ICP-MS法測定決明子中18種重金屬及有害元素

郝校鵬 ，周利，趙玉洋，王游游，康利平，楊健*

1. 河南中醫藥大學藥學院（鄭州 450046）；2. 中國中醫科學院中藥資源中心，道地藥材國家重點實驗室培育基地（北京 100700）

決明子，別名草決明、馬蹄決明、馬蹄子等，為豆科植物決明Cassia obtusifoliaL.或小決明Cassia toraL.的干燥成熟種子[1]，具有清肝明目、潤腸通便等功效，并因其具有降血壓、降血脂、保肝及抑菌等活性[2-3]，同時又可作為食品和保健飲科的良好原料，已開發許多保健飲料和食品[4]，是著名的藥食同源中藥品種之一[5]。市場上決明子的質量良莠不齊，其質量問題關系到消費者的食用安全和臨床用藥安全[6]，又由于現代工業的快速發展，決明子野生資源不能滿足需求，人工種植又濫用農藥化肥，污染加劇，食品污染日趨嚴重[7]，如重金屬及有害元素含量超標。重金屬及有害元素對人體的代謝和正常的生理作用會造成明顯的損害，因此，引起越來越多學者關注[8-12]。

常規檢測方法如原子吸收分光光度法、原子熒光光譜法等存在操作復雜、效率低、精度低等缺點，而ICP-MS法具有靈敏度高、干擾小、線性范圍寬等優點，普及率較高[13]。試驗采用ICP-MS法，測定不同產地來源的24批決明子樣品中Pb，Cd，As，Hg，Cu，Li，Be，V，Cr，Mn，Co，Ni，Mo，Sn，Sb，Ba，Dy，Tl 18種重金屬及有害元素的殘留量，為進一步控制決明子的質量、保證其用藥安全提供科學依據。

1 儀器與材料

ICAP-Q電感耦合等離子體質譜儀（美國賽默飛公司）；Mars 6微波消解儀（美國CEM公司）；MM 400混合球磨儀（德國Retsch公司）；AUW120D電子天平（日本島津公司）；Millipore Mill-Q超純水機（美國Millipore公司）；DST-1000酸純化器（美國Savillex公司）。

標準溶液由Muti-element Solution 1和Muti-element Solution 2（美國SPEX CertiPerp公司）混合標準溶液配制而成；硝酸（分析級，美國默克公司，由酸純化器二次純化）；過氧化氫溶液（分析純，天津市大茂化學試劑廠）；水（經Millipore Milli-Q水處理系統處理后的去離子水）。

決明子樣品于2016年10月至2017年1月分別收集于河北、山東、安徽等10個省份共20批，越南進口決明子4批，總計24批；所有樣品經中國中醫科學院中藥資源中心康利平副研究員鑒定均為豆科植物決明Cassia obtusifoliaL.或小決明Cassia toraL.的干燥成熟種子；經球磨儀打粉后過0.250 mm（60目）篩備用。

2 方法與結果

2.1 ICP-MS條件

射頻功率15 500 W；采樣深度5.0 mm；輔助氣和載氣（均為氬氣）流速分別為0.8 L/min和1.05 L/min；冷氣流流速14.0 L/min；霧化器類型為同心霧化器；霧化室溫度2 ℃；掃描方式為STD模式；采集點數為3；重復次數3次。

2.2 混合標準儲備溶液的配制

精密量取混合標準溶液適量，用2%硝酸溶液稀釋，制成各元素質量濃度均為10 μg/mL的標準儲備液，4 ℃貯存備用。

2.3 供試品溶液制備

2.3.1 測定Hg供試品溶液

取0.1 g決明子藥材粉末，精密稱定，置壓力消解罐中，加入5 mL硝酸，浸泡過夜，于160 ℃的電熱鼓風干燥箱中消解4 h，冷卻；取消解內罐置電熱板上，于120 ℃緩緩加熱至紅棕色蒸汽揮盡，放冷，用超純水定容至10 mL，搖勻，過0.45 μm濾膜，即得測定Hg供試品溶液。同法同時制備試劑空白溶液。

2.3.2 測定其他元素供試品溶液

精確稱取0.1 g決明子藥材粉末置聚四氟乙烯微波消解罐中，依次加入1 mL過氧化氫溶液和5 mL硝酸，密閉消解罐，置于微波消解儀中消解。消解程序：第一步，升溫時間6 min，100 ℃保持3 min；第二步，升溫時間7 min，160 ℃保持4 min；第三步，升溫時間6 min，190 ℃保持30 min；消解功率1 600 W。消解完全后，自然冷卻，取消解內罐置電熱板上180 ℃趕酸至剩余1 mL，放冷，用超純水定容至10 mL，搖勻，過0.45 μm濾膜，即得測定其他元素供試品溶液。按相同方法做空白對照溶液。

2.4 方法學考察

2.4.1 線性關系考察

分別精密量取適量混合標準儲備液，加2%硝酸溶液稀釋，分別配成含Cr、Mn、Ni、Cu、Ba的1，2，5，10，50，100，200和500 ng/mL；Li，Be，V，Co，As，Mo，Cd，Sn，Sb，Dy，Tl，Pb和Hg 0.1，0.2，0.5，1，2，5，10，50 ng/mL的系列標準混合溶液（Hg為單標溶液），以響應信號值為縱坐標，質量濃度為橫坐標，繪制標準曲線（表1）。結果顯示，各元素的標準曲線線性關系良好，相關系數均在0.99以上。將標準品溶液逐步稀釋，直至各元素信號值為空白溶液信號值的3倍左右（S/N≈3），此時各元素的質量濃度即為該元素的檢出限。

