电感耦合等离子体质谱法测定三种贝壳类药材中稀土元素含量

陈红，朱蓉，陈鸿平

(1.成都市食品药品检测中心，成都 610045;2.成都中医药大学，成都 610000)

电感耦合等离子体质谱法测定三种贝壳类药材中稀土元素含量

陈红1，朱蓉1，陈鸿平2

(1.成都市食品药品检测中心，成都 610045;2.成都中医药大学，成都 610000)

目的 建立测定珍珠母、石决明和牡蛎中15种稀土元素含量的方法。方法供试品经微波消解后,以铟和铑为内标,用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定。结果各元素在相应范围内线性良好(r＞0.999),精密度好(RSD＜4%,n=6),各元素加样回收率为97.0%～105.0%。结论ICP-MS法检出限低,简便快捷,准确可靠,是贝壳类药材中稀土元素含量测定的可行方法。

珍珠母；石决明；牡蛎；质谱法,电感耦合等离子体；微波消解；稀土元素

石决明、珍珠母、牡蛎均为多基源贝壳类药材,具有平肝潜阳、清肝明目、安神等功效,应用范围较广,然而质量控制现状堪忧。《中华人民共和国药典》2010年版仅对石决明和牡蛎采用滴定法测定碳酸钙含量用作质控指标[1]。然而碳酸钙并不是该类药材平肝潜阳的有效成分,用碳酸钙的含量作为评价指标,显然不能从根本上控制药材的内在质量。谭晓梅等[2]用等离子发射光谱法、原子荧光法测定铁(Fe)、锌(Zn)、锰(Mn)、锶(Sr)、镁(Mg)、铜(Cu)、铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)在5种贝壳类药材及煎出物中的含量。刘玲玉等[3]进行贝壳类动物中药材炮制后水煎液中微量元素及氧化物的测定。笔者在本实验中以石决明、牡蛎和珍珠母3种代表性贝壳类药材为研究对象,采用微波消解前处理样品,电感耦合等离子体质谱(inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)法测定贝壳类药材中15种稀土元素含量。以便找出稀土金属含量与贝壳类药材质量的相关性,结合贝壳类药材其他微量元素的含量测定结果[4]和药效分析,对其质量控制进行综合研究,为保证临床用药安全有效奠定良好的基础。

1 仪器与试药

1.1 仪器 CEM MARS-XPRESS 5微波消解仪(美国CEM公司);Mili-Q超纯水处理系统(美国密理博公司);美国热电X-2电感耦合等离子体质谱仪(美国热电公司),SUB/DUO PURE酸纯化设备(意大利麦尔斯通公司)。

1.2 试药 稀土多元素标准溶液[GSB04-1789-2004,唯一标识:124103,各元素浓度均为100 μg·mL-1;含镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钇(Y)];铑(GSB04-1746-2004,唯一标识: 12324,浓度:1 000 μg·mL-1),铼(GSB04-1745-2004,唯一标识:123100,浓度:1 000 μg·mL-1)均由国家有色金属及电子材料分析测试中心提供。茶叶标准物质由中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所提供,编号: GBW10016(GSB-7茶叶)。调谐溶液由美国热电公司提供。珍珠母、石决明和牡蛎均由成都中医药大学提供,成都中医药大学中药鉴定教研室卢先明教授鉴定。硝酸(采用MILESTONE SUB/DUO PURE酸纯化设备,自制高纯度硝酸)。

2 方法与结果

2.1 实验条件与仪器参数 射频功率:1.4 kW;采样深度:110 step;载气(氩气)流速:0.89 L·min-1;辅助气(氩气)流速:13.0 L·min-1;冷却气(氩气)流速: 0.7 L·min-1;蠕动泵转速:30 r·min-1;雾室温度: 3℃;点数/质量:3;重复次数:2。

2.2 测量同位素的选择 同位素一般选择丰度值最大的质量数,以提高其检测灵敏度,同时应避免多原子分子离子和同量异位素的重叠干扰。由于稀土元素介于干扰最小且灵敏度最高的质谱区间,且所有稀土元素都有一个不受同量异位素干扰的同位素[5],因此本方法选择以下同位素作为各稀土元素的测量同位素,见表1。

表1 稀土元素的测量同位素Tab.1 Determined isotopes for rare earth elements

2.3 溶液的制备 分别精密量取稀土多元素混合标准溶液1 mL,置100 mL量瓶,加10%硝酸稀释至刻度,摇匀,作为标准储备液。精密量取0.01,0.05, 0.25,2,3 mL,分别置50 mL量瓶,加10%硝酸稀释至刻度,摇匀,作为系列标准溶液,浓度分别为0.2,1,5, 40,60 ng·mL-1。取铟(In)元素标准溶液,加水配制成每毫升溶液含In元素10 ng的内标溶液。

2.3.1 供试品溶液的制备 精密称取样品约0.3 g,精密称定,放入消解罐中,加入硝酸7 mL放至反应停止,加过氧化氢1 mL,过夜,密闭微波消解完全后(消解程序:从室温10 min升至120℃,保持5 min,再10 min升至190℃,保持20 min),冷却取出,将消解液转入50 mL量瓶,用水洗涤3次,洗液合并于量瓶,用水稀释至刻度,摇匀。

实验前用调谐液调整仪器各项指标,使仪器各项指标达到测定要求后,编辑测定方法、干扰方程及选择各测定元素,用双蠕动泵进样体系分别引入水、空白试剂、标准溶液、供试品溶液,同时引入内标溶液。

2.4 结果

2.4.1 方法学验证结果 将系列标准溶液分别进样,得到各元素的线性方程和相关系数,结果见表2。取同一份标准溶液重复进样6次,计算RSD得到各元素的精密度,结果见表2。空白试剂重复进样20次,得到各元素测定值的偏差σ,LOD=3σ/k(k为标准曲线斜率),结果见表2。

