ICP-MS法檢測貴州10種地道藥材中重金屬元素含量*

遲明艷, 李光芳, 周　雯**

(貴州醫科大學 藥學院， 貴州 貴陽　550025)

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ICP-MS法檢測貴州10種地道藥材中重金屬元素含量*

遲明艷, 李光芳, 周雯**

(貴州醫科大學 藥學院， 貴州 貴陽550025)

[摘要]目的： 檢測10種貴州本地藥材重金屬的含量。方法： 微波消解法處理10種藥材樣品，硝酸和過氧化氫作為消解體系，以鍺(Ge)、銦(In)、鉍(Bi)作為內標元素，通過ICP-MS儀同時定量10種藥材中的鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、銅(Cu)的含量。結果： 各元素線性關系均良好(r>0.998)，方法檢出限為0.009～0.082 μg/L，平均回收率為90.09%～99.16%，精密度和重復性的RSD值均小于5.0%；Cu含量為1.502～6.803 mg /kg，As為0.172～1.816 mg/kg， Cd為0.000～0.230 mg/kg，Pb為0.163～3.909 mg/kg，Hg為0.000～0.087 mg/kg，5種中藥材明確需要控制的有害重金屬元素的殘留量符合現行《藥用植物及制劑進出口綠色行業標準》、《中國藥典》(2015版)、GB-14882-94《 食品中放射性物質限制濃度標準》 限量指標。結論： ICP-MS具有簡便、快速、準確、靈敏度高的優點，可用于中藥材中重金屬的定量測定。

[關鍵詞]貴州； 中藥材； 重金屬； 殘留量

中藥材由于生長環境的污染和自身對重金屬的富集特性，藥材品質不可避免的會受環境影響[1]，這也成為制約中藥材走向國際市場的首要問題[2]。因此，世界各國均對重金屬限量標準做出了嚴格的規定，嚴格控制藥材中重金屬及有害元素的含量[3-4]。貴州省中藥資源豐富，本研究篩選了貴州地道藥材厚樸、杜仲、石斛、天麻、丹參、吳茱萸、桔梗、金銀花、靈芝、淫羊藿共10種藥材，采用微波消解法前處理樣品，采用多元素同時測定的無機痕量分析技術(ICP-MS)測定了藥材中鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、銅(Cu)的含量，以期為貴州省中藥材的規范化種植和質量管理提供科學依據。

1材料與方法

1.1主要設備與試劑

Xseries 2 型電感耦合等離子體質譜儀(美國熱電公司)， Cthosa Ethos A微波消解儀(意大利Milestone公司)，去離子水，多元素混合標準儲備液(加拿大摁耐睿公司，10 mg/L，S130615011，含有Pb、Cd、As、Hg、Cu 5種元素)，鍺(Ge)、銦(In)和鉍(Bi)內標標準儲備溶液(國家標準物質研究中心，100 mg/L)，茶樹葉標準物質(GBW-10016，國家標準物質研究中心)，金(Au)標準儲備液(100 mg/L，美國Agilent公司)。厚樸、杜仲、石斛、天麻、丹參、吳茱萸、桔梗、金銀花、靈芝、淫羊藿均購于貴州省貴陽市藥材市場，共10種40批。由貴州醫科大學藥學院龍慶德副教授鑒定，均符合2015年版《中國藥典》相關項下要求。

1.2方法

1.2.1儀器工作參數ICP-MS儀工作參： 等離子體功率0.9 kW，霧化室流量0.99 L/min，輔助氣體流量0.85 L/min，采樣深度6.5 mm，每點滯留時間22 ms，冷卻氣體流量1.3 L/min，矩管水平位置0.5 mm，霧化室壓力2.75×105Pa。微波消解儀工作參數：步驟一，3 min內升溫至100 ℃，在功率為500 W的條件下保持5 min；步驟二，5 min內升溫至120 ℃，在功率為800 W的條件下保持10 min；步驟三，5 min內升溫至150 ℃，在功率為1 000 W的條件下保持5 min，10 min升溫至30 ℃[5]。

1.2.2Au標準使用液的制備精密量取金標準儲備液1 000 mg/L，用5% HNO3梯度稀釋成質量濃度為10 mg/L，即得，置于冰箱冷藏保存。

1.2.3多元素混合標準溶液的制備精密量取含Pb、Cd、Hg、As、Cu的待測金屬標準儲備液10 mg/L適量，用5% HNO3稀釋配置成質量濃度為1.0 mg/L的標準使用液，臨用時用5%硝酸梯度稀釋成系列質量濃度的各元素混合標準溶液， Cu、Pb、As(1、5、10、20、50、100 μg/L)Cd、Hg(0.1、0.5、1、2、5、10 μg/L)，加入 “1.2.2”項下的Au標準使用液適量，使其各梯度濃度的多元素混合標準溶液中含Au濃度為1.0 mg/L。

