ICP-MS结合化学计量学的血塞通注射液中40种无机元素分析及风险评估

王冰，曹春琪，冯亚楠，李冬梅，刘永利

血塞通注射液是由三七总皂苷配制成的中药注射剂，用于中风偏瘫、瘀血阻络证［1］。血塞通注射液有机成分的研究较为成熟［2-5］，其无机元素的研究则鲜有报道。有研究表明，无机元素与药效活性成分存在一定的相互作用［9］，研究血塞通注射液中无机元素，明确无机元素的种类及含量，有利于更全面地掌握药效成分及药理作用，进一步保障注射液的质量稳定性及安全性。

本研究于2018年2月至2022年6月采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）法测定钠（Na）、铬（Cr）等40种元素含量，分析血塞通注射液中无机元素的分布特征。以期为注射液的安全性评价提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 仪器与材料电感耦合等离子体质谱仪（PerkinElmer NexlON 2000），微波消解仪（CEM 6 CLASSIC），电热板（上海博通BHW-09C）。

色谱级硝酸（fisher scientific公司），去离子水；Sc单元素标准溶液购自坛墨质检科技有限公司；Al、As、B、Ba、Be、Bi、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Ga、Li、Mg、Mn、Ni、Pb、Sb、Sn、Sr、Ti、Tl、V、Zn多元素标准溶液购自钢研纳克检测技术股份有限公司，其他购自国家有色金属及电子材料分析测试中心。6批次血塞通注射液均购自河北省石家庄市零售药店，来自两家生产企业，编号分别为Z01、Z02、Z03、B01、B02、B03。

1.2 实验方法

1.2.1 质谱条件 射频功率：1 600 W，辅助气/氩气流量1.2 L/min，雾化气（氩气）流量0.98 L/min，蠕动泵35 r/min。碰撞模式为kenetic energy discrimination（KED），氦气体积流量：4.0 mL/min，采样3次。

1.2.2 溶液制备

1.2.2.1 内标溶液的制备 精密量取Sc、Rh、Re单元素标准溶液适量，用水稀释制成每1 mL各含50 ng的混合溶液；精密量取Sc、Y、Tb单元素标准溶液适量，用水稀释制成每1 mL各含50 ng的混合溶液。

1.2.2.2 标准品储备溶液的制备 分别精密量取相应的标准溶液，用2%硝酸溶液稀释，制成含Na、Mg、Al、K、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn、Ba素质量浓度为10 μg/mL的标准储备溶液1；含Hg元素质量浓度为0.1 μg/mL标准储备溶液2；其他元素质量浓度为1 μg/mL的标准储备溶液3。

1.2.2.3 混合对照品溶液的制备 分别精密量取相应的标准储备溶液，用2%硝酸溶液稀释，制成含Li、Be、B、Ti、V、Cr、Co、Ni、Ga、Ge、As、Sr、Ru、Rh、Pd、Cd、In、Sn、Sb、Te、Hf、W、Re、Ir、Pt、Au、Tl、Pb、Bi元素质量浓度分别为0.5、1、5、10、50 μg/L，含Na、Mg、Al、K、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn、Ba素质量浓度分别为10、50、100、200、500 μg/L，含Hg元素质量浓度分别为0.2、0.5、1、2、5 μg/L系列质量浓度的混合对照品溶液。

1.2.2.4 供试品溶液的制备 精密量取供试品2 mL，置耐压耐高温微波消解罐中，加硝酸5 mL，按微波消解程序（10 min升温至120℃，保持2 min，5 min升温至150℃保持5 min，5 min升温至190℃保持45 min）进行消解，消解结束后，冷却至60℃以下，取出消解罐，置于105℃电热板上加热赶酸至1 mL左右，消解罐放冷后，将消解液转移至50 mL量瓶中，用少量水洗涤消解罐3次，合并洗涤液于量瓶中，用水定容至刻度，摇匀，作为供试品溶液。

