電感耦合等離子體-質譜法測定吐根藥材中36種金屬元素

孫菡，李曉倩，張巧曼，劉映倩

(1.河北省藥品檢驗研究院，石家莊 050011；2.重慶市藥品技術審評認證中心藥品審評科，重慶 400014)

吐根為茜草科頭九節(jié)屬植物Cephaelisipecacuanha( Brot.) A.Rich.或CephaelisacuminataKarsten 的干燥根及根莖，主要有效成分為生物堿，《歐洲藥典》《美國藥典》《日本藥局方》均有收載[1-3]。吐根主產地為巴西，我國不產吐根，因此沒有相關標準，相關研究也較少。吐根主要作用為催吐、鎮(zhèn)咳祛痰等，我國多用于止咳類成方制劑中，如小兒化痰止咳顆粒等。早期我國企業(yè)主要通過進口流浸膏進行吐根酊及含吐根類成方制劑的生產，隨著近年來需求量的增加，國內企業(yè)也開始進口吐根藥材進行生產。

吐根藥材國內需求量連年增加，筆者未見國內對于吐根中金屬元素的相關數(shù)據(jù)的檢測與研究。雖然相關文獻報道中藥中所含微量元素對于治療某些疾病有積極作用，但過高的金屬元素對于兒童止咳類成方制劑的藥材來說風險較大。重金屬及有害元素的測定方法主要包括原子吸收光譜法、原子熒光光度法和原子發(fā)射光譜法等，大多只能用于單個元素的測定。而電感耦合等離子體-質譜(inductively coupled plasma-mass spectrometry，ICP-MS)法可以同時對多元素進行分析測定，并且具有靈敏度高、檢出限低、線性范圍寬等優(yōu)點，備受分析工作者的關注。本研究經過試驗研究最終確定使用ICP-MS法測定吐根藥材中7Li，9Be，45Sc，51V，52Cr，55Mn，59Co，60Ni，63Cu，75As，85Rb，88Sr，89Y，107Ag，111Cd，115In，133Cs，138Ba，139La，205Ti，208Pb，209Bi，140Ce，141Pr，142Nd，152Sm，153Eu，158Gd，159Tb，164Dy，165Ho，166Er，169Tm，174Yb，175Lu，232Th的方法，使用硝酸(HNO3)和過氧化氫(H2O2)作為消解體系，采用微波消解法前處理樣品。制定基于ICP-MS的測定方法[4-8]，并通過科學的驗證方式，建立快速靈敏的金屬元素測定方法，報道如下。

1 儀器與試藥

1.1儀器 NexION 350X電感耦合等離子體質譜儀(PE公司)；ETHOS ONE微波消解儀(意大利Mlistone)；AE240電子分析天平(瑞士梅特勒-托利多儀器公司，感量：0.1 mg)；超純水儀(美國Millipore公司)；精密移液器(德國Sartorius公司)。

1.2試藥 36種金屬標準試劑購自國家有色金屬及電子材料分析測試中心；灌木枝葉(國家標準物質中心，批號：GBW 07602)；硝酸，色譜純(默克公司)；30%過氧化氫，分析純。

吐根藥材來源安國市場，產地為巴西、哥斯達黎加，經河北省藥品檢驗研究院中藥室段吉平主任中藥師鑒定均為正品。

2 方法與結果

2.1測定條件 等離子體流量：18 L·min-1；霧化器流量：0.94 L·min-1；輔助氣流量：1.2 L·min-1；射頻功率：1.6 kW；模擬階段電壓：-1635 V；脈中階段電壓：800 V。

