ICP—MS法同时测定益中生血片中12种微量元素的含量

2018-10-19高连丛李淑芳马莹慧韩柳

中国药房 2018年22期

高连丛李淑芳马莹慧韩柳

摘要目的：建立同时测定益中生血片中12种微量元素含量的方法。方法：采用电感耦合等离子体质谱法。射频功率为1 350 W，等离子体气流量为15.0 L/min，载气流量为1.12 L/min，氧化物指标（氧化铈离子/铈）<0.5%，双电荷指标（二价钡离子/一价钡离子）<1%，积分时间为0.1 s，雾化器为高盐雾化器，雾化室温度为2 ℃，重复次数为3次，蠕动泵转速分辨率为0.1 rps，采样深度为7.0 mm，微波消解功率为3 600 W，升温程序为190 ℃保持48 h，冷却至室温，再升温至150 ℃，保持12 h。结果：硼、钒、铬、锰、钴、镍、铜、锌、硒、铷、钼、锡元素检测质量浓度线性范围分别为0.05～150 μg/L（r=0.999 8）、0.05～150 μg/L（r=0.999 7）、0.05～150 μg/L（r=0.999 5）、0.05～150 μg/L（r=0.999 6）、0.05～150 μg/L（r=0.999 7）、0.05～150 μg/L（r=0.999 8）、0.05～150 μg/L（r=0.999 6）、0.05～150 μg/L（r=0.999 8）、0.05～150 μg/L（r=0.999 5）、0.05～150 μg/L（r=0.999 9）、0.05～150 μg/L（r=0.999 6）、0.05～150 μg/L（r=0.999 7）；定量限分別为0.017、0.007、0.021、0.042、0.013、0.017、0.018、0.019、0.020、0.011、0.011、0.018 μg/L，检测限分别为0.005、0.002、0.007、0.011、0.003、0.005、0.004、0.004、0.006、0.003、0.003、0.005 μg/L；精密度、稳定性、重复性试验的RSD均小于6%；加样回收率为95.138%～104.928%（RSD为0.96%～2.97%，n=9）；平均含量分别为5.266、0.453、1.581、170.600、 11.280、5.204、1.560、24.300、0.987、7.302、0.239、0.702 μg/g。结论：该方法快速、灵敏度高、准确度好，可用于同时测定益中生血片中12种微量元素的含量；益中生血片样品中Mn、Zn、Co、Rb、B元素的含量相对较高。

关键词益中生血片；电感耦合等离子体质谱法；微量元素；含量测定

中图分类号 R284.1 文献标志码 A 文章编号 1001-0408（2018）22-3088-05

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2018.22.14

ABSTRACT OBJECTIVE： To establish a method for simultaneous determination of 12 kinds of microelements in Yizhong shengxue tablets. METHODS： ICP-MS method was adopted. Rf power was set at 1 350 W； plasma gas velocity was 15.0 L/min and carrier gas velocity was 1.12 L/min； the oxide index （CeO+/Ce） was less than 0.5%， and the double charge index （Ba2+/Ba+） was less than 1%； the integration time was 0.1 s， high salt atomizer was used， which atomizing chamber temperature was 2 ℃； repetition times was 3 times； the peristaltic pump frequency was 0.1 rps and the sampling depth was 7.0 mm. The microware digestion power was 3 600 W and the heating process was heated to 190 ℃ maintaining for 48 h， and then cooled to room temperature， finally heated to 150 ℃ maintaining for 12 h. RESULTS： The linear range of B， V， Cr， Mn， Co， Ni， Cu， Zn， Se， Rb， Mo and Sn were 0.05-150 μg/L（r=0.999 8）， 0.05-150 μg/L （r=0.999 7）， 0.05-150 μg/L（r=0.999 5）， 0.05-150 μg/L（r=0.999 6）， 0.05-150 μg/L （r=0.999 7）， 0.05-150 μg/L （r=0.999 8）， 0.05-150 μg/L （r=0.999 6）， 0.05-150 μg/L （r=0.999 8）， 0.05-150 μg/L （r=0.999 5）， 0.05-150 μg/L （r=0.999 9）， 0.05-150 μg/L （r=0.999 6）， 0.05-150 μg/L （r=0.999 7）， respectively. The limits of quantitation were 0.017， 0.007， 0.021， 0.042， 0.013， 0.017， 0.018， 0.019， 0.020， 0.011， 0.011， 0.018 μg/L； the limits of detection were 0.005， 0.002， 0.007， 0.011， 0.003， 0.005， 0.004， 0.004， 0.006， 0.003， 0.003， 0.005 μg/L， respectively. RSDs of precision， stability and reproducibility tests were all lower than 6%. The recoveries were 95.138%-104.928% （RSDs were 0.96%-2.97%， n=9）. Average contents of 12 kinds of microelements were 5.266， 0.453， 1.581， 170.600， 11.280， 5.204， 1.560， 24.300， 0.987， 7.302， 0.239 and 0.702 μg/g. CONCLUSIONS： Established method is rapid， sensitive and accurate for simultaneous determination of 12 kinds of microelements in Yizhong shengxue tablets. The contents of Mn， Zn， Co， Rb and B in Yizhong shengxue tablets were relatively high.