同法制备试剂空白溶液。

1.2.3 测定法 根据相对分子质量的大小选择内标物，其中7Li、9Be、11B、48Ti、51V、52Cr、59Co、60Ni、23Na、24Mg、27Al、39K、43Ca、55Mn、57Fe、63Cu、66Zn以45Sc作为内标；69Ga、74Ge、75As、88Sr、102Ru、103Rh、106Pd、111Cd、115In、118Sn、121Sb、130Te以89Y作为内 标；180Hf、184W、187Re、193Ir、195Pt、197AU、205Tl、208Pb、209Bi以159Tb作为内标；138Ba以103Rh作为内标；202Hg以187Re作为内标。对上述溶液进行测定，采用标准曲线法定量计算。

2 结果

2.1 方法学考察

2.1.1 线性关系考察 按照“1.2.2.3”项下方法配制混合对照品溶液，按“1.2.1”项下的仪器参数进行检测，以标准品浓度为横坐标、仪器响应值为纵坐标建立线性回归方程，各元素线性相关系数均r≥0.99。

2.1.2 检出限和定量限 重复测定空白溶液10次，各元素信号响应值的3倍标准偏差对应的元素浓度即为检出限；各元素信号响应值的10倍标准偏差所对应的元素浓度即为定量限，见表1。

表1 血塞通注射液中40种无机元素方法学考察结果

2.1.3 精密度试验 取标准曲线第4点混合标准溶液，连续进样6次，分别以各元素测量值计算RSD，各元素的RSD均小于2%，表明仪器精密度良好。

2.1.4 重复性试验 取样品6份，按照“1.2.2.4”项下制备方法制得供试品溶液，进样检测分析，结果各元素测量值的RSD均小于6%，表明该方法重复性良好。

2.1.5 稳定性试验 在2 h内等时间间隔连续测定8次，以各元素测量值计算RSD，各元素的RSD均小于5%，表明稳定性良好。

2.1.6 回收率试验 精密量取供试品各2 mL，分别置耐压耐高温微波消解罐中，共9份，分为3组，每组3份平行样，分别精密加入标准储备溶液1、标准储备溶液2、标准储备溶液3各0.25、0.5、1 mL，按“1.2.3”项下方法制备加样回收供试品溶液，进样检测，平均回收率在87.2%～113.8%。

2.2 元素测定结果按照“2.3”项下测定法测定并计算血塞通注射液中40种无机元素的含量，结果见表2。

表2 血塞通注射液中40种无机元素的含量/（mg/kg）

2.3 结果直观分析由表2可知，两家企业共6批样品的40种有机元素检测中，24种元素均有不同程度的检出，含量相对较高的是人体必需元素Na、Mg、K、Ca等。企业间存在明显差异的有7个元素，包括Na、Mg、K、Ca、Fe等。参照《中国药典》2020年版四部，血塞通注射液按每日最大使用量8 mL计算，铅、镉、砷、汞、铜应分别不得超过12、3、6、2、150 μg［10］，本结果中Cu、As均未超过限度。

2.4 特征图谱分析将测定的40种无机元素按其原子序数顺序作为横坐标，相对含量作为纵坐标绘制分布曲线（Na、K、Mg、Ca含量的数量级缩小100倍；B、Mn、Fe、Cu、Sr、Pd、Ba的数量级缩小10倍）。可直观显示出不同批次间存在一定的差异，但总体呈现轮廓一致。

2.5 化学计量学分析

2.5.1 相关性分析 使用SPSS 25.0软件对数据进行Pearson相关性分析，结果表明40种无机元素中，Cu与Na、K、Mg、Ca、Fe、Sr呈极显著性正相关，而As与Na、K、Mg呈极显著性正相关、与Bi呈极显著性负相关（P＜0.01）。

2.5.2 主成分分析 采用SPSS 25.0软件对数据进行主成分分析［11］，结果见表3，采用特性值大于1为提取条件，得到3个主成分，累计方差贡献率为92.046%，反映3个主成分因子可以作为血塞通注射液无机元素的评价指标。根据得到的因子载荷矩阵，以绝对值为依据，3个主成分的构成成分图见图1。绘制得分图，见图2。

