王春燕　廉偉偉　白玉　李陽(yáng)杰　張會(huì)麗

摘要 ［目的］對(duì)中藥材梔子中的2種危害較大的重金屬元素砷和汞含量進(jìn)行測(cè)定，建立梔子中砷和汞元素的檢測(cè)方法。［方法］樣品經(jīng)微波消解處理后，采用原子熒光光譜法測(cè)定梔子中砷、汞含量。［結(jié)果］梔子中砷含量為0.104 5 mg/kg，汞含量0.014 1 mg/kg，均低于2020版《中國(guó)藥典》檢查項(xiàng)下重金屬限量規(guī)定。［結(jié)論］該方法高效、準(zhǔn)確可靠、精密度高，為中藥中汞、砷的質(zhì)量控制和監(jiān)測(cè)提供了簡(jiǎn)單、快速的測(cè)試手段。

關(guān)鍵詞 原子熒光光譜法；微波消解；梔子；砷；汞

中圖分類號(hào) O657.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2024）08-0177-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.08.042

Determination of As and Hg in Gardenia jasminoides by Atomic Fluorescence Spectrometry with Microwave Digestion

WANG Chun-yan， LIAN Wei-wei， BAI Yu et al

（College of Pharmacy and Chemical Engineering， Zhengzhou University of Industrial Technology， Zhengzhou， Henan 451150）

Abstract ［Objective］To determine the content of two harmful heavy metal elements （As and Hg）， and establish a detection method for As and Hg in Gardenia jasminoides.［Method］ After microwave digestion of the sample， the content of As and Hg was determined by atomic fluorescence spectrometry.［Result］ The As content in Gardenia jasminoides? was 0.104 5 mg/kg， and the Hg content was 0.014 1 mg/kg， both of which were lower than the national standard and comply with the limit requirements of the 2020 edition of the Chinese Pharmacopoeia.［Conclusion］This method was efficient， accurate， reliable and highly precise， providing a simple and fast testing method for the quality control and monitoring of As and Hg in traditional Chinese medicine.

Key words Atomic fluorescence spectroscopy;Microwave digestion;Gardenia jasminoides;As;Hg

梔子，學(xué)名Gardenia jasminoides Ellis，別名黃梔子、山梔、白蟾，是茜草科梔子屬灌木［1］，具有護(hù)肝、利膽、降壓、鎮(zhèn)靜、止血、消腫等作用。它的產(chǎn)地主要分布在河南、山東、江蘇等地區(qū)，特別是河南唐河為全國(guó)最大的生產(chǎn)基地，有“梔子之鄉(xiāng)”的美譽(yù)。近些年梔子的提取、化學(xué)成分、藥理活性等方面被廣泛研究［2-4］，但對(duì)梔子中重金屬含量測(cè)定的報(bào)道極少［5-6］。隨著社會(huì)的工業(yè)化發(fā)展，環(huán)境、土壤、水源污染的不斷加重，進(jìn)入植物的污染源不斷增多，藥材中重金屬含量的超標(biāo)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，這嚴(yán)重威脅著人們的健康。汞和砷是常見的毒性極大的重金屬元素。重金屬砷會(huì)破壞細(xì)胞的氧化還原能力，影響細(xì)胞的正常代謝，造成組織損傷和身體紊亂，并可直接導(dǎo)致中毒死亡［7］。汞在人體內(nèi)以二價(jià)離子的形態(tài)發(fā)揮毒性作用。如果是急性汞中毒，可導(dǎo)致急性癥狀，出現(xiàn)全身癥狀，如嘔吐、發(fā)熱，以及咳嗽、胸痛、腹痛、腹瀉等消化道和呼吸道表現(xiàn)；如果是慢性汞中毒，可能導(dǎo)致神經(jīng)精神障礙，早期表現(xiàn)為頭暈、頭痛、健忘、失眠等，繼而可有心悸、多汗等，即自主神經(jīng)系統(tǒng)紊亂的現(xiàn)象［8］，因此準(zhǔn)確測(cè)量梔子中有害重金屬元素含量保證臨床用藥安全十分重要。

目前常見重金屬的測(cè)量方法有電感耦合等離子體質(zhì)譜法［9］、原子吸收光譜法［10］、氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法［7］等。植物屬于生物樣品，大部分植物中重金屬含量比較低，需要高靈敏度的分析方法。而原子熒光光譜法由于其操作簡(jiǎn)單、精度高、靈敏度高、效率高、基質(zhì)干擾低、消耗成本低而被廣泛關(guān)注，已成為中藥中痕量元素測(cè)定和形態(tài)分析最廣泛使用的技術(shù)之一［11］，其原理是將被測(cè)元素氣化成相應(yīng)的氫化物氣體，與樣品基體分離，可以有效排除基體干擾，進(jìn)樣效率和分析靈敏度更高，檢出限更低［12］。該研究采用微波消解對(duì)梔子樣品進(jìn)行前處理，采用原子熒光光度法對(duì)梔子中砷和汞檢測(cè)，建立梔子中砷和汞元素的檢測(cè)方法。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 藥品與試劑。

