电感耦合等离子体质谱法测定炒僵蚕中重金属及有害元素残留量

崔业波 马晓静 邵大志 马 彧

【关键字】炒僵蚕；重金属；有害元素；电感耦合等离子体质谱；微波消解

炒僵蚕是净僵蚕药材的加工炮制品，而僵蚕为蚕蛾科昆虫家蚕4～5龄的幼虫感染（或人工接种）白僵菌而致死亡的家蚕和真菌干燥复合体，具有祛风解痉，活血通络，化痰散结功效，用于肝风夹痰，惊痫抽搐，小儿急惊，破伤风，风热头痛，目赤咽痛，风疹瘙痒等[1-4]。炒僵蚕与僵蚕饮片已纳入2020年中药饮片医保目录中，在临床处方中，其小儿处方量较多，多用于小儿感染性发热和小儿惊风抽搐等证，每年临床需求量约为2 000吨，《中华人民共和国药典》等收载的中成药有175个品种中含有炒僵蚕或僵蚕[5-7]。目前，炒僵蚕国家标准收载于《中华人民共和国药典》2020年版一部中，各省市区地方中药炮制规范也有所收载[8-10]，质控指标包括性状、水分、总灰分和酸性灰分，未见重金属及有害元素项目的检查。

现阶段对炒僵蚕的研究主要集中于临床研究、药理药效研究、炮制规范及检验检测方面的研究，基于用药安全的报道较少。重金属及有害元素为外源性有害物质之一，目前备受关注，且重金属及有害元素超标，在中药检验中时有发生[11-17]，如地龙对服用者的健康造成危害。近年来报道，僵蚕药材的生产存在掺伪及违规现象较为普遍[18-20]，如生石灰处理病死的家蚕或硼砂浸泡等，本文作者在完成吉林省中药饮片炮制规范项目姜炙僵蚕的前期工作中，发现多批样品存在掺伪无机盐的现象，经研究发现多批样品中铅超出规定限量。如误将超标僵蚕药材加工炮制成炒僵蚕，其存在铜、铅、镉、砷为代表的重金属和汞为代表的有害元素污染的风险，且此类样品与正品炮制后的性状一致，较难鉴别，现行质量标准未对其进行相应规定，故有必要进行重金属及有害元素考察。本文采用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）同时测定炒僵蚕中重金属铜、铅、镉、砷和有害元素汞的残留量，较传统无机分析技术，具有线性范围宽，干扰少，较高的分析精准度等优点，为炒僵蚕质量标准的完善及市场监管提供参考。

1 仪器与试药

1.1 仪器

电感耦合等离子体质谱仪NexION 350X型（铂金埃尔默仪器有限公司）；微波消解仪MA093型（MILESTONE）；GenPure Pro UV-TOC超纯水机（赛默飞世尔科技（中国）有限公司）；BP211D电子天平（北京赛多利斯仪器天平有限公司）。所用玻璃器皿均用2%硝酸溶液处理，并用超纯水冲洗后使用。

1.2 试剂与药物

铅、铜、砷、镉、汞单元素标准溶液（浓度均为1 000 μg/ml），内标元素Bi、Ge、In单元素标准溶液（浓度均为1 000 μg/ml），金元素标准溶液（浓度1 000 μg/ml），以上标准品均购自国家有色金属及电子材料分析测试中心。硝酸为优级纯，水为去离子水。

10批炒僵蚕分别于药店采购，均来自河北省、黑龙江省、安徽省和北京市等地区的饮片生产企业，并依据《中华人民共和国药典》2020年一部规定检验均合格。见表1。

表1 炒僵蚕信息及重金属质量分数(mg/kg)

2 方法与结果

2.1 ICP-MS条件

射频功率1 600 w，氩气流速1.1 L/min，等离子体流速15.0 L/min，辅助气流速1.0 L/min，泵流速24 r/min，模拟阶段电压为-1 670 V，脉冲阶段电压为1 250 V，偏转装置电压-11 V，扫描次数20次，重复3次，汞元素采用标准模式，其他元素均采用碰撞模式，停留时间为50 ms，积分时间为50 ms。测试时选择元素同位素丰度大的原子量。采用在线内标法，以72Ge作为63Cu、75As内标，115In作为114Cd内标，209Bi作为202Hg、208Pb内标。