KEYWORDS Yizhong shengxue tablets； ICP-MS； Microelement； Content determination

迄今为止，人体内已发现81种化学元素，其中12种为人体必需的常量元素（即造体元素），合计占人体质量的99.95%，其余近70种元素均为微量元素，合计仅占人体质量的0.05%[1]。目前，已被确认的与人体健康和生命有关的微量元素有20种，即铁（Fe）、铜（Cu）、锌（Zn）、钴（Co）、锰（Mn）、铬（Cr）、硒（Se）、碘（I）、镍（Ni）、氟（F）、钼（Mo）、钒（V）、锡（Sn）、硅（Si）、锶（Sr）、硼（B）、铷（Rb）、砷（As）、锗（Ge）、锂（Li），这些微量元素均具有特殊的生理功能[2]。

电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）是以ICP为离子源，用MS进行检测的无机多元素分析技术[3]。ICP和MS两种技术的联合是20世纪80年代分析化学领域中最为成功的创举[4-5]，其具有分析快速、线性范围广、干扰少、准确度高、精密度好等优点，应用较为广泛[6-7]。

益中生血片由党参、山药、薏苡仁（炒）、陈皮、法半夏、草豆蔻、大枣、绿矾、甘草等9味中药材组成，具有健脾和胃、益气生血的功效。微量元素是中药的有效成分之一，其种类和含量与中药药效密切相关[8]。目前，对益中生血片中微量元素含量的测定尚未见报道。为此，本研究采用ICP-MS法同时测定了益中生血片中B、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Se、Rb、Mo、Sn 等12种微量元素的含量，旨在为其质量控制提供参考。

1 材料

1.1 仪器

7500a型ICP-MS仪，包括真空系统、四级杆、检测器、碰撞池等（美国Agilent公司）；FW177型高速万能粉碎机（北京市永光明医疗仪器厂）；Transform 800型微波消解仪（加拿大Aurora公司）； AL104型电子天平（瑞士 Mettler-Toledo公司）；Milli-Q超纯水机（美国Millipore公司，电阻率：18.2 MΩ·cm）；试验用器皿均用10%硝酸溶液浸泡过夜，用超纯水冲洗后备用。

1.2 试剂

B（批号：GSB04-1716-2004）、V（批号：GSB04-1759- 2004）、Cr（批号：GSB04-1723-2004）、Mn（批号：GSB04- 1736-2004）、Co（批号：GSB04-1722-2004）、Ni（批号：GSB04-1740-2004）、Cu（批号：GSB04-1725-2004）、Zn（批号：GSB04-1761-2004）、Se（批号：GSB04-1751-2004）、Rb（批号：GSB04-2836-2011）、Mo（批号：GSB04-1737-2004）、Sn（批号：GSB04-1753-2004）标准品溶液均由北京中科质检生物技术有限公司提供，质量浓度均为10.0 mg/L；铟标准品溶液（In，内标，美国Agilent公司，批号：13051，质量浓度：50.0 mg/L）；Li（质谱调谐液，批号：13111）、钇（Y，质谱调谐液，批号：14091）、Co（质谱调谐液，批号：14121）、铋（Bi，质谱调谐液，批号：13121）标准品溶液均由美国Agilent公司提供，质量浓度均为10.0 mg/L；氢氟酸为色谱纯，硝酸为优级纯[密度（ρ）=1.4 g/mL]，其余试剂均为分析纯，水为超纯水。

1.3 药品

益中生血片（吉林华康药业股份有限公司，批号：171104、180101、180102，规格：每片重0.3 g），粉碎成细粉，过200目筛，于105 ℃烘箱中烘2 h，放入干燥皿中，备用。