梔子，產(chǎn)地福建寧德，經(jīng)鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院李夢(mèng)教授鑒定為茜草科植物梔子的干燥成熟的果實(shí)。1 mg/mL砷、汞標(biāo)準(zhǔn)溶液（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心）；硝酸、鹽酸、硼氫化鈉、硫脲、氫氧化鈉、抗壞血酸均為分析純，購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；高純氬氣（≥99.99%）。試驗(yàn)用水均為超純水，經(jīng)yo58-10l制水機(jī)凈化，用于所有水溶液的制備。

1.1.2 試驗(yàn)儀器。

PF3原子熒光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）;微波消解儀M3（上海屹堯儀器科技發(fā)展有限公司）;可調(diào)式電熱板ML-1.5-4（北京市永光明醫(yī)療儀器公司）；微型高速萬(wàn)能試樣粉碎機(jī)（北京中興偉業(yè)儀器有限公司）；制水機(jī)（北京海富達(dá)科技有限公司）；聚四氟乙烯消解罐S-008401（上海鰲珍儀器制造有限公司）；玻璃器皿均用硝酸溶液浸泡過(guò)夜，超純水洗凈備用。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 溶液的制備。

1.2.1.1 5％HCl載液。取50 mL濃鹽酸于含有適量超純水的燒杯中，攪拌，隨后轉(zhuǎn)入1 L 容量瓶中定容，需現(xiàn)用現(xiàn)配。

1.2.1.2 還原劑（1.5%硼氫化鈉和0.5%氫氧化鈉混合溶液）。分別稱取5 g氫氧化鈉和15 g硼氫化鈉于少量超純水的燒杯中，用玻璃棒攪拌溶解，然后轉(zhuǎn)入1 L容量瓶中，用超純水定容，現(xiàn)用現(xiàn)配。

1.2.1.3 硫脲-抗壞血酸混合溶液。稱取5 g硫脲于少量1%硝酸溶液的燒杯中并用玻璃棒攪拌至硫脲完全溶解，隨后再向燒杯中加入2.5 g抗壞血酸，攪拌至溶解并將溶液轉(zhuǎn)移到1 L容量瓶中定容。

1.2.2 微波消解法。

1.2.2.1 梔子細(xì)粉的制備。將適量梔子樣品恒溫干燥至恒重，于試樣粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)篩，收集細(xì)粉備用。

1.2.2.2 預(yù)消解。取樣品粉末約0.3 g，精密稱定。放入聚四氟乙烯消解罐中，向消解罐中加入適量消解液（硝酸∶鹽酸=5∶1）。利用智能控溫電加熱器進(jìn)行加熱，溫度設(shè)置為100 ℃，時(shí)間30 min，進(jìn)行預(yù)消解。

1.2.2.3 消解。預(yù)消解結(jié)束后，取下消解罐，靜置放冷，將消解罐放到微波消解儀中。設(shè)定微波消解的程序見表1，開始消解。消解結(jié)束，待消解溫度降至60 ℃以下、氣壓0 Pa時(shí)，取出微波消解儀，放在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行泄壓，泄壓完成后可觀察到消解罐內(nèi)樣品全部消解，得到澄清透明的溶液。

1.2.2.4 趕酸。消解完成后，將消解罐放入電加熱器中進(jìn)行趕酸，調(diào)節(jié)溫度為100 ℃，溶液趕至近干。

1.2.2.5 樣品溶液的配制。將剩余溶液轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中，用少量1%的硝酸溶液潤(rùn)洗內(nèi)罐和內(nèi)蓋3次，洗液合并于容量瓶中并用1%硝酸定容，搖勻，即得梔子樣品溶液。同法同時(shí)制備空白溶液。

1.2.3 砷標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備。

精密量取1.0 mL濃度為1 mg/mL的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液于1 L容量瓶中并用1%的硝酸溶液定容，得到濃度為1 mg/L儲(chǔ)備液。從儲(chǔ)備液中精密量取1.0 mL于100 mL 容量瓶中并加入硫脲-抗壞血酸混合溶液，用1%的硝酸溶液定容，即得濃度為10 μg/L的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液。通過(guò)稀釋得到濃度梯度分別為10、8、6、4、2、1 μg/L的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.2.4 汞標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備。

精確量取1.0 mL濃度為1 mg/mL 的汞標(biāo)準(zhǔn)溶液于1 L容量瓶中并用1%的硝酸定容，得到濃度為1 mg/L的汞儲(chǔ)備液，再?gòu)膬?chǔ)備液中量取1.0 mL于1 L容量瓶中并用1%的硝酸溶液定容，得濃度為1.0 μg/L的汞標(biāo)準(zhǔn)溶液。同法，分別配制濃度為0.8、0.6、0.4、0.2 μg/L的汞標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.2.5 儀器工作條件。原子熒光光度計(jì)的工作條件如表2所示。

