、10、20 μg·mL-1，Pb、As、Cd濃度為 0、1、5、10、20 ng·mL-1，Cu濃度為 0、25、125、250、500 ng·mL-1。另精密量取Hg單元素標(biāo)準(zhǔn)品溶液適量, 用2%硝酸溶液逐級稀釋制成Hg元素的系列濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度為0、0.2、0.5、1、2、5 ng，將金元素標(biāo)準(zhǔn)溶液適量稀釋，然后加入到Hg標(biāo)準(zhǔn)溶液中，使各濃度的Hg標(biāo)準(zhǔn)溶液中金元素濃度為4 ng·mL-1(此標(biāo)準(zhǔn)液需臨用新制)。

2.1.3 內(nèi)標(biāo)溶液的制備 分別精密量取鍺(Ge)、銦(In)、鉍(Bi)各單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液適量, 用水逐級稀釋成濃度為1 μg·mL-1的混合內(nèi)標(biāo)溶液。

2.1.4 供試品溶液的制備 取蟬花藥材適量，粉碎過四號篩，精密稱取藥材粉末約0.5 g，置微波消解罐中, 加硝酸5 mL浸泡過夜，然后放入微波消解儀中進(jìn)行消解，消解程序?yàn)椋?20 ℃ 消解10 min，150 ℃ 消解20 min，180℃消解10 min，消解結(jié)束后，將消解罐放置趕酸板上趕酸至近干，用水將其轉(zhuǎn)移至50 mL量瓶中，加入金元素標(biāo)準(zhǔn)溶液適量使金元素的濃度為4 ng·mL-1，再用水稀釋至刻度，離心取上清液即得。如果供試品溶液中某元素的濃度超出標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍, 則將供試品溶液用水稀釋至濃度落在標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍內(nèi)。

2.1.5 空白溶液的制備 除不加樣品和金元素標(biāo)準(zhǔn)溶液外，其余同2.1.4項(xiàng)下制備空白溶液。

2.1.6 樣品測定 將39K、23Na、43Ca、75As、65Cu設(shè)定以72Ge為內(nèi)標(biāo)，114Cd設(shè)定以115In為內(nèi)標(biāo)，208Pb、202Hg設(shè)定以209Bi為內(nèi)標(biāo)，先測定標(biāo)準(zhǔn)品溶液，濃度由低向高進(jìn)行測定，以濃度為橫坐標(biāo)，響應(yīng)值為縱坐標(biāo)，得出標(biāo)準(zhǔn)曲線，然后測定樣品，扣除空白后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線得出相應(yīng)的樣品濃度。

2.2 方法學(xué)考察

2.2.1 線性關(guān)系的考察 分別取2.1.2項(xiàng)下鉀、鈉、鈣、鉛、砷、鎘、銅元素的各系列濃度標(biāo)準(zhǔn)品混合溶液及汞元素的系列濃度標(biāo)準(zhǔn)品溶液進(jìn)樣，以濃度(ng·mL-1)為橫坐標(biāo)，響應(yīng)值(cps)為縱坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸，線性關(guān)系見表1，由表1可見K、Na、Ca在1～20 μg·mL-1濃度范圍內(nèi)，Pb、Cd、As在1～20 ng·mL-1濃度范圍內(nèi)，Hg在0.2～5 ng·mL-1濃度范圍內(nèi)，Cu在25～500 ng·mL-1濃度范圍內(nèi)均有良好的線性關(guān)系。

2.2.2 方法檢出限的考察 取2.1.5項(xiàng)下的空白溶液重復(fù)進(jìn)樣11次，計(jì)算各元素的標(biāo)準(zhǔn)偏差，以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差除以標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率，即可計(jì)算出各元素的方法檢出限，結(jié)果見表1，各元素的檢出限較低。

表1 蟬花中各元素的線性及檢出限結(jié)果

2.2.3 重復(fù)性的考察 對同一批號的蟬花粉末進(jìn)行含量測定，按2.1.4項(xiàng)下平行制備6份供試品溶液，再按2.1.6項(xiàng)下進(jìn)行樣品測定，計(jì)算各元素含量的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(Relative Standard Deviation，RSD)，結(jié)果見表2，各元素的RSD均小于4%，說明本法重復(fù)性較好。

