不同产地的怀地黄中有害金属元素铅、镉、砷、汞、铜的测定*

焦 强，吴云静，黄 姗 (河南省口岸食品检验检测所，河南 郑州 450003)

随着中药现代化步伐的加快，中药在世界范围内越来越受重视，与此同时，中药中有害重金属元素的残留问题也愈发突显，严重制约了中药行业的发展[1-2]。重金属对人体的新陈代谢及正常的生理功能具有明显的伤害作用，铅、镉、砷、汞、铜等重金属元素被人体吸收，累积至一定量时可引起免疫系统障碍，因此世界各国对重金属元素在药品中的含量制定了严格的限量标准[3-4]。目前，重金属元素含量测定的方法有原子吸收光谱法[5]、原子荧光法和电感耦合等离子体发射光谱法[6]等，但这些方法大多存在操作复杂、分析速度慢、基体干扰大等不足。电感耦合等离子体光谱分析技术具有可对含量差别较大的各组分进行同时测定，抗干扰能力强，具有极低的检出限，精密度高等特性，是近年来中药痕量元素分析中较为先进的方法[7-9]。地黄(RehmanniaglutinosaLibosch.)系玄参科地黄属植物，块根入药，具有清热凉血、养阴、生津的功效[10]，现人工种植的主产区为河南、河北、山东、山西等地，其中主产于河南焦作地区的道地药材被称为怀地黄，按照炮制方法的不同又有鲜地黄、生地黄和熟地黄之分[11]。本研究采用优化的微波消解-电感耦合等离子体质谱法对不同产地不同种类怀地黄中铅、镉、砷、汞、铜的含量进行同时测定，为研究中药的质量控制、GAP标准的实施，以及用药安全性提供理论依据。

1 药品、试剂与仪器

怀地黄为采集自河南省焦作市武陟县及温县的一级地黄药材[12]，性状经中国食品药品检定研究院中药室鉴定无误。样品按照炮制方法的不同分为生地黄和熟地黄，具体采样情况见表1。硝酸，优级纯，Fluka公司产品，批号BCBS2791V；过氧化氢，优级纯，Alfa Aesar公司产品，批号5001R18Q；铅、镉、砷、汞、铜标准溶液，规格1 000 μg/mL，国家有色金属及电子材料分析测试中心提供，批号分别为16C018-1、169026-1、17091963、168048-2、168041-2；铑内标元素标准溶液，规格1 000 μg/mL，国家有色金属及电子材料分析测试中心提供，批号16C021；三氯化金溶液，aladdin公司产品，批号K1502015。XSERIES 2电感耦合等离子体质谱仪，美国Thermo Fisher公司产品；PURELAB classic纯水机，英国ELGA公司产品；MARS Xpress微波消解仪，美国CEM公司产品；XP-205电子分析天平，梅特勒-托利多有限公司产品。烧杯、容量瓶等玻璃器皿均用体积分数为200 mL/L硝酸浸泡24 h以上，然后用超纯水反复冲洗，烘干备用。

表1 怀地黄药材采样情况

2 方法与结果

2.1 样品溶液的制备

精密称取粉碎后的怀地黄细粉0.5 g(精确至0.001 g)置于聚四氟乙烯消解罐内，加入7 mL硝酸和1 mL H2O2并加盖放置过夜。按照表2中程序进行消解，待消解结束后冷却至40 ℃ 以下，取出消解罐，缓慢打开罐盖排气，用少量水冲洗内盖，于130 ℃ 赶酸2 h后，用水定容至50 mL作为待测溶液，同时做空白试验。

表2 微波消解程序

2.2 内标溶液的制备

吸取铑标准溶液，用2%稀硝酸配制成约25 mg/L的内标溶液。

2.3 标准溶液的制备

分别精密吸取铅、砷、铜元素标准溶液0.25 mL，镉、汞元素标准溶液0.025 mL至50 mL容量瓶中，用2%硝酸溶液定容至刻度，摇匀，配制成铅、砷、铜元素(5 000 μg/L)，镉、汞元素(500 μg/L)的混合标准储备溶液。