1.2.4含Au內標溶液的制備精密量取含 Ge、In和Bi的標準儲備液和“1.2.2”項下的Au標準使用液適量，用5% HNO3稀釋制備成質量濃度為10 μg/L的混合內標溶液，含Au質量濃度為1.0 mg/L。

1.2.5供試品溶液的制備將藥材于60 ℃干燥2 h，粉碎成粗粉，取約0.3 g置于配套的微波消解罐中，加入2 mL H2O2，6 mL HNO3，通風廚中預消化5 h后，置微波消解儀中參照“1.2.1”項下的微波消解工作參數消解至完全，冷卻，取出，精密加入“1.2.2”項下的Au標準使用液2.5 mL，用水稀釋至25 mL，搖勻，制備成含Au 1.0 mg/L的樣品溶液，平行做雙樣，同時同法做樣品空白。

1.2.6重金屬含量測定參照1.2.5項下供試品溶液的制備方法，1.2.1項下的ICP-MS儀工作參數和微波消解儀工作參數與1.2.4項下的含Au內標溶液同時配伍注入儀器，采用ICP-MS在線內標加入法對天麻、杜仲等10種常用中藥材中5種重金屬(Pb、Cd、Hg、As和Cu)進行定量分析。

1.3方法學驗證

1.3.1檢出限除不加樣品外，其它操作同“1.2.5”項下供試品溶液的制備法，制備空白溶液，連續測定11次，以其響應值3倍的標準偏差除以相應元素標準曲線的斜率作為不同元素的檢出限[6]。

1.3.2標準曲線的制備將“1.2.3”項下的多元素混合標準系列與“1.2.4”項下的含Au內標溶液同時配伍注入儀器，依次測定，以測得每一質量濃度的3次讀數平均值為縱坐標，相應元素標準溶液對應的質量濃度為橫坐標，繪制標準曲線，得5種重金屬元素的回歸方程。

1.3.3精密度試驗選取天麻樣品，參照“1.2.5”項下供試品溶液的制備方法，在選定測試條件下平行測定6次，分別計算各元素響應值的RSD值。

1.3.4重復性試驗選取天麻樣品，參照“1.2.5”項下供試品溶液的制備方法，平行制備6份天麻樣品，測定，分別計算各元素響應值的RSD值。

1.3.5加標回收率試驗選取天麻樣品進行回收率試驗，根據上述樣品測得的各重金屬元素的含量，用這些各元素本底值的100%作為加標量，精密加入各元素相應的標準溶液，參照“1.2.5”項下供試品溶液的制備方法，依據測定值與加入對照品溶液的值計算平均回收率及RSD值。

1.3.6標準物質驗證試驗為考察儀器在測定條件下的可靠性，本研究在選定的實驗條件下，參照1.2.5項下供試品溶液的制備方法，以茶樹葉標準物質(國家標準物質研究，GBW-1006)進行定量分析。

2 結果

2.1重金屬

10種常見中藥材中5種明確需要控制的有害重金屬元素(Pb、Cd、Hg、As、Cu)的殘留量在《藥用植物及制劑進出口綠色行業標準》、《中國藥典》(2015版)、GB-14882-94《 食品中放射性物質限制濃度標準》規定的限制濃度范圍內，但有2種藥材的As含量已接近限量標準，丹參中的As達1.776 mg/kg，石斛中As達1.816 mg/kg。見表1。

表1　貴州省10種常見中藥材中5種重金屬含量測定結果(n=4)

注：“—”代表低于檢出限

2.2線性回歸方程、線性范圍、檢出限、精密度、重復性及回收率

5種重金屬元素的回歸方程顯示Cu、Pb、As在質量濃度為1～100 μg/L，Cd、Hg質量濃度為0.1～10 μg/L，在相應的質量范圍內線性關系良好；精密度試驗、重復性試驗及回收率檢測中各元素的RSD值均≤5%，說明精密度及重復性良好，回收率高，可以滿足分析要求。見表2。以茶樹葉標準物質進行定量分析，金屬測定值與標示值吻合，誤差小于5.0%，說明該方法準確可靠，見表3。

表2　貴州省10中中藥材5種重金屬元素線性回歸方程、線性范圍、檢出限、精密度、重復性及回收率

表3　標準物質中各元素定量測定結果(n=3)

