李道成，劉德根，張 香，陳玉園，劉 威，王裕成*

（1.江西省道地藥材質量評價研究中心，江西 南昌 330029；2.江西沃華濟順醫(yī)藥有限公司，江西 南昌 330029）

澤瀉是多年生水生或沼生草本植物澤瀉的干燥塊莖。主產于福建、四川。《神農本草經》[1-2]記載道：“澤瀉，味甘，寒。主風寒濕痹，乳難。消水，養(yǎng)五臟，益氣力，肥健……?！本哂欣颉⒖菇Y石、調血脂、降血糖和保肝等多種作用[3-7]。重金屬包括鉛、鎘、汞、銅及鐵等40 余種元素，但是鉛、鎘、汞等并非生命活動所必須的，并且當重金屬超過一定濃度時會對人體產生危害。重金屬對土壤的廣泛污染是目前最嚴重的環(huán)境問題之一，可嚴重影響環(huán)境質量和人類健康。重金屬（土壤）通過自然和人為的來源被釋放到土壤中。特別是鉛、鎘等常見的重金屬元素，對土地造成的污染尤為嚴重。鉛、鎘等有毒重金屬一般以離子態(tài)的形式沉淀后，先進入土壤，之后通過土壤進入食物鏈，污染環(huán)境，并對人的身體健康造成威脅。鎘（Cd）屬于積累性毒害元素，可以很容易地在人體不同的組織中積累，主要富集于腎臟，特別是在腎臟皮層[8]。鎘在人的身體中積累到一定限度時，則會引發(fā)人體各種器官的病變。有文獻報道，鎘積累過量可能會導致“痛痛病”，引起腎小球功能衰竭等疾病，影響人與動物的生產活動，嚴重的重金屬會遍布全身[9]。鎘已經被國際癌癥機構（International Agency for Research on Cancer）確定為致癌物質[10]。而在測定鎘含量的實驗過程中，由于系統(tǒng)誤差和隨機誤差等的影響，往往無法得到其真值。為了評定實驗結果的可靠性，需要對不確定度進行評價。不確定度指與測量結果相關聯(lián)的參數，它表征了可以合理地賦予被測量的量值分散程度[11]。鎘的經典測定方法主要有原子吸收法（石墨爐法）、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜（ICP OES）法和電感耦合等離子體質譜（ICP MS）法等[12]。鎘在中藥材中是痕量元素，電感耦合等離子體質譜法是目前被用于測定元素含量的最先進的技術，本法靈敏度高[11]，適用于各類藥品和食品從痕量到微量的元素分析，特別是對于痕量重金屬元素的測定。本實驗通過鉛、鎘、砷、汞、銅測定法——電感耦合等離子體質譜法（《中國藥典》2020年版四部通則2321）[13]，用電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS）對澤瀉中的鎘進行限量檢查。根據JJF1059—1999《測量不確定度評定與表示》[14]，對ICP-MS 法測定澤瀉中Cd 元素含量結果的不確定度進行了計算和評定。

1 實驗部分

1.1 主要儀器和試劑

電子天平，XSR205DU/A，梅特勒－托利多國際貿易（上海）有限公司；移液槍，thermoscientific，＞10～100μL，U=0.5 μL 和＞100～1 000 μL，U=2.1 μL，k=2；電感耦合等離子體質譜儀，thermoscientific ICAP RQ，U=5.0，K=2；ETHOS UP 微波消解儀；MILLI－IQ7005 超純水機，密理博中國有限公司，純水電阻率為18.2 MQ·cm；A級天波容量瓶，100.0 mL±0.1 mL、50.00 mL±0.05 mL；硝酸，UP 級（68%），晶瑞電子材料股份有限公司；高純氬，純度≥99.999%，鎘元素標準溶液，GSB 04-1721—2004，購于國家有色金屬及電子材料分析測試中心。

1.2 分析方法

1.2.1 儀器參數

儀器點燃后穩(wěn)定30 min，使用賽默飛iCAPQ/RQTunesolution、iCAPQ/Qnovacalibrationsolution 將 儀器靈敏度、穩(wěn)定性及氧化物水平等指標調至最佳狀態(tài)。等離子體功率：1 550.0 W；霧化器氣體：1.029 3 L/min；霧化室溫度：2.70 ℃；采樣深度：5.00 mm；He 氣流量：5.122 L/min；測量點數/峰：3；數據采樣模式:跳峰采集模式；重復次數：3。

