基于ICP-MS法的加味左金丸中无机元素分析

石巧玲，周红祖*，高厚明，陈香玲，陈静君，黎碧玲，余惠旻

基于ICP-MS法的加味左金丸中无机元素分析

石巧玲1，周红祖1*，高厚明1，陈香玲1，陈静君1，黎碧玲1，余惠旻2*

1.广东省深圳市中医院，广东 深圳 518033 2.深圳大学医学院，广东 深圳 518060

通过电感耦合等离子体质谱（inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）法建立加味左金丸中Cd、Pb、As、Hg、Co、V、Ni、Cu、Li、Sb、Ba、Mo、Sn、Cr、Na、Mg、Al、Ca、Ti、Mn、Fe、Zn、Ga、Se、Sr、Tl共计26种无机元素的测定方法。加味左金丸通过微波消解法处理后，根据相对分子质量的大小选择内标物，其中7Li、23Na、24Mg、27Al、40Ca、48Ti、51V、52Cr、55Mn、56Fe、58Ni、59Co、63Cu、66Zn、70Ga、75As、77Se、86Sr以72Ge作为内标；95Mo、114Cd、118Sn、121Sb、137Ba以115In作为内标；202Hg、205Tl、208Pb以209Bi作为内标。对标准品溶液、空白溶液与供试品溶液进行分析，采用标准曲线法进行定量分析。通过ICP-MS法进行测定。26种无机元素线性的相关系数≥0.999 6，检出限为0.001～1.500 μg/L，定量限为0.01～5.00 μg/L，精密度与重复性试验的RSD均小于5%，平均回收率在82.64%～106.44%，RSD均小于5%。对3个厂家的12批样品进行了测定，26种元素的含量差异较大，其中Na、Mg、Ca、Fe 4种元素的含量比较高，均大于500 μg/g，Cd、Pb、As、Hg、Co、Li、Sb、Mo、Sn、Cr、Se、Tl的含量比较低，均小于1 μg/g。由结果可知，人体的常量元素，如Na、Mg、Ca的含量比较高，Cd、Pb、As、Hg等有害元素含量比较低。根据《中国药典》2020年版一部的要求，本品中Cd、Pb、As、Hg与Cu均符合规定。该方法快速、准确，可以用于加味左金丸中无机元素的测定。

加味左金丸；电感耦合等离子体质谱；微波消解；Cd；Pb；As；Hg；Co；V；Ni；Cu；Li；Sb；Ba；Mo；Sn；Cr；Na；Mg；Al；Ca；Ti；Mn；Fe；Zn；Ga；Se；Sr；Tl

近几年，随着我国加入国际人用药品注册技术协调会（The International Council for Harmonisation of Technical Requirements for Pharmaceuticals for Human Use，ICH），对于元素的研究也逐渐与国际接轨，一方面元素超标对人体会造成伤害，ICH-Q3D（R1）的规定Pb、Cd、As、Hg为1类元素[13]，这些元素对人体是有害的，在药品生产中禁用或限制使用，例如铅超标，会对神经、造血、消化、肾脏、心血管和内分泌等多个系统造成危害，若含量过高则会引起铅中毒。另一方面中药中的某些元素是体内酶的组成或者激活剂，是维持人体机能正常代谢必不可少的组成，如镁元素是许多酶系的辅助因子或激活剂，对中枢神经系统有镇静作用，铁元素能维持正常造血功能，增强免疫，锌元素参与多种酶的合成[14-19]。因此，对于中成药中的元素进行分析是十分必要的，既能研究其中有效的元素种类，又能达到对于有害的元素进行控制的目的。

