ICP-MS法检测贵州10种地道药材中重金属元素含量*

迟明艳, 李光芳, 周　雯**

(贵州医科大学 药学院， 贵州 贵阳　550025)



ICP-MS法检测贵州10种地道药材中重金属元素含量*

迟明艳, 李光芳, 周雯**

(贵州医科大学 药学院， 贵州 贵阳550025)

[摘要]目的： 检测10种贵州本地药材重金属的含量。方法： 微波消解法处理10种药材样品，硝酸和过氧化氢作为消解体系，以锗(Ge)、铟(In)、铋(Bi)作为内标元素，通过ICP-MS仪同时定量10种药材中的铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、铜(Cu)的含量。结果： 各元素线性关系均良好(r>0.998)，方法检出限为0.009～0.082 μg/L，平均回收率为90.09%～99.16%，精密度和重复性的RSD值均小于5.0%；Cu含量为1.502～6.803 mg /kg，As为0.172～1.816 mg/kg， Cd为0.000～0.230 mg/kg，Pb为0.163～3.909 mg/kg，Hg为0.000～0.087 mg/kg，5种中药材明确需要控制的有害重金属元素的残留量符合现行《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》、《中国药典》(2015版)、GB-14882-94《 食品中放射性物质限制浓度标准》 限量指标。结论： ICP-MS具有简便、快速、准确、灵敏度高的优点，可用于中药材中重金属的定量测定。

[关键词]贵州； 中药材； 重金属； 残留量

中药材由于生长环境的污染和自身对重金属的富集特性，药材品质不可避免的会受环境影响[1]，这也成为制约中药材走向国际市场的首要问题[2]。因此，世界各国均对重金属限量标准做出了严格的规定，严格控制药材中重金属及有害元素的含量[3-4]。贵州省中药资源丰富，本研究筛选了贵州地道药材厚朴、杜仲、石斛、天麻、丹参、吴茱萸、桔梗、金银花、灵芝、淫羊藿共10种药材，采用微波消解法前处理样品，采用多元素同时测定的无机痕量分析技术(ICP-MS)测定了药材中铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、铜(Cu)的含量，以期为贵州省中药材的规范化种植和质量管理提供科学依据。

1材料与方法

1.1主要设备与试剂

Xseries 2 型电感耦合等离子体质谱仪(美国热电公司)， Cthosa Ethos A微波消解仪(意大利Milestone公司)，去离子水，多元素混合标准储备液(加拿大摁耐睿公司，10 mg/L，S130615011，含有Pb、Cd、As、Hg、Cu 5种元素)，锗(Ge)、铟(In)和铋(Bi)内标标准储备溶液(国家标准物质研究中心，100 mg/L)，茶树叶标准物质(GBW-10016，国家标准物质研究中心)，金(Au)标准储备液(100 mg/L，美国Agilent公司)。厚朴、杜仲、石斛、天麻、丹参、吴茱萸、桔梗、金银花、灵芝、淫羊藿均购于贵州省贵阳市药材市场，共10种40批。由贵州医科大学药学院龙庆德副教授鉴定，均符合2015年版《中国药典》相关项下要求。

1.2方法

1.2.1仪器工作参数ICP-MS仪工作参： 等离子体功率0.9 kW，雾化室流量0.99 L/min，辅助气体流量0.85 L/min，采样深度6.5 mm，每点滞留时间22 ms，冷却气体流量1.3 L/min，矩管水平位置0.5 mm，雾化室压力2.75×105Pa。微波消解仪工作参数：步骤一，3 min内升温至100 ℃，在功率为500 W的条件下保持5 min；步骤二，5 min内升温至120 ℃，在功率为800 W的条件下保持10 min；步骤三，5 min内升温至150 ℃，在功率为1 000 W的条件下保持5 min，10 min升温至30 ℃[5]。

1.2.2Au标准使用液的制备精密量取金标准储备液1 000 mg/L，用5% HNO3梯度稀释成质量浓度为10 mg/L，即得，置于冰箱冷藏保存。

1.2.3多元素混合标准溶液的制备精密量取含Pb、Cd、Hg、As、Cu的待测金属标准储备液10 mg/L适量，用5% HNO3稀释配置成质量浓度为1.0 mg/L的标准使用液，临用时用5%硝酸梯度稀释成系列质量浓度的各元素混合标准溶液， Cu、Pb、As(1、5、10、20、50、100 μg/L)Cd、Hg(0.1、0.5、1、2、5、10 μg/L)，加入 “1.2.2”项下的Au标准使用液适量，使其各梯度浓度的多元素混合标准溶液中含Au浓度为1.0 mg/L。

