ICP－MS法測定銀合歡種和種皮中27種金屬元素含量

張 臻 周 媛，2 王桂萍 鄒 坤，2

（1.三峽大學 化學與生命科學學院，湖北 宜昌 443002；2.天然產物研究與利用湖北省重點實驗室（三峽大學），湖北 宜昌 443002）

中藥發揮作用是多成分協同起作用，金屬元素是中藥歸經和藥性物質基礎的重要組成部分，是藥效的重要物質基礎之一，其元素的種類、形態、含量及含量比例的改變對藥效均有影響［1］.中藥中含有的微量元素與人體健康、疾病及中醫藥的關系十分密切［2－3］，各種微量元素含量是決定植物類中藥寒、涼、溫、熱四性的主要因素之一［4］.同時，由于環境的污染，致使中藥材中有害金屬元素的含量累積，在用藥的過程中會對人體結構及功能造成損害［5］.另外，在中藥的使用過程中，植物的入藥部分也具有很強的選擇性，以期通過參考藥材各部分中金屬元素的含量達到藥效的合理化.

銀合歡（Leucaena leucocephala Lam.de Wait）為多年生豆科銀合歡屬木本植物，原產中美洲，廣泛分布于熱帶、亞熱帶地區.在中國分布于廣西、廣東、福建、臺灣等省（自治區），是多年生、耐干旱、枝葉茂盛，四季常綠的灌木和喬木.具有口感好，營養價值高，富含胡蘿卜素和多種維生素以及蛋白質的特點，其嫩莖葉粗蛋白含量占干物質的比重較大.其葉子、種子、種皮都可作不同的使用.研究表明，銀合歡葉子因富含蛋白質，可用于制備動物飼料［6］，而種子在廣西壯族民間用于治療糖尿病［7］.研究植物各部分中各金屬元素的含量特別是微量元素以及有毒有害元素的含量，可為闡明銀合歡傳統藥理、毒理及確認銀合歡中藥材質量提供科學依據.

電感耦合等離子體質譜（ICP－MS）技術，具有靈敏度高、分析速度快等特點，已成為微量多元素成分分析的有力工具.本文采用ICP－MS法測定了云南省建水縣產銀合歡種和種皮中27種金屬元素的含量，其中13種金屬元素 V、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、As、Se、Mo、Ag、Cd、Tl、Pb等采用普通模式檢測，14種金屬元素Li、Be、B、Mg、Al、Co、Ni、Ga、Rb、Sr、Te、Ba、Bi、U等采用碰撞／反應池技術（CCT）模式測定，以消除樣品溶液中潛在的干擾.測定結果為開口箭的進一步研究利用提供科學參考.

2 實驗部分

2.1 主要儀器與試劑

X Series 2型電感耦合等離子體質譜儀（美國賽默飛世爾科技公司），儀器主要的工作參數見表1.

表1 電感耦合等離子體質譜主要工作參數

續表1 電感耦合等離子體質譜主要工作參數

內標溶液的制備：吸取銠和錸標準溶液，濃度為1 000μg／mL（國家有色金屬及電子材料分析測試中心），用1%硝酸溶液配制成含銠和錸分別為5ng／mL的混合內標溶液.

標準系列溶液的制備：吸取10mg／L的混合標準液（ICP multi－element standard solution VI，Germany Darmstadt，Merck KGaA 64271），用1%硝酸溶液配制成 Li、Mg、Al、Co、Ni、Ga、Rb、Sr、Te、Ba、Bi、U、V、Cr、Mn、Cu、Mo、Ag、Cd、Tl、Pb濃度為0ng／mL，0.3ng／mL，0.5ng／mL，1ng／mL，5ng／mL，10 ng／mL，20ng／mL 的標準系列溶液，Be、B、Fe、Zn、As、Se濃度為0ng／mL，3ng／mL，5ng／mL，10ng／mL，50ng／mL，100ng／mL，200ng／mL的標準系列溶液.所用試劑均為優級純；所用水均為二次去離子水.

加標溶液的配制：Mg、Fe、Al單標溶液（質量濃度為1 000μg／mL，北京有色金屬研究總院）；其他金屬元素的單標溶液（質量濃度為1 000μg／mL，用時以1%硝酸逐級稀釋成1.0μg／mL的溶液，北京有色金屬研究總院）.

銀合歡樣品采自云南省建水縣，經天然產物研究與利用湖北省重點實驗室（三峽大學）楊進副教授鑒定為Leucaena leucocephala Lam.de Wait.，原植物標本保藏于天然產物研究與利用湖北省重點實驗室（三峽大學）.樣品洗凈后晾干備用.

