微波消解ICP-MS法测定西藏冬虫夏草中的微量元素

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1.广东省微生物研究所，省部共建华南应用微生物重点实验室，广东省菌种保藏与应用重点实验室，广东省微生物应用新技术公共实验室, 广东 广州 510070；2.西藏农牧科学院蔬菜研究所，西藏 拉萨 850000

微波消解ICP-MS法测定西藏冬虫夏草中的微量元素

潘清灵1代安国2熊卫萍2洛桑2白玛旦增2谢荣2章卫民1*

1.广东省微生物研究所，省部共建华南应用微生物重点实验室，广东省菌种保藏与应用重点实验室，广东省微生物应用新技术公共实验室, 广东 广州 510070；2.西藏农牧科学院蔬菜研究所，西藏 拉萨 850000

目的分析和比较22个西藏不同地区冬虫夏草样品中的微量元素含量。方法采用浓硝酸-双氧水消解冬虫夏草样品，电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定样品中钾、钠、钙、镁、铝、铁、铜、锌、锰、铬、镉、铅等12种微量元素。结果对人体有益的钾、钠、钙、镁、铝、铁等元素含量均较为丰富，其中钾元素含量最为丰富；有9个样品的铅含量不同程度地超出了药用植物及制剂进出口绿色行业标准的限量标准。结论不同冬虫夏草样品中的微量元素含量存在不同程度的差异，研究结果为西藏不同地区冬虫夏草的质量评价和控制提供参考。

冬虫夏草；西藏；微量元素；微波消解；电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)

冬虫夏草(Ophiocordyceps sinensis)是暗虫草菌科(Ophiocordycipitaceae)、暗虫草菌属(Ophiocordyceps)真菌冬虫夏草寄生在蝙蝠蛾科昆虫幼虫上的子座及幼虫尸体的复合体，是一种传统的名贵滋补中药材，具有调节免疫，抗肿瘤，抗疲劳，补肾益肺，止血化痰等多种功效[1、2]。我国冬虫夏草仅分布于青藏高原、海拔3500～5000m高寒湿润的高山灌丛和高山草甸上[3、4]。冬虫夏草除含有多糖、腺苷、甘露醇等功效成分外[5-7]，还含有多种微量元素[8、9]。这些微量元素中有些是人体不可缺少的，它们不仅可以促进机体的生长发育，而且还可以提高机体的免疫功能，降低人类对疾病的易感性，如钾、钠、钙、镁等[10]。但有些微量元素如铜、镉、铅等过高会对人体造成不良的影响，常见的有内分泌失调，免疫功能下降，神经系统障碍；对孕妇还能引起胎儿畸形，发育不全；并且在人体内有蓄积现象，长期累积造成中毒反应[11、12]。近年来已有冬虫夏草中砷残留量超过药用植物及制剂绿色行业标准的报道[13]，因此微量元素含量的测定对于冬虫夏草的质量评价和控制具有重要意义。传统的测定微量元素的方法由分光光度法、示波极谱法、原子吸收法、样机如初伏安法等，这些方法普遍都存在操作复杂、耗时长、灵敏度低、检出偏差大的问题[14]。微波消解ICP-MS技术具有操作简便、快速、灵敏度高、准确性好和多种元素同时测定等优点[15]，因此本研究利用该技术对采自西藏6个地区22个冬虫夏草样品的12种微量元素进行了分析，其中包括铜、镉、铅等金属元素，为评价西藏不同产区冬虫夏草的品质提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料及试剂 冬虫夏草样品由西藏农牧科学院蔬菜研究所提供，具体样品信息见表1。实验用水均为超纯水；浓硝酸、过氧化氢均为优级纯；12种微量元素的标准溶液购自国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院。

1.2 仪器与设备 微波消解仪Mars 5，美国CEM公司；电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)Agilent 1260-7700e，美国安捷伦公司；电子天平FA2004N，上海精密科学仪器有限公司。

2 方法

2.1 标准溶液的配制 分别准确吸取钾、钠、钙、镁、铝、铁、铜、锌、锰、铬、镉、铅的标准储备液(1000mg/L)适量于50 ml容量瓶中，分别取6个适合的浓度，用2%硝酸定容至刻度，即得标准系列溶液。

表1 西藏不同产区冬虫夏草的来源信息

表2 微波消解程序

2.2 样品溶液的制备 准确称取试样约0.2g于微波消解罐中，按预实验中得到的消解剂浓硝酸和过氧化氢的最佳比例6∶2加入浓硝酸6ml，预消解15min后，再加入2ml过氧化氢，放入微波消解仪中，按表2的分析条件至消解完全冷却后转移至比色管中，用水洗涤消解罐3次，用水定容至刻度，即为样品待测液。同法制备试剂空白溶液。

2.3 样品的测定 按表3仪器工作参数，测定时依次将仪器的进样管插入各浓度的标准品溶液中进行测定，浓度依次递增，每个浓度取3次读数的平均值与对应的标准溶液的浓度作标准曲线。再将进样管插入样品待测液和试剂空白溶液中，分别取3次读数的平均值，将样品待测液的读数扣除试剂空白后代入标准曲线，计算得到相应的浓度，即为样品中各元素的含量。