表2 方法学验证结果Tab.2 Method validation results

2.4.2 准确度实验 取茶叶标准物质各约0.3 g,按“2.3.1”项下供试品溶液的制备方法同法测定,计算茶叶中各稀土元素含量,见表3,回收率为92%～108%。另取珍珠母4#样品约0.1 g,精密称定,加稀土多元素混合标准贮备液0.1 mL,按“2.3.1”项供试品溶液的制备方法同法测定,15种稀土元素的加样回收率为97%～105%,结果见表2中“加样回收率”。实验证明本方法测定贝类药材中稀土元素准确度高。

2.4.3 15种稀土元素测定结果 供试品溶液和内标溶液同时进样,得到珍珠母、石决明和牡蛎中15种稀土元素的测定,结果见表4～6。

2.4.4 15种稀土元素含量检验统计结果 采用SPSS18.0版软件对上述结果进行统计分析。各品种样品之间采用非参数检验Kruskal Wallis检验法比较,结果表明牡蛎、石决明、珍珠母,共34批样品在稀土元素含量上差异无统计学意义,检验统计量见表7。

3 讨论

笔者在本实验中采用微波消解法前处理珍珠母、石决明和牡蛎,消解时间短、完全,经ICP-MS法测定15种稀土元素含量,从结果中可了解贝壳类药材中15种稀土元素含量及贝类药材的元素组成情况。

根据测定结果,在珍珠母中编号为“1,9”的饮片粉末各稀土元素含量明显高于药材。在石决明中编号为“1,6,10”号的饮片粉末各稀土元素含量高于各药材均值。在牡蛎中编号为“2,8,10,11”的饮片粉末和编号为“9,12”的饮片颗粒含量均明显高于药材。虽然上述结果未找到稀土元素含量与产地的相关性,但是稀土含量与样品类型相关,多数饮片粉末和颗粒的稀土金属含量高于药材。可能原因是贝壳类药材在炮制加工过程中,净制时未完全除去药材中泥土、灰尘等杂质,在加工成粉末或颗粒时受到污染,或是有些商家将劣质药材加工成饮片粉末和颗粒,以次充好。上述结果为石决明等贝壳类药材的质量标准研究提供了参考,对整体提高贝壳类药材质量控制水平具有重大意义。本课题样品量较少,为找到稀土含量与贝壳类中药质量之间关系,还需要收集更多样本,排除炮制加工等过程对测定结果的影响,将稀土元素含量与药效分析,对其质量控制进行综合性研究。用微波消解-ICP-MS测定各元素含量,测定时间短,试剂用量少,检出限低,准确可靠,是珍珠母、石决明和牡蛎15种稀土元素测定的可行方法。

表3 茶叶标准物质测定结果Tab.3 Analytical results of certified reference material of tea

表5 石决明中15种稀土元素的测定结果Tab.5 Determination results of 15 rare earth elements in Shell of Abalone μg·g-1

表6 牡蛎中15种稀土元素的测定结果Tab.6 Determination results of 15 rare earth elements in Oyster μg·g-1

续表6 牡蛎中15种稀土元素的测定结果

表7 贝壳类药材中稀土元素含量检验统计结果Tab.7 Statistics on the content of rare earth elements in testacean medicinal materials

[1] 国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)[M].北京:中国医药科技出版社,2010:84-85,161-162.

[2] 谭晓梅,王新雨,张明明,等.5种贝壳类动物药及其煎出物中微量元素含量测定[J].中国实验方剂学杂志,2011, 17(1):61-63.

[3] 刘玲玉,杭富保.贝壳类动物中药材炮制后水煎液中微量元素及氧化物的测定[J].中药饮片,1991,(2):27-29.

[4] 陈红,朱蓉,陈鸿平.ICP-MS法测定贝壳类药材中微量元素含量[J].华西药学杂志,2012,27(4):465-466.

[5] 孙玉玲,田阳,卫峰.ICP-MS法测定植物性样品中恒量稀土元素含量的研究[J].中国检验检疫科学,2001,11(2): 10-11.

DOI 10.3870/yydb.2014.03.029

Rare Earth Elements Determination in Three Testacean Medicinal Materials by ICP-MS

CHEN Hong1,ZHU Rong1,CHEN Hong-ping2
(1.Chengdu Center of Food and Drug Control,Chengdu 610045,China;2.Chengdu University of TCM,Chengdu 610000,China)

Objective To establish a method for determination of the fifteen rare earth elements in testacean medicinal materials from shell of Abalone,Concha Margaritifera and Oyster.MethodsThe samples were digested by closed-vessel microwave system and analyzed by ICP-MS using Rh and Re as internal standards.ResultsThe linearities were good(r＞0.999),the method is precise(RSD＜4%,n=6),and the recoveries of rare earth elements were 97.0%～105.0%.ConclusionThe ICP-MS method is sensitive and accurate,feasible for rare earth element content determination in testacean medicinal materials.

Shell of Abalone;Concha Margaritifera;Oyster;Spectrometry,inductively coupled plasma-mass(ICPMS);Microwave digestion;Rare earth elements

R286;R927.1

A

1004-0781(2014)03-0373-05

2013-07-10

2013-08-20

陈红(1977-),女,重庆人,副主任药师,硕士,主要从事食品、药品检测工作。电话:028-85362213,E-mail：redchen333@sohu.com。

陈鸿平(1980-),女,四川眉山人,高级实验师,博士,主要从事中药化学、中药品质评价等研究。电话:028-61800231,E-mail：chen_hongping@126.com。