2.2 樣品前處理

將待測樣品銀合歡種和種皮晾干，于50℃烘箱中干燥，微型粉碎機粉碎；準確稱取干燥的銀合歡種、種皮粉末各約0.05g（精確至0.1mg），于聚四氟乙烯消解罐中，準確加入2mL濃HNO3和2mL H2O2，設置空白對照，敞開靜置4h后，密封消解罐于180℃烘箱中加熱過夜，冷卻后，小心打開消解罐，將溶液轉移至50mL容量瓶中，以1%稀硝酸定容至刻度，混勻，待測.樣品進行加標回收試驗時先向罐中加入適量各元素單標溶液，后進行消解過程，隨同做試劑空白.

3 結果與討論

3.1 測定同位素的選擇

根據被測同位素豐度高和無干擾的原則來進行選擇測定同位素.在ICP－MS技術的實際應用中，同質異位素重疊和多原子離子干擾是常見的干擾問題，影響到測試結果的準確性，其中以多原子離子的干擾最嚴重［8］.在本試驗中有14種元素 Li、Be、B、Mg、Al、Co、Ni、Ga、Rb、Sr、Te、Ba、Bi、U 等采用碰撞／反應池技術T（CCT），加He碰撞消除，以有效地減少多原子離子對待測元素的潛在干擾［9］.各元素的測定同位素的選擇為：51V、52Cr、55Mn、56Fe、65Cu、66Zn、75As、82Se、95Mo、107Ag、111Cd、205Tl、206Pb；7Li、9Be、11B、24Mg、27Al、59Co、60Ni、69Ga、85Rb、88Sr、125Te、137Ba、209Bi、238U.

3.2 內標元素的選擇

ICP－MS在測定過程中通常存在的基體效應和儀器信號的波動，采用內標法能較好地校正這些影響［9］.本文選擇 Re、Rh元素作為內標元素，按2.1方法配制成混合內標溶液，在線加入，從而消除測定元素的基體效應.Re、Rh兩種內標元素回收率均在95.0%～105.0%之間，故本文選擇的內標元素為Re、Rh.

3.3 工作曲線

在優化的實驗條件下，將Li、Mg、Al、Co、Ni、Ga、Rb、Sr、Te、Ba、Bi、U、V、Cr、Mn、Cu、Mo、Ag、Cd、Tl、Pb、濃度為0ng／mL，0.3ng／mL，0.5ng／mL，1ng／mL，5ng／mL，10ng／mL，20ng／mL的標準溶液系列，Be、B、Fe、Zn、As、Se濃度為0ng／mL，3ng／mL，5ng／mL，10ng／mL，50ng／mL，100ng／mL，200ng／mL的標準溶液系列中的各元素分別采用不同的模式（如加He模式和不加He模式）進行測定，儀器自動繪制出標準曲線，Pb的線性相關系數r為0.990 7，Cr的線性相關系數r為0.997 9，Ag的線性相關系數r為0.998 0，Zn的線性相關系數r為0.998 8，其余各元素的線性相關系數均為0.999 5～1.0000.

3.4 方法檢出限

在選定的實驗條件下，對樣品消解試劑空白進行測定，統計標準偏差，以3倍標準偏差作為各元素檢出限，以10倍標準偏差作為測定下限，得到各元素方法的檢出限和測定下限，實驗結果見表2.

表2 方法檢出限和測定下限

3.5 樣品分析、精密度及加標回收實驗

采用選定的方法對云南省建水縣產銀合歡種和種皮中27種金屬元素進行了測定，每個樣品平行測定了8份，統計平均值和標準偏差，同時對該樣品進行了加標回收試驗，加標量根據各元素的實際含量采用單標溶液進行加標，統計各元素回收率.樣品測定結果以及方法精密度和加標回收率見表3.

表3 銀合歡種、種皮樣品測定結果、方法精密度及加標回收率

續表3 銀合歡種、種皮樣品測定結果、方法精密度及加標回收率

4 結 論

本文采用ICP－MS分析技術測定了銀合歡種和種皮中27種金屬元素，應用He碰撞技術消除了樣品溶液對元素測定的潛在干擾.由實驗結果可知本方法快速靈敏，具有良好的準確度和精密度，方法可用于其他中草藥中同類金屬雜質元素的測定.測定結果表明，銀合歡種中Cr、Ag、Cd、Be、Al、U 等6種元素在實驗條件下未檢測出，而種皮中 Mo、Ag、Co、Ni等4種元素未檢出.其中，Fe、Zn、Cu、Mg等有益金屬含量很大，種皮中的含量約為種子中含量的1～3倍，Se作為有益的稀有金屬元素，在銀合歡的種和種皮中含量較少，種皮中的含量約為種子中含量的33倍，但是，種皮中含有大量的有害金屬Pb、Ni，而種子中則含有大量的Al，而這些金屬元素對人體的細胞代謝、生物合成及生理功能調控起著十分重要的作用.實驗結果可為銀合歡藥材的質量控制以及進一步開發利用提供科學依據.

銀合歡其它用途的開發利用也取得了一定的進展，如利用銀合歡葉片培養食用菌研究，高純度含羞草素的提取及其生理活性的開發利用研究等.

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