2.2.4 精密度的考察 分別取同一份的鉀、鈉、鈣、鉛、砷、鎘、銅元素標(biāo)準(zhǔn)品混合溶液及同一份的汞元素標(biāo)準(zhǔn)品溶液，按2.1.6項(xiàng)下分別進(jìn)行樣品測定，重復(fù)進(jìn)樣6次，計(jì)算RSD值得出各元素的精密度。結(jié)果見表2，各元素的RSD均小于3%，說明該儀器精密度良好。

2.2.5 穩(wěn)定性的考察 取同一供試品溶液，分別于0、4、8、12、24 h時(shí)按2.1.6項(xiàng)下進(jìn)行樣品測定，計(jì)算各元素含量的RSD值。結(jié)果見表2，各元素的RSD均小于4%，說明24 h內(nèi)供試品溶液穩(wěn)定性良好。

2.2.6 加標(biāo)回收率的考察 精密稱定已知各元素含量的蟬花粉末6份，每份取約0.25 g，分別精密加入各元素標(biāo)準(zhǔn)品溶液適量，使加入的標(biāo)準(zhǔn)元素濃度約為供試液中各元素濃度的80%、100%、120%，各平行三份，按照2.1.4項(xiàng)下供試品溶液的制備方法操作，照2.1.6項(xiàng)下進(jìn)行測定，計(jì)算出平均回收率及RSD值。結(jié)果見表2，各元素的回收率均在95.25%～103.73%之間，且RSD值均小于4%，證明此方法準(zhǔn)確可靠。

表2 蟬花中各元素的重復(fù)性、精密度、穩(wěn)定性及回收率檢測結(jié)果

2.3 蟬花中8種金屬元素的含量測定 將6批蟬花藥材按2.1.4項(xiàng)下進(jìn)行供試品溶液的制備，照2.1.6項(xiàng)進(jìn)行元素的含量測定，結(jié)果見表3。由表3可見，對人體有益的微量元素鉀、鈣的含量較豐富，其余有害元素參照《中國藥典》2015版一部中部分藥材的限量值，該6批蟬花中鎘含量均超標(biāo)，鉛、汞、砷、銅的含量均在限量范圍內(nèi)。

表3 6批蟬花中8種元素含量測定結(jié)果

3 討論

本研究采用ICP-MS法同時(shí)測定了蟬花藥材中8種金屬元素的含量，具有良好的準(zhǔn)確度與重現(xiàn)性，且檢測限低、線性關(guān)系良好，是一種快速、準(zhǔn)確和有效的金屬元素分析方法。

本研究一方面對蟬花藥材中的微量元素鉀、鈉、鈣的含量進(jìn)行考察，結(jié)果表明鉀及鈣元素的含量較高，證明食用該藥材對人體有益處。另一方面對蟬花藥材中可能存在的有害金屬元素進(jìn)行考察，參照《中國藥典》2015年版、《藥用植物及制劑進(jìn)出口綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》[11]及GB-14882-94《食品中放射性物質(zhì)限制濃度標(biāo)準(zhǔn)》[12]，有害金屬元素的限量值均為：鉛≤5.0 mg·kg-1，鎘≤0.3 mg·kg-1，汞≤0.2 mg·kg-1，砷≤2.0 mg·kg-1，銅≤20.0 mg·kg-1。本研究結(jié)果顯示鉛、汞、砷、銅的含量均在限量值范圍內(nèi)，但是鎘元素卻嚴(yán)重超標(biāo)，如果服用重金屬超標(biāo)的中藥，重金屬會在人體內(nèi)蓄積，且不易分解，長此以往會對人體健康產(chǎn)生一定的危害。重金屬可能會從生長環(huán)境中引入，也可能會從運(yùn)輸及加工環(huán)節(jié)中引入[13]，因此，應(yīng)對蟬花藥材的來源就開始監(jiān)管，杜絕會引入有害重金屬污染的可能性，同時(shí)還應(yīng)該對中藥材的有害金屬元素含量進(jìn)行更加嚴(yán)格的控制，盡快完善蟬花的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，增加重金屬及有害元素檢查項(xiàng)，全面確保用藥的安全性。