ICP-MS法测定药食同源性食物中的重金属及有害元素

申俊月

（河南广电计量检测有限公司，河南郑州 450000）

药食同源性食物既是食物也是药物，二者之间没有绝对的分界，这种食物通常用于食疗、药膳，在我国应用广泛，如用于降血糖、祛暑等。随着药食同源性食物在医疗及养生范围内的深入应用，国家对于此方面食物的重视程度也越来越高。加强对于药食同源性食物中重金属及有害元素的测定研究是十分有必要的。本文对药食同源性食物中铅、镉、砷、汞4种常见重金属及有害金属铜的含量进行检测，为保障药食同源性食物的质量和食用安全，提供了有效测定方法。

当前药食同源性食物已受到了养生及医疗界的广泛关注，经研究发现，药食同源性食物中重金属及有害元素主要来源于植物种植、生产及加工运输等过程，而其中种植过程影响最大。在植物种植的过程中，植物的生长发育主要依靠的是土壤和水资源，若植物种植的土壤及用水受到了严重污染，有害物质会进入到植物体中。为保障药食同源性食物的食用安全，近年来相关科研人员及学者不断加强对药食同源性食物中重金属及有害元素的测定研究，检测方法和相关技术也在不断发展。相较于石墨炉原子吸收法测定铅、镉、铬等传统检测方法而言，本文应用ICP-MS法能同时对多个元素进行测定，灵敏度较高，检测范围较广，在药食同源性食物中重金属及有害元素检测中有良好的效果[1]。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

以市面上常见的药食同源性食物作为检测材料，包括山楂、枸杞、黑枣、百合、莲子、薏仁、赤小豆、龙眼肉、核桃仁、茯苓、葛根、粉葛、淮山、黄芪、麦冬、罗汉果及胎菊。其中葛根共包括8个样本，分别命名为1～8号，淮山的样本为1～10号，粉葛的样本为1～2号，茯苓的样本为1～11号，罗汉果的样本为1～4号，其余实验材料样本均为3个样本，分别命名为1～3号。为提高样品的随机性，此次实验选用的样本材料为常见药食同源性食物，从各大药店及超市收集而来，产地来源于多个省份。

实验过程中所使用的水均为超纯水，其电阻率为18.2 MΩ·cm（25 ℃）。实验用调谐液，浓度为 1 μg/L的 Ge、Co、Li、Mg、Tl、Y，内标为含 Bi、Ge、In、Li、Lu、Rh、Sc 和Tb的混合内标液；Hg标准物质溶液，浓度10 μg/mL；Pb、Cd标准物质溶液，浓度100 μg/mL；Cu、As标准物质溶液，浓度 1 000 μg/mL。

AK-400A中药粉碎机；ME204E/02电子分析天平；ETHOS UP微波消解仪；VB24 Plus智能样品处理器；ICPMS7700x电感耦合等离子体质谱。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理

样品检测之前，需先对样品进行粉碎、过筛处理，并称取相应质量样品，加入硝酸及过氧化氢，进行预消解及微波消解处理，其中微波消解处理的升温条件如表1所示，定容摇匀，以备后续实验使用。

表1 微波消解处理升温条件

1.2.2 配制标准溶液

经过配制得到不同浓度溶液，如表2所示。实验中稀释所用溶液为2%的硝酸溶液。

表2 标准液浓度梯度表

1.2.3 仪器测定条件

在实际测定的过程中，同时测定各种元素，将仪器调整为氦模式，结合实际情况确定等离子气流量、载气流量、辅助气流量、氦气流量及数据采集模式等。并选择与相应元素质量数接近的稀有元素作为内标，如Cu的质量数为63m/z，其内标为Ge，质量数为72m/z。

1.2.4 分析测定。

以元素浓度作为横坐标，以元素质谱信号与内标元素质谱信号之比作为纵坐标，进行标准曲线的绘制。然后分别进行重复性实验、回收实验，并按照上述检测方法确定样品中重金属的含量、精密度和检出限[2]。

2 结果分析

2.1 线性关系

根据检测结果，以混合标准浓度为横坐标，响应为纵坐标，借助计算机软件绘制标准工作曲线。按照所设置的标准溶液浓度进行分析，发现标准曲线的线性关系较为明显，经计算得到线性范围相关系数均大于0.995 2。不同元素的标准曲线方程、相关系数、线性范围及检出限如表3所示。

表3 标准曲线方程、相关系数、线性范围及检出限

2.2 重复性

精密称取枸杞子3号样的6份平行样品进行重复性实验，并按照1.2.1中样品处理方法进行处理，并按照1.2.3和1.2.4中的操作步骤和方法，测定样品中5种元素的平均含量，Cu为5.120 mg/kg，As为0.030 mg/kg，Pb为0.050 mg/kg，Cd为0.048 mg/kg，Hg未检测出。测定5种元素RSD，Cu为4.02%，As为3.28%，Pb为5.31%，Cd为3.19%，Hg为0。对检测结果的分析可知，本实验测定方法有着较好的重复性，能满足重金属元素相关检测要求。

2.3 精密度

经过对标准工作液的测定，得到不同元素的精密度及相对标准偏差。Cu、As、Pb、Cd、Hg这5种元素的相对标准偏差分别为2.51%、3.51%、2.64%、2.87%及1.78%，均小于3.51%，表明该仪器有较好的精密度，其检测结果较为可靠，能满足本次实验要求。

2.4 回收率

经过计算得到Cu元素的平均回收率范围为82.25%～98.42%，As元素的平均回收率范围为93.36%～115.13%，Pb元素的平均回收率范围为85.90%～102.25%，Cd元素的平均回收率范围为83.33%～99.40%，Hg元素的平均回收率范围为91.62%～109.04%。经过对回收率的计算，本实验所使用方法能满足这几种重金属元素的检测要求[3]。

由表4可知，大多数的药食同源性食物中重金属及有毒元素含量检测合格，但也有部分药食同源性食物中含有重金属元素，其中Cd元素含量超标情况较为明显，而Cd含量超标的食物以百合为主。百合种植、生产、加工及运输环节中可能出现污染问题，或百合当中的某些成分影响到了Cd测定结果。测定结果显示，相较于果实类食同源性食物，根类中的有毒元素含量相对更高[4]。

表4 药食同源性食物中的5种重金属及有毒元素的测定结果

3 结论

ICP-MS法在检测药食同源性食物中的重金属及有毒元素方面有着较好的效果，不仅灵敏程度较高，测定范围相对较大，还能同时测定多种元素，相比于其他检测方法更为高效，在药食同源性食物检测当中有着较为广泛地应用前景，实践中应进行推广应用[5]。