彭光宇 王 晶 鄭國燦 劉 毅 朱美文 李賢良 王國民

（重慶出入境檢驗檢疫局 重慶市進(jìn)出口食品安全工程研究中心 重慶 400020）

1 前言

中藥材是中國醫(yī)藥學(xué)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，幾千年來，以之作為防治疾病的主要武器，對保障人民健康和民族繁衍起著不可忽視的作用。近年來，由于環(huán)境污染等原因，導(dǎo)致中藥材中某些有害元素含量超標(biāo)，嚴(yán)重危害人類的身體健康。特別是上世紀(jì)90年代以來發(fā)生的多起“中藥材重金屬超標(biāo)事件”，使得我國的中藥材出口受到較大影響[1]。有害重金屬元素含量已成為中藥材一個很重要的質(zhì)量控制指標(biāo)，美國、韓國、加拿大等國均制定了中藥材中Pb、As、Hg、Cd等重金屬元素含量的限量要求，我國外經(jīng)貿(mào)部標(biāo)準(zhǔn)《WM/T 2-2004藥用植物及制劑外經(jīng)貿(mào)綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》以及《中國藥典》也對中藥材中Pb、As、Hg、Cd、Cu等重金屬元素含量的限量做出了規(guī)定[2]。與此同時，有研究[3-4]指出中藥材的藥效與其所含元素特別是微量元素的種類、含量等有著密切的關(guān)系。因此建立準(zhǔn)確、靈敏、可靠的中藥材中多種元素的檢測方法具有十分重要的意義。

目前，針對中藥材中元素的檢測，主要有紫外-可見分光光度法[5-6]、原子吸收分光光度法[7-8]、原子熒光光度法[9]、電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP）法[10-12]、電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICPMS）法[13-17]等。由于ICP-MS可對質(zhì)量數(shù)為6-260的元素進(jìn)行同時檢測，且可同時測定含量差別較大的各種元素，具有簡便、快速、靈敏度高等優(yōu)點[18]，因此成為中藥中多種元素同時測定的最佳手段。本研究對樣品的消解條件、儀器檢測條件等進(jìn)行了優(yōu)化篩選，并通過有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)驗證、回收率實驗、精密度實驗等手段驗證方法的準(zhǔn)確性和可靠性，建立了以Ge、In、Bi為內(nèi)標(biāo)，微波消解-ICP-MS測定植物中藥材中Pb、As、Hg、Cd、Cu、Cr、Mn、Fe、Zn、Se、Ni、Sn等12種元素含量的方法，并對實際樣品進(jìn)行了檢測。該方法具有操作簡單快速、靈敏度高、準(zhǔn)確性好的特點，能滿足根類、莖類、葉類、花類、果類、全草類植物中藥材的相關(guān)檢測要求。

2 材料與方法

2.1 材料

2.1.1 試驗樣品

（1）有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)

GBW 07602（GSV-1）灌木枝葉、GBW 10027人參 、GBW 10020柑橘葉、GBW 10026花粉：地球物理地球化學(xué)勘查研究所。

（2）實際樣品

本試驗所用的樣品為：人參、黃柏、紫蘇葉、金銀花、枸杞、麻黃、砂仁、黃連、菊花、廣藿香、甘草、山楂、紅花、肉桂、大青葉、連翹、川穹、白芷等18種植物中藥材。從市場上隨機(jī)購買，均為炮制好的中藥材。

2.1.2 儀器

ELAN DRC-e電感耦合等離子體質(zhì)譜儀：美國Perkin Elmer 公司，配有在線加內(nèi)標(biāo)裝置；Mars5微波消解儀：美國CEM公司；FW80微型高速萬能試樣粉碎機(jī)：河北省黃驊市振興電器儀器廠；Milli-O 超純水器：美國Milli-pore公司。

玻璃器皿在使用前均用50% HNO3溶液浸泡12h以上，然后用超純水沖洗干凈，烘干備用。

2.1.3 試劑

濃HNO3、30%H2O2：優(yōu)級純，重慶川東化工有限公司；實驗用水為GB/T 6682 規(guī)定的一級水。

2.1.4 標(biāo)準(zhǔn)儲備液、標(biāo)準(zhǔn)工作溶液、內(nèi)標(biāo)溶液

（1）標(biāo)準(zhǔn)儲備液

Pb、As、Hg、Cd、Cu、Cr、Mn、Fe、Zn、Se、Ni、Sn、Ge、In、Bi標(biāo)液：1000μg/mL，國家有色金屬及電子材料分析測試中心。