目前，中药中元素分析的手段主要有原子吸收光谱法（atomic absorption spectrometry，AAS）、电感耦合等离子体发射光谱法（inductively coupled plasma emission spectrometry，ICP-OES）、电感耦合等离子体质谱法（inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）[20-26]。AAS因为只利用原子光谱中单色光照射，所以只能检测一种元素的含量；ICP-OES和ICP-MS的进样部分及等离子体是及其相似的，ICP-OES测量的是光学光谱（165～800 nm），所以同位素是不能测量的；ICP-MS相比于其它2种方法，具有灵敏度高、检测速度快、样品用量少、具有半定量分析和同位素分析能力等优势，使该方法为各国药典首推的元素测定方法[27-28]。同时该方法已在中成药和中药材元素分析方面得到广泛应用[20-25]。

本实验采用ICP-MS法测定加味左金丸中26种微量元素，包括Cd、Pb、As、Hg、Co、V、Ni、Cu、Li、Sb、Ba、Mo、Sn、Cr、Na、Mg、Al、Ca、Ti、Mn、Fe、Zn、Ga、Se、Sr、Tl，从元素方面对该中成药进行研究，保证其元素符合《中国药典》2020年版的规定。

1 仪器和材料

ICAP RQ电感耦合等离子体质谱仪，美国赛默飞世尔公司；MARS6微波消解仪，美国CEM公司；Mettler XSR105电子分析天平，瑞士梅特勒托利多公司；Nanopure纯水仪，美国赛默飞世尔公司；KQ2000超声波清洗器，昆山超声仪器有限公司。

Cd、Pb、As、Hg、Co、V、Ni、Cu、Li、Sb、Ba、Mo、Sn、Cr、Na、Mg、Al、Ca、Ti、Mn、Fe、Zn、Ga、Se、Sr、Tl、Bi、Ge、In单元素标准溶液（1000 μg/mL）均购自国家有色金属及电子材料分析测试中心；硝酸，MOS级，天津风船化学试剂科技有限公司；JZP共12个批次，北京同仁堂制药有限公司，批号为1705061、1705062、1705063、1903226；山东方健制药有限公司，批号为190102、190501、190903、191101；江苏青春康源制药有限公司，批号为1900217、1900524、1900809、1901004；分别编号为S1～S12。

2 方法与结果

2.1 标准品溶液

分别取各元素标准溶液，精密移取适量，使用5%硝酸作为稀释剂，分别制备得到Cd、Pb、As、Hg、Co、V、Ni、Cu、Li、Sb、Ba、Mo、Sn、Cr、Na、Mg、Al、Ca、Ti、Mn、Fe、Zn、Ga、Se、Sr、Tl质量浓度分别为20、10、50、1.0、10、100、200、200、20、1.0、100、10、1.0、20、200、400、500、500、50、200、500、500、200、10、100、1.0 μg/L的标准品溶液。

2.2 内标溶液

取Bi、Ge、In单元素标准溶液适量，精密量取，使用5%硝酸溶液进行稀释，定容，摇匀，得1 μg/mL的混合溶液，即为内标溶液。

2.3 供试品溶液与空白溶液

精密称取加味左金丸样品粉末，约0.5 g，置于消解罐中，量取浓硝酸20 mL，充分进行混合，摇匀，注意在放置过程中会产生气泡，待无气泡产生后进行消解，微波消解仪中从室温升温至190 ℃，设定消解时间为25 min。待消解完毕后取出，放置到室温，在此过程中会有蒸汽产生。待无蒸汽后，置于100量瓶中，加水对消解罐进行多次洗涤，洗涤液也合并置于量瓶中，定容至刻度，摇匀，得供试品溶液。

浊点萃取结合UPLC-MS/MS法测定气道炎症模型豚鼠灌胃射干提取物后血浆中LTB4的浓度 …… …… 杨 瑞等（15）：2086

同法进行空白溶液的制备。

2.4 ICP-MS条件

射频功率1550 W；雾化气体积流量1.20 L/min；雾化室温度2.5 ℃；测量模式为碰撞池模式（KED）；碰撞气体积流量4.0 mL/min；冷却气体积流量15 L/min；辅助气体积流量0.8 L/min；泵速40 r/min；每个样品重复测定次数为3次。

