ICP-MS測定達烏里秦艽中的金屬元素

田 靜，盧永昌，林鵬程，孫立卿，白 雪

（1.青海民族大學藥學院，青海西寧810007；2.青海省青藏高原植物資源化學研究重點實驗室，青海西寧810007；3.青海省藥物分析重點實驗室，青海西寧810007）

ICP-MS測定達烏里秦艽中的金屬元素

田 靜1,2,3，盧永昌1,2,3，林鵬程1,2,3，孫立卿1,2,3，白 雪1,2,3

（1.青海民族大學藥學院，青海西寧810007；2.青海省青藏高原植物資源化學研究重點實驗室，青海西寧810007；3.青海省藥物分析重點實驗室，青海西寧810007）

建立電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）法測定達烏里秦艽中Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Pb等10種金屬元素含量的快速分析方法。采用微波消解法處理樣品，電感耦合等離子體質譜法測定元素。結果表明：Fe、Zn、Mn元素在達烏里秦艽中的含量較高大于25.7mg/kg，As、Ag、Cd等金屬含量較低小于0.28mg/kg。該法靈敏度高、準確性好，能多元素同時檢測，為藏藥達烏里秦艽藥材的有效性、安全性評價及質量標準制訂提供了實驗依據。

電感耦合等離子體質譜；微波消解法；達烏里秦艽；金屬元素

秦艽是我國常用中藥，用于祛風除濕、活血舒筋、清熱利尿、筋骨拘攣，主要用于風濕性關節炎、低熱和小兒疳積發熱等癥[1]。其來源于龍膽科龍膽屬（Gentiana L.）秦艽組植物。該組植物全世界約20種，我國有17種，作為藥用的有12種，《中國藥典》2005年版將其中的秦艽（Gentiana macrophylla Pall.）、麻花秦艽（G.straminea Maxim.）、粗莖秦艽（G.crassicaulis Duthie ex Burk.）和達烏里秦艽（G.dahurica Fisch.）4種植物收載作為中藥秦艽的基原植物，以根入藥[2]。

藏藥達烏里秦艽（Gentiana dahurica Fisch.），又名“小葉秦艽”，為龍膽科龍膽屬多年生草本植物，產于我國西北、華北、東北等區，生長于海拔870～4500m的河灘、湖邊沙地、多石山坡及干草原[3-4]。以干燥根入藥，性苦、溫，清熱、消炎，用于治療扁桃體炎、蕁麻疹、炭疽、風濕關節炎等疾病[5-6]。目前楊婕等以及孫菁等[7-9]對達烏里秦艽的化學成分進行了研究，但開展工作較為有限，對達烏里秦艽金屬元素含量的分析研究國內外未見報道。近年來，人們不僅注重中草藥中發揮藥效的有機成分，且發現許多金屬元素對防病治病也起著至關重要的作用[10]。現代醫學研究也表明，金屬元素能幫助藥物達到歸經部位，并參與機體中酶、激素和維生素的生理調節過程，促進機體代謝[11-13]。測定中草藥中的金屬元素含量對了解其作用機理有著重要意義，也為繼續開發利用中草藥指明方向。本文采用微波消解-電感耦合等離子體質譜（ICPMS）法對藏藥達烏里秦艽中Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Pb等10種金屬元素的含量進行測定[14-16]，將有助于更深入地研究達烏里秦艽中金屬元素對其藥效的作用。此外，通過測定Cd、Pb、Cu等有害金屬元素含量，可對達烏里秦艽安全性進行比較和評估，為進一步開發利用達烏里秦艽提供了科學理論依據。

1 實驗儀器、試劑及藥材

1.1 實驗儀器

電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS 7500ce，美國Agilent公司），Multiwave 3000微波消解儀（奧地利Anton Paar公司），電熱趕酸儀（上海博通BHW-09A型號），Milli-Q超純水處理系統（美國Millipore公司)，AG245電子天平（瑞士Mettler-Toledo公司)

1.2 實驗試劑

68.8%～69.8%電子級硝酸，30%電子級雙氧水（韓國DUKSAM公司）。ICP-MS用調諧液：7Li、89Y、205Tl（Agilent公司，10mg/L）。鉻單元素標準溶液（1 000μg/mL，批號14040931），錳單元素標準溶液（1 000μg/mL，批號14072146），鐵單元素標準溶液（1 000μg/mL，批號14040935），鎳單元素標準溶液（1 000μg/mL，批號14040939）；銅單元素標準溶液（1 000μg/mL，批號14072144）；鋅單元素標準溶液（1 000μg/mL，批號14072142），砷單元素標準溶液（1 000μg/mL，批號14040926），鎘單元素標準溶液（1 000μg/mL，批號14040922），銀單元素標準溶液（1 000μg/mL，批號14040951），鉛單元素標準溶液（1 000μg/mL，批號14040941），均為國家有色金屬及電子材料分析測試中心產品。