2.2標準品溶液制備 取各金屬標準試劑適量，加2%硝酸溶液配制成1000 μg·L-1混合標準品儲備液，儲藏于4 ℃冰箱中。

取混合標準品儲備液(1000 μg·L-1)，加2%硝酸溶液制成0，20，30，40，50 μg ·L-1的系列混合標準品溶液。

2.3內標溶液制備 分別精密量取Rh、Re單元式標準溶液適量，加2%硝酸溶液配制成20 μg·mL-1混合內標溶液，采用在線內標加入。

2.4供試品溶液制備 取藥材樣品，粉碎，過孔徑0.150 mm(100目)篩。取樣品粉末約0.2 g，精密稱定，置于消解罐中，加70%硝酸3 mL放置過夜，加30%過氧化氫溶液2 mL，置微波消解儀中消解完全，取出，用水轉移至25 mL具塞比色管中，用水反復沖洗消解罐，并將洗液并入量瓶中，水定容，混勻。

2.5測定與計算 測定時選取同位素為7Li，9Be，45SC，51V，52Cr，55Mn，59Co，60Ni，63Cu，75As，85Rb，88Sr，89Y，107Ag，111Cd，115In，133Cs，138Ba，139La，205T1，208Pb，209Bi，140Ce，141Pr，142Nd，152Sm，153Eu，158Gd，159Tb，164Dy，165Ho，166Er，169Tm，174Yb，175Lu，232Th，其中相對分子質量<140的元素以103Rh作為內標，相對分子質量>140的元素以187Re作為內標。

2.6線性關系考察 取“2.2”項下系列濃度標準混合溶液，采用上述實驗條件進行測定，儀器自動繪制標準曲線方程，結果表明在1～50 μg·L-1范圍內，線性關系良好，r≥0.999 5。

2.7儀器檢出限 重復測定樣品空白溶液11次，各元素信號響應的3倍標準偏差對應的元素濃度值即為儀器檢出限，見表1。

2.8重復性和回收率實驗 取吐根藥材約0.1 g，6份，精密稱定，分別精密加入混合標準溶液(1000 μg·mL-1)0.2 mL，按“2.4”項下方法制備加樣回收溶液，進行測定，計算回收率，結果見表2。因樣品中部分元素含量低于檢出限，故方法重復性由回收率RSD值表示。

表1 36種金屬元素的檢出限

Tab.1Detectionlimitsofthe36metallicelements

元素檢出限/(μg·L-1)Li0.022Be0.002Sc0.028V0.128Cr0.047Mn0.968Co0.177Ni0.049Cu0.073As0.038Rb0.035Sr0.012元素檢出限/(μg·L-1)Y0.005Ag0.037Cd0.047In0.004Cs0.474Ba0.041La0.019Tl0.005Pb0.020Bi0.011Ce0.039Pr0.003元素檢出限/(μg·L-1)Nd0.068Sm0.004Eu0.001Gd0.016Tb0.001Dy0.003Ho0.001Er0.013Tm0.001Yb0.001Lu0.001Th0.019

表2 36種金屬元素的回收率和RSD

Tab.2RecoveriesandRSDofthe36metallicelements%

元素回收率RSDLi102.32.8Be98.72.4Sc95.83.9V107.14.0Cr103.42.7Mn100.62.1Co97.73.9Ni100.25.9Cu98.64.2As97.23.7Rb88.46.1Sr103.22.7元素回收率RSDY97.83.6Ag87.75.3Cd96.54.1In96.94.0Cs97.54.0Ba87.82.9La92.44.3Tl100.81.5Pb100.74.2Bi102.64.1Ce97.31.5Pr94.41.9元素回收率RSDNd88.82.4Sm86.51.9Eu97.04.2Gd96.64.2Tb94.91.8Dy97.24.3Ho92.54.7Er97.24.3Tm95.01.2Yb97.14.5Lu94.54.4Th93.63.8