2.5 测定方法

根据相对分子质量的大小选择内标物，其中7Li、23Na、24Mg、27Al、40Ca、48Ti、51V、52Cr、55Mn、56Fe、58Ni、59Co、63Cu、66Zn、70Ga、75As、77Se、86Sr以72Ge作为内标；95Mo、114Cd、118Sn、121Sb、137Ba以115In作为内标；202Hg、205Tl、208Pb以209Bi作为内标。对标准品溶液、空白溶液与供试品溶液进行分析，采用标准曲线法进行定量分析。

2.6 线性关系试验

将标准品溶液精密移取，用5%硝酸逐级稀释至不同质量浓度的线性溶液。按照“2.4”项下ICP-MS条件和“2.5”项下方法进行测定，以标准品的质量浓度为横坐标（），元素响应值与内标响应值的比值为纵坐标（）进行线性回归分析，得出回归方程和值，具体数值见表1。

2.7 检测限与定量限试验

按照“2.4”项下ICP-MS条件和“2.5”项下方法，对空白溶液5%硝酸重复测定11次，对结果进行分析，以空白溶液相应值的3倍标准差所对应的浓度值作为检测限，以空白溶液相应值的10倍标准差所对应的浓度值作为定量限[25]，结果表明均符合规定，具体数值见表1。

2.8 精密度试验

按照“2.4”项下的ICP-MS条件和“2.5”项下方法，取“2.1”项下制备的标准品溶液重复测定6次，Cd、Pb、As、Hg、Co、V、Ni、Cu、Li、Sb、Ba、Mo、Sn、Cr、Na、Mg、Al、Ca、Ti、Mn、Fe、Zn、Ga、Se、Sr、Tl的元素响应值与内标响应值的比值精密度分别为1.67%、2.23%、1.87%、4.11%、2.62%、2.83%、1.88%、1.91%、3.04%、2.95%、3.55%、3.62%、2.22%、3.48%、3.13%、2.71%、1.88%、1.47%、1.28%、2.76%、3.34%、1.42%、1.82%、2.33%、2.93%、1.55%，结果表明各元素的精密度的RSD均小于5%，表明精密度良好。

2.9 重复性试验

取加味左金丸样品（批号1903226）约0.5 g，共计6份，按照“2.3”项下方法制备供试品溶液，按照“2.4”项下ICP-MS条件和“2.5”项下方法进样测定，对元素响应值与内标响应值的比值代入标准曲线进行计算，Cd、Pb、As、Hg、Co、V、Ni、Cu、Li、Sb、Ba、Mo、Sn、Cr、Na、Mg、Al、Ca、Ti、Mn、Fe、Zn、Ga、Se、Sr、Tl质量分数的RSD分别为3.11%、1.09%、1.23%、2.72%、1.67%、2.88%、3.18%、1.49%、3.82%、3.33%、4.05%、4.17%、1.22%、2.11%、3.23%、1.86%、2.37%、1.94%、1.66%、3.38%、1.36%、3.28%、4.11%、4.26%、1.45%、2.77%，各元素质量分数的RSD均小于5%，表明重复性良好。

2.10 稳定性试验

取加味左金丸（批号1903226）约0.5 g，1份，按照“2.3”项下方法制备供试品溶液，按照“2.4”项下ICP-MS条件和“2.5”项下方法测定，分别于0、1、2、4、6、8、10、12 h取样进行分析，对元素响应值与内标响应值的比值代入标准曲线进行计算，Cd、Pb、As、Hg、Co、V、Ni、Cu、Li、Sb、Ba、Mo、Sn、Cr、Na、Mg、Al、Ca、Ti、Mn、Fe、Zn、Ga、Se、Sr、Tl的RSD分别为1.37%、1.38%、2.66%、3.39%、2.54%、2.26%、1.95%、1.99%、2.08%、1.77%、2.36%、2.73%、2.46%、2.88%、2.41%、2.51%、1.43%、1.49%、2.12%、2.39%、3.05%、1.76%、1.91%、2.28%、2.61%、1.81%。各元素的RSD均小于5%，表明供试品溶液在12 h内稳定性良好。