注：Y為金屬測定值與標示值吻合，誤差小于5.0%，說明該方法準確可靠

3討論

本研究采用國內外公認的微波消解前處理方法和最先進的ICP-MS儀對10種貴州地道藥材中5種重金屬元素同時進行定量分析，同時跟蹤了質控樣品標準茶樹葉(測定值與標示值基本吻合)，結果表明該方法操作簡便、快速、精密度高、準確度好，可被推薦用于中藥材中重金屬元素的定量分析。

參照現行《藥用植物及制劑進出口綠色行業標準》、《中國藥典》(2015版)、GB-14882-94《食品中放射性物質限制濃度標準》 限量指標[7]：Pb≤5.0 mg/kg，Cd≤0.3 mg/kg，Hg≤0.2 mg/kg，As≤2.0 mg/kg，Cu≤20. 0 mg/kg， 10種常見中藥材中5種明確需要控制的有害重金屬元素(Pb、Cd、Hg、As、Cu)的殘留量在標準限制濃度范圍內；但是存在As接近限量標準現象，提示貴州藥材應重視As污染。造成砷含量高的主要原因可能是當地砷礦場資源豐富，砷對土壤的污染較為嚴重。肖細元等[8]對中國含砷礦產資源的區域分布與砷污染問題進行考察，發現貴州、云南等西南地區砷礦資源豐富，并且含砷礦場資源采、選、冶煉活動比較密集，砷對土壤的污染較為嚴重。由于中藥用藥期一般較長，而且Pb、Cd等金屬元素可在生物體內蓄積，其半衰期長，不易分解，達到一定數量，即可呈現毒性作用。這將對人體的用藥安全性存在潛在的危害性，故必須重視中藥用藥可能造成的慢性中毒。

不同藥用部位吸收重金屬的特點各異，不同生長環境如土壤、水分等含有的重金屬含量亦有不同，因此重金屬在不同部位的含量具有不同的特點[9]。5種重金屬(Pb、Cd、Hg、As和Cu)的平均含量在 10中藥材中表現為根皮類>花葉類 >莖藤類>種子類>菌類。不同類型藥用部位重金屬含量差異較大，鎘、汞、鉛重金屬污染主要集中在花葉類，而根皮類藥材相對較少?；ㄈ~類藥材重金屬含量較高，這可能是與重金屬元素如鉛、 汞等可通過空氣被葉片吸收有關[10-11]。說明不同物種對重金屬元素的吸收、富集能力不同，且不同組織中重金屬含量分布也存在特異性， 故需針對藥材的入藥部位分別進行重金屬含量分析。

4參考文獻

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(2016-03-19收稿，2016-05-22修回)

中文編輯： 周凌； 英文編輯： 劉華

*[基金項目]貴州省科技計劃項目[黔科合SY(2015)3035]

[中圖分類號]R282.5

[文獻標識碼]A

[文章編號]1000-2707(2016)07-0783-04

DOI:10.19367/j.cnki.1000-2707.2016.07.009

Determination of Heavy Metals in 10 Kinds of Traditional Chinese Medicine from Guizhou Province by ICP-MS

CHI Mingyan, LI Guangfang, ZHOU Wen

(SchoolofPharmacy,GuizhouMedcialUniversity,Guiyang550025,Guizhou,China)

[Abstract]Objective: To detect the contents of heavy metals in ten kinds of traditional Chinese medicines from Guizhou Province.Methods: Samples were conducted by microwave digestion instrument, with HNO3 and H2O2 being the digestion acid system. Ge, In and Bi were used as internal standard elements, 5 kinds of heavy metals (Pb, Cd, Hg, As, Cu) were determined by ICP-MS in ten kinds of traditional Chinese medicines. Results: The linear relation of each element was good (r>0.998). The detection limit was 0.009～0.082 μg/L, the average recovery was 90.09%～99.16%, and the precision and repeatability of RSD values were less than 5%. Content of Cu was in the range of 1.502 to 6.803 mg/kg, content of As was in the range of 0.172 to 1.816 mg/kg, content of Cd was in the range of 0.000 to 0.230 mg/kg, content of Pb was in the range of 0.163 to 3.909 mg/kg and content of Hg was in the range of 0.000 to 0.087 mg/kg. Residual quantity of five kinds of harmful heavy metals (Pb, Cd, Hg, As and Cu) needed to control met the limit standards of the《Current green trade standards of importing medicinal plants》，《Chinese pharmacopoeia》(2015) and GB-14882-94 of the《Concentration of radioactive material limit standard in food》. Conclusion: This method was simple, rapid, accurate, sensitive , and suitable for the determination of heavy metals in traditional Chinese medicines and providedbasis for its quality control.

[Key words]Guizhou; traditional Chinese medicine; heavy metals; residues

**通信作者 E-mail:jack_568@163.com

網絡出版時間：2016-07-17網絡出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.5012.R.20160717.1318.022.html