微波消解－电感耦合等离子体质谱法测定整蛋白型肠内营养剂中铁、锌、铜、锰元素含量

郭 雷，宋 宇，邵天舒，周长明

（1.北京市药品检验所，北京102206；2.北京大学药学院，北京100191）

肠内营养剂是用于临床肠内营养支持的各种产品的总称，有助于维持肠黏膜细胞结构与功能的完整性，促进黏膜的增生、修复，维护肠黏膜屏障，减少肠源性感染的发生[1]。铁（Fe）、锌（Zn）、铜（Cu）、锰（Mn）是人体必需的微量元素，具有重要的生理功能，Fe可维持机体正常的免疫功能，Zn参与体内酶的合成并促进发育，Mn维持大脑正常代谢，Cu对中枢神经、免疫系统及心、肝等内脏的发育和功能有重要影响[2－4]。因此，监测肠内营养剂中各金属元素的含量对其质量控制十分重要。目前，常用于测定金属元素的方法有原子吸收光谱法[5－7]、原子荧光光度法[8－10]、原子发射光谱法[11－13]等。电感耦合等离子体质谱（ICP－MS）法是20世纪80年代后发展起来的技术，其灵敏度高、检出限低、线性范围宽，且能实现多元素同时测定，目前已广泛应用于食品、医药、环境等领域。本研究中建立了微波消解（MAE）－ICP－MS测定整蛋白型肠内营养剂的方法，肠内营养剂用微波消解，对ICP－MS仪器工作参数进行优化，采用动能歧视模式（KED）同时检测多种元素，并用锗（Ge）作为内标进行校正。现报道如下。

1 仪器与试药

1.1 仪器

NexION 300X型电感耦合等离子体质谱仪（美国Perkin Elmer公司）；ETHOS One型微波消解仪（意大利Milestone公司）；Milli－Q型超纯水机（美国Millipore公司）。

1.2 试药

65%硝酸（优级纯，德国Merck公司）；ICP－MS调谐溶液（美国Perkin Elmer公司）；Fe标准贮备液（100μg／mL），Zn标准贮备液（1 000μg／mL），Cu标准贮备液（1 000μg／mL），Mn标准贮备液（1 000μg／mL），内标Ge标准贮备液（1 000μg／mL），均购自国家标准物质中心；水为超纯水（＞18.2 MΩ／cm）；国家一级标准参考物质（人发）[GBW07601a(GSB－20)]，整蛋白型肠内营养剂(规格为每袋62.5 g，批号分别为0136783221，0136752606，0136783224)，均为2017年国家标准提高课题检验用样品。

2 方法与结果

2.1 溶液制备

内标工作溶液：精密量取Ge标准贮备液适量，用5%硝酸配制成质量浓度为1μg／mL的内标工作溶液，置冰箱冷藏。

混合标准工作溶液：精密量取Fe，Zn，Cu，Mn标准贮备液适量，置样品瓶中，得各元素质量浓度均为1μg／L的混合标准贮备液；精密量取混合标准贮备液1，0.7，0.5，0.3，0.1，0.01 mL，精密加入等量内标工作溶液0.1 mL，用5%硝酸溶液稀释至10 mL，得各待测元素质量浓度分别为100，70，50，30，10，1μg／mL，内标元素Ge的质量浓度为10μg／L的混合标准工作溶液，置冰箱冷藏保存。

2.2 样品前处理

称取样品1.0 g，精密称定，置微波消解罐中，加入硝酸6 mL，混匀，浸泡过夜，盖上内外盖后，移入微波消解仪中消解，消解完全后，取消解罐置电热板上，缓缓加热至红棕色蒸汽挥尽并近干，待降至室温后，再用1%硝酸分次转移至50 mL容量瓶中，并用1%硝酸洗涤消解罐，用1%硝酸定容，混匀，作为供试品溶液。同时制备空白试剂。微波消解程序见表1。

表1 微波消解程序

2.3 ICP－MS条件

采用KED模式进行检测，仪器用调谐溶液调谐在整个质量范围内具有高灵敏度[铍(Be)灵敏度大于3 000、镁(Mg)灵敏度大于20 000、铟(In)灵敏度大于50 000、铀(U)灵敏度大于40 000]及低干扰水平CeO 155.9／Ce 139.905≤0.025和Ce2＋69.952 7／Ce 139.905≤0.03）。ICP－MS相关参数：射频功率为1350W，载气流速为1.10 L／min，辅助气流速为1.20 L／min，蠕动泵转速为24 r／min，扫描次数为30次，停留时间为50 s，重复次数为3次，扫描模式为跳峰模式，氦气流速为4 L／min。

2.4 方法学考察

线性关系和检出限考察：按2.1项下方法配制混合标准工作溶液，并进行测定，以各元素与内标测量值的比值（Y）为纵坐标、相应质量浓度（X，μg／L）为横坐标进行线性回归，得各元素的回归方程及相关系数（r）。连续测定空白溶液11次，计算4种元素的标准偏差，计算得方法检测限（LOD）和定量限（LOQ）。结果见表2。

表2 各元素的线性关系、检出限及定量限考察结果

标准物质分析：对国家标准物质(人发)进行分析测定，通过3次平行测定，得各微量元素质量浓度平均值和RSD，并与标准值进行比较。结果见表3。可见，各微量元素测定值在标准值的范围内，表明方法准确性好。

加样回收试验和精密度试验：取样品1 g，精密称定，共9份，平均分为3组，分别精密加入各元素质量浓度为30，60，90 mg／L的混合标准溶液各1 mL，按2.2项下方法处理后进行测定，计算精密度和加样回收率。结果见表4。

表3 国家标准物质（人发）分析结果（n＝3）

表4 加样回收试验和精密度试验结果（n＝3）

2.5 样品含量测定

采用拟订方法对3批样品中4种金属元素含量进行测定，结果见表5。

表5 3批样品中4种金属元素含量测定结果（每100 g的含量）

3 讨论

利用现代技术测定微量元素含量时，试验误差多来源于样品前处理过程，如干法灰化法[14]、酸提取法[15]等存在着样品易损、试剂使用量大、环境污染严重等问题。本研究中采用全密封的聚四氟乙烯消化罐微波消解，在高温高压条件下将样品彻底消解，具有试剂消耗少、空白值低、无容器吸附、回收完全等优点[16]。在消解过程中，选择优级纯的硝酸，相较于其他无机酸，硝酸产生的多原子离子较少，对待测元素干扰较小[17]。

综上所述，采用MAE－ICP－MS方法对整蛋白型肠内营养剂进行微量元素分析，检测限为0.042 6～0.139 3μg／kg，方法精密度试验的RSD为0.78%～4.04%，加样回收率为100.41%～115.14%，与国家标准物质的测定结果与证书标准值相符。该方法检测限低，灵敏度高，可同时测定多种元素，且具有较高的准确度和精密度，可用于整蛋白型肠内营养剂中Fe，Zn，Cu，Mn元素的含量测定，为其他肠内营养剂类药物微量元素的测定提供了参考。