苦水玫瑰中重金属及有害元素ICP-MS 测定∗

王晓琳，张 平，马 潇，刘志荣，李冬华

1 甘肃省中医院，甘肃 兰州 730050； 2 甘肃省中医药研究院，甘肃 兰州 730050；3 甘肃省药品监督管理局审核查验中心/甘肃省疫苗检查中心，甘肃 兰州 730070；4 甘肃省药品检验研究院，甘肃 兰州 730070

苦水玫瑰（Rosa rugosa‘Plena’）主产于甘肃省永登县苦水镇，为蔷薇科蔷薇属的多年生常绿植物或落叶灌木苦水玫瑰的干燥花蕾，为中国玫瑰和钝齿蔷薇的杂交种，夏初花将开放时分批采摘，以花朵完整，色紫红，香气浓郁者为佳，具有药食两用功能［1］。苦水玫瑰，味甘、微苦，温；归肝、脾经；具有理气活血、顺气和血、活血散瘀、调经止痛、疏肝解郁功效及镇静、抗忧郁作用［2］。苦水玫瑰在药品、食品市场中均有较大销量，虽然产业规模大，但至今没有成型的质量标准，《中华人民共和国药典》和卫生部颁药品标准中均未收录。为充分开发利用苦水玫瑰资源，挖掘其价值，课题组考虑从标准制定方面助推苦水玫瑰产业发展，通过产地调研、样品采收、实验设计、数据整理、专家评审等方面形成苦水玫瑰质量评价标准。

由于一些重金属元素会对人体各器官和系统产生严重危害［3］，目前国内外药典中已将天然药物中的重金属铅（Pb）、镉（Cd）、汞（Hg）、铜（Cu）及有害元素砷（As）作为重点控制的指标，本研究从苦水玫瑰标准制定安全层面出发，对苦水玫瑰中所含重金属及有害元素进行测定分析，从安全风险评估角度对其上市后的质量进行评估，从而提高苦水玫瑰药食两用产品的安全性。

电感耦合等离子体质谱仪（inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）是国内外目前普遍使用的一种痕量元素分析工具；ICP-MS 法可快速同时或顺序测定多种元素，且具有样品消耗量小、检出限低、灵敏度高、干扰性小、线性范围宽等突出优点，作为一种重要的分析测试手段被广泛用于科学技术研究和高科技产品生产［4-7］。本课题组通过研究建立苦水玫瑰ICP-MS 检测方法，测定20 批甘肃不同产地实地采集的苦水玫瑰样品，对重金属Pb、Cd、Hg、Cu 及有害元素As 进行痕量分析，为苦水玫瑰标准草案的制定提供参考。

1 材料

1.1 仪器 ICPMS-2030 型电感耦合等离子体质谱仪（日本岛津）；Mettler AE240 电子分析天平（德国梅特勒）；Multiwave 7000 型超级微波消解制备系统（Anton Paar）；Molecular 摩尔超纯水仪（重庆摩尔水处理设备有限公司）。

1.2 试剂 Pb、Cd、As、Hg、Cu 单元素标准溶液质量浓度为1000 μg/mL，Ge（锗）、In（铟）、Bi（铋）单元素标准溶液质量浓度为1000 μg/mL，标准物质大米（Fapas T07187QC）均购自国家有色金属及电子材料分析测试中心；标准调谐液（编号5190-0465），含铈（Ce）、钴（Co）、锂（Li）、镁（Mg）、钛（Ti）、钇（Y），质量浓度均为1 μg/L（美国Agilent公司）；硝酸（优级纯，德国MERCK 公司）；30%过氧化氢（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；将1000 μg/mL 的Ge、In、Bi 混合内标溶液稀释至20 ng/mL 作为内标溶液。氩气、氦气（99.999%，兰州西联化工供应站）；水为超纯水。

1.3 样品来源及信息本实验样品苦水玫瑰20批均来源于甘肃省境内（实地采集），见表1。

表1 20批苦水玫瑰药材信息

2 方法与结果

2.1 ICP-MS 工作条件采用氦气碰撞反应池模式，用标准调谐溶液（含Li、Co、Y、Ce、Tl、Mg，质量浓度1 μg/L）对仪器条件进行调谐，优化其质量轴、分辨率、灵敏度、双电荷、氧化物，将仪器参数设置为载气：氩气；碰撞气体：氦气；等离子体流量：15 L/min；采样深度：8.00 mm；载气体积流量：1.0 L/min；雾化器：Barbinton；石英双通道雾化室；等离子体射频功率：1.55 KW；碰撞模式：氦气流量4.5 mL/min；蠕动泵转数：30 r/min；分析模式：全定量。