2 方法与结果

2.1 试验条件

2.1.1 ICP-MS条件射频功率：1 350 W；等离子体气流量：15.0 L/min；载气流量：1.12 L/min；氧化物指标（氧化铈离子/铈）<0.5%；双电荷指标（二价钡离子/一价钡离子）<1%；积分时间：0.1 s；雾化器：高盐雾化器；雾化室温度：2 ℃；重复次数：3次；蠕动泵转速分辨率：0.1 rps；采样深度：7.0 mm。

2.1.2 微波消解程序消解功率：3 600 W；升温程序：190 ℃保持48 h，冷却至室温，再升温至150 ℃，保持12 h。

2.2 溶液的制备

2.2.1 供试品溶液取样品细粉0.05 g，加入聚四氟乙烯5 mL溶解，置于溶样弹中，加入氢氟酸1.4 mL、硝酸1.6 mL，将溶样弹加盖及钢套密闭，置于微波消解仪中，按“2.1.2”项下微波消解程序进行消解，冷却至室温后，将消解液移至聚氯乙烯样品瓶中，加3%硝酸溶液定容至50 mL，摇匀，备用。

2.2.2 混合标准品溶液分别精密吸取B、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Se、Rb、Mo、Sn标准品溶液各适量，置于同一10 mL棕色量瓶中，加入3%硝酸溶液稀释，得B、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Se、Rb、Mo、Sn质量浓度均为1.0 mg/L的混合標准品贮备液。精密吸取上述混合标准品贮备液适量，加入3%硝酸溶液逐级稀释，得质量浓度分别均为150、100、60、40、20、10、5、1、0.5、0.1、0.05 μg/L的系列混合标准品溶液。

2.2.3 内标溶液精密吸取In标准品溶液适量，置于10 mL棕色量瓶中，加入3%硝酸溶液稀释，得In质量浓度为1.0 μg/L的内标溶液。

2.2.4 空白对照溶液缺样品，按“2.2.1”项下方法制备空白对照溶液。

2.3 线性关系考察

分别精密量取“2.2.2”项下系列混合标准品溶液各适量，按“2.1.1”项下ICP-MS条件进样测定，记录仪器响应值。以各待测元素质量浓度（x，μg/L）为横坐标、各待测元素与内标仪器响应值的比值（y）为纵坐标进行线性回归，回归方程与线性范围见表1。

2.4 定量限与检测限考察

精密吸取“2.2”项下空白对照溶液和混合标准品溶液各适量，后者倍比稀释，二者分别按“2.1.1”项下ICP-MS条件连续进样测定10次，记录仪器响应值。以连续测定空白对照溶液仪器响应值的10倍标准偏差（10SD）对应的元素质量浓度值作为定量限，以连续测定空白对照溶液仪器响应值的3倍标准偏差（3SD）对应的元素质量浓度为检测限。结果，B、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Se、Rb、Mo、Sn的定量限分别为0.017、0.007、0.021、0.042、0.013、0.017、0.018、0.019、0.020、0.011、0.011、0.018 μg/L，检测限分别为0.005、0.002、0.007、0.011、0.003、0.005、0.004、0.004、0.006、0.003、0.003、0.005 μg/L。

2.5 精密度试验

精密吸取“2.2.2”项下混合标准品溶液（质量浓度为10 μg/L）适量，按“2.1.1”项下ICP-MS条件连续进样测定6次，记录仪器响应值。结果，B、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Se、Rb、Mo、Sn仪器响应值的RSD分别为2.86%、2.91%、4.72%、4.08%、3.15%、3.73%、5.72%、2.13%、3.46%、3.99%、4.72%、3.96%（n=6），表明仪器精密度良好。

2.6 稳定性试验

精密吸取“2.2.1”项下供试品溶液（批号：171104）适量，分别于室温下放置0、2、4、8、12、24 h时按“2.1.1”项下ICP-MS条件进样测定，记录仪器响应值。结果，B、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Se、Rb、Mo、Sn仪器响应值的RSD分别为2.56%、1.27%、1.32%、2.22%、1.98%、1.87%、2.03%、2.78%、1.85%、1.97%、2.05%、1.86%（n=6），表明供试品溶液在室温下放置24 h内基本稳定。