內標溶液：6Li、45Sc、72Ge、89Y、115In、159Tb、209Bi（Agilent公司，100mg/L）所測元素標準溶液（國家有色金屬及電子材料分析測試中心，1 000μg/mL）。

1.3 實驗藥材

藏藥達烏里秦艽于201507月采于貴德拉脊山，由青海民族大學藥學院毛繼祖教授鑒定為藏藥達烏里秦艽。

2 實驗方法

2.1 ICP-MS儀器工作條件參數

射頻功率1 500 W,射頻電壓1.67 V,霧化室溫度2℃,采樣深度8.1mm,載氣流速0.85 L/min,補償氣流速0.21 L/min,蠕動泵速率0.10r/s。

2.2 供試品溶液的制備

藏藥達烏里秦艽全草粉碎過65目篩，稱取0.5 g該樣品，置于洗凈的聚四氟乙烯(PTFE)消解罐中，加入硝酸6mL，加蓋密封，運行微波消解程序。如表1所示。待消解完成后，取消解罐置電加熱器上，于200℃緩緩加熱至紅棕色蒸氣揮盡，并繼續濃縮至1～2mL放冷，將樣品轉移至干凈的聚酯（PET）塑料瓶中，用2%的稀硝酸稀釋定重值50.00g。酸度盡可能與標準溶液的酸度一致，以消除酸度對分析結果的影響。同時做試劑空白，空白對照同法處理。

表1 微波消解程序

2.3 內標溶液的制備

用移液器精確量取1mL內標原始液6Li、45Sc、72Ge、89Y、115In、159Tb、209Bi（100mg/L），置于100mL容量瓶中，用5%稀硝酸定至刻度，需要配制成為1mg/L，搖勻待用。

2.4 標準品溶液制備

量取Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Ag、Pb等10種標準品儲備液適量，用1%硝酸溶液稀釋配制成梯度濃度為1、2、5、10、20、50、100μg/L的標線濃度梯度。

2.5 標準曲線的制備及儀器檢測限

在ICP-MS工作條件下，采用在線內標法用三通管將標準品溶液與內標溶液混合后進入ICP-MS儀，對10種金屬元素標準溶液進行測定，以濃度為橫坐標，10種元素的儀器3次測量平均值為縱坐標，繪制10種元素的標準曲線。10種元素的標準曲線方程，線性關系良好，線性相關系數均不低于0.999 2。如表2所示。測量樣品的響應值，通過標準曲線方程計算得相應的元素含量。

在本試驗條件下，各元素的檢出限由重復測定空白溶液11次，各元素信號響應的3倍標準偏差對應的元素濃度即為檢出限。表2結果表明，各待測元素的檢出限在0.004 1～4.604 0μg/L之間，完全能滿足達烏里秦艽中Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Pb等10種金屬元素的分析要求。

表2 10種元素的回歸方程、相關系數和檢測限

2.6 精密度和回收率

取標準曲線第4點混合標準溶液(10μg/L)，連續進樣6次，分別以各元素測量值計算RSD，各元素的RSD均小于3.0%，表明儀器精密度良好。為驗證方法準確度，對達烏里秦艽樣品中各元素做加標回收試驗，各元素回收率為90.4%～109.0%，表明該方法準確度良好，符合微量元素測定要求。結果見表3。

表3 加標回收率和精密度

3 實驗結果與結論

采用上述微波消解，ICP-MS法，對達烏里秦艽中10種元素進行含量測定，各元素含量測定。結果見表4。

ICP-MS法對青藏高原地區藏藥達烏里秦艽中的10種金屬元素進行了含量測定，結果表明藏藥達烏里秦艽中金屬元素有不同的分布，Fe元素含量較高達到265.6mg/kg。鐵元素是構成人體的必不可少的元素之一，可以組成血紅蛋白以參與氧的運輸和存儲，可以直接參與人體能量代謝，缺鐵會影響到人體的健康和發育，引發多種疾病。Zn元素在達烏里秦艽中含量達到41.83mg/kg。鋅是人體必需的微量元素之一，在人體生長發育、生殖遺傳、免疫、內分泌等重要生理過程中起著極其重要的作用。

根據2005年我國發布的藥用植物及制劑外經貿綠色行業標準：鉛（Pb）應小于等于5.0mg/kg。鎘（Cd）應小于等于0.3mg/kg。銅（Cu）應小于等于20.0mg/kg。砷（As）應小于等于2.0mg/kg。從測定結果中可知：達烏里秦艽中Pb含量1.37mg/kg、Cd含量0.075mg/kg、As含量0.28mg/kg、Cu含量12.46mg/kg，均符合我國藥用植物及制劑外經貿綠色行業標準。

表4 藏藥達烏里秦艽中金屬的含量/mg·kg－1

4 結論

本研究建立了微波消解-ICP-MS測定藏藥達烏里秦艽中10種金屬元素的方法。實驗結果表明，方法檢出限低、靈敏度高，準確度和精密度均滿足分析要求。通過ICP-MS測定的金屬含量的研究結果，發現達烏里秦艽具有很高的藥用開發利用價值。為合理開發藏藥達烏里秦艽提供一定的科學理論支持。

[1]周榮漢.中藥資源學[M].北京：中國醫藥科技出版社，1993.