2.2 标准品溶液制备精密量取适量Pb、Cd、As、Hg、Cu 单元素标准溶液，用2%硝酸溶液稀释制成质量浓度为1 μg/mL 的Pb、Cd、As、Hg、Cu 标准品储备液。再精密量取适量标准品储备液，用2%硝酸溶液依次稀释，配制成含Pb、Cd、As 元素质量浓度分别为0、2、10、25、50、80 ng/mL的混合标准溶液，Hg 元素质量浓度分别为0、1、5、10、25、50 ng/mL标准溶液，Cu 元素质量浓度分别为0、5、50、100、200、500 ng/mL 的标准溶液（以上标准品溶液均需临用时现配）。

2.3 内标溶液制备分别精密量取适量Ge、In、Bi 单元素标准溶液，用2%硝酸溶液稀释，配制成质量浓度为20 ng/mL 的混合标准溶液，作为内标溶液。

2.4 供试品溶液制备取苦水玫瑰样品粉末约0.3 g，精密称定，置玻璃消解罐中，依次加入1 mL 水、2 mL 硝酸、1 mL 过氧化氢，混匀，待无气泡后，按照操作规程将玻璃消解罐放置于超级微波消解系统中，消解功率为1000 W，在20 min 内温度升至250 ℃，250 ℃保持10 min，待微波消解系统冷却后将其取出，等待蒸汽挥尽后将消解罐内物质转入到10 mL 容量瓶中，并用少量水洗涤消解罐，洗液同时合并于容量瓶中，摇匀，即得供试品溶液。同法制得不含苦水玫瑰样品的试剂空白溶液。

2.5 标准曲线绘制在已确定条件下，测定各元素标准溶液标准曲线，结果Pb、Cd、As、Hg、Cu 5 种元素均具良好的线性关系。以Pb、Cd、As、Hg、Cu元素标准品的浓度为横坐标，测量值（3 次读数的平均值）为纵坐标，绘制Pb、Cd、As、Hg、Cu 元素标准曲线，得到各元素线性方程及相关系数。见表2。

表2 Pb、Cd、As、Hg、Cu元素的线性关系、检出限、定量限

2.6 方法检出限及定量限连续测定12 份试剂空白溶液，计算测得信号标准偏差。采用基于响应值的标准偏差和标准曲线斜率定义检出限（DL），即DL=3.3δ/S（δ：响应值的偏差；S：标准曲线的斜率）。见表2。

2.7 准确度试验选择标准物质大米（Fapas T07187QC）和苦水玫瑰样品同时处理测定数据，测定结果显示苦水玫瑰测定值均在误差范围内，表明该方法准确度良好。见表3。

表3 标准物质大米与苦水玫瑰中As、Cd含量（n=3） μg/kg

2.8 精密度试验取“2.2”项下配制的混合标准溶液、Hg 单元素标准溶液及内标溶液，连续进样6次。结果显示精密度RSD 在1.1%～2.5%之间，符合《中华人民共和国药典》附录要求。

2.9 测定方法精密吸取空白溶液、供试品溶液与内标溶液适量，注入电感耦合等离子体质谱仪，从标准曲线上读出供试品溶液中Pb、Cd、As、Hg、Cu 元素含量，202 Hg、208 Pb 以209 Bi 为内标，114 Cd以115 In为内标，63 Cu、75 As以74 Ge为内标，计算得各元素含量见附表1。

附表1 甘肃不同产地20批苦水玫瑰中Pb、Cd、As、Hg、Cu含量测定结果（n=3）

3 讨论

本研究测定结果显示，甘肃不同产地20 批苦水玫瑰中重金属含量符合《药用植物及制剂外经贸绿色行业标准》WM/T 2-2004 对药材重金属及有害元素的限量要求［8-13］，Pb、Cd、As、Hg、Cu含量均低于拟定限度：重金属总量≤20.0 mg/kg；Pb≤5.0 mg/kg；Cd≤0.3 mg/kg；Hg≤0.2 mg/kg；Cu≤20 mg/kg；As≤2.0 mg/kg，含量均在安全范围内。

现行2020 年版《中华人民共和国药典》收载两种重金属及有害元素项目检查方法：ICP-MS 法和原子吸收法。原子吸收法一次只能测定一种元素，ICP-MS 法能同时测定多种元素，极大地提高了检验效率，且应用前景广泛。ICP-MS 分析过程中，为了消除待测元素信号由于基体效应发生降低或增强情况，应选用适当内标元素进行校正从而消除基体效应。本研究建立的苦水玫瑰中重金属及有害元素实验过程中，实验人员对外标法和内标法两种测定方法进行了比较，结果显示内标法更能提高测定结果的精密度和准确性［14-17］。

本研究对苦水玫瑰标准草案［18］的形成提供了重要数据支持，对其重金属及有害元素含量水平进行了真实反映，相关数据在标准起草说明中予以发布。本研究方法完善了苦水玫瑰药材质量标准，为保证苦水玫瑰药材的有效性和安全性，提高苦水玫瑰药材质量控制水平提供了研究基础。