表3 ICP-MS 仪器工作参数

表4 各元素的线性方程、相关系数及仪器检测限

3 结果与分析

3.1 线性回归方程和相关系数 12种微量元素的线性回归方程和相关系数见表4，由表中可以看出线性关系良好，相关系数都在0.9999～1.0000之间，而且各元素的仪器检测限很低，均在0.023～2.9 μg/L之间。

3.2 精密度与加标回收试验 按2.3的方法取1号样品，平行测定6次，计算各元素的含量及RSD值，各元素的RSD均小于10%；同时对样品进行了加标回收试验，各元素的回收率均在95.9%～106.3%之间，符合实验的要求，结果见表5。

3.3 样品测定结果 表6为22个冬虫夏草样品中12种微量元素的测定结果。从测定结果可以看出，来自不同地区样品的同一元素含量存在不同程度的差异，有的元素含量相差明显，高达5倍多，如郎县的16号样品和色季拉山的17号样品铁的含量分别为664.27 mg/kg和3408.86 mg/kg；总体上看，有益微量元素以钾元素含量最为丰富，其次是镁和钠，而有害微量元素中则以铅元素含量超标较为突出。

表5 1号样品各元素精密度及加标回收实验结果

表6 微量元素的测定结果(mg/kg)

4 讨论

采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定冬虫夏草中微量元素，其检出限低，准确度高，重复性好，是一个快速安全测定微量元素的方法。

本研究发现西藏冬虫夏草样品中对人体有益的钾、钠、钙、镁、铝、铁等元素含量均较为丰富，其中钾元素含量最为丰富。来自不同地区冬虫夏草样品的微量元素含量存在不同程度的差异，采自林芝地区的样品中所含的铝、铁、锌、锰元素的含量普遍高于那曲地区，昌都地区高于山南地区，日喀则地区高于当雄地区。铜、镉、铅是对人体有害的微量元素，药用植物及制剂进出口绿色行业标准中规定了重金属限量指标：铜≤20 mg/kg，镉≤0.3 mg/kg，铅≤5.0 mg/kg[16]。从测试结果发现有4个样品的铜元素有轻微超标，而镉元素均未发现超标，但是有9个样品的铅元素有不同程度的超标，其中林芝地区的19号样品超标较为严重，达11.96 mg/kg，推测与该采集地的土壤环境有关。此外，本研究中22个样品采自西藏不同海拔高度和不同的经纬度，其微量元素的含量从整体上看没有发现随海拔高度或经纬度的不同而呈现增加或降低的趋势。

我国是冬虫夏草的主产国，由于过度的采挖，冬虫夏草产量不断减少，而国内外对冬虫夏草的需求量却在不断增加，其价格逐年攀升，十分昂贵。因此，人们对冬虫夏草的品质及其安全性十分关注。为了合理利用和保护冬虫夏草资源，同时保护消费者的利益，制订出合理有效的冬虫夏草品质评价标准具有重要的现实意义。

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DeterminationofElementsinOphiocordycepssinensisfromTibetbyICP-MSwithMicrowaveDigestion

PAN Qing-ling1DAI An-guo2XIONG Wei-ping2LUO Sang2Baima Danzeng2XIE Rong2ZHANG Wei-min1*

1. State Key Laboratory of Applied Microbiology, South China (The Ministry—Province Joint Development ), Guangdong Provincial Key Laboratory of Microbial Culture Collection and Application, Guangdong Open Laboratory of Applied Microbiology,Guangdong Institute of Microbiology, Guangzhou 510070, China; 2. Institute of Vegetable Sciences,Tibet Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences, Lasa 850002, China

Objective: To analyze and compare the contents of trace elements in 22 Ophiocordyceps sinesis samples collected from different districts of Tibet. Method: Samples were digested with concentrated nitric acid and hydrogen peroxide, the contents of K, Na, Ca, Mg, Al, Fe, Cu, Zn, Mn, Cr, Cd and Pb in O. sinesis were determined by ICP-MS. Results: All samples are rich in the trace elements beneficial to human body such as K, Na, Ca, Mg, Al, Fe, among which K is the richest. And the contents of Pb in 9 samples were more or less higher than the limits of Chinese Pharmacopoeia and Green Trade Standard for Importing and Exporting Medicinal Plant and Preparation. Conclusion: The contents of trace elements vary in differrent degrees among differrent O. sinesis samples, which will provide a reference for quality evaluation and control of O. sinensis from different districts of Tibet.

Ophiocordyceps sinensis；Tibet；trace elements；microwave digestion；inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)

国家科技支撑计划项目(2007BAI32BO2)；国家自然科学基金项目(30870450)。

潘清灵(1981-)，女，助理工程师，主要从事食药用菌功能成分检测。E-mail: hutu70@163.com。

章卫民，E-mail: wmzhang58@qq.com。

R284.1

A

1007-8517(2014)08-0033-04

2014.03.16)