ICP-MS法同时测定人工蛹虫草中4种重金属元素的含量Δ

张 勇，卓宝松，刘宝岩，康文艺（1.黄河科技学院纳米研究所，郑州 450063；.濮阳市天元虫草研究有限公司，河南濮阳 457000）

ICP-MS法同时测定人工蛹虫草中4种重金属元素的含量Δ

张 勇1＊，卓宝松2，刘宝岩2，康文艺1#（1.黄河科技学院纳米研究所，郑州 450063；2.濮阳市天元虫草研究有限公司，河南濮阳 457000）

目的：建立同时测定人工蛹虫草中4种重金属元素含量的方法。方法：采用硝酸加热法消解样品，采用电感耦合等离子体质谱法进行测定：射频功率为1.15 kW，采样深度为65 mm，辅助气流速为1.0 L/min，冷却气体流量为13.0 L/min，环境温度为25 ，自动等离子体观测。结果：砷、镉、汞、铅检测质量浓度线性范围分别为0～20 μg/mL（r＝0.997 0）、0～10 μg/mL（r＝0.999 5）、0～5 μg/mL（r＝0.995 5）、0～20 μg/mL（r＝0.996 0）；检测限分别为0.128、0.003、0.002、0.004 mg；精密度、稳定性、重复性试验的RSD＜6.5%；加样回收率分别为90.4%～100.6%（RSD＝3.45%，n＝9）、94.3%～101.3%（RSD＝2.93%，n＝9）、90.0%～102.3%（RSD＝4.03%，n＝9）、92.3%～103.0%（RSD＝3.53%，n＝9）。结论：该方法操作简便，精密度、稳定性、重复性好，可用于人工蛹虫草中4种重金属元素含量的同时测定；所测10批人工蛹虫草中As、Cd、Hg、Pb 4种重金属元素含量均符合国家相关标准。

人工蛹虫草；重金属；电感耦合等离子体质谱

蛹虫草Cordyceps militaris又名北冬虫夏草、北虫草等，是虫草菌寄生在鳞翅目、鞘翅目、双翅目等昆虫蛹体及幼虫形成的虫菌复合体[1]，为我国传统名贵药食同源中药材之一[2]。蛹虫草与冬虫夏草的活性成分接近、且人工栽培技术成熟，因此其已成为野生冬虫夏草的理想替代品[3]。蛹虫草被批准为新资源食品[4]，可用于保健功能食品的研究、生产和加工。重金属不同于有机化合物，可以通过自然界本身物理、化学或生物改变进行分解，其具有富集性，且不易降解，可富集在食物链中，对人体有着很大的潜在危害[5-6]。有研究发现，蛹虫草具有较强的环境重金属富集能力，可影响其药用活性成分的含量[7-8]。因此，建立蛹虫草有害成分质量分析方法意义重大。

本研究采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）同时测定了不同批次人工蛹中铅（Pb）、镉（Cd）、汞（Hg）、砷（As）4种重金属含量，旨在为深入了解重金属元素在人工蛹虫草中的分布提供参考，也为其综合利用提供依据。

1 材料

1.1 仪器

DHG-9203A型电热鼓风干燥箱（上海一恒科学仪器有限公司）；600Y型多功能粉碎机（永康市铂欧五金制品有限公司）；AL104型电子分析天平[梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司]；C-MAG HP 7型电热板（德国IKA公司）；ICP-MS仪（美国Thermo Scientific公司）。

1.2 试剂

Pb标准品溶液（批号：GSB 04-1742-2004）、Cd标准品溶液（批号：GSB 04-1721-2004）、Hg标准品溶液（批号：GSB 04-1729-2004）、As标准品溶液（批号：GSB 04-1714-2004）均购自国家标准物质研究中心，质量浓度均为1 000 μg/mL，硝酸为优级纯，水为纯化水。

1.3 药材

蛹虫草药材（由河南省濮阳天元虫草研究有限公司提供，批号：s1～s10）由河南大学药学院中药研究所李昌勤教授鉴定为真品。标本存放于河南大学中药研究所。

2 方法与结果

2.1 ICP-MS条件

射频功率：1.15 kW；采样深度：65 mm；辅助气流速：1.0 L/min；冷却气体流量：13.0 L/min；环境温度：25 ；自动等离子体观测。

2.2 溶液的制备

2.2.1 标准品溶液 精密吸取“1.2”项下各待测元素标准品溶液适量，加2%硝酸制成Cd（0、0.5、2.5、5、10 μg/mL）、Hg （0、0.2、0.5、1、2、5 μg/mL）、Pb（0、1、5、10、20 μg/mL）、As（0、1、5、10、20 μg/mL）系列单一标准品溶液[9]。