（2）標(biāo)準(zhǔn)工作溶液

將Pb、As、Hg、Cd、Cu、Cr、Mn、Fe、Zn、Se、Ni、Sn 標(biāo)液按一定比例（見表1）用5%HNO3溶液配置成12種元素的混合標(biāo)準(zhǔn)中間溶液。然后根據(jù)試樣待測元素的大致含量范圍，用1%HNO3溶液將混合標(biāo)準(zhǔn)中間溶液進(jìn)行逐級稀釋，配置成相應(yīng)濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，詳見表1。

表1 混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液濃度(μg/L)

（3）內(nèi)標(biāo)工作溶液

將Ge、In、Bi標(biāo)液用1% HNO3溶液逐級稀釋至20 μg/L，利用在線加內(nèi)標(biāo)裝置，與標(biāo)準(zhǔn)工作溶液和樣品溶液同時泵入霧化裝置，其實際檢測濃度為2 μg/L。

2.2 方法

2.2.1 樣品制備

取有代表性的樣品約200 g，60℃干燥2 h，用樣品粉碎裝置將其制成粉末，選取能通過700 μm孔徑標(biāo)準(zhǔn)篩但不能過250 μm孔徑標(biāo)準(zhǔn)篩的粗粉，裝入潔凈容器，存儲于干燥器中。

2.2.2 樣品消解

稱取0.2g樣品（精確至0.1mg），置于微波消解罐中，加入6mL消解液（HNO3:H2O2，體積比為2:1），蓋上聚四氟乙烯蓋子，擰緊外套，在微波消解儀中進(jìn)行消解。采用勻速升溫方式，分三個階段消解：

第一階段：在1600W（100%）功率下，用5min升溫至120℃，保持10min；

第二階段：在1600W（100%）功率下，用5min升溫至160℃，保持10min；

第三階段：在1600W（100%）功率下，用5min升溫至190℃，保持20min；

待消解罐冷卻至室溫后，將消解液轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，用超純水洗滌消解罐及內(nèi)蓋3-4次，洗滌液并入容量瓶中，用超純水定容，同時做試劑空白試驗。每一樣品均取2份進(jìn)行平行處理。

2.2.3 測定步驟

根據(jù)ICP-MS儀器的操作規(guī)程打開儀器，設(shè)置霧化器流量為0.81L/min，輔助氣體流量為1.2 L/min，ICP射頻功率為1200W，鏡頭電壓為1.2V。待儀器穩(wěn)定后，采用內(nèi)標(biāo)校正定量分析方法，在線加入內(nèi)標(biāo)工作溶液，對標(biāo)準(zhǔn)工作溶液進(jìn)行測定。以12種元素的濃度為橫坐標(biāo)，12種元素與相應(yīng)內(nèi)標(biāo)元素的強(qiáng)度比為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線并計算回歸方程，然后分別將試劑空白溶液和處理好的樣品溶液導(dǎo)入儀器霧化器中進(jìn)行測定。將12種元素與相應(yīng)內(nèi)標(biāo)元素的強(qiáng)度比代入回歸方程式，求出樣品中12種元素的含量。

3 結(jié)果與討論

3.1 樣品前處理條件的優(yōu)化

微波消解是一種較新的樣品前處理技術(shù)，與傳統(tǒng)消解方法相比，具有快速、準(zhǔn)確、污染少等優(yōu)點，并且可防止易揮發(fā)元素組分的損失[18-19]。本試驗中選擇有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW 07602（GSV-1）灌木枝葉為樣品，按照表2中相應(yīng)的消解條件進(jìn)行微波消解，冷卻后定容至50 mL，用ICP-MS進(jìn)行檢測。將檢測結(jié)果與樣品的標(biāo)稱值進(jìn)行比較，獲得正交實驗優(yōu)化結(jié)果（見表3），從而確定樣品的前處理條件，如2.2.2所示。