准确量取不同体积的混合标准储备溶液于50 mL 容量瓶中，用2 %硝酸溶液定容至刻度，摇匀。配制成铅、砷、铜元素(质量分数分别为0，2.5，5，10，20，40 μg/L)，镉、汞元素(质量分数分别为0, 0.2, 0.5, 1, 2, 4 μg/L)的混合标准系列工作溶液。

2.4 质谱工作参数选择

电感耦合等离子体质谱仪主要工作参数见表3。

表3 电感耦合等离子体质谱主要工作参数

2.5 测定同位素的选择

在ICP-MS技术的实际应用中，同质异位素重叠、多原子离子、难熔氧化物、双电荷离子等是常见的干扰因素，影响到测试结果的准确性，其中以多原子离子的干扰最为严重。本试验测定铅、镉、砷、汞、铜5种重金属元素，其中砷、镉、铜采用碰撞/反应池技术(CCT)，消除多原子、离子及同量异位素对待测元素的潜在干扰。与此同时，在无干扰原则下，根据被测同位素丰度的高、低来进行选择，最终各元素的测定同位素分别为208Pb、75As、111Cd、202Hg、63Cu。

2.6 内标元素的选择

ICP-MS法在测定过程中通常存在非质谱干扰—基体效应和仪器信号的波动，一般可采用内标法来消除这些影响。本研究选择铑元素作为内标元素，按2.2项方法配制成内标溶液，在线加入，从而消除元素测定过程中基体效应和仪器信号波动造成的影响。铑内标元素回收率范围为95.0%～105.0%。

2.7 标准曲线和线性范围

在优化的试验条件下，将铅、砷、铜元素(质量分数分别为0，2.5，5，10，20，40 μg/L)，镉、汞元素(质量分数分别为0，0.2，0.5，1，2，4 μg/L)的混合标准系列工作溶液中各元素分别采用不同的模式同时进行测定，线性回归方程和相关系数见表4。

表4 线性关系

2.8 方法检出限测定

对样品空白溶液连续测定11次，统计标准偏差，以3倍标准偏差作为各元素检出限，以10倍标准偏差作为测定下限，得到各元素方法的检出限和测定下限，见表5。结果显示：铅、镉、砷、汞、铜元素的检出限范围为0.1～1.2 μg/L，测定下限范围为0.4～4.0 μg/L。

表5 方法检出限和测定下限

2.9 样品结果分析试验

对采集到的怀地黄药材中5个重金属元素进行测定，每个样品平行测定3次，统计平均值和标准偏差，同时进行加标回收试验，加标量根据各元素的实际含量采用单标溶液进行加标，统计各元素回收率。见表6。结果显示：铅、镉、砷、汞、铜元素的加标回收率分别为96.4%、98.2%、103.5%、106.4%和99.4%。

表6 怀地黄中5种重金属元素测定及加标回收率

3 讨 论

本研究对于采用的微波消解ICP-MS技术进行了优化：①在汞元素测定中，为避免低浓度汞在管路中的吸附，在预消解前加入500 ng金作为汞的解吸剂[13]，以防止汞的记忆效应；②ICP-MS同时测定多种金属元素时，选择碰撞模式(CCT)，消除测定过程中35Cl、23Na与40Ar结合对砷、铜测定的干扰[14]。

《中国药典》2015版收载甘草、金银花、黄芪等药材中重金属规定限量要求为：铅≤5 μg/g，砷≤2 μg/g，镉≤0.3 μg/g，汞≤0.2 μg/g，铜≤20 μg/g。本研究得到的结果与上述规定限量相比，除地黄样品1和2的汞含量略高于国家标准要求，其余样品中5种有害重金属元素含量均较低，皆符合国家标准。

综上所述，本研究采用优化的微波消解-电感耦合等离子体质谱法对不同产地不同种类怀地黄中铅、镉、砷、汞、铜元素的含量进行同时测定，试验样本种类和数量丰富，简便快捷，准确度和灵敏度高，应用范围广,可满足不同产地不同种类中药材中重金属含量的测定要求，可为中药及其制剂重金属限量控制、元素分析及质量标准的制定提供科学依据。

4 参考文献

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通信作者：黄珊，主管药师，河南省口岸食品检验检测所，河南省郑州市金水区经二路8号，450003，hs13695541@163.com

*基金项目：河南省重点科技攻关计划项目(144200510028)