2 結(jié)果與分析

2.1 砷標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

配制5％的鹽酸溶液作為載液，1.5%硼氫化鈉和0.5%氫氧化鈉混合溶液作為還原劑，使用原子熒光光度計(jì)測(cè)量熒光值，以砷標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（C）為橫坐標(biāo)、測(cè)得的熒光值（IF）為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。如圖1所示，砷標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度在1～10 μg/L時(shí)，與其熒光值線性關(guān)系良好，線性方程為IF=182.264 8C+34.829 9（R2=0.999 7）。由3S/m（S是10次平行測(cè)量空白溶液熒光強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)偏差，m為標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率）計(jì)算得檢測(cè)限為4.5×10-4 mg/kg。該方法的檢測(cè)限比之前報(bào)道過(guò)的文獻(xiàn)偏低［13］。以上結(jié)果表明該方法可作為一種高靈敏度的梔子藥材中砷元素的定量檢測(cè)方法。

2.2 汞標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

以5％的鹽酸溶液作為載液，1.5%硼氫化鈉和0.5%氫氧化鈉混合溶液作為還原劑，使用原子熒光光度計(jì)測(cè)量熒光值，以汞標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（C）為橫坐標(biāo)、測(cè)得的熒光值（IF）為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。如圖2所示，汞標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度在0.2～1.0 μg/L時(shí)，與其熒光值有較好的線性關(guān)系，回歸方程為IF=5 513.42C-779.136 0（R2=0.999 0）。由3S/m計(jì)算得檢測(cè)限為1.5×10-5 mg/kg。該方法的檢測(cè)限比之前報(bào)道過(guò)的文獻(xiàn)偏低［13］。以上結(jié)果表明該方法可作為一種高靈敏度的梔子藥材中汞元素的定量檢測(cè)方法。

2.3 梔子中砷和汞的含量

精密稱取梔子樣品粉末0.3 g 3份，按“1.2.2”方法對(duì)樣品進(jìn)行消解，并配制樣品溶液3份，同法制備空白溶液。使用相同的條件用原子熒光光度計(jì)測(cè)量熒光值，將熒光值代入標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程中，通過(guò)計(jì)算得到梔子樣品中重金屬砷和汞的含量如表3所示。梔子樣品中重金屬砷的平均含量為0.104 5 mg/kg，汞的平均含量為0.014 1 mg/kg。2020版《中國(guó)藥典》梔子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，重金屬砷的含量不得超過(guò)2 mg/kg，汞的含量不得超過(guò)0.2 mg/kg，可見梔子樣品中砷和汞含量均符合2020版《中國(guó)藥典》的規(guī)定，說(shuō)明該樣品中砷和汞含量合格。

2.4 方法的準(zhǔn)確度

用分析天平精密稱取已知砷、汞含量的梔子樣品，分別加入3個(gè)濃度梯度的砷、汞標(biāo)準(zhǔn)溶液，每個(gè)濃度梯度做2次。按“1.2.2”方法對(duì)樣品進(jìn)行消解處理，并配制樣品溶液。按“1.2.5”條件測(cè)定，計(jì)算加標(biāo)回收率，結(jié)果見表4。從表4可以看出，梔子樣品中砷、汞元素平均回收率分別為99.15%、98.68%，RSD分別為1.41%、1.87%，說(shuō)明樣品加工過(guò)程中被測(cè)組分的損失較小，測(cè)量結(jié)果可靠。

2.5 方法的精密度

精密稱取梔子樣品粉末0.3 g，按“1.2.2”方法對(duì)樣品進(jìn)行消解處理，并配制樣品溶液。分別對(duì)梔子樣品中重金屬砷、汞各進(jìn)行連續(xù)6次測(cè)定，將測(cè)得的砷和汞的熒光值分別代入標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程，求出梔子樣品中重金屬砷和汞的含量。分別比較砷和汞6次測(cè)量數(shù)據(jù)的差異，計(jì)算RSD，結(jié)果見表5。從表5可以看出，梔子樣品中砷和汞的RSD分別為0.50%和2.52%，表明該方法精密度較高。

3 結(jié)論

該研究開發(fā)了一種微波消解-原子熒光光譜法測(cè)定梔子中重金屬含量的方法，經(jīng)試驗(yàn)該批次梔子中砷含量為0.104 5 mg/kg，汞含量為0.014 1 mg/kg，符合2020版《中國(guó)藥典》檢查項(xiàng)下重金屬限量規(guī)定，且該方法高效、準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)單，為中藥中汞和砷的質(zhì)量控制和監(jiān)測(cè)提供了簡(jiǎn)單、快速的測(cè)試手段。

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基金項(xiàng)目 河南省高等教育學(xué)會(huì)高等教育研究重點(diǎn)項(xiàng)目（2021SXHLX029）；鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院校級(jí)科研項(xiàng)目（2023YB011）。

作者簡(jiǎn)介 王春燕（1994—），女，河南周口人，助教，碩士，從事中藥檢測(cè)分析工作。

收稿日期 2023-06-16；修回日期 2023-07-25