1.2.2 樣品的處理

取供試品于60 ℃干燥2 h，粉碎成粗粉，取約0.5 g，精密稱定，置耐壓耐高溫微波消解罐中，加硝酸10 mL（如果反應劇烈，放置至反應停止），密封后放入微波消解爐消解。微波消解儀功率1 200 W，升溫程序：5 min 升溫至75 ℃，保持1 min；3 min 升溫至100 ℃，保持3 min；7 min 升溫至150 ℃，保持3 min；5 min 升溫至170 ℃，保持3 min；5 min 升溫至190 ℃，保持10 min。消解完全后，冷卻消解液至60 ℃以下，將消解罐敞口置于100 ℃的加熱板上，進行趕酸操作，至無棕黃色酸霧揮發(fā)出，取出消解罐，放冷，將消解液轉入至50 mL 量瓶中，用少量水洗滌消解罐3 次，洗液合并量瓶中，用水定容至刻度，搖勻即得。此外，除不加樣品外，其余同上述方法制備試劑空白溶液。

1.2.3 標準溶液的制備

10%硝酸溶液：取濃硝酸100 mL，用水稀釋至1 000 mL；

10 μg/mL 鎘中間液：用移液槍精密移取1 mL 1 000 μg/mL 的鎘元素標準溶液于100 mL 容量瓶中，用10%硝酸溶液稀釋定容至標線，混勻；

400 μg/L 鎘使用液：用移液槍精密移取2 mL 10 μg/mL 的鎘中間液于50 mL 容量瓶中，用10%硝酸稀釋定容至標線，混勻。

系列標準溶液：再用移液槍精密移取0.1、0.2、0.3、0.6、1.0 mL 400 μg/L 鎘使用液，分別置于5 個100 mL容量瓶中，用10%硝酸定容至標線，混勻，制成質量濃度分別為0.4、0.8、1.2、2.4、4 μg/L 的系列標準溶液。

2 數學模型建立和不確定度來源分析

2.1 建立數學模型

本法按照公式（1）計算結果[15]：

式中：W 為藥材中重金屬的含量，mg/kg；c 為標準曲線上計算得相應的質量濃度，μg/L；m 為樣品取樣量，g；50 為供試品溶液定容體積，mL，1 000 為單位換算系數。

2.2 不確定度來源分析[16]

結合分析方法和數學模型，該方法測定澤瀉中鎘含量不確定度來源主要有：樣品中濃度、樣品定容體積、樣品稱量質量。其中，樣品中濃度的不確定度影響因素主要有標準溶液的配制、線性擬合；樣品稱量質量的不確定度影響因素主要有天平校準、重復性；樣品定容的不確定度影響因素主要有示值允差、溫度效應。電感耦合等離子體法測定澤瀉中鎘含量不確定度分量圖如圖1。

圖1 不確定度分量圖

3 A 類不確定度[17]的計算

在重復條件下，對澤瀉進行了7 次重復測定（n=7），由貝塞爾公式計算其標準偏差s（xi），結果的重復測定產生的不確定度[17]，結果如表1。

表1 七次重復檢測結果

4 B 類不確定度分量的計算

4.1 標準曲線擬合引入的不確定度

表2 是標準溶液系列的3 次檢測結果，對該數據進行擬合得：Y=12 795.499 5X+66.001 1，相關系數r=0.999，斜率b=12 795.499 5。計算結果見表3 所示。

表2 標準溶液的測定結果

表3 計算結果

式中：P 表示測試ρ 的次數；n 表示測試標準溶液次數；b 表示標準曲線的斜率；表示測試ρ 的平均值；表示測試標準溶液的平均值。

故由標準曲線引入的相對不確定度為：

4.2 樣品稱定時引入的不確定度[17]

電子天平的允許誤差：±0.3 mg（來自天平校準證書），根據均勻分布，最小刻度值的不確定度：U（4.2）=

則樣品稱定時相對標準不確定度為：Urel（4.2）=

4.3 容量瓶引入的不確定度[17]