2.11 加样回收率试验

取加味左金丸（批号1903226）约0.25 g，共计9份，加入与样品中各元素质量相当的标准品溶液，按照“2.3”项下方法制备供试品溶液，按照“2.4”项下ICP-MS条件和“2.5”项下方法进样测定，对元素响应值与内标响应值的比值代入标准曲线进行计算，计算回收率，结果Cd、Pb、As、Hg、Co、V、Ni、Cu、Li、Sb、Ba、Mo、Sn、Cr、Na、Mg、Al、Ca、Ti、Mn、Fe、Zn、Ga、Se、Sr、Tl的平均加样回收率分别为88.54%、94.48%、89.26%、87.32%、85.44%、86.25%、98.45%、102.86%、105.22%、82.64%、98.05%、97.43%、90.95%、92.11%、88.35%、106.44%、104.28%、103.83%、105.62%、93.64%、89.14%、91.49%、84.38%、95.84%、96.66%、97.05%，RSD分别为2.45%、1.87%、1.93%、2.37%、3.29%、3.03%、1.29%、3.72%、4.27%、4.17%、1.28%、1.73%、3.66%、2.38%、1.07%、3.28%、3.24%、2.87%、2.13%、1.47%、3.05%、1.94%、2.67%、2.97%、3.28%、1.67%，可见各元素的平均回收率均在80%～120%，RSD均小于5%，表明该方法准确度良好。

表1 各元素的线性关系、检出限、定量限

2.12 样品测定

取3个厂家的12批加味左金丸（S1～S12），各3份，分别按照“2.3”项下方法制备供试品溶液，按照“2.4”项下ICP-MS条件和“2.5”项下方法进样测定，对元素响应值与内标响应值的比值，代入标准曲线进行计算，结果见表2。可见，26种元素的含量差异较大，其中Na、Mg、Ca、Fe 4种元素的含量比较高，均大于500 μg/g，Cd、Pb、As、Hg、Co、Li、Sb、Mo、Sn、Cr、Se、Tl的含量较低，均小于1 μg/g。

表2 无机元素的测定结果 (, n = 3)

续表2

3 讨论

3.1 样品前处理

元素的测定过程中样品的前处理尤为重要，直接影响最后的检测结果。目前前处理的方法主要是消解法，分为干法、湿法与微波法。传统的干法灰化和湿法消解具有样品处理周期长、空白干扰非常严重，某些元素挥发性强导致测定不准确、环境污染大等缺点。微波消解法相比于传统的干法、湿法具有快速、干扰少、密闭等优势，我们选择微波消解法进行样品的处理，保证样品测定的准确性。

3.2 结果分析

对3个厂家的12批样品进行了测定，26种元素的含量差异较大，其中Na、Mg、Ca、Fe 4种元素的含量比较高，均大于500 μg/g，Cd、Pb、As、Hg、Co、Li、Sb、Mo、Sn、Cr、Se、Tl的含量比较低，均小于1 μg/g。由结果可知，人体的常量元素，如Na、Mg、Ca的含量比较高，Cd、Pb、As、Hg等有害元素含量比较低。根据《中国药典》2020年版一部对于本中成药的中药材当归、白芍和甘草中的重金属进行了规定，Pb不得过5 mg/kg；Cd不得过l mg/kg；As不得过2 mg/kg；Hg不得过0.2 mg/kg；Cu不得过20 mg/kg。对于本品并未规定其相关限度。根据计算，本品中Cd、Pb、As、Hg与Cu均符合规定。

此外，关于本中成药与无机元素含量之间的药效关系还需要进一步研究。加味左金丸中的无机元素既有有害元素，也有对人体有益的元素。通过定量研究，既能够了解有害元素的含量，又能够为进一步研究有益元素与药效的关系打下基础。因此，准确定量该中成药中的元素是十分必要的。本实验通过ICP-MS法测定加味左金丸中的26种元素，方法经过全套验证，表明了该方法的可行性。并对12批样品中的元素进行了准确测定，结果表明有害元素均符合国家的规定。该法不仅为加味左金丸的质量研究和临床用药安全提供基础，同时也为中药固体制剂中元素的测定提供参考和技术支持，为中成药进一步与国际接轨提供数据支持。

