ICP-MS法测定不同产地天麻中的重金属及有害元素含量

张玉莲 宋 嬿 郑希望

（上海上药华宇药业有限公司，上海200001）

0 引言

天麻（Gastrodiaerhizome）来源于兰科植物天麻GastrodiaelataBl.的干燥块茎，具有息风止痉、平抑肝阳、祛风通络的功效[1]，为常用名贵中药材。市场上的天麻多为人工种植，土壤、水、农药及肥料的使用等因素可能造成药材中的重金属及有害元素含量超标。本研究采用电感耦合等离子体质谱法（以下简称为ICP-MS法），测定天麻中铜（Cu）、镉（Cd）、汞（Hg）、铅（Pb）4种重金属及有害元素砷（As）含量，并对6个不同产地天麻中的重金属及有害元素含量进行测定，为不同产地天麻药材的质量评价提供参考。

1 材料与仪器

1.1 材料

1.1.1 天麻药材

天麻药材均从各产地直接购买，并经上海市中药行业专家张增良老师鉴定为天麻。

1.1.2 主要试剂

HNO3，中国医药集团上海化学试剂公司；As、Cu、Cd、Pb、Hg混合标准品储备液（10 μg/mL）、内标混合溶液（10μg/mL）、汞标准溶液（10μg/mL）、调谐液（10μg/L）、金标准溶液（100μg/mL），均购自安捷伦公司。

1.2 仪器

1.2.1 主要仪器

Agilent7500aICP-MSSeries电感耦合等离子质谱仪，安捷伦公司；MARS240/50微波消解仪，美国GEM公司；METTLERTOLEDOXS205DU分析天平，梅特勒-托利多；TDL-5000B离心机，上海安亭科学仪器厂；Milli-QReference纯水机，密理博公司。1.2.2 质谱仪主要参数

载气：氩气；氩气压力：700kPa±3.5%；循环水温度：15～20 ℃；循环水压力：230～400kPa；排风量：7～8m3/min；吸收速度：0.3r/s；吸收时间：30s；平衡时间：45s。

2 方法

2.1 供试品溶液的制备

精密称取供试品粉末0.5g，置微波消解罐中，加65%的HNO37mL进行消解。在消解完全的试液中加入金标准溶液（100μg/mL）200μL，加水定容至50mL。

除不加金标准溶液的供试品溶液以外，其余同法制备试剂空白溶液。

2.2 标准溶液的制备

2.2.1 标准曲线溶液的制备

将混合标准品储备液用10%的HNO3溶液稀释制成4组每1mL分别含Pb0ng、1ng、5ng、10ng、20ng，含As0ng、1ng、5ng、10ng、20ng，含Cd0ng、0.5ng、2.5ng、5ng、10ng，含Cu0ng、50ng、100ng、200ng、500ng的系列浓度混合溶液。

另外，将Hg标准品储备液用10%的HNO3溶液稀释制成每1mL分别含Hg0ng、0.2ng、0.5ng、1ng、2ng、5ng的溶液（临用配制）。

2.2.2 内标溶液的制备

精密量取含Ge（锗）、In（铟）、Bi（铋）单元素的混合内标溶液适量，用水稀释制成每1mL各含Ge（锗）、In（铟）、Bi（铋）1μg的混合溶液。

2.2.3 加标用混合标准品溶液的制备

将标准品储备液用10%的HNO3溶液稀释制成每1mL分别含Pb、As、Cd、Cu1 μg、1 μg、0.5 μg、30μg的混合标准品溶液。

Hg单独按照上法稀释成每1mL含0.2μg的标准品溶液（临用新配）。

2.2.4 加标回收率考察溶液的制备

精密称取供试品粉末0.5g，置微波消解罐中，分别精密加入Pb、As、Cd、Cu混合对照品溶液和Hg标准品溶液，低浓度添加125μL，中浓度添加250μL，高浓度添加500μL，照2.1项下的方法，同法制备。

2.3 测定方法

测定时，选取的同位素为63Cu、75As、114Cd、202Hg和208Pb。其中，63Cu、75As以72Ge作为内标，114Cd以115In作为内标，202Hg、208Pb以209Bi作为内标。根据仪器要求，选用适宜的校正方法对测定的元素进行校正。

