ICP-MS同时测定北沙参茎叶中14种元素

2021-07-12许一平梁伟玲叶国华刘波张钦德山东中医药高等专科学校山东烟台264199

化工管理 2021年17期

许一平，梁伟玲，叶国华，刘波，张钦德(山东中医药高等专科学校，山东烟台 264199 )

0 引言

北沙参又称莱阳参为伞形科植物珊瑚菜Glehnia littoralisFr. Schmidtex Miq.的干燥根，具有养阴清肺、益胃生津之功能，主治肺热燥咳，劳嗽痰血等疾病[1]，山东、内蒙古、河北是其主产区，北沙参茎叶是其地上部分。北沙参茎叶含有多糖、黄酮类、香豆素类化合物等物质，具有抗氧化、抗衰老及增强免疫的功能[2]。在传统的北沙参产区，北沙参的幼嫩茎叶可以作为山野菜食用。微量元素对人的生命其至关重要的作用，现代科学研究表明，微量元素能直接补充和调节人体内的必需而参与机体各种生理生化过程，起到营养及防治疾病作用，具有抗氧化、抗衰老、参与人体代谢调控、免疫促进等作用[3]，并对中药药效的发挥起着不可忽视的协同作用[4]。本研究采用微波消解北沙参茎叶样品，ICP-MS对北沙参茎叶中的14种元素进行测定，为科学合理地开发、利用中药非药用部位北沙参茎叶资源提供科学参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 样品

北沙参茎叶样品9月下旬采集于北沙参道地药材主产区山东省莱阳市胡城村，为2年生全珠。经山东中医药高等专科学校张钦德教授鉴定为伞形科植物珊瑚菜Glehnia littoralisFr.Schmidtex Miq.。将新鲜北沙参茎叶用超纯水清洗干净，60 ℃恒温烘干；粉碎过4号药典筛，密封备用。

1.1.2 仪器

微波消解仪(奥地利Anton Paar Multiwave GO)；电感耦合等离子体质谱仪ICP-MS(Thermo Fisher公司，iCAP RQ)；超纯水机(Millipore Milli-Q Reference)。电子天平(Sartorius公司，BSA224S-CW)；电热鼓风干燥箱(上海博迅医疗设备厂，GZX-9246MBE)；

1.1.3 试剂

多元素标准储备液：K、Ca、Na、Mg、Cu、Zn、P、Mn、Fe、Cr、As、Cd、Se、Pb标准储备液(国家钢铁材料测试中心)；硝酸(优级纯GR，国药集团化学试剂有限公司)；实验用水为超纯水。

1.2 方法

1.2.1 样品的制备

精密称取干燥至恒重的样品粉末0.5 g，置于聚四氟乙烯消解罐中，加入6.0 mL硝酸，盖好内盖，置通风橱中放置过夜。旋紧消解罐外盖，放入微波消解仪中，按表1所示消解程序进行消解；待消解完全的样品冷却后，将样品溶液130 ℃赶酸，冷却后用少量超纯水清洗消解罐，将清洗液转至25 mL容量瓶中并定容，摇匀。同时制备试剂空白溶液。

表1 微波消解程序

1.2.2 标准溶液的制备

精密吸取一定量的多元素混合标准溶液用2%硝酸溶液逐级稀释成1～1 000 μg/L，即得。根据实验方法仪器自动绘制标准工作曲线。

1.2.3 内标溶液的制备

精密吸取In、Rh、Ge、Sc、Bi标准溶液，用2% HNO3溶液稀释配制成各元素浓度为10 μg/L的内标混合溶液。

1.2.4 ICP-MS工作条件

射频功率1 550 W，冷却气体积流量14 L/min，辅助气体积流量0.8 L/min；载气体积流量1.1 L/min；采样深度 5.0 mm；雾化室温度2.7 ℃；测量次数为3次；模式为KED；进样泵速40 r/min；扫描方式为跳峰。

2 结果与分析

2.1 方法学考察

2.1.1 线性关系考察及仪器检出限

取1.2.2节下的各元素梯度浓度的混合标准溶液，在1.2.4节下ICP-MS的工作条件下对混合标准溶液进行测定，分别做出各待测元素的标准曲线，并考查其线性相关系数(r)。精密吸取空白溶液，在相同条件下连续测定11次，以测定结果的3倍标准偏差(3σ)所对应的浓度值为各元素的仪器检出限[5]。结果如表2所示。

表2 各元素线性关系、检出限和精密度

由表2结果表明，各元素线性关系良好，相关系数r均大于0.999。各元素检出限均满足测试要求。

2.1.2 重复性试验

精密称取样品0.3 g，按照1.2.1节方法处理，平行制备6份样品溶液，按1.2.4节下仪器条件进行测定，计算各元素含量，根据测得结果计算各元素相对标准偏差。结果各元素的RSD分别为Mn 0.61%、Zn 0.87%、Cu 0.83%、Fe 1.19%、Mg 3.01%、P 1.65%、Ca 2.95%、K 3.37%、Na 2.68%、Se 0.65%、Cr 0.93%、Pb 0.80%、Cd 0.55%、As 0.63%，RSD均不大于3.37%，表明该方法重复性良好。

2.1.3 精密度试验

精密吸取同一混合标准溶液(50 μg/L)，按照1.2.4节仪器工作条件下分别连续进样6次，计算各元素响应信号值RSD，结果如表2所示，各元素RSD均≤3.61%，表明仪器精密度良好。

2.1.4 加标回收率试验

精密称取已知含量的北沙参茎叶粉末0.5 g 3份，按1.2.1节下方法制备供试品溶液，分别加入适量的混合标准溶液，测定各元素含量，计算回收率，结果如表3所示。

表3 加标回收率结果

由表3结果显示，所测定的北沙参茎叶中14种元素的加标回收率为91.2%～111.7%，RSD为0.58%～3.53%。

2.2 样品测定结果

取北沙参茎叶样品3批，按照1.2.1节下方法分别制备样品溶液，按1.2.4节仪器工作条件测定其样品中各元素的含量，结果如表4所示。

表4 北沙参茎叶中14种元素的平均含量

由表4可知，北沙参茎叶中富含人体必需的常量及微量元素，且K、Ca、Fe、Mg、Mn、Zn等营养元素的含量较丰富，其中钾元素的含量最高，高达37.46 mg/g；其次为钙、磷、钠、镁等元素含量也较高，具备高钾低钠的特征，具有食疗降压的辅助作用。

根据WM/T 2—2004《药用植物及制剂外经贸绿色行业标准》规定，药用植物原料及制剂中重金属总量铅Pb≤5.0 mg/kg，Cd≤0.3 mg/kg，Cu≤20.0 mg/kg，As≤2.0 mg/kg。由表4可知，北沙参茎叶样品中对人体有害的Pb、Cd、As、Cu等重金属元素的含量均不超过上述标准规定，说明本地的生态环境良好，人及动物食用北沙参茎叶对生物体的健康风险均较低。