2.2.2 供试品溶液 取50 下干燥3 h的药材样品粗粉约0.2 g，精密称定，置于耐高温坩埚中，加2%硝酸5 mL，密闭浸泡过夜，置电热板上加热消解，保持微沸，若变黑色，再加2%硝酸适量，持续加热至溶液澄清后升高温度，继续加热至冒浓烟，至白烟散尽，消解液略带黄色，放冷，转入50 mL量瓶中，用少量2%硝酸洗涤坩埚3次，合并洗涤液至量瓶中，加2%硝酸定容，混匀，即得[10]。

2.2.3 空白对照溶液 按“2.2.2”项下“加2%硝酸5

mL”之后方法操作，即得。

2.3 线性关系考察

精密量取“2.2.1”项下系列单一标准品溶液各10 μL，按“2.1”项下ICP-MS条件进样测定，记录仪器响应值。以待测元素质量浓度（x，μg/mL）为横坐标、仪器响应值（y）为纵坐标进行线性回归，得As、Cd、Hg、Pb回归方程分别为y＝0.906x+3.657（r＝0.997 0）、y＝31.43x+ 3.098（r＝0.999 5）、y＝1.673x+3.146（r＝0.995 5）、y＝0.402x+0.162（r＝0.996 0）。结果表明，As、Cd、Hg、Pb检测质量浓度线性范围分别为0～20、0～10、0～5、0～20 μg/mL。

2.4 检测限考察

精密量取“2.2.3”项下空白对照溶液适量，按“2.1”项下ICP-MS条件连续进样测定11次，以空白对照溶液测

2.5 精密度试验

取“2.2.1”项下标准品溶液（Cd、Hg、Pb、As标准品溶液质量浓度分别为2.5、0.5、5、5 μg/mL）适量，按“2.1”项下ICP-MS条件连续进样测定6次，记录仪器响应值。结果，As、Cd、Hg、Pb仪器响应值的RSD分别为4.27%、5.56%、3.14%、1.13%（n＝6），表明仪器精密度良好。

2.6 稳定性试验

取“2.2.2”项下供试品溶液（批号：s1）适量，分别于室温下放置8 h、16 h、24 h、31 d、38 d、45 d时按“2.1”项下ICP-MS条件进样测定，记录仪器响应值。结果，As、Cd、Hg、Pb仪器响应值的RSD分别为3.85%、6.48%、5.40%、1.42%（n＝6），表明供试品溶液在室温放置45 d内基本稳定。

2.7 重复性试验

精密称取同一批样品（批号：s1）适量，按“2.2.2”项下方法制备供试品溶液，共6份，再按“2.1”项下ICP-MS条件进样测定，记录仪器响应值。结果，As、Cd、Hg、Pb仪器响应值的RSD分别为3.71%、4.17%、2.57%、1.32%（n＝6），表明本方法重复性良好。

2.8 加样回收率试验

取已知含量样品（批号：s1）适量，每份0.2 g，共9份，分别加入高、中、低质量的待测元素标准品溶液，按“2.2.2”项下方法制备供试品溶液，再按“2.1”项下ICPMS条件进样测定，记录仪器响应值并计算加样回收率[11-12]，结果见表1。

2.9 样品中重金属元素含量测定

取10批样品各适量，分别按“2.2.2”项下方法制备供试品溶液，再按“2.1”项下ICP-MS条件进样测定，记录仪器响应值并计算样品含量，结果见表2。

3 讨论

本课题组采用ICP-MS对人工蛹虫草中4种重金属元素同时进行分析测定，参照现行《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》、2015年版《中国药典》（一部）、《食品中放射性物质限制浓度标准》限量指标规定[13]：重金属总量≤20.0 mg/kg，As≤2.0 mg/kg，Cd≤0.3 mg/kg，Hg≤0.2 mg/kg，Pb≤5.0 mg/kg。有研究表明，人工蛹虫草中As、Cd、Hg、Pb 4种重金属元素残留量在标准限制范围内，不同批次药材中重金属As、Pb含量差异较大，可能与人工培育环境相关。

中药使用周期较长，且Pb、Cd等重金属元素可在生物体内蓄积，其半衰期长，不易分解，达到一定数量后，可呈现毒性作用[14]，对人体的用药安全性存在潜在危害，所以必须重视重金属元素含量超标导致的慢性中毒。不同药用部位吸收重金属能力存在差异，不同生长环境如土壤、水分等含有的重金属含量亦有不同，因此重金属元素在不同部位的含量不同[15]。不同批次蛹虫草对重金属元素的吸收、富集能力不同，且文献[3]报道植物不同部位中重金属元素含量分布也存在特异性，故今后需针对人工蛹虫草的不同部位分别进行重金属元素含量分析。

表1 加样回收率试验结果（n＝9）Tab 1 Results of recovery tests（n＝9）

表2 样品中重金属元素含量测定结果（n＝3，mg/kg）Tab 2 Results of contents determination of heavy metals in samples（n＝3，mg/kg）

[1] 李军，陈广生，方清茂，等.人工培养蛹虫草与冬虫夏草的比较研究[J].成都中医药大学学报，2010，33（3）：82-83.