2.7 重复性试验

取样品粉末（批号：171104）适量，共6份，按“2.2.1”项下方法制备供试品溶液，再按“2.1.1”项下ICP-MS条件进样测定，记录仪器响应值。结果，B、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Se、Rb、Mo、Sn仪器响应值的RSD分别为1.82%、3.22%、1.56%、1.25%、0.26%、2.47%、2.74%、2.05%、3.08%、0.99%、2.54%、3.17%（n=6），表明本方法重复性好。

2.8 加样回收率试验

取已知含量的样品细粉（批号：171104）适量，共9份，分别加入各待测元素低、中、高质量浓度标准品溶液，按“2.2.1”项下方法制备供试品溶液，再按“2.1.1”项下ICP-MS条件进样测定，记录仪器响应值并计算加样回收率，结果见表2。

2.9 样品中微量元素的含量测定

取3批样品细粉各适量，按“2.2.1”项下方法制备供试品溶液，再按“2.1.1”项下ICP-MS条件进样测定，平行测定3次，记录仪器响应值并计算样品中微量元素的含量，结果见表3。

3 讨论

3.1 检测方法的选择

随着现代药物分析技术的不断发展，目前中药中微量元素分析常用的方法有紫外-可见分光光度法（UV）[8]、原子吸收光谱法（AAS）[9]、原子荧光光谱法（AFS）[10]、原子发射光谱法（AES）[11]、分子荧光光谱法（MFS）[12]、电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）[13]和ICP-MS法[14]等。本研究采用ICP-MS法同时测定了益中生血片中12种微量元素的含量，该方法精密度高、准确性好。

3.2 样品预处理方法的选择

中药化学成分复杂，在使用ICP-MS法进行微量元素测定时会受到同位素和其他多种原子的干扰，因此样品的预处理尤为重要。目前，常用的预处理方法主要为消化处理法，包括干法消解、湿法消解和微波消解。其中，干法消解可致待测元素挥发，导致测定结果偏低[15]；湿法消解通常用酸溶解样品，一般通过电热板以准温控方式加热，为非密闭消解，若要将样品完全消解需要消耗大量的酸，有时需要高温加熱，从而导致器壁及试剂给样品的含量测定带来干扰；而本文采用氢氟酸-硝酸溶解样品，使用微波消解仪消解，温度控制较好，同时又为密闭消解，可完全破坏样品中的有机物[16]。

3.3 结果分析

近年来，有研究表明，Mn、Zn、Co、Rb、B等微量元素对维持人体生命活动有着不可或缺的作用[17]。本研究测定的益中生血片样品中Mn、Zn、Co、Rb、B的含量较高，其含量范围分别为169.800～171.300、24.100～24.500、11.240～11.330、 7.300～7.305、5.261～5.269 μg/g。

Mn元素可参与糖和脂肪的代谢，参与人体内多种酶的合成和激活，调节机体内分泌系统，提高人体免疫功能，是公认的抑癌元素[18-19]。Zn元素存在于多种酶系中，如呼吸酶、超氧化物歧化酶等，是核酸、蛋白质、碳水化合物和维生素A合成利用的必需物质，具有加速机体生长发育、抗菌、凉血、消炎、清热、生肌、改善味觉等作用[20-21]。Co元素可以刺激骨髓的造血系统，使血红蛋白的合成和红细胞数目增加，大部分以组成维生素B12的形式参与体内的生理过程，可促进Zn元素的吸收并改善其生物活性，从而发挥抗衰老、延长寿命等作用[22]。Rb元素具有抗癌作用，其机制可能与体液中的Rb盐能够中和癌组织释放的酸性毒物，进而降低其毒性作用有关[23]。此外有研究表明，随着年龄的增加，脑部不断发育，而脑中 Rb元素含量随年龄增长而降低[24-25]。B元素可通过促进肝脏等组织对葡萄糖的摄取和葡萄糖向脂肪的转化等途径来降低血糖，同时其还是F元素中毒的重要解毒剂，通过在人体肠道内与F元素反应形成 BF4-复合物，而降低肠道对F元素的吸收，促进F元素的排泄；生理量的B元素对维护人体健康具有重要作用，成人对B元素的基础需要量大约为0.375 mg/d。有研究认为，成人可以接受的B元素平均摄入量安全范围为1～13 mg/d[26]。

综上所述，本方法快速、灵敏度高、准确度好，可用于同时测定益中生血片中12种微量元素的含量，益中生血片样品中Mn、Zn、Co、Rb、B元素的含量相对较高。

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