表3 主成分特征值及方差贡献率

6批样品在空间中可分为两组，一家企业的3批样品相对聚拢，而另一家企业的3批样品直接存在一定距离，显示企业间存在明显差异，且同企业不同批次间无机元素的含量也有一定的差异。

2.6 风险评估按照危害识别、危害特征描述、暴露评估和风险特征描述4个步骤对血塞通注射液进行健康风险评价［12-14］。

2.6.1 危害识别、危害特征描述 联合国粮食及农业组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会（JECFA）规定Cu的暂定最大理论日摄入量（PMTDI）为50 μg·kg-1·bw-1［15］；WHO提出As的每日基准剂量下限值（BMDL0.5）为3.0 μg·kg-1·bw-1［16］；美国国家环保署（USEPA）提出的Cr每日最大理论摄入量TDI为3 μg·kg-1·bw-1作为健康指导值［17］。将各元素健康指导值统一折算为每千克体质量每日允许摄入量（ADI），即As、Cu、Cr的ADI值分别为3.0、50和3.0 μg·kg-1·bw-1（bw为体质量）。

2.6.2 暴露评估 以重金属及有害元素残留值测定值和临床用量为基础，进行长期暴露评估［18］。

公式1中：Exp为日暴露量，以每千克体量每日重金属摄入量表示，单位为μg·kg-1·bw-1；EF为暴露频率，以90天/年计；ED为暴露年限，以一生使用中药常规年限20年计；M为日最大摄入量，说明书中规定静脉滴注血塞通注射液为0.4 g；C为样品中重金属及有害元素残留值，以各元素最高残留量计，单位为mg/kg；AT为平均寿命天数，以365×70年计；W为人体平均体质量，以63 kg计。

根据公式计算血塞通注射液中As、Cu、Cr的日暴露量（Exp/μg·kg-1·bw-1）分别为0.006、0.13、0.008，远低于As、Cu、Cr的日允许摄入量（ADI/μg·kg-1·bw-1）0.006、0.13、0.008。显示正常剂量的血塞通注射液不会对健康人群产生不可接受的健康风险。

2.6.3 风险特征描述 重金属元素的危害指数（HI）计算公式：

公 式2中：Exp为日暴露量，单位为 μg·kg-1·bw-1；10为《中国药典》2020年版“9302中药有害残留物限量制定指导原则”规定的安全因子，表示每日由药品中摄取的重金属及有害元素的量不大于日总暴露量（包括食物和饮用水）的10%；HBGV为健康指导值，单位为μg·kg-1·bw-1。

评判标准为：危害指数HI≤1，中药中重金属及有害元素的健康风险较低；HI＞1，风险应予以关注。

计算得到血塞通注射液中As、Cu、Cr的HI分别为0.02、0.03、0.03，表明血塞通注射液中重金属及有害元素的健康风险较低。

3 讨论

无机元素既包括人体必需的微量元素，也包括对人体有害的元素［19-20］。中药材无机元素的含量与环境土壤中元素含量、存在形态、活性及不同品种对元素的吸收、运输特性均有关［21-22］。此次测定血塞通注射液中40种元素，既有人体必需的Na、Mg、K、Ca等，也有Pb、Cr、As、Hg、Cu等有害元素，可全面评估血塞通注射液无机元素整体状况。

本研究收集到的为市场流通量大的两家企业产品。从构建的特征图谱可以直观看出，企业间样品存在明显差异，但各元素具有相似的分布形态，具有整体趋势一致的特征性，可应用无机元素的特征图谱对血塞通注射液进行质量差异评价。通过化学计量学分析，不同批次间的血塞通注射液中无机元素的含量也有一定的差异，有害元素Cu、As与人体必需元素Na、K、Mg等呈现出极显著性正相关，表明无机元素之间存在相互作用。不同生产企业间存在明显差异，且同企业不同批次间无机元素的含量也有一定的差异。对血塞通注射液进行健康风险评价，结果显示此次测定的血塞通注射液样品中重金属及有害元素的健康风险较低，正常使用剂量不会对正常人群产生不可接受的健康风险。

本研究建立血塞通注射液中40种无机元素含量测定方法，为构建血塞通注射液整体质量安全评价体系扩宽了思路。