ICP－MS法测定银合欢种和种皮中27种金属元素含量

张 臻 周 媛，2 王桂萍 邹 坤，2

（1.三峡大学 化学与生命科学学院，湖北 宜昌 443002；2.天然产物研究与利用湖北省重点实验室（三峡大学），湖北 宜昌 443002）

中药发挥作用是多成分协同起作用，金属元素是中药归经和药性物质基础的重要组成部分，是药效的重要物质基础之一，其元素的种类、形态、含量及含量比例的改变对药效均有影响［1］.中药中含有的微量元素与人体健康、疾病及中医药的关系十分密切［2－3］，各种微量元素含量是决定植物类中药寒、凉、温、热四性的主要因素之一［4］.同时，由于环境的污染，致使中药材中有害金属元素的含量累积，在用药的过程中会对人体结构及功能造成损害［5］.另外，在中药的使用过程中，植物的入药部分也具有很强的选择性，以期通过参考药材各部分中金属元素的含量达到药效的合理化.

银合欢（Leucaena leucocephala Lam.de Wait）为多年生豆科银合欢属木本植物，原产中美洲，广泛分布于热带、亚热带地区.在中国分布于广西、广东、福建、台湾等省（自治区），是多年生、耐干旱、枝叶茂盛，四季常绿的灌木和乔木.具有口感好，营养价值高，富含胡萝卜素和多种维生素以及蛋白质的特点，其嫩茎叶粗蛋白含量占干物质的比重较大.其叶子、种子、种皮都可作不同的使用.研究表明，银合欢叶子因富含蛋白质，可用于制备动物饲料［6］，而种子在广西壮族民间用于治疗糖尿病［7］.研究植物各部分中各金属元素的含量特别是微量元素以及有毒有害元素的含量，可为阐明银合欢传统药理、毒理及确认银合欢中药材质量提供科学依据.

电感耦合等离子体质谱（ICP－MS）技术，具有灵敏度高、分析速度快等特点，已成为微量多元素成分分析的有力工具.本文采用ICP－MS法测定了云南省建水县产银合欢种和种皮中27种金属元素的含量，其中13种金属元素 V、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、As、Se、Mo、Ag、Cd、Tl、Pb等采用普通模式检测，14种金属元素Li、Be、B、Mg、Al、Co、Ni、Ga、Rb、Sr、Te、Ba、Bi、U等采用碰撞／反应池技术（CCT）模式测定，以消除样品溶液中潜在的干扰.测定结果为开口箭的进一步研究利用提供科学参考.

2 实验部分

2.1 主要仪器与试剂

X Series 2型电感耦合等离子体质谱仪（美国赛默飞世尔科技公司），仪器主要的工作参数见表1.

表1 电感耦合等离子体质谱主要工作参数

续表1 电感耦合等离子体质谱主要工作参数

内标溶液的制备：吸取铑和铼标准溶液，浓度为1 000μg／mL（国家有色金属及电子材料分析测试中心），用1%硝酸溶液配制成含铑和铼分别为5ng／mL的混合内标溶液.

标准系列溶液的制备：吸取10mg／L的混合标准液（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浓度为0ng／mL，0.3ng／mL，0.5ng／mL，1ng／mL，5ng／mL，10 ng／mL，20ng／mL 的标准系列溶液，Be、B、Fe、Zn、As、Se浓度为0ng／mL，3ng／mL，5ng／mL，10ng／mL，50ng／mL，100ng／mL，200ng／mL的标准系列溶液.所用试剂均为优级纯；所用水均为二次去离子水.

加标溶液的配制：Mg、Fe、Al单标溶液（质量浓度为1 000μg／mL，北京有色金属研究总院）；其他金属元素的单标溶液（质量浓度为1 000μg／mL，用时以1%硝酸逐级稀释成1.0μg／mL的溶液，北京有色金属研究总院）.

银合欢样品采自云南省建水县，经天然产物研究与利用湖北省重点实验室（三峡大学）杨进副教授鉴定为Leucaena leucocephala Lam.de Wait.，原植物标本保藏于天然产物研究与利用湖北省重点实验室（三峡大学）.样品洗净后晾干备用.