[2]中華人民共和國衛生部藥典委員會.中華人民共和國藥典一部[M].北京：化學工業出版社，2005.

[3]Ho T N,Liu S W.A worldwide monograph of Gentiana[M].Beijing:Science Press,2001.

[4]楊永昌.藏藥志[M].西寧：青海人民出版社，1991.

[5]賈敏如，李星煒.中國民族藥志要[M].北京：中國醫藥科技出版社，2005.

[6]姚佳，曹曉燕，王喆之.6種秦艽鎮痛和抗炎活性的比較[J].現代生物醫學進展，2010,10(24):4642-4646.

[7]楊婕，馬驥，周東星，等.達烏里秦艽化學成分的研究[J].中草藥，2006,37(2):187-189.

[8]孫菁，徐文華，王延花，等.藏藥達烏里秦艽中環烯醚萜苷的HPLC測定[J].分析試驗室，2008,27(12):51-54.

[9]孫菁，陳桂琛，徐文華，等.達烏里秦艽化學元素特征及其與環境關系[J].廣東微量元素科學，2009,16(3):55-61.

[10]尹智慧，盛振華，丁紅梅，等.ICP-MS測定紅花和藏紅花中22種微量元素[J].中國實驗方劑學雜志，2014,20(12):96-98.

[11]曹治權.微量元素與中醫藥[M].北京：中國中醫藥出版社，1993.

[12]王磊，譚勇，王恒，等.新疆不同產地紅花中微量元素及重金屬含量分析[J].微量元素與健康研究，2010,27(6):22.

[13]賴志輝，徐曉銘，管艷艷，等.微波消解-ICP-AES法測定市售丹參中的微量元素[J].廣西大學學報(自然科學版），2010,35 (3):497-501.

[14]高智席，吳艷紅，趙華俊.電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)測定沼液中重金屬元素[J].西南大學學報（自然科學版），2013,35(1):104-108.

[15]Swami K,Judd C D,Orsini J,et al.Microwave assisted digestion aerosol samples followed by inductively coupled plasma mass spectrometry determination of trace elements[J].Fresenius Journal of Analytical Chemistry,2001,369(1):63-70.

[16]羅益遠，劉娟秀，侯婭，等.何首烏不同產地及商品藥材中無機元素的ICP-MS分析[J].中草藥，2015,46(7):1056-1064.

Determination of Metallic Elements in Gentiana dahurica Fisch.by ICP-MS

TIAN Jing1,2,3,LU Yong-chang1,2,3,LIN Peng-cheng1,2,3,SUN Li-qing1,2,3,BAI Xue1,2,3,
(1.College of Pharmacy,Qinghai University for Nationalities,Xining Qinghai,810007; 2.Key Laboratory of Plant Resources of Qinghai-Tibet Plateau in Chemical Research,Qinghai University for Nationalities,Xining; Qinghai,810007;3.Key Laboratory of Pharmaceutical Analysis in Qinghai Province,Xining Qinghai,810007)

We establish a rapid method for the determination of the content of 10 Metallic elements including Cr,Mn,Fe,Ni,Cu, Zn,As,Ag,Cd,Pb in Gentiana dahurica Fisch.by inductively coupled plasma-mass spectroscopy(ICP-MS).The samples were analyzed by microwave digestion-inductively coupled plasma mass spectroscopy.The results show that Gentiana dahurica Fisch.contains higher levels of Fe,Zn,Mn up to 25.7mg/Kg and less content of As,Ag,Cd under 0.28mg/Kg.This determination method provided a high sensitive and accurate way to determine Metallic elements and a scientific reference for the quality analysis，safety assessment and quality standard establishment of Gentiana dahurica Fisch.

ICP-MS;microwave digestion method;Gentiana dahurica Fisch;metallic elements

R286.0

A

〔責任編輯 楊德兵〕

1674-0874(2017)04-0039-04

2017-05-16

青海省重點實驗室發展專項“青海省青藏高原植物化學重點實驗室”[2015-Z-Y09]

田靜（1988-），女，甘肅蘭州人，碩士，助理實驗師，研究方向：天然藥物活性成分。