ICP—MS 在食品、药品领域中的应用研究进展

摘要： ICP-MS 即电感耦合等离子体质谱，该技术是 20 世纪 80 年代初发展起来的一种无机元素分析测试技术。它以独特的接口技术将 ICP 离子源与具有灵敏、快速扫描以及干扰较少等优点的质谱仪相结合，形成一种多元素和同位素分析技术。该技术灵敏度高、检测限低、线性范围宽，可同时测定多种元素，可进行同位素分析，应用范围广范，被公认为最强有力的痕量超痕量无机元素分析技术。目前，该技术广泛地应用于生物医学、药学、食品安全等领域。

关键词： 电感耦合等离子体质谱;食品、药品;痕量分析

1.药学领域

郭红丽等学者筛选出临床使用频率较高的十种中药注射剂，应用 ICP-MS 法测定了 13 种金属元素，包括铅、镉、汞、砷、铜等 2015 年版《中国药典》中明确规定的限量元素。13 种元素线性范围良好，重复性 RSD 小于 5%，平均回收率范围 93.6%～100.8%，可用于中药注射剂中金属定量测定。陈凤琴等也采用此方法测定了替加环素中的 Pd 残留，钯质量浓度在 10～250 μg/L 范围内，线性关系良好，检测限为 3.07 ng/g，精密度、重复性相对标准偏差分别为 0.78%、6.85%，回收率范围为 88.8%～99.2%。张亚红等采用 ICP-MS 法，以 In 为内标，测定阿加曲班原料药中钯的残留量，此方法的建立能满足EMEA关于Pd的残留限度不超过1 μg/g的要求。曾栋等对产地为河南嵩县、山西绛县的栽培药用品种丹参全株及根、茎、叶三个不同部位 52 种无机元素分布情况进行探讨，两地丹参全株中常规元素钾、钙、钠、镁等含量丰富，部分稀土元素含量较高，可用于植物中促进其生长，同地中的三个部位也存在差异。刘威等采用ICP-MS 对牡丹皮煎煮法提取液中 24 种微量元素进行分析，通过煎煮法得到总提取液，经过 0.45 μm 微孔滤膜抽滤，滤液中的元素为可溶态，滤膜上残渣中的为悬浮态。取可溶态溶液通过 LSA-10 树脂柱，用蒸馏水淋洗，收集淋洗液得到无机态的各种元素。再用甲醇淋洗，得到各元素的有机态。可溶态溶液经过人工胃肠模拟试验得到水溶态的各元素。微量元素各种形态之间存在一定相互关系，对中药质量控制和评价时可以作为参考。此方法所需试剂少，减少污染，所需样品量少，节约样品，简便快速，灵敏度高。

2.生物医学

金永久等应用 ICP-MS 技术测定透析前后血液中元素含量，根据透析后结果初步推断，透析液中 Ca、Mn、Fe、Cu、Zn、Se 等含量有所增加，透析过程可能会导致这些元素不同程度的流失，Pb、As 含量过高，需防止急性中毒。张素静等在检测血液中 33 种元素时，比较了加热板加热消解和微波消解，对检测结果进行 t 检验，结果表明无显著性差异，选用了操作简便的加热板消解方法。裴凌鹏等通过测定骨质疏松大鼠股骨中钙、镁、铜等 7 种金属元素的含量研究土家族药刺老苞根皮对此病的治疗作用。将 50 只 SD 大鼠随机分为五组，空白组，泼尼松模型组，刺老苞根皮水提物低、中、高剂量组。实验结果表明，与空白组比较，7 种元素在泼尼松模型组种均降低，p<0.01，而给予中药提取物后，与泼尼松模型组比较，p<0.01，且不同给药剂量之间存在一定的量效关系。贾志立等建立了 ICP-MS法测定大鼠全血中纳米银，以 In 为内标，血样进行微波消解处理后进样测定，方法学结果良好。

3.食品安全

张榕杰等测定了婴幼儿食品中 Al 含量，采用 Sc 做内标元素，可消除进样引起的误差，降低基体效应，奶粉中 Al 残留较少，其他食品中 Al 含量较高。姚春毅等应用 ICP-MS 法研究食品包装材料聚酯类（PET）中锑向四种食品模拟物（水、10%乙醇、3%乙酸水溶液、精炼橄榄油）的迁移规律，在不同温度下，将不同的聚酯材料浸泡在 4 种溶液中，在固定时间吸取浸泡液进行测定，方法学良好，锑的迁出量随着温度增高时间延长而增多，直到达到迁移平衡，尤其应注意用此材料包装的酸性食品，锑迁移量较高，避免食用。张江义等将食品样品微波消解后直接进样，应用动态反应池技术，选择性抑制钾、钠、钙、镁、铝等浓度较高元素的信号强度，同时消除双电荷对砷元素的测定干扰，建立了同时测定食品中共计 10 种主、微量元素的方法，采用国家标准物质 GBW10015（菠菜），GBW10017（奶粉）等进行方法学验证，结果准确可信。孙宁分别采用 ICP-MS 法与国标风光光度法测定面食品中 Al 含量，两种方法的检测限为 0.033mg/kg、0.374 mg/kg，精密度RSD 分别为 1.75%、3.80%，回收率两种方法都较高。通过 t 检验，p>0.05，表明两种方法在统计学上无显著差异。鉴于相关参数的比较及分光光度法操作繁琐，研究者认为 ICP-MS 法更简便快捷。

4.其他领域

除了以上领域外，ICP-MS 还广泛应用于地质科学、环境监测、工业检测、法医检测、毒品检测、新能源检测等其他检测领域。

5.展望

近年来，随着元素形态分析、复杂基体同位素分析、超痕量分析等研究的深入，简单的 ICP-MS 已不能满足分析要求，与其他仪器联用是未来的发展趋势。分离器与 ICP-MS 联用，HPLC-ICP-MS，可用于元素形态分析。GC-ICP-MS，灵敏度极高，对有机金属化合物有显著的优势。IC-ICP-MS，与离子色谱结合，可解决复杂基体中超痕量离子形态的分析。进样系统与 ICP-MS 联用，有 LA（激光剥蚀技术）-ICP-MS，CE（毛细管电泳）-ICP-MS，HG（氢化物发生技术）-ICP-MS，FI（流动注射技术）ICP-MS，ETV（电热蒸发）-ICP-MS，SFC（超临界流体）-ICP-MS等。随着研究的深入，各种联用技术必将在未来的分析领域发挥重大作用。

参考文献

[1]曾栋， 文瑞芝， 潘振球， 等. 电感耦合等离子体质谱法分析异地丹参中52 种无机元素[J]. 药物分析杂志，2010，30（11）2096-2100.

[2]陈凤琴， 宋雪洁， 石莹. 替加环素中钯残留的微波消解-ICP-MS法测定[J]. 中国医药工业，2016，47（2）215-216.

[3]张江义， 王小， 李国敏. 微波消解鄄电感耦合等离子体质谱法同时测定食品中的主、微量元素[J].分析化学研究简报，2014，42（11）1706-1709.

[4]孙宁. 分光光度法与 ICP-MS 法测定面制品中铝含量[J]. 粮油食品科技，2017，25（1）51-53.

[5]張榕杰， 王谢， 刘红丽， 等. 婴幼儿食品中铝含量的 ICP-MS 法测定[J].中国卫生检验，2014，24（24）3525-3526

作者简介： 安莹（1981.03-）女，满族，黑龙江齐齐哈尔人，副教授，硕士主要从事食品安全及高职教育教学等方面的研究。