表1 18種元素的標準曲線及線性范圍

2.4.2 精密度考察

精密吸取同一混合對照品溶液，按照2.1的方法分別連續重復進樣6次，計算各元素響應信號值SRSD，均小于3.5%，表明儀器精密度良好。

2.4.3 穩定性考察

取同一份供試品溶液（河北深州），按2.1的方法分別于0，2，4，8，12，18和24 h進樣測定，記錄各元素響應信號值；計算不同時間點間各元素響應信號值的SRSD均小于4%，表明供試品溶液在24 h內穩定性良好。

2.4.4 重復性考察

取約0.1 g河北深州決明子樣品粉末，平行操作6份，分別按各供試品溶液的制備方法操作，以2.1的條件進行測定，計算各元素含量。結果表明，各元素含量SRSD在1.65%～6.79%之間，在痕量分析的要求下，重復性良好，可以滿足試驗檢測要求。

2.4.5 加樣回收率試驗

取6份已知各元素含量的河北深州決明子樣品，精密稱定，每份0.1 g；分別加入適量2.2的各元素標準儲備液，按照2.3的方法制備各供試品溶液，按照2.1的方法測定，記錄各元素響應信號值，計算得到各元素的平均加樣回收率在94.6%～108.5%之間，SRSD均小于10%，表明在痕量分析的要求下，各元素回收率良好，該方法有效可行。

2.5 樣品重金屬及有害元素含量測定

2.5.1 含量測定及結果

分別精密稱取24批不同來源的決明子樣品，按2.3的方法制備各供試品溶液，按2.1的方法測定，含量測定結果見表2。

表2 不同來源決明子樣品18種重金屬及有害元素含量測定結果（n=3） 單位：mg/kg

2.5.2 結果分析

24批不同來源的決明子樣品中Li，Be，V，Co，As，Mo，Cd，Sn，Sb，Dy，Tl，Hg和Pb 13種重金屬及有害元素在決明子樣品中的含量相對較低，其含量均未超過1 mg/kg。Cr，Ni和Cu 3種元素在決明子樣品中的平均含量達到1～10 mg/kg；其中Cr元素以河北深州產決明子含量最高，達3.92 mg/kg，山東泰安產樣品含量最低，僅為0.49 mg/kg，前者約為后者的8倍；Ni元素以湖北蘄春產決明子含量最高，達2.78 mg/kg，陜西商洛產樣品含量最低，為0.55 mg/kg；Cu元素含量最高的為河北青縣決明子，達8.32 mg/kg，安徽歙縣產決明子Cu元素含量最低，為5.22 mg/kg。Mn和Ba元素在24批決明子樣品中的平均含量相對較高，分別達到15.29 mg/kg和17.15 mg/kg；前者以江西樟樹產決明子含量最高，達到34.17 mg/kg，四川綿陽樣品含量最低，僅為11.27 mg/kg；后者含量最高的亦為湖北蘄春決明子，達到47.53 mg/kg，含量最低的為越南進口1樣品，僅1.71 mg/kg，相差達26.8倍。

中國藥典2020年版一部中對重金屬及有害元素的限量要求為Pb含量≤5 mg/kg，Hg含量≤0.2 mg/kg，As含量≤2 mg/kg，Cd含量≤1 mg/kg，Cu含量≤20 mg/kg；按照該標準，不同產地決明子樣品中的Pb，Hg，As，Cd，Cu均符合限量要求。參考《美國藥典》USP40-NF35的重金屬限量要求標準，有10批決明子樣品中Pb元素含量超出限量標準，超標率達41.7%，其含量平均超限達48.0%。按照USP40-NF35的限量標準，越南進口的4批決明子Pb元素含量均超出限量。

3 討論與結論

按《中華人民共和國藥典》2020年版檢測人參、丹參、金銀花、甘草等39種中藥材中鉛、砷、鎘、汞和銅5種重金屬元素的含量，與2015年版相比，又新增人參、刀豆、山茱萸、白芷、冬蟲夏草、當歸、梔子、桃仁、黃精、葛根、酸棗仁11種[14]，對中藥材的重金屬元素殘留愈加重視。《美國藥典》USP40版監測藥品中的重金屬和有害元素達24種[15]。中藥材的產地或種植方式的不同，均會導致重金屬污染水平差異[16]，炮制加工過程又不同程度地減少或引入重金屬殘留物[17]。因此著重中藥材產區的環境調查，并嚴格控制化肥和農藥的使用，加強中藥飲片加工管理，從源頭上減少重金屬污染的風險[18]。

試驗采用ICP-MS技術，建立同時測定決明子中18種重金屬及有害元素的方法，該方法簡單快速，結果準確、可靠，為決明子藥材的質量控制提供參考依據，作為常用的藥食同源的品種之一，關乎消費者的食用安全和臨床用藥安全，對決明子質量的持續監測和控制十分必要。試驗通過對不同來源的24批決明子樣品中的18種重金屬及有害元素進行分析，可以看出不同產地決明子中重金屬及有害元素的含量有較大差異，部分產地藥材重金屬含量超過美國藥典的限量要求，但均符合中國藥典限量要求。