表2 消解條件正交考察表

表3 消解條件的正交優(yōu)化結(jié)果

3.2 干擾的消除

ICP-MS主要存在非質(zhì)譜型和質(zhì)譜型兩類干擾，其中非質(zhì)譜型干擾主要包括：物理干擾、基體效應(yīng)、記憶效應(yīng)；質(zhì)譜型干擾主要包括：同質(zhì)異位素、多原子離子、雙電荷離子等。常用消除干擾的方法除了優(yōu)化儀器參數(shù)外，還包括內(nèi)標(biāo)校正、干擾方程校正等[19-21]。根據(jù)內(nèi)標(biāo)元素應(yīng)與待測元素質(zhì)量相近、電離能接近的原則，現(xiàn)有采用內(nèi)標(biāo)校正的文獻(xiàn)中[16,19,22]，常用的內(nèi)標(biāo)元素為Sc45、Y89、Ga70、Ge72、In115、Bi209等。其中Sc45、Y89、Ga70、Ge72用于質(zhì)量數(shù)偏低的As、Cu、Cr、Mn、Fe、Zn、Se、Ni等元素的檢測。本研究利用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW 07602（GSV-1）灌木枝葉為樣品，按照2.2完成樣品前處理及測定后，分別用上述4種內(nèi)標(biāo)元素進(jìn)行校正，將檢測結(jié)果與樣品的標(biāo)稱值進(jìn)行比較。發(fā)現(xiàn)對標(biāo)液和樣品進(jìn)行檢測時，Sc45本身的響應(yīng)值波動較大，穩(wěn)定性較差；采用Y89、Ga70為內(nèi)標(biāo)時，部分元素的校正所得結(jié)果不在證書的標(biāo)稱范圍以內(nèi)；而采用Ge72為內(nèi)標(biāo)進(jìn)行校正時，各元素的檢測結(jié)果均在證書的標(biāo)稱范圍內(nèi)。因此本試驗中，As、Cu、Cr、Mn、Fe、Zn、Se、Ni均選擇Ge72為內(nèi)標(biāo)，Cd、Sn選擇In115為內(nèi)標(biāo)，Pb、Hg選擇Bi209為內(nèi)標(biāo)。

3.3 檢出限

按照上述分析條件，用1% HNO3溶液作為空白樣品，進(jìn)行11次連續(xù)測定，取11次測定結(jié)果的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差作為儀器檢出限，然后根據(jù)本方法的稀釋倍數(shù)，計算出方法檢出限（見表4）。12種元素的檢出限，完全滿足目前各個國家對于相關(guān)元素的限量要求，并且與已有文獻(xiàn)報道[13-17,22]中相關(guān)元素的檢出限相當(dāng)或者更好。

表4 各元素的分析質(zhì)量數(shù)、相關(guān)系數(shù)和檢出限

3.4 有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)驗證

按照本研究所確定的檢測方法，對有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW 10027人參 、GBW 10020柑橘葉、GBW 10026花粉進(jìn)行測定。結(jié)果表明，各元素的檢測結(jié)果均在證書的標(biāo)稱范圍內(nèi)，說明本方法測得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

3.5 回收率和精密度實驗

選擇具有代表性的根、莖、葉、花、果、全草類中藥材：人參、黃柏、紫蘇葉、金銀花、枸杞、麻黃作為樣品，每個樣品稱取6個平行，添加一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照上述檢測方法進(jìn)行加標(biāo)回收實驗。結(jié)果表明，當(dāng)添加水平為0.2mg/kg、1.0 mg/kg時，回收率為84.3%-93.9%，6次平行分析所得RSD為1.8%-8.4%，能滿足檢測要求。

3.6 實際樣品的測定

按照本研究確定的方法，檢測了從市場上隨機(jī)購買的人參、黃柏、紫蘇葉、金銀花、枸杞、麻黃、砂仁、黃連、菊花、廣藿香、甘草、山楂、紅花、肉桂、大青葉、連翹、川穹、白芷等18種植物中藥材中12種元素的含量，結(jié)果見表5。

表5 18種中藥材中12種元素的檢測結(jié)果 (mg/kg)

表5顯示黃連中Cd、Cu含量，黃柏中Pb含量，金銀花中Cd含量，川穹中Cd含量，均超過了我國對于中藥材中相關(guān)元素的限量要求。說明我國植物中藥材中相關(guān)元素尤其是重金屬元素的污染問題仍較為嚴(yán)重，建立快速、準(zhǔn)確的元素分析方法，對于其質(zhì)量控制有著極為重要的作用。

王欣美等[23]用ICP-OES法分析了18種中藥材中的11種元素；李艷麗等[16]采用ICP-MS法對24種中藥材中5種有害元素含量進(jìn)行了檢測，文獻(xiàn)中對于實際樣品的檢測值與本方法檢測所得的結(jié)果基本相當(dāng)。

4 結(jié)論

采用微波消解對樣品進(jìn)行前處理，ICP-MS進(jìn)行檢測，內(nèi)標(biāo)法定量，成功建立了植物中藥材中Pb、As、Hg、Cd、Cu、Cr、Mn、Fe、Zn、Se、Ni、Sn等12種元素的檢測方法。該方法能同時完成12種元素的檢測工作，具有操作簡單快速、靈敏度高、準(zhǔn)確性好的特點，適用于植物中藥材中12種元素的檢測，也對植物中藥材中其他相關(guān)元素的檢測提供參考。

［1］羅曉健，孫婷婷，高麗麗，等. 中藥重金屬研究概況[J]. 江西中醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2007，19（6）：88-90.

