运用ICP-MS法建立药用白矾质量分析方法的研究

鹤壁市食品药品检验检测中心 （河南，鹤壁，458030）

许昌市食品药品检验检测中心 （河南，许昌，461000）

药用白矾为硫酸盐类矿物明矾石经加工提炼制成。主含含水硫酸铝钾〔KAl（SO4）2·12H2O。外用解毒杀虫，燥湿止痒；内服止血止泻，祛除风痰。《中国药典》2015年版一部质量标准中关于白矾的检验项目主要有：性状、鉴别、检查、含量测定，这些项目多为化学定性、容量分析方法，随着现代分析仪器的发展和应用，在定性鉴别和定量检测方面得到了广泛的应用，其中，电感耦合等离子体质谱法（ICPMS）在元素测定方面可实现多种不同元素、不同价态的同时测定，而且检测灵敏度和准确度高，以逐渐成为矿物药的质量评价和质量控制关键技术。

《中国药典》2015年版一部质量标准中将铝盐、钾盐、铵盐、铜盐、锌盐及重金属作为控制白矾质量的关键，实验中检测项目多，对检验人员的技能水平要求高，所用到的试剂品种多，配制也较为复杂，另外，在铵盐的检查实验过程中要用到碘化汞钾试液，而该试液的配制过程需要有毒试剂二氯化汞，对实验室的安全会造成隐患，毒性试剂的采购也较为困难。基于此，本实验结合《中国药典》2015年版一部中关于白矾的质量标准，筛选铝（Al）、钾（K）、铁（Fe）、锌（Zn）、铜（Cu）、铅（Pb）、镉（Cd）、砷（As）、汞（Hg）等9种无机元素作为白矾质量控制的关键指标，采用ICP-MS法同时测定白矾中9种元素，并建立其无机元素的参考标准，为药用白矾的质量评价和质量控制提供参考依据。

1 仪器与材料

1.1 仪器NexION 350X电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）， 美国 Perkin Elmer公司；Mili-Q 超纯水器，美国Milipore公司；ML204T型电子分析天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；MARS 6高通量密闭微波消解仪，美国CEM公司。

1.2 试药

铝（Al）（GSB 04-1713-2004）、锗（Ge）（GSB 04-1728-2004）、铑（Rh）（GSB 04-1746-2004）、金（Au）（GSB 04-1715-2004）单元素标准溶液（1000μg/mL，国家有色金属及电子材料分析测试中心），钾（K）（GBW（E）082776）、铁（Fe）（BW 30012-1000-NC-50）、铜（Cu）（GBW（E）082780）、锌 （Zn）（GBW（E）082778）、砷（As）（BW 30018-1000-N-50）、镉（Cd）（GBW （E）082822）、汞 （Hg）（BW 30029-1000-N-50）、 铅 （Pb）（GBW （E）082825） 单元素标准溶液（1000mg/L，坛墨质检标准物质中心），调谐液为铍（Be）、铈（Ce）、铁（Fe）、铟（In）、锂（Li）、镁（Mg）、铅（Pb）、铀 （U）混 合 标 准 溶 液 （1μg/L，美 国 Perkin Elmer公司），65% 硝酸 （优级纯，德国 Merck公司）；超纯水。

1.3 药材

15批次药用白矾来源于不同药店，均按照《中国药典》2015年版一部进行全项目检验，其中4批次不合格，不合格项目为铵盐和铁盐，经鉴定为白矾伪品铵明矾[NH4Al（SO4）2·12H2O]。

2 试验方法与结果

2.1 测定条件

2.1.1 微波消解仪参数：

步骤恒温时间m i n 1 1 2 0 5 5 2 1 5 0 5 1 0 3 1 9 0 5 2 0控制温度℃升温时间m i n

2.1.2 ICP-MS参数：RF功率 1 600W；雾化器 同心雾化器，雾化气流量 0.86L/min；辅助气流量1.20L/min；等离子体气流量18L/min；碰撞气 （氦气）流量3.2mL/min；采样锥孔径 1.1mm；截取锥镍锥，截取锥孔径0.9 mm；超级截取锥孔径1.0mm；积分时间1s；延迟时间45s；扫描方式：单点跳峰；重复次数3。

表1 9种待测元素质量数、检测模式与内标元素

2.2 对照品溶液制备

2.2.1 稳定剂

取2mL金（Au）标准溶液，用2%硝酸溶液稀释至1000mL，用于配制混合标准溶液。

2.2.2 精密吸取

Al、K、Fe、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb 标准溶液适量，Ge、Rh标准溶液适量，用稳定剂稀释成每1mL含Al、K 0、1、2、4、8、10μg，Fe 0、100、200、400、800、1 000ng，Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb 0、2、4、8、16、20ng， 内标 Ge、Rh 10ng的系列浓度混合标准品溶液。

2.3 供试品溶液制备

取样品粉末0.1g，精密称定，置微波消解罐中，加5mL硝酸按“2.1.1”进行消解，消解完成后将消解液放冷至室温，多次洗涤将消解液转移至50mL量瓶中，加入内标，用2%硝酸定容至刻度，作为供试品溶液（1），同法制备空白溶液。

