微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定启脾丸中重金属及有害元素含量

◎ 刘嘉乐，谢秋红，李正刚，邵大志，王丹彧，马 彧

（1.四平市食品药品检验所，吉林 四平 136000；2.四平市中心人民医院，吉林 四平 136000）

启脾丸处方由人参、麸炒白术、茯苓、甘草、陈皮、山药、莲子（炒）、炒山楂、六神曲（炒）、炒麦芽和泽泻11味中药组成，具有健脾和胃的功效。临床用于脾胃虚弱、消化不良、腹胀便溏等症。质量标准收载在《中国药典》2020年版一部中[1]。现阶段关于启脾丸的质量研究文献报道多集中于功效成分的研究[2-4]，还没有关于启脾丸中重金属元素杂质的研究报道。过量摄入某些重金属会对人体产生危害，比如，汞主要在神经、肾脏、心血管、生殖及免疫系统等方面对人体产生毒害作用，长期接触砷会引发细胞中毒和毛细血管中毒，可导致皮肤角化、癌变和全身慢性中毒，最终死亡[5]；镉元素长时间摄入可导致肾损害和骨质疾病，并影响机体免疫力；铅主要损害神经系统、造血系统、心血管系统及消化系统；铜过量可使血红蛋白变性，造成细胞膜损伤并抑制一些酶的活性，同时还会导致心血管系统疾病等[6-9]。中成药多为中药材的浓缩制剂，进行重金属元素考察非常必要。

本研究采用灵敏性高和准确性高的电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法建立启脾丸中铅、砷、汞、镉、铜5种重金属元素含量的测定方法，并通过完整的方法学验证，保证各重金属元素检测的准确灵敏。同时进行了多厂家多批次启脾丸样品测定，并进行了安全性分析，为临床用药提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

5批启脾丸均来源于市售样品。硝酸为优级纯（MERCK公司）；水为超纯水；铅元素标准溶液（批号：GSB04-1742-2004，浓度：1 000 μg·mL-1），镉元素标准溶液（批号：GSB04-1721-2004，浓度：1 000 μg·mL-1），砷元素标准溶液（批号：GSB04-1714-2004，浓度：1 000 μg·mL-1），汞元素标准溶液（批号：GSB04-1729-2004，浓度：1 000 μg·mL-1），铜元素标准溶液（批号：GSB04-1725-2004，浓度：1 000 μg·mL-1），金元素标准溶液（批号：GSB04-1715-2004，浓度：1 000 μg·mL-1），来源均为国家有色金属及电子材料分析测试中心；内标溶液：锗元素标准溶液（批号：GSB04-1728-2004，浓度：1 000 μg·mL-1），铟元素标准溶液（批号：GSB04-1731-2004，浓度：1 000 μg·mL-1），铋元素标准溶液（批号：GSB04-1719-2004，浓度：1 000 μg·mL-1），来源均为国家有色金属及电子材料分析测试中心。

BP211D型电子天平（北京赛多利斯仪器天平有限公司）；NexION 350X电感耦合等离子体质谱仪（铂金埃尔默仪器（上海）有限公司）；MA093微波消解仪（MILESTONE）。

1.2 试验方法

1.2.1 仪器工作条件

等离子体射频功率：1.6 kW，炬管水平位置：2.00 mm，炬管垂直位置：-0.3 mm，采样深度17 mm；蠕动泵转速20 r·min-1；载气（高纯氩气）流速为1.1 L·min-1，冷却气体流速为 15.0 L·min-1，辅助气流量为1.0 L·min-1；重复次数为3次；扫描次数为20次。测定时选取72Ge作为63Cu、75As内标，115In作为114Cd内标，209Bi作为202Hg、208Pb内标。

1.2.2 对照品溶液的制备

分别精密量取Pb、Cd、As、Hg和Cu单元素对照品溶液，用2%硝酸溶液分别稀释成含Pb、Cd、As、Hg和 Cu 为 1 μg·mL-1、1 μg·mL-1、1 μg·mL-1、0.5 μg·mL-1、10 μg·mL-1的对照品储备溶液。再精密量取Pb、Cd、As、Cu对照品储备液适量，用2%硝酸溶液稀释成含Pb 为 0 ng·mL-1、5 ng·mL-1、10 ng·mL-1、20 ng·mL-1、50 ng·mL-1，Cd 为 0 ng·mL-1、0.5 ng·mL-1、2.5 ng·mL-1、5 ng·mL-1、10 ng·mL-1，As 为 0 ng·mL-1、1 ng·mL-1、5 ng·mL-1、10 ng·mL-1、20 ng·mL-1，Cu 为 0 ng·mL-1、25 ng·mL-1、50 ng·mL-1、100 ng·mL-1、200 ng·mL-1的系列不同浓度混合溶液。另精密量取汞对照品储备溶液适量，用2%硝酸溶液稀释成含Hg为0 ng·mL-1、0.2 ng·mL-1、0.5 ng·mL-1、1 ng·mL-1、2.5 ng·mL-1的系列不同浓度溶液。