2.2 样品前处理

将待测样品银合欢种和种皮晾干，于50℃烘箱中干燥，微型粉碎机粉碎；准确称取干燥的银合欢种、种皮粉末各约0.05g（精确至0.1mg），于聚四氟乙烯消解罐中，准确加入2mL浓HNO3和2mL H2O2，设置空白对照，敞开静置4h后，密封消解罐于180℃烘箱中加热过夜，冷却后，小心打开消解罐，将溶液转移至50mL容量瓶中，以1%稀硝酸定容至刻度，混匀，待测.样品进行加标回收试验时先向罐中加入适量各元素单标溶液，后进行消解过程，随同做试剂空白.

3 结果与讨论

3.1 测定同位素的选择

根据被测同位素丰度高和无干扰的原则来进行选择测定同位素.在ICP－MS技术的实际应用中，同质异位素重叠和多原子离子干扰是常见的干扰问题，影响到测试结果的准确性，其中以多原子离子的干扰最严重［8］.在本试验中有14种元素 Li、Be、B、Mg、Al、Co、Ni、Ga、Rb、Sr、Te、Ba、Bi、U 等采用碰撞／反应池技术T（CCT），加He碰撞消除，以有效地减少多原子离子对待测元素的潜在干扰［9］.各元素的测定同位素的选择为：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 内标元素的选择

ICP－MS在测定过程中通常存在的基体效应和仪器信号的波动，采用内标法能较好地校正这些影响［9］.本文选择 Re、Rh元素作为内标元素，按2.1方法配制成混合内标溶液，在线加入，从而消除测定元素的基体效应.Re、Rh两种内标元素回收率均在95.0%～105.0%之间，故本文选择的内标元素为Re、Rh.

3.3 工作曲线

在优化的实验条件下，将Li、Mg、Al、Co、Ni、Ga、Rb、Sr、Te、Ba、Bi、U、V、Cr、Mn、Cu、Mo、Ag、Cd、Tl、Pb、浓度为0ng／mL，0.3ng／mL，0.5ng／mL，1ng／mL，5ng／mL，10ng／mL，20ng／mL的标准溶液系列，Be、B、Fe、Zn、As、Se浓度为0ng／mL，3ng／mL，5ng／mL，10ng／mL，50ng／mL，100ng／mL，200ng／mL的标准溶液系列中的各元素分别采用不同的模式（如加He模式和不加He模式）进行测定，仪器自动绘制出标准曲线，Pb的线性相关系数r为0.990 7，Cr的线性相关系数r为0.997 9，Ag的线性相关系数r为0.998 0，Zn的线性相关系数r为0.998 8，其余各元素的线性相关系数均为0.999 5～1.0000.

3.4 方法检出限

在选定的实验条件下，对样品消解试剂空白进行测定，统计标准偏差，以3倍标准偏差作为各元素检出限，以10倍标准偏差作为测定下限，得到各元素方法的检出限和测定下限，实验结果见表2.

表2 方法检出限和测定下限

3.5 样品分析、精密度及加标回收实验

采用选定的方法对云南省建水县产银合欢种和种皮中27种金属元素进行了测定，每个样品平行测定了8份，统计平均值和标准偏差，同时对该样品进行了加标回收试验，加标量根据各元素的实际含量采用单标溶液进行加标，统计各元素回收率.样品测定结果以及方法精密度和加标回收率见表3.

表3 银合欢种、种皮样品测定结果、方法精密度及加标回收率

续表3 银合欢种、种皮样品测定结果、方法精密度及加标回收率

4 结 论

本文采用ICP－MS分析技术测定了银合欢种和种皮中27种金属元素，应用He碰撞技术消除了样品溶液对元素测定的潜在干扰.由实验结果可知本方法快速灵敏，具有良好的准确度和精密度，方法可用于其他中草药中同类金属杂质元素的测定.测定结果表明，银合欢种中Cr、Ag、Cd、Be、Al、U 等6种元素在实验条件下未检测出，而种皮中 Mo、Ag、Co、Ni等4种元素未检出.其中，Fe、Zn、Cu、Mg等有益金属含量很大，种皮中的含量约为种子中含量的1～3倍，Se作为有益的稀有金属元素，在银合欢的种和种皮中含量较少，种皮中的含量约为种子中含量的33倍，但是，种皮中含有大量的有害金属Pb、Ni，而种子中则含有大量的Al，而这些金属元素对人体的细胞代谢、生物合成及生理功能调控起着十分重要的作用.实验结果可为银合欢药材的质量控制以及进一步开发利用提供科学依据.

银合欢其它用途的开发利用也取得了一定的进展，如利用银合欢叶片培养食用菌研究，高纯度含羞草素的提取及其生理活性的开发利用研究等.

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