取样品粉末0.1g，精密称定，置微波消解罐中，加5mL硝酸按“2.1.1”进行消解，消解完成后将消解液放冷至室温，多次洗涤将消解液转移至50mL量瓶中，用2%硝酸定容至刻度，作为供试品溶液（2）；精密量取5mL供试品溶液（2）至100ml量瓶中，加入内标，用2%硝酸稀释至刻度，作为供试品溶液（3）。

2.4 线性关系

取“2.2.2”项下系列浓度混合标准品溶液，按照“2.1.2”条件，依次测定各系列浓度混合标准品溶液。以各元素分析峰的响应值与内标元素的参比峰响应值的比值为纵坐标（Y），标准品溶液浓度（mg·L-1或 μg·L-1）为横坐标（X）绘制标准曲线，得各元素标准品的线性回归方程和相关系数。结果见表2。结果表明，Al、K 元素在 0～10 000ng·mL-1，Fe 元素在 0～1 000ng·mL-1，Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb 在 0～20ng·mL-1，9种元素的线性关系均较好，相关系数均在0.999 4～0.999 9之间。

2.5 检出限与定量限

在“2.1.2”条件下，连续测定11次空白样品溶液，以3倍标准偏差所对应的待测元素的浓度作为检出限，以10倍标准偏差所对应的待测元素的浓度作为定量限，结果见表2，9种元素的检出限与定量限均能满足检测要求。

2.6 回收率

取样品粉末0.1g，精密称定后加入适量“1.2”中待测9种元素标准溶液，按“2.3”项下制备成供试品溶液，在“2.1.2”条件下进行测定，计算各元素的回收率，结果见表2，9种元素的回收率在98.0%～109.5%，均能满足检测要求。

2.7 重复性

取同一白矾样品6份，每份0.1g，精密称定，按“2.3”项下制备成供试品溶液，在“2.1.2”条件下进行测定，计算各元素的RSD值，结果见表2，9种元素的重复性RSD均在0.6～2.6之间，均能满足检测要求。

2.8 稳定性

取同一白矾样品供试品溶液，分别在0，0.5，1，2，4，6h 进行测定， 计算各元素的 RSD 值，结果见表2，9种待测元素6h内稳定性良好。

2.9 样品的测定

取15批样品，按照“2.3”项下制备供试品溶液，在“2.1.2”条件下进行检测，结果见表3，按照《中国药典》2015年版一部规定，药用白矾含含水硫酸铝钾〔KAl（SO4）2·12H2O 不得少于 99.0%，Al的理论值应不低于56 326.8μg·g-1，K 的理论值应不低于81 630.1μg·g-1。通过测定15批次药用白矾，合格样品1～11号Al元素的含量为 56 208.62～57 824.90μg·g-1，K 元素的含量为 82 145.56～82 765.23μg·g-1；对于铵盐和铁盐不合格的12～15号样品中，K元素的含量很低，仅为 198.23～1 138.33μg·g-1，Fe 的含量明显高于合格样品，2015年版中国药典白矾检查项铁盐的测定采用化学反应方法，有文献[6]采用分光光度法测定铁元素的含量，当铁含量≤171.4μg·g-1时，铁盐检查才为合格。应用ICP-MS法测定，不合格样品均明显高于 171.4μg·g-1，为 812.14～1127.61μg·g-1Al、K、Fe元素与药典法具有很好的一致性。 2015年版中国药典对植物药中重金属及有害元素限量标准，即Hg≤0.2μg·g-1，Cu≤20.0μg·g-1，Pb≤5.0μg·g-1，Cd≤0.3μg·g-1，As≤2.0μg·g-1，依照该规定来看，白矾和铵明矾重金属及有害元素的含量均未超出限量要求。

表2 9种待测元素的线性方程、线性范围、相关系数、定量限、回收率、重复性及稳定性试验

表3 15批样品9种元素含量测定结果

3 讨论

应用ICP-MS测定Hg元素的含量时，由于Hg具有较强的记忆效应，会对后续的测定产生一定的干扰，为了消除记忆效应，本实验采用金（Au）元素标准溶液作为稳定剂，Au与Hg形成金汞齐，从而可以消除Hg元素的记忆效应。

药用白矾属于高盐基体，应用ICP-MS检测高盐基体样品时，会导致雾化效率发生改变，样品中的盐分会在锥孔上沉积而产生锥口效应，而且高盐基体会产生空间电荷效应，这些都会影响检测结果的准确性，根据文献[2]将药用白矾的上机浓度控制在0.2%以下，同时用Ge、Rh混合内标溶液校正基体效应和信号发生的漂移，确保检测结果的准确性。

本实验采用ICP-MS法测定药用白矾及其伪品铵明矾中9种元素的含量，药用白矾中主要含Al、K元素，铵明矾中主要含Al、Fe元素，K元素的含量远低于药用白矾中K元素的含量，而其他6种元素未见有明显的差异性，由此可见控制药用白矾中Al、K、Fe元素的含量成为控制药用白矾质量的关键。通过本实验建立的方法可以为控制药用白矾的质量，为保证用药的安全有效提供了科学的检测方法。