1.2.3 混合内标溶液

精密量取锗、铟、铋内标对照品溶液适量，用2%硝酸定量稀释制成每1 mL中含0.1 μg的溶液，即得。

1.2.4 样品的制备

取供试品约0.5 g，精密称定，置聚四氟乙烯消解罐内，加硝酸8 mL，混匀，盖好内盖，旋紧外套，置微波消解仪中，按表1消解程序进行消解。消解完全后，消解液冷却至约50 ℃，取消解罐置恒温加热器中120 ℃缓缓加热至红棕色蒸气挥尽，浓缩消解液至2 mL，放冷，将消解液转入50 mL量瓶中，用少量水洗涤消解罐3次，洗液合并于量瓶中，加入金单元素使用溶液1 μg·mL-1（取金单元素标准溶液0.1 mL置于100 mL容量瓶中，并稀释至刻度，摇匀，即得。）200 μL，用水稀释至刻度，摇匀，即得。

表1 微波消解参数设置表

1.2.5 空白溶液的制备

除不加金单元素使用溶液1 μg·mL-1外，余法同上述“1.2.4”操作，制备空白溶液。

2 结果与分析

2.1 线性范围和检出限

取混合内标溶液与对照品溶液，按“1.2.1”项下测定条件进样测定，记录仪器响应值（CPS）。以对照品溶液质量浓度（X，ng·mL-1）为横坐标，仪器响应值（Y）为纵坐标进行线性回归，回归方程、线性范围详见表2。

表2 线性方程、线性范围和检出限表

2.2 精密度考察

取Pb、Cd、As、Cu混合对照品中标准曲线第4点溶液及Hg标准曲线第4点溶液，重复进样6次，各元素含量RSD为6.2%～7.6%，表明仪器精密度较好。

2.3 重复性考察

取同一批启脾丸（A公司，批号20010325），照“1.2.4”方法平行制备6份样品溶液，作为重现性试验溶液。结果显示：6份样品中Pb、Cd、As、Hg、Cu测定结果的RSD分别为5.5%、7.1%、6.3%、6.6%、7.3%和6.3%（n=6），表明本方法重复性好。

2.4 加样回收率试验

精密称取已知5种元素含量的启脾丸（A公司，批号20010325）6份，每份约0.5 g，分别加入约相当于样品中测定元素含量的金属对照品溶液，余下操作同“1.2.4”项，计算加样回收率及RSD，结果Cu、As、Pb、Cd和Hg的平均回收率分别为91.6%～102.6%（平均值：95%）、95.7%～105.2%（平均值：98%）、94.4%～103.1%（平均值：96%）、96.3%～103.4%（平均值：102%）、94.4%～105.8%（平均值：99%）；RSD分别为6.6%、7.1%、6.1%、5.2%、5.9%（n=6）。

2.5 实际样品测定

本次共收集到5家公司生产的启脾丸，现对每批样本进行Pb、Cd、As、Hg和Cu金属元素含量检测，每份样品平行取样，按“1.2.4”项下供试品溶液制备方法消解处理，测定（n=2），结果见表3。

表3 样品中Cu、As、Pb、Cd、Hg的含量表（单位：mg·kg-1）

本次检测5批样品中铅、镉、铜、汞、砷的含量均低于《中国药典》2020年版中对人参和甘草药材重金属元素的限度值要求（铅、镉、砷、汞、铜不得超过5 mg·kg-1、1 mg·kg-1、2 mg·kg-1、0.2 mg·kg-1、20 mg·kg-1），说明产品是安全可靠的。

3 结论

《中国药典》2020年版重金属元素铅、镉、砷、汞、铜的测定方法主要有原子吸收分光光度法和电感耦合等离子体质谱法两种。电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）是以独特的接口技术将ICP离子源的高温电离特性与四极杆质谱仪灵敏、快速扫描的优点相结合的一种新型元素和同位素分析技术[10-11]。近年来，ICP-MS技术因其灵敏、快速及能同时测定多种金属元素等优点而广泛应用在药品检验检测领域[12]。

中药材在生长过程中极易被土壤、水体、空气所污染，特别是以镉（Cd）、铅（Pb）、砷（As）、汞（Hg）、铜（Cu）为代表的有害元素为中药材最主要的外源性污染物元素[13]。中成药多为复方制剂，处方多由几种到十几种甚至几十种中药材组成，且制剂制备过程中制备机械等外源性元素引入情况同样需要重视[14-15]。特别是补益类中成药，起效慢，需要长期服用，为保证用药安全和药品质量，对其重金属元素进行测定非常必要[16-18]。