2.2 微波条件

功率1 000 W，4 min加热至110 ℃，保持3 min，4 min加热至150 ℃，保持8 min，5 min加热至175 ℃，保持25 min。

2.3 标准溶液制备

精密量取各元素标准溶液，用2%硝酸稀释，其中铅、砷为0.0、1.0、5.0、10、20 ng/ml；镉为0.0、0.5、2.5、5.0、10.0 ng/ml；铜为0.0、50、100、200、500 ng/ml；汞为0.0、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0 ng/ml。取72Ge、115In、209Bi标准溶液，用2%硝酸适当稀释，制成质量浓度为20 ng/ml的混合内标液。再取金元素标准溶液（1 000 μg/ml），用2%硝酸溶液逐步稀释，制成1.0 μg/ml的溶液。

2.4 样品溶液的制备

取本品粉碎过3号筛，精密称取0.5 g，置消解管中，加入硝酸8 ml，过夜处理，按照“2.2”项下条件消解，冷却，100 ℃赶酸至约1 ml，转移至50 ml量瓶中，加入金元素标准溶液（1 μg/ml）200 μl，去离子水稀释至刻度即可。同法制备空白溶液（不加金元素标准溶液）。

2.5 方法学

2.5.1 线性关系考察取“2.3”项下各元素标准溶液，按照“2.1”项下ICP-MS条件分析，结果见表2，各元素浓度与相应值成良好线性。

表2 5种元素的标准曲线方程、浓度范围和检出限

2.5.2 检出限同试验条件下，取制备的空白溶液连续检测11次，取各元素相应值标准偏差的3倍，带入线性方程，得出各元素的检出限。见表2。

2.5.3 精密度试验取“2.3”项下铅（5 ng/ml）、镉（2.5 ng/ml）、砷（5 ng/ml）、汞（0.5 ng/ml）、铜（100 ng/ml）标准溶液连续测定6次，计算各元素相应值的相对标准偏差（RSD）。结果铅、镉、砷、汞、铜相应测定值的RSD依次为2.1%、1.6%、2.3%、1.5%和2.1%，表明仪器设备精密度良好。

2.5.4 重复性试验取同一批炒僵蚕样品（编号：7）约0.5 g，精密称定，共6份，按照“2.4”项下方法处理，同法测定，计算供试品中各元素含量及精密度。结果铅、镉、砷、汞、铜各元素平均含量依次为0.224 mg/kg、0.013 mg/kg、0.409 mg/kg、0.021 mg/kg、2.837 mg/kg，测定值的RSD依次为2.8%、4.6%、2.1%、4.2%、2.2%，显示方法重复性良好。

2.5.5 稳定性试验取“2.5.4”项下其中一份供试品（编号：7），分别于0、2、4、8、10、12、24 h进样，同法测定，计算供试品中待测元素的含量及精密度。铅、镉、砷、汞、铜含量测定值的RSD依次为2.2%、4.4%、3.0%、4.2%、2.5%。

2.5.6 准确度试验精密称定样品0.5 g（编号：7），共6份。按照1∶1比例加入各元素标准溶液，按照“2.4”项下同法处理，依照“2.1”项下分析测试，计算各元素的加样回收率及精密度。结果铅、镉、砷、汞、铜的平均回收率依次为90.1%、89.9%、91.2%、93.5%、96.4%，RSD依次为5.8%、5.3%、4.5%、2.1%、1.5%。

2.6 炒僵蚕中重金属及有害元素测定

分别取各批样品2份，精密称取0.5 g，按照“2.4”项下制备供试品溶液，按照“2.1”项下ICP-MS条件测定铅、镉、砷、汞、铜重金属含量，结果见表1。10批样品中铅、镉、砷、汞、铜残留量依次在0.2～6.4 mg/kg、0.01～0.08 mg/kg、0.3～1.1 mg/kg、0.02～0.10 mg/kg、2.4～6.2 mg/kg，其中有一批样品，铅残留量超出常规限量（5 mg/kg）。

3 讨论

3.1 样品前处理

前期研究发现僵蚕药材掺伪情况十分普遍，如利用生石灰处理病死僵蚕，利用劣质药材加工炒僵蚕，其真假难以辨识，故收集大量炒僵蚕样品进行对比性研究。为保证准确性，样品粉碎后过3号筛，低温保存。样品置微波消解罐中加硝酸过夜处理，可以使消解完全，缩短消解时间，并提高结果的准确性。

3.2 检测方法准确度验证

本文按照1∶1比例，采用加样回收率考察铅、镉、砷、汞、铜准确度，为了避免高温对砷元素影响，微波消解后，赶酸温度控制在100 ℃；为提高方法的灵敏度，铅、镉、砷和汞采用碰撞模式测定。

综上所述，本文采用微波消解法分别对炒僵蚕样品处理，通过ICP-MS法测定5种重金属及有害元素的残留量，快捷高效，操作简单，且准确度良好，为炒僵蚕中重金属及有害元素的残留量测定提供支持。