2.9質量控制物質驗證 采用國家標準物質灌木枝葉(批號：GBW 07602)樣品進行分析，平行制備5份，測定值均在標準值范圍內，說明本方法準確可靠，見表3。

2.10樣品測定 對7批次的吐根藥材按照“2.4”、 “2.5”項下方法進行檢測，以標準曲線計算各元素含量，結果見表4。

表3 灌木枝葉的標準值與測定值

Tab.3Standardvaluesandanalyticalresultsofbushleaven=5

元素標準值測定值(mg·g-1)RSD/%Li2.400±0.4002.23.6Be0.056±0.0140.0544.7Sc0.310±0.0300.341.7V2.400±0.3002.73.9Cr2.300±0.3002.54.7Mn58.000±6.000641.2Co0.390±0.0500.433.9Ni1.700±0.4001.63.1Cu5.200±0.5005.25.3As0.950±0.1201.024.5Rb4.200±0.20004.11.8Sr345.000±11.0003460.5元素標準值測定值(mg·g-1)RSD/%Ag0.027±0.0060.0235.3Cd0.140±0.0600.176.3Cs0.270±0.0300.283.0Ba19.000±3.000220.7La1.230±0.1001.151.5Pb7.100±1.1007.22.5Ce2.400±0.3002.60.8Sm0.190±0.0100.192.6Eu0.037±0.0020.0381.6Yb0.063±0.0140.0582.0Th0.370±0.0200.370.7

3 討論

在進行ICP-MS分析過程中，待測元素的信號可能會由于基體效應出現(xiàn)增強或降低的問題[9-10]，本次實驗采用在線內標法進行校正，可以校準儀器，降低漂移，有效消除基體效應的影響，實驗證明在線內標能夠提高測定結果的準確度。

樣品測定結果共檢測出27種金屬元素，其中Cu、As、Cd、Pb在《中華人民共和國藥典》2015年版一部明確規(guī)定甘草、黃芪等藥材重金屬有害元素的限度，即Pb不得過5 mg·g-1；Cd不得過0.3 mg·g-1；As不得過2 mg·g-1；Cu不得過20 mg·g-1，本次測定7批藥材中Cd、As、Cu均未超出限度，3批樣品Pb超出限度，最高超限近7倍。超限樣品產地均為巴西，考慮其主要以低端制造業(yè)、礦業(yè)、橡膠業(yè)為主，污染較嚴重，因此容易造成重金屬污染。其他檢出金屬元素如Cu、Mn、Rb為催化激活動力元素，Ba、Sr為能量傳遞及酶中心[9-10]，檢出量較低，在維持人體健康方面起著關鍵作用。

本研究采用HNO3和H2O2作為消解體系，采用微波消解法前處理樣品，以Rh、Re作為在線內標，通過ICP-MS法同時測定36種金屬元素的量，經過科學的方法驗證，確定準確，可行，可用于吐根種植品上市后的金屬元素檢測與數(shù)據(jù)收集工作。

表4 7批樣品中不同金屬元素含量

Tab.4Contentsofthemetallicelementsinsevenbatchesofsamplesmg·kg-1

元素LiBeScVCrMnCoNiCuAsRbSrTGY01……0.170.881.2810.430.050.42.560.133.496.43TGY02……0.332.241.921.160.160.493.490.134.7311.62TGY030.02…0.221.31.4115.30.10.493.380.157.1812.39TGY040.02…0.030.150.453.61…0.111.050.052.663.88TGY05…………0.15………………0.04TGY06……0.231.521.1415.690.220.242.710.073.379.78TGY07……0.351.762.0421.430.340.823.560.13.8314.82因素YAgCdInCsBaLaTlPbBiCePrTGY01…1.67………1.480.070.024.250.040.140.05TGY020.070.190.01……6.460.140.043.06…0.340.07TGY030.06…0.01…0.045.190.130.0334.8…0.450.07TGY04……………0.980.05…16.17…0.160.04TGY05………………0.02…4.97…0.020.03TGY060.02…………2.420.090.034.28…0.220.05TGY070.070.50.01……5.450.190.0517.190.030.520.09因素NdSmEuGdTbDyHoErTmYbLuThTGY010.03………0.03………………0.04TGY020.120.01…0.020.03………………0.06TGY030.110.01…0.010.03………………0.14TGY04…………0.03………………0.07TGY05…………0.03………………0.03TGY060.04………0.03………………0.06TGY070.220.03…0.030.04………………0.07

“…”為未檢出

“…” undetected