1.2.4含Au内标溶液的制备精密量取含 Ge、In和Bi的标准储备液和“1.2.2”项下的Au标准使用液适量，用5% HNO3稀释制备成质量浓度为10 μg/L的混合内标溶液，含Au质量浓度为1.0 mg/L。

1.2.5供试品溶液的制备将药材于60 ℃干燥2 h，粉碎成粗粉，取约0.3 g置于配套的微波消解罐中，加入2 mL H2O2，6 mL HNO3，通风厨中预消化5 h后，置微波消解仪中参照“1.2.1”项下的微波消解工作参数消解至完全，冷却，取出，精密加入“1.2.2”项下的Au标准使用液2.5 mL，用水稀释至25 mL，摇匀，制备成含Au 1.0 mg/L的样品溶液，平行做双样，同时同法做样品空白。

1.2.6重金属含量测定参照1.2.5项下供试品溶液的制备方法，1.2.1项下的ICP-MS仪工作参数和微波消解仪工作参数与1.2.4项下的含Au内标溶液同时配伍注入仪器，采用ICP-MS在线内标加入法对天麻、杜仲等10种常用中药材中5种重金属(Pb、Cd、Hg、As和Cu)进行定量分析。

1.3方法学验证

1.3.1检出限除不加样品外，其它操作同“1.2.5”项下供试品溶液的制备法，制备空白溶液，连续测定11次，以其响应值3倍的标准偏差除以相应元素标准曲线的斜率作为不同元素的检出限[6]。

1.3.2标准曲线的制备将“1.2.3”项下的多元素混合标准系列与“1.2.4”项下的含Au内标溶液同时配伍注入仪器，依次测定，以测得每一质量浓度的3次读数平均值为纵坐标，相应元素标准溶液对应的质量浓度为横坐标，绘制标准曲线，得5种重金属元素的回归方程。

1.3.3精密度试验选取天麻样品，参照“1.2.5”项下供试品溶液的制备方法，在选定测试条件下平行测定6次，分别计算各元素响应值的RSD值。

1.3.4重复性试验选取天麻样品，参照“1.2.5”项下供试品溶液的制备方法，平行制备6份天麻样品，测定，分别计算各元素响应值的RSD值。

1.3.5加标回收率试验选取天麻样品进行回收率试验，根据上述样品测得的各重金属元素的含量，用这些各元素本底值的100%作为加标量，精密加入各元素相应的标准溶液，参照“1.2.5”项下供试品溶液的制备方法，依据测定值与加入对照品溶液的值计算平均回收率及RSD值。

1.3.6标准物质验证试验为考察仪器在测定条件下的可靠性，本研究在选定的实验条件下，参照1.2.5项下供试品溶液的制备方法，以茶树叶标准物质(国家标准物质研究，GBW-1006)进行定量分析。

2 结果

2.1重金属

10种常见中药材中5种明确需要控制的有害重金属元素(Pb、Cd、Hg、As、Cu)的残留量在《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》、《中国药典》(2015版)、GB-14882-94《 食品中放射性物质限制浓度标准》规定的限制浓度范围内，但有2种药材的As含量已接近限量标准，丹参中的As达1.776 mg/kg，石斛中As达1.816 mg/kg。见表1。

表1　贵州省10种常见中药材中5种重金属含量测定结果(n=4)

注：“—”代表低于检出限

2.2线性回归方程、线性范围、检出限、精密度、重复性及回收率

5种重金属元素的回归方程显示Cu、Pb、As在质量浓度为1～100 μg/L，Cd、Hg质量浓度为0.1～10 μg/L，在相应的质量范围内线性关系良好；精密度试验、重复性试验及回收率检测中各元素的RSD值均≤5%，说明精密度及重复性良好，回收率高，可以满足分析要求。见表2。以茶树叶标准物质进行定量分析，金属测定值与标示值吻合，误差小于5.0%，说明该方法准确可靠，见表3。

表2　贵州省10中中药材5种重金属元素线性回归方程、线性范围、检出限、精密度、重复性及回收率

表3　标准物质中各元素定量测定结果(n=3)

注：Y为金属测定值与标示值吻合，误差小于5.0%，说明该方法准确可靠

3讨论

本研究采用国内外公认的微波消解前处理方法和最先进的ICP-MS仪对10种贵州地道药材中5种重金属元素同时进行定量分析，同时跟踪了质控样品标准茶树叶(测定值与标示值基本吻合)，结果表明该方法操作简便、快速、精密度高、准确度好，可被推荐用于中药材中重金属元素的定量分析。