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突

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Analysis of inorganic elements in Jiawei Zuojin Pills by ICP-MS

SHI Qiao-ling1, ZHOU Hong-zu1, GAO Hou-ming1, CHEN Xiang-ling1, CHEN Jing-jun1, LI Bi-ling1, YU Hui-min2

1.Shenzhen Traditional Chinese Medicine Hospital, Shenzhen 518033, China 2.Medical School of Shenzhen University, Shenzhen 518060, China

To establish a method for the simultaneous analysis of 26 inorganic elements in Jiawei Zuojin Pills (加味左金丸, JZP), including Cd, Pb, As, Hg, Co, V, Ni, Cu, Li, Sb, Ba, Mo, Sn, Cr, Na, Mg, Al, Ca, Ti, Mn, Fe, Zn, Ga, Se, Sr, Tl.After JZP was treated by microwave digestion, the internal standard was selected according to the molecular weight,72Ge was used as the internal standard for7Li,23Na,24Mg,27Al,40Ca,48Ti,51V,52Cr,55Mn,56Fe,58Ni,59Co,63Cu,66Zn,70Ga,75As,77Se and86Sr;115In was used as the internal standard for95Mo,114Cd,118Sn,121Sb and137Ba;209Bi was used as the internal standard for202Hg,205Tl and208Pb.The standard solution, blank solution and test solution were analyzed, and the quantitative analysis was conducted by standard curve method.It was determined by ICP-MS.The detection limits and quantification limits of 26 elements were in the range of 0.001—1.500 μg/L and 0.01—5.00 μg/L.The 26 trace elements showed the good linearity in the selected concentration ranges (≥ 0.999 6), with the average recovery from 82.64% to 106.44%, while their RSD was below 5%.Twelve batches of samples from three manufacturers were determined.The content difference of 26 elements was relatively large, among which the content of Na, Mg, Ca and Fe was relatively high, all of which were greater than 500 μg/g, the contents of Cd, Pb, As, Hg, Co, Li, Sb, Mo, Sn, Cr, Se and Tl were relatively low, all less than 1 μg/g.The results showed that the contents of major elements such as Na, Mg and Ca in human body were relatively high, and the contents of harmful elements such as Cd, Pb, As and Hg were relatively low.According to the requirements of, Volume I, 2020 edition, Cd, Pb, As, Hg and Cu in this product met the requirements.The method is rapid and accurate, and can be used forthe quality control of inorganic elements in JZP.

Jiawei Zuojin Pills; ICP-MS; microwave digestion; Cd; Pb; As; Hg; Co; V; Ni; Cu; Li; Sb; Ba; Mo; Sn; Cr; Na; Mg; Al; Ca; Ti; Mn; Fe; Zn; Ga; Se; Sr; Tl

R286.02

A

0253 - 2670(2021)22 - 6864 - 07

10.7501/j.issn.0253-2670.2021.22.011

2021-06-16

广东省中医药局基金项目（20141253）；深圳市知识创新基础研究（自由探索）（JCYJ20170818094033689）；深圳市战略新兴产业发展专项资金（JCYJ20130326112248968）；深圳大学聚徒＋创研项目（2021）

石巧玲（1986—），女，主管中药师，研究方向为中药复方研究。Tel: 13510219986 E-mail: 369010713@qq.com

通信作者：余惠旻，男，博士，副研究员，主要从事中药及其复方与幽门螺杆菌的研究。Tel: 13428911968 E-mail: yuhuimin@szu.edu.cn

周红祖，女，主任中药师，中药特色技术传承人，主要从事中药学基础及中药药理、鉴定研究。E-mail: zhouhzu@163.com

[责任编辑 郑礼胜]