2.4 方法学考察

2.4.1 线性关系考察

依照2.3测定方法，对不同浓度的混合标准品溶液进行测定和线性回归，计算线性回归方程。重金属及有害元素的相关系数及回归方程如表1所示。

2.4.2 加标回收率考察

将供试品溶液按2.2.4方法制备9份，以3个浓度梯度进行加标试验，每个浓度平行制备3份。重金属及有害元素的加标回收率如表2所示。

2.4.3 精密度考察

对中浓度（250μL）供试品溶液进行精密度试验，供试品溶液按2.1项方法平行制备6份，同法进样测定。重金属及有害元素的精密度试验结果如表3所示。

2.4.4 检测限和定量限

制备空白溶液，连续测定空白样品溶液10次，以响应值的3倍标准偏差（3SD）所对应的待测元素浓度作为检测限；以响应值的10倍标准偏差（10SD）所对应的待测元素浓度作为定量限。重金属及有害元素的检测限和定量限试验结果如表4所示。

表1 重金属及有害元素的相关系数及回归方程

表2 重金属及有害元素的加标回收率

表3 重金属及有害元素的精密度试验结果

3 结果与分析

3.1 重金属及有害元素的线性回归方程及相关系数

由表1可知：Pb、Cd、Cu、Hg4种重金属及有害元素As在各自浓度范围内有良好的线性关系，相关系数r均大于0.9990。

3.2 加标回收率试验结果

由表2可知：重金属及有害元素的回收率在73%～119%，该考察方法准确可靠，可用于天麻重金属及有害元素的含量测定。

3.3 精密度试验结果

由表3可知：试验所得重金属及有害元素的精密度试验RSD分别为Pb1.97%、Cd1.51%、As 1.2%、Hg2.88%、Cu1.2%，表明精密度良好。

3.4 检测限和定量限试验结果

由表4可知：检测限和定量限试验结果符合规定，表明该方法可用于天麻中重金属和有害元素的含量测试。

4 不同产地天麻中重金属及有害元素含量测定结果

现行《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》规定[2]：重金属总量应≤20.0mg/kg，Cu≤20.0mg/kg，Pb≤5.0mg/kg，Cd≤0.3mg/kg，Hg≤0.2mg/kg，As≤2.0mg/kg。

不同产地天麻中重金属及有害元素含量测定结果如表5所示。从表5可以看出：14批天麻药材质量均符合规定，云南产天麻的各重金属及有害元素含量较其他产地略高。

表4 重金属及有害元素的检测限和定量限试验结果

表5 不同产地天麻中重金属及有害元素含量测定

5 结语

铅、汞、铜、镉、砷等重金属元素及有害元素对人体有严重的毒害作用[3]。因此，对中药材和中药饮片重金属及有害元素的控制显得尤为重要。本研究建立了采用硝酸微波消解，ICP-MS法测定天麻中重金属及有害元素含量的方法，具有操作简单、快速、数据可靠的特点。由于Hg元素测定时易波动，因此加入少量金属元素单标以提升检测的稳定性与准确性。

采用ICP-MS法对不同产区天麻药材中的重金属及有害元素含量进行检测发现，不同产地之间各元素的含量存在一定差异，而同一产区不同批次之间的差异相对较小。其中，云南产天麻的镉、铅、砷含量普遍高于其他产地，说明产地因素对天麻重金属含量的影响较大。这可能与中药产地生长的环境条件有关，如土壤、空气、水和农药化肥的使用等均会对中药的重金属含量产生影响[4]。有研究表明[5]，中国的西南部地区的各种土壤重金属含量普遍较高，云南产天麻的重金属含量高于其他产地，可能与其土壤中的重金属富集有关。

［参考文献］

[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典[M].北京：中国医药科技出版社，2015.

[2]中华人民共和国对外贸易经济合作部.药用植物及制剂进出口绿色行业标准[S].北京：中国标准出版社，2001.

[3]王磊，张丙春，王玉涛，等.中药重金属铅含量的测定及对人体健康的影响[J].山东农业科学，2008（5）：98-99.

[4]洪薇，赵静，李绍平.中药重金属限量控制现状与对策[J].药物分析杂志，2007，27（11）：1849-1853.

[5]张小敏，张秀英，钟太洋，等.中国农田土壤重金属富集状况及其空间分布研究[J].环境科学，2014，35（2）：692-703.