参照现行《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》、《中国药典》(2015版)、GB-14882-94《食品中放射性物质限制浓度标准》 限量指标[7]：Pb≤5.0 mg/kg，Cd≤0.3 mg/kg，Hg≤0.2 mg/kg，As≤2.0 mg/kg，Cu≤20. 0 mg/kg， 10种常见中药材中5种明确需要控制的有害重金属元素(Pb、Cd、Hg、As、Cu)的残留量在标准限制浓度范围内；但是存在As接近限量标准现象，提示贵州药材应重视As污染。造成砷含量高的主要原因可能是当地砷矿场资源丰富，砷对土壤的污染较为严重。肖细元等[8]对中国含砷矿产资源的区域分布与砷污染问题进行考察，发现贵州、云南等西南地区砷矿资源丰富，并且含砷矿场资源采、选、冶炼活动比较密集，砷对土壤的污染较为严重。由于中药用药期一般较长，而且Pb、Cd等金属元素可在生物体内蓄积，其半衰期长，不易分解，达到一定数量，即可呈现毒性作用。这将对人体的用药安全性存在潜在的危害性，故必须重视中药用药可能造成的慢性中毒。

不同药用部位吸收重金属的特点各异，不同生长环境如土壤、水分等含有的重金属含量亦有不同，因此重金属在不同部位的含量具有不同的特点[9]。5种重金属(Pb、Cd、Hg、As和Cu)的平均含量在 10中药材中表现为根皮类>花叶类 >茎藤类>种子类>菌类。不同类型药用部位重金属含量差异较大，镉、汞、铅重金属污染主要集中在花叶类，而根皮类药材相对较少。花叶类药材重金属含量较高，这可能是与重金属元素如铅、 汞等可通过空气被叶片吸收有关[10-11]。说明不同物种对重金属元素的吸收、富集能力不同，且不同组织中重金属含量分布也存在特异性， 故需针对药材的入药部位分别进行重金属含量分析。

4参考文献

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[8] 肖细元， 陈同斌， 廖晓勇， 等.中国主要含砷矿产资源的区域分布与砷污染问题[J].地理研究， 2008(1):201.

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(2016-03-19收稿，2016-05-22修回)

中文编辑： 周凌； 英文编辑： 刘华

*[基金项目]贵州省科技计划项目[黔科合SY(2015)3035]

[中图分类号]R282.5

[文献标识码]A

[文章编号]1000-2707(2016)07-0783-04

DOI:10.19367/j.cnki.1000-2707.2016.07.009

Determination of Heavy Metals in 10 Kinds of Traditional Chinese Medicine from Guizhou Province by ICP-MS

CHI Mingyan, LI Guangfang, ZHOU Wen

(SchoolofPharmacy,GuizhouMedcialUniversity,Guiyang550025,Guizhou,China)

[Abstract]Objective: To detect the contents of heavy metals in ten kinds of traditional Chinese medicines from Guizhou Province.Methods: Samples were conducted by microwave digestion instrument, with HNO3 and H2O2 being the digestion acid system. Ge, In and Bi were used as internal standard elements, 5 kinds of heavy metals (Pb, Cd, Hg, As, Cu) were determined by ICP-MS in ten kinds of traditional Chinese medicines. Results: The linear relation of each element was good (r>0.998). The detection limit was 0.009～0.082 μg/L, the average recovery was 90.09%～99.16%, and the precision and repeatability of RSD values were less than 5%. Content of Cu was in the range of 1.502 to 6.803 mg/kg, content of As was in the range of 0.172 to 1.816 mg/kg, content of Cd was in the range of 0.000 to 0.230 mg/kg, content of Pb was in the range of 0.163 to 3.909 mg/kg and content of Hg was in the range of 0.000 to 0.087 mg/kg. Residual quantity of five kinds of harmful heavy metals (Pb, Cd, Hg, As and Cu) needed to control met the limit standards of the《Current green trade standards of importing medicinal plants》，《Chinese pharmacopoeia》(2015) and GB-14882-94 of the《Concentration of radioactive material limit standard in food》. Conclusion: This method was simple, rapid, accurate, sensitive , and suitable for the determination of heavy metals in traditional Chinese medicines and providedbasis for its quality control.

[Key words]Guizhou; traditional Chinese medicine; heavy metals; residues

**通信作者 E-mail:jack_568@163.com

网络出版时间：2016-07-17网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.5012.R.20160717.1318.022.html