[2] 张国财，赵博，刘春延，等.响应面法优化超声波-微波协同提取富硒蛹虫草硒多糖工艺[J].食品科学，2016，37 （12）：33-39.

[3] 樊慧婷，林洪生.蛹虫草化学成分及药理作用研究进展[J].中国中药杂志，2013，38（15）：95-97.

[4] 叶洲.卫生部批准蛹虫草为新资源食品[J].中国保健食品，2009（5）：14.

[5] 朱萌，李维焕，程显好，等.真菌对重金属生物吸附机制的研究进展[J].工业用水与废水，2012，43（6）：7-10.

[6] 安鑫龙，周启星.大型真菌对重金属的生物富集作用及生态修复[J].应用生态学报，2007，18（8）：1897-1902.

[7] 左言美，程显好，朱萌，等.锌富集对蛹虫草菌丝体内虫草素、腺苷含量的影响[J].菌物研究，2013，11（2）：124-128.

[8] 左言美，程显好，朱萌，等.锰离子胁迫对蛹虫草菌丝体内虫草素、腺苷含量的影响[J].中国药学杂志，2013，48 （16）：1363-1368.

[9] 国家药典委员会.中华人民共和国药典：四部[S].2015年版.北京：中国医药科技出版社，2015：205-206.

[10] 张剑，王祯旭，李秀梅.微波消解-电感耦合等离子质谱法测定蜂胶制品中5种重金属元素的含量[J].中国药业，2016，25（5）：52-54.

[11] 胡军高，梁旭霞，梁晓艳，等.ICP-MS检测十一味参芪胶囊中常见金属元素[J].中药新药与临床药理，2012，23 （3）：342-346.

[12] 郭福团，庄波阳，郭仙忠，等.9个企业复方地巴唑氢氯噻嗪胶囊壳中8种金属元素的含量分析[J].中国药房，2015，26（1）：121-123.

[13] 赵连华，杨银慧，胡一晨，等.中国中药材中重金属污染现状分析及对策研究[J].中草药，2014，45（9）：1199-1206.

[14] 黄永东，黄永川，于官平，等.蔬菜对重金属元素的吸收和积累研究进展[J].长江蔬菜，2011（10）：1-6.

[15] 王晶，黄伟雄，梁晓艳，等.ICP-MS法测定蛹虫草菌丝体干粉中12种金属元素[J].中成药，2016，38（5）：1083-1087.

Simultaneous Determination of Contents of 4 Heavy Metal Elements in Cultured Cordyceps militaris by ICP-MS

ZHANG Yong1，ZHUO Baosong2，LIU Baoyan2，KANG Wenyi1（1.Institute for Nano Research，Huanghe Science and Technology College，Zhengzhou 450063，China；2.Puyang Tianyuan Cordyceps Research Co.，Ltd.，Henan Puyang 457000，China）

OBJECTIVE：To establish the method for the simultaneous determination of contents of 4 heavy metal elements in cultured Cordyceps militaris.METHODS：The samples were digested by nitric acid heating method and then determined by ICPMS including radio-frequency power of 1.15 kW，sampling depth of 65 nm，auxiliary gas flow rate of 1.0 L/min，cooling gas flow of 13.0 L/min，temperature of 25 ，automatic plasma.RESULTS：The linear ranges of arsenic（As），cadmium（Cd），mercury （Hg）and lead（Pb）were 0-20 μg/mL（r＝0.997 0），0-10 μg/mL（r＝0.999 5），0-5 μg/mL（r＝0.995 5），0-20 μg/mL（r＝0.996 0），respectively.Detectio limit were 0.128，0.003，0.002，0.004 mg.RSDs of precision，stability and reproducibility tests were all lower than 6.5%.Recoveries of them were 90.4%-100.6%（RSD＝3.45%，n＝9），94.3%-101.3%（RSD＝2.93%，n＝9），90.0%-102.3%（RSD＝4.03%，n＝9），92.3%-103.0%（RSD＝3.53%，n＝9），respectively.CONCLUSIONS：The method is simple，precise，stable，reproducible，and can be used for simultaneous determination of contents of 4 heavy metal elements in cultured C.militaris.The contents of As，Cd，Hg and Pb in 10 batches of sample are all in line with related national standards.

Cultured Cordyceps militaris；Heavy metals；ICP-MS

R927.2

A

1001-0408（2017）12-1684-03

2016-10-20

2016-12-15）

（编辑：张 静）

河南省产学研项目（No.162107000038）；河南省高等学校重点科研项目（No.17B360005）

＊助教，硕士。研究方向：天然药物活性成分。E-mail：zy890113@126.com

#通信作者：教授。研究方向：天然产物化学。电话：0371-87540853。E-mail：kangweny@hotmail.com

DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2017.12.28