ICP-MS 法测定不同产地柴胡中重金属含量

◎ 王志强，张楠楠，黄艳梅

（1.国家中药材产品质量监督检验中心，安徽 亳州 236800；2.亳州市产品质量监督检验所，安徽 亳州 236800）

柴胡为伞形科植物柴胡（Bupleurum chinenseDC.）或狭叶柴胡（Bupleurum scorzonerifolium Willd.）的干燥根[1]，具有疏散退热、疏肝解郁、升举阳气等功效，是临床上较为常用的中药之一。此外，柴胡还具有治疗疟疾、祛虚劳之热的作用，可治疗感冒发热、气虚下陷等病症[2]。柴胡根据来源可分为北柴胡和南柴胡，当前市场上销售的商品柴胡主要以北柴胡为主，其中80%以上来源于栽培，野生的不到20%[3]。

近年来，由于环境污染等因素，中药中重金属含量超标的安全性问题日益受到关注。如果摄入过量的重金属元素，尤其是部分有害元素，会抑制人体的生物酶活性，破坏人体的正常生化反应，对人体产生危害，长期蓄积还会导致人体器官的病变，产生中毒甚至死亡的严重后果[4]。目前关于柴胡中重金属检测的方法较少，因此对柴胡开展重金属元素分析很有必要，且对合理应用柴胡具有重要意义。电感耦合等离子体质谱法（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，ICP-MS）作为近年来发展和应用比较迅速的痕量级元素分析技术，已经被广泛应用于中药材、中药饮片和中成药中重金属及微量元素的检测[5-7]。本文采用微波消解-电感耦合等离子质谱法对柴胡的微量元素进行了测定，并对不同产地柴胡中重金属含量进行了分析比较，为柴胡的药用和科学研究提供一些参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

柴胡样品采购于国家最大的药材市场亳州中药材市场。

硝酸（UP 级）：苏州晶瑞化学股份有限公司；双氧水（过氧化氢UP 级）：苏州晶瑞化学股份有限公司；Pb、As、Cd、Hg、Cu 和Au 标准溶液（1 000 μg·mL-1）：中国计量科学研究院提供；内标溶液和调谐溶液：均由美国Perkin Elmer 公司提供；超纯水：由Milli-Q academic 超纯水系统制备。

NexION 350D 电感耦合等离子体质谱仪：美国Perkin Elmer；XP205 万分之一电子天平：瑞士梅特勒托利多；MARS 6 微波消解仪：美国培安公司；Milli-Q Academic 超纯水系统：密理博中国有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 微波消解仪的工作参数

功率为1 400 W；从室温升温10 min 升到95 ℃，保持10 min；从95 ℃升温10 min 到120 ℃，保持10 min；再从120 ℃升温10 min 到180 ℃，保持30 min。

1.2.2 ICP-MS 仪器的工作参数

射频功率为1 400 W；载气流量为0.8 L·min-1；辅助气流量为0.6 L·min-1；等离子体气流量为15 L·min-1；采样模式为跳峰；采样深度为8 mm；扫描次数20 次；重复次数3 次。

1.2.3 标准溶液的制备

混合元素标准溶液的制备：分别精密移取铅、砷、镉、铜单元素标准溶液适量，加入5%的稀硝酸溶液，定容到100 mL，配制成每升分别含铅500 μg、砷200 μg、镉100 μg、铜5 000 μg 的标准储备混合液。再分别移取标准储备混合液0 mL、0.5 mL、1.0 mL、2.0 mL、5.0 mL和10.0 mL 到100 mL 容量瓶中，用5%的稀硝酸溶液定容至刻度，则铅、砷、镉、铜的标准溶液系列浓度分别为每升含铅0 μg、2.5 μg、5.0 μg、10.0 μg、25.0 μg和50.0 μg；砷0 μg、1 μg、2 μg、4 μg、10 μg 和20 μg；镉0 μg、0.5 μg、1.0 μg、2.0 μg、5.0 μg 和10.0 μg；铜0 μg、25 μg、50 μg、100 μg、250 μg 和500 μg。

