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上海斯邁歐分析儀器有限公司
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用電感耦合等離子體質譜測定中藥中的毒性元素
2023-5-29 閱讀(94)
摘要本應用報告報導了采用電感耦合等離子體質譜分析中藥中 Be、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Ba、Hg、Tl 和 Pb 的方法。樣品用微波消解法溶解。為驗證方法的有效性，還消解并測定了兩種有證標準物質。所有目標元素的方法檢測限為 0.1-7.2 ng•g-1。
前言中藥（TCM）及相關制品在中國已被廣泛使用了幾個世紀。現在中國政府和科學家們都比以往更關注中藥的臨床安全問題。解決這一問題是使中藥符合國際標準并為世界所接受的關鍵。隨著科技的進步，人們越來越關注某些中藥中重金屬（如汞（Hg）、砷（As）、鉛（Pb）、鎘（Cd））的危害。這些元素進入人體后將發生蓄積，最終影響健康。因此分析毒性重金屬是中藥質量控制的關鍵，有些法規已對其含量實施限制[1]。由于這些嚴格的法規約束，中藥出口面臨巨大壓力，中藥中重金屬的高含量已引起國際社會的強烈反響。在目前的衛生法規中，還沒有限制鈹(Be)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、銀(Ag)、鋇(Ba)等其它毒性有害元素。但是，隨著生活水平和健康意識的提高，人們會對這些元素的優缺點更加關注。因此，需要嚴格控制中藥中這些元素的含量。另外，錳(Mn)對人體內分泌、神經和酶系統都有好處，是許多酶以及正常心肌代謝所需的重要元素。鋅有利于免疫系統，缺鋅（Zn）將損害正常系統代謝，而缺銅（Cu）是冠心病的起因之一[2]。但如果這些元素的水平過高，將可能危害人體健康。
天然中藥非常復雜，含有不同濃度水平的許多元素。過去用 ASS、AFS 和 AES技術相結合進行分析，方法費時，花費昂貴[3]。ICP-MS 正迅速成為廣泛樣品中元素檢測的測定技術。另外，對金屬元素它具有最寬的線性范圍（九個數量級，從 1 ng•mL-1 到 1000 µg•mL-1）、最高的靈敏度和低的檢測限，可以快速、準確地同時測定多種元素。現在最新版的中華人民共和國藥典（中國藥典 2005）已將ICP-MS 作為草藥中重金屬測定的標準方法之一[4]。本研究中，我們用微波消解法制備樣品。高溫及密閉的系統確保快速、消解，避免了某些易蒸發元素的損失，如砷和汞。用微波消解 ICP-MS 方法分析了 13 個毒性元素，包括 Be、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Ba、 Hg、Tl 和 Pb。用兩個有證標準物質——灌木樹葉和茶葉對方法進行了驗證，所得結果與標準值一致。該方法用加標回收實驗進行了評價，回收率為 90.3 -109.7 %
實驗部分儀器本研究使用 Agilent 7500c 系列 ICP-MS（儀器的具體信息見表 1）。樣品用 CEMMARS5 微波消解系統（美國 CEM 公司）進行消解制備，該系統包括微波爐、PTFE-TFE 高壓釜和固定的樣品盤。全程使用去離子水（Milli-Q 超純水系統）。試劑硝酸 (HNO3)，痕量金屬級 (Merck)；過氧化氫 (H2O2)，MOS 級；標準儲備液：10 µg•mL-1 混合標準溶液，包括 Be、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Ba、Hg、Tl和 Pb。將儲備液用 5% HNO3 稀釋配制校正標準溶液；Hg 儲備溶液：1000 µg•mL-1(中國國家鋼鐵分析中心)。將儲備液用5% HNO3 稀釋配制校準溶液；內標溶液：1.0 µg/mL。10 µg•mL-1 Li、Sc、 Ge、Y、Tb 和 Bi 混合標準溶液（安捷倫部件號
5183-4680）用稀釋 5% HNO3 配制。調諧溶液：10 ng•mL-1 7Li、59Co、89Y、140Ce和 205Tl 混合標準溶液（2% HNO3）（安捷倫部件號 5184-3566）；所有標準溶液和樣品配制使用的去離子水 (18.2 M_) 由Milli-Q® 超純水純化系統（Milllipore 公司）制備。有證標準物質：GBW07602（灌木樹葉）和 GBW08513（茶葉）。
樣品預處理精密稱取 0.5000 g 樣品，置于 PTFE 管中；加入 6 µL HNO3 和 1 µL H2O2。由于中藥含有大量有機物，且樣品量大，建議進行預消解。為了避免由于消解過程產生氣體和壓力引發爆炸使樣品損失，將樣品在溶液中溶解，并置于微波爐中。首先，將溫度升高到 120°C 約 5 分鐘，然后讓樣品冷卻，使壓力降至正常。接著，按表 2 中消解程序進行。消解后，樣品管冷卻至室溫，將內容物傾入 50 mL PET 瓶中。樣品管和蓋用少量蒸餾水沖洗數次，混合液加至 PET 瓶中。加水至精確重量為50 g。不含樣品的試劑空白按與測試樣品相同的步驟操作。ICP-MS 參數和目標元素同位素在優化條件下分析樣品溶液。目標元素同位 素 列 于 表 3； 選 擇 72Ge 作 為 分 析Be、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn 和 As 的內標元素，115In 作為分析 Ag、Cd 和 Ba 的內標元素，209Bi 作為分析 Hg、Tl 和 Pb 的內標元素。ICP-MS 參數由儀器自動進行優化。包括靈敏度、背景、氧化物、雙電荷、穩定性等所有指標均符合安裝需求。各參數列于表 4。校正曲線混合儲備溶液和 Hg 儲備溶液用 5% HNO3分別稀釋為 0.1、0.5、2、10 ng•mL-1。空白溶液是 5% HNO3。在優化條件下測定空白和校正溶液。儀器自動繪制校正曲線。所有校正曲線的線性相關系數 (r) 均好于0.9999
結果與討論方法檢測限在優化條件下對空白樣品分析 11 次，計算每個元素的方法檢測限（表 5）
標準物質的測定通過測定兩種有證標準物質：GBW07602(灌木樹葉) 和 GBW08513 (茶葉)，評價了微波-ICP-MS 方法的可靠性和準確度。結果與標定值一致，對比見表 6。回收率用標準加入法測定了每個元素的百分回收率，以評價方法的可靠性和準確度。所有元素的回收率均在 90.3%-109.7%之間。結果令人滿意（表 7）。樣品分析本研究分析了 7 種市售中藥中的 13 種毒性元素。每個樣品分析 8 次，準確度（RSD%）在 0.3% - 6.8%之間（表 8）。從表 8 中的結果可以看出，并非所有中藥都符合法規要求。某些元素的濃度遠遠超出許可限。無論如何，在大多數中藥中，所有毒性元素的量都是比較低的。
結論證據表明，當前的中藥市場比較混亂，要確保不超出毒性元素的最大規定許可限度，需要進行嚴格管理和質量控制。國家和地方藥品管理機構也需要制定管理和控制中藥生產和銷售的規范。本研究采用微波消解制備樣品，用 Agilent7500c 系列 ICP-MS，以優化的工作參數，對不同藥物中所有元素同時進行了分析。采用已知標準品的加標回收實驗，用有證標準物質對本方法進行了驗證。本方法在精度、準確度、簡便性、速度、檢測限和多元素測定等方面均優于其它技術。