［2］陳晉紅，劉大偉，湯毅珊，等. 中藥材重金屬和農(nóng)藥殘留的研究進(jìn)展[J]. 中藥新藥與臨床藥理，2009，20（2）：187-190.

［3］王懿萍，張小榮，楊巧艷，等. 中藥微量元素與藥效的關(guān)系[J].山西中醫(yī)，2006，27（12）：1573-1575.

［4］田柱萍，何邦平，王小燕，等. 中藥材的藥效與其所含微量元素關(guān)系的研究進(jìn)展[J]. 微量元素與健康研究，2005，22（4）：54-56.

［5］王小燕，薛云云，何邦平，等. 分光光度法測定蛇床子中銅、鐵、鋅含量的研究[J]. 藥學(xué)實踐雜志，2007，25（5）：325-327.

［6］劉建華，韓麗琴，董順福. 紫外分光光度法測定中草藥中鐵的含量[J]. 微量元素與健康研究，2007，24（3）：27-30.

［7］薛國慶，劉青，韓曉梅，等. 火焰原子吸收法測定栽培柴胡中6種金屬元素含量的研究[J]. 光譜學(xué)與光譜分析，2006，23（3）：21-22.

［8］曹小勇，李新生，馮曉東. 原子吸收分光光度法測定3種中成藥中銅鉛砷汞的含量[J]. 中成藥，2001，26（5）：附9-10.

［9］許臘英，毛維倫，李路軍，等. 原子熒光光譜法測定烏梅飲片中微量銻、汞的含量[J]. 中成藥，2004，26（9）：727.

［10］何前鋒，嚴(yán)瑞文. ICP-AES法測定中藥材宣木瓜中21種元素[J].安徽大學(xué)學(xué)報，2008，32（2）：87-89.

［11］劉毅，鄭國燦，朱美文，等. 不同產(chǎn)地枸杞中的微量元素含量分析[J]. 檢驗檢疫學(xué)刊，2012，22（3）：32-35.

［12］鄭永軍，趙斌，尤進(jìn)茂. 微波消解ICP-AES法測定牛黃解毒片中的微量元素[J]. 光譜學(xué)與光譜分析，2006，26（6）：1155-1157.

［13］梁沛，胡斌，陳浩，等. 微波消解/ICP MS法測定中草藥中微量元素的研究[J]. 光譜實驗室，2001，18（4）：509-512.

［14］李文龍，荊淼，陳軍輝，等. 微波消解-ICP-MS測定40種中藥材中的5種有毒元素[J]. 分析試驗室，2008，27(2)：6-9.

［15］譚鐳，呂昊，詹雁，等. 金銀花和白芷中5種有害重金屬元素[J].中國測試，2009，35（6）：78-80.

［16］李艷麗，王庚，沈秀靜. 微波消解-ICP-MS測定中藥材中5種有害元素的研究[J]. 分析試驗室，2008，27（增刊）：10-14.

［17］鐘洪蘭，王晶，胡軍高，等.電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定五味治肝片中的12種元素含量[J]. 中國藥房，2011，22（29）：2753-2755.

［18］張立雯，張玉英. ICP-MS法測定中成藥中5種有害元素的方法研究[J]. 中華中醫(yī)藥雜志，2009，24（3）：358-360.

［19］謝美琪，張紅衛(wèi). 中成藥中雜質(zhì)元素的測定和樣品前處理方法研究[J]. 光譜實驗室，2001，18（1）：126.

［20］周永義，谷學(xué)新，范國強(qiáng)，等. 微波消解技術(shù)及其在分析化學(xué)中的應(yīng)用[J]. 冶金分析，2004，24（2）：30.

［21］尹明，李冰 譯.電感耦合等離子體質(zhì)譜手冊[M]. 北京：原子能出版社，1997.

［22］金鵬飛，宋麗潔，鄒定，等. ICP-MS同時分析中藥材中7種微量元素的方法研究[J]. 中國藥學(xué)雜志，2007，42（21）：1660-1664.

［23］王欣美，夏晶，李麗敏，等. ICP-OES法分析18種中藥材中11種元素及其分布特征[J]. 中國衛(wèi)生檢驗雜志，2012，22（4）：695-699.