金元素标准溶液的制备：精密移取40 μL 金元素溶液到100 mL 容量瓶中，用5%的稀硝酸稀释定容，即得到400 μg·L-1的金标准溶液。

汞标准溶液的制备：精密移取5 μL 汞元素溶液到100 mL 容量瓶中，用5%的稀硝酸稀释定容，即得到50 μg·L-1的汞标准储备溶液。再分别移取汞标准储备溶液0 mL、0.5 mL、1.0 mL、2.0 mL、5.0 mL 和10.0 mL到100 mL 容量瓶中，分别加入400 μg·L-1的金标准溶液1 mL，用5%的稀硝酸溶液定容至刻度，则汞的标准溶液系列浓度分别为每升含铅0 μg、0.25 μg、0.50 μg、1.00 μg、2.50 μg、5.00 μg。

内标溶液的配制：精密移取含铟、锗、铋元素的混合内标溶液适量，用5%的稀硝酸溶液稀释定容到100 mL，配制成20 μg·L-1的内标使用液。

调谐液美国Perkin Elmer 公司已经配好，直接使用。

1.2.4 样品溶液的制备

样品经过60 ℃烘干后，粉碎均匀，精密称取0.5 g，置于聚四氟乙烯消解罐中，加入5 mL 纯硝酸，再加入2 mL 双氧水，密闭，放置0.5 h。然后将消解罐放入微波消解仪中，按照1.2.1 的消解程序运行结束后，取出消解罐，放至室温，打开密闭消解罐，将消解后的溶液转移至50 mL 容量瓶中，用少量超纯水洗涤消解罐3 次，洗液合并于容量瓶中，加入400 μg·L-1的金标准溶液1 mL，用超纯水稀释至刻度，混匀，得样品溶液。取与消解样品相同量的硝酸和双氧水，按同一方法做试剂空白实验。

1.2.5 样品的测定

将标准溶液和样品溶液分别导入经过调谐至最佳条件的电感耦合等离子体质谱仪中，按照1.2.2 的ICP-MS 仪器条件进行分析测定。

2 结果与分析

2.1 线性关系、检测限及定量限分析

将配制好的系列标准溶液及内标溶液放到优化后的ICP-MS 仪器上依次进样，得到各待测元素的线性回归方程和相关系数；取空白样品溶液重复进样11 次，以3 倍标准偏差作为检测限，以10 倍标准偏差作为定量限，结果见表1。

表1 各元素的线性、检测限和定量限表

2.2 精密度和重复性分析

将铅、砷、镉、铜一个标准点的混合溶液和汞的一个标准点溶液放到ICP-MS 仪器上连续进样6 次，计算出RSD 得到各待测元素的精密度在1.27%～2.96%，说明仪器性能状态良好；取其中一个待测样品处理6份，放到ICP-MS 仪器上依次进样，测得6 个检测结果，计算出各待测元素的含量及RSD，其中RSD 为1.58%～3.62%，表明该样品的检测方法重复性良好。

2.3 加标回收率分析

精密称取同一份样品粉末约0.5 g，共称取11 份，其中两份不加入标准溶液，其他9 份样品按照3 个一组分别加入低浓度、中浓度、高浓度5 种元素的标准溶液适量，按照样品制备步骤制备样品，依次进样，测定回收率结果见表2。

表2 各元素的加标回收率表

2.4 标准物质准确性验证分析

取标准物质黄芪，按照1.2.4 的方法处理，ICP-MS进样，测得各元素的含量，与标准物质认定证书中各元素的参考值进行比较，结果检测值均在参考值要求的范围内（表3），表明该方法测定结果准确。

表3 黄芪测得值与标准参考值的比较表

2.5 不同产地柴胡的各元素含量测定

取不同产地的柴胡样品，按照1.2.4 的方法处理，ICP-MS 进样，测得各元素的含量，见表4。

表4 样品中各元素的测定结果表 单位：mg·kg-1

根据表4 的各元素测定结果值可知，不同产地的柴胡样品中铅和铜的含量偏高。2020 年版《中华人民共和国药典》对柴胡未作出重金属及有害元素的限量要求，参照药典中部分植物类中药材的重金属及有害元素的限量值要求，即铅不得过5 mg·kg-1，镉不得过1 mg·kg-1；砷不得过2 mg·kg-1，汞不得过0.2 mg·kg-1，铜不得过20 mg·kg-1，结果显示，不同产地、批次的柴胡中各元素的含量均符合要求。

3 结论

本文建立了IPC-MS 同时测定柴胡中5 种重金属元素含量的方法，该法具有操作简单、快捷且检出限低、灵敏度高、准确度好等优点，为柴胡等植物类中重金属元素含量的测定提供了参考依据。