4.3.1 容量瓶校準引起的不確定度

樣品定容至50 mL 容量瓶中，A 級容量瓶在標準溫度20 ℃時的容量允差為±0.05 mL，根據矩形分布，體積引起的標準不確定度：

4.3.2 溫度對容量瓶體積的影響引起的不確定度

試驗過程中一般有±3 ℃的溫度變化，水的膨脹系數α=2.1×10-4mL/℃，則引起水的體積變化為±50×2.1×10-4×3=±0.0315 mL，假設溫度變化是矩形分布：

則由溫度引起的相對標準不確定度是：Urel（4.3.2）=

4.3.3 樣品定容引起的相對標準不確定度

4.4 標準溶液中間稀釋時引入的不確定度[17]

4.4.1 標準溶液的純度

鎘元素標準液的相對擴展不確定度為0.7%（k=2），則純度相對不確定度為：Urel（4.4.1）=0.7%/2=0.35%=0.003 5。

4.4.2 配置標準溶液中間液體積引入的不確定度

移液槍精密移取1 mL 鎘元素標準溶液，按矩形分布，1 次移取標準溶液體積的不確定度：u=2.1/2=1.05 μL。

則由溶液體積引起的相對標準不確定度：Urel（4.4.2）=1.05/（1×1 000）=0.001 05。

4.4.3 容量瓶校準引起的溶液體積不確定度

樣品定容于100 mL 容量瓶中，A 級容量瓶在標準溫度為20 ℃時，允許差為±0.10 mL，根據矩形分布,其標準不確定度：

則由溶液體積引起的相對標準不確定度：Urel（4.4.3）=0.057 7/100=0.000 577。

4.4.4 溫度對容量瓶體積的影響

100 mL 容量瓶體積變化一般是±1002.1×10-4×3=±0.063 mL（室內溫度變化±3 ℃），假設溫度變化是矩形分布，則溫度引起的標準不確定度[17]：u=0.063/

故由溫度引入的相對標準不確定度是：Urel（4.4.4）=0.036 4/100=0.000 364。

4.4.5 標準溶液中間液配置引起的相對標準不確定度

4.5 標準溶液使用液配制引入的不確定度[17]

4.5.1 配置標準溶液使用液體積引入的不確定度

4.5.2 容量瓶引入的不確定度分量

計算同4.3.1，則：Urel（4.5.2）=0.000 578。

4.5.3 溫度對容量瓶體積的影響

計算同4.3.2，則：Urel（4.5.3）=0.000 364。

4.5.4 標準溶液系列配置引起的相對標準不確定度

4.6 配置標準溶液系列引入的不確定度

標準溶液使用液需經過稀釋，用1 mL移液槍分別精密移取0.1、0.2、0.3L、0.6、1 mL定容于100 mL容量瓶中，混勻。

4.6.1 移液槍引入的不確定度分量

配制曲線用標準溶液共移取標準溶液5 次，移取標準溶液體積的不確定度計算為Urel（4.5.1）=

4.6.2 容量瓶引入的不確定度分量

計算同4.4.3，則：Urel（4.5.2）=0.000 577。

4.6.3 溫度對容量瓶體積的影響

計算同4.4.4，則：Urel（4.5.3）=0.000 364。

4.6.4 標準溶液系列配置引起的相對標準不確定度

4.7 試驗用水引入的不確定度

由于試驗用水是一級水，因此在電感耦合等離子體質譜法測定澤瀉中鎘的不確定度的試驗中，由試驗用水引入的不確定度可以忽略不計。

5 合成不確定度U

5.1 不確定度分量組成表（表4）

表4 不確定度分量組成表

5.2 合成標準不確定度計算

6 擴展不確定度Uk[17]

取擴展因子k=2，則擴展不確定度：Uk=U×2≈0.021。

7 結果報告

用電感耦合等離子體質譜法測定澤瀉中鎘含量為0.312 mg/kg±0.021 mg/kg，其中擴展不確定度Uk為0.021。

8 結果討論

對ICP-MS 測定澤瀉中鎘含量不確定度分量進行評價，結果表明不確定度主要是標準溶液的配制、標準曲線的擬合以及樣品重復測量引入的。對于樣品稱量、樣品消解后定容引入的不確定度，由于數值太小，則可忽略不計。故在實際檢測中，應當提高標準溶液配制、及供試品重復性實驗等步驟的技術水平，可以減小數據的不確定度，保障檢測的準確性，進而提升檢測質量。