微波消解-电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法测定刺三加药材重金属元素残留量

【摘要】目的：建立微波消解-电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法测定刺三加药材中铅、砷、汞、镉、铜5种重金属的元素残留量。方法：样品过微波消解处理后，采用ICP-MS法，在碰撞反应池（Standard）模式下进行测定。结果：5种重金属元素在各自范围内线性关系良好（R≥0.9992），平均加样回收率在93.1%～109.9%之间，RSD在0.8%～3.7%之间，11批样品中5种重金属含量均未超过2020年版《中国药典》中规定的重金属及有害元素限量值。结论：建立的方法具有操作简单、灵敏度高、分析速度快、准确度高等优点，可用于刺三加药材中重金属元素的质量控制。

【关键词】刺三加；电感耦合等离子体质谱；重金属

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.04.001

【基金项目】贵州省食品药品监督管理局《贵州省中药材、民族药材质量标准》（2013年版）制修订项目（DBXDYC52034）。

Microwave Digestion Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry （ICP-MS） Method for Determining Residual Heavy Metal Elements in Acanthopanax Trifoliatus Medicinal Herb

YANG Chunyan， YE Yuhua， FAN Qiming

（Qianxinan Prefecture Inspection and Testing Center， Xingyi 562400， China）

Abstract： Objective： To establish a method for determining the residual amounts of lead， arsenic， mercury， cadmium， and copper， five heavy metals in the traditional Chinese medicinal material of Acanthopanax trifoliatus， using microwave digestion combined with inductively coupled plasma mass spectrometry （ICP-MS）. Method： After microwave digestion treatment of the samples， ICP-MS is used for determination under the Standard collision reaction cell mode. Results： The five heavy metal elements show good linearity within their respective ranges （R≥0.9992）， with an average spiking recovery rate between 93.1% and 109.9%， and relative standard deviation （RSD） between 0.8% and 3.7%. In 11 batches of samples， the content of the five heavy metals do not exceed the limits of heavy metals and harmful elements stipulated in the 2020 edition of the Chinese Pharmacopoeia. Conclusion： The established method has the advantages of simple operation， high sensitivity， fast analysis speed， and high accuracy， and can be used for quality control of heavy metal elements inAcanthopanax trifoliatus.

Keywords： Acanthopanax trifoliatus； inductively coupled plasma mass spectrometry； heavy metal elements

刺三加是五加科植物白簕及刚毛白簕的干燥根或根皮，味苦、辛、凉，归肺、胃、肾经。其具有清热解毒、祛风利湿、活血舒筋等功效，常用于治疗感冒发热、咽痛头痛、黄疸、石淋、带下、风湿腰腿痛、跌打损伤、疮疡肿毒、蛇虫咬伤等病症。作为一种根类药材，刺三加的生长环境、土壤等因素均会影响其重金属的残留水平。由于重金属在人体内代谢缓慢，且容易蓄积，对人体健康危害大。《中华人民共和国药典》2020年版四部通则中明确规定了中药材和饮片中的重金属及有害元素的最大限量值。因此，建立刺三加药材重金属及有害元素的测定方法，对进一步全面评价其整体质量，保证用药安全至关重要。

电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法是目前公认的能测定食品、药品、化妆品中多元素的方法[1-4]，具有灵敏度高和检出限低的优点，广泛用于食品、药品、化妆品等领域。课题组对不同产地刺三加中重金属含量进行研究，参考《中华人民共和国药典》2020年版四部通则中的重金属及有害元素指导方法，拟建立微波消解处理样品，ICP-MS法测定刺三加药材中铅、砷、汞、镉、铜单元素含量的方法，并进行方法学验证，为刺三加质量控制体系的完善提供参考。

1材料及仪器

1.1仪器

电感耦合等离子体质谱仪NexION2000（PerkinElmer）；AP324X电子天平（日本岛津）；MILESTONE微波消解仪（北京莱伯泰科仪器股份有限公司）；101-3AB电热鼓风干燥箱（天津市泰斯特仪器有限公司）；Advanced-III-24超纯水机（成都艾柯水处理设备有限公司）。

1.2试剂

硝酸（优级纯，成都市科隆化学品有限公司）；铅、镉、金单元素标准溶液（浓度为1000μg/mL，国家有色金属及电子材料分析测试中心）；砷、汞、铜、锗、铟、铋单元素标准溶液（浓度为1000μg/mL，中国计量科学研究院）；实验用水为超纯水（艾可超纯水机制备）；屈臣氏蒸馏水。

1.3材料

11批刺三加药材样品是课题组在贵州省不同地区采挖而得。样品信息见表1。

2方法及结果

2.1ICP-MS仪工作条件

射频功率：1500 W；等离子体气体流量：15 L/min；辅助气流量：0.40 L/min；载气流量：0.8 L/min；采样深度：8 mm；检测模式：Standard；蠕动泵转速：40 r/min；重复扫描次数：3次。

2.2溶液的制备

2.2.1供试品溶液的制备

精密称取经干燥后粉碎（过四号筛）的刺三加样品0.5 g（精确至0.1 mg）置于消解罐中，加入7 mL硝酸后放置过夜，根据设定的微波消解程序进行消解。试样消解完成后自然冷却，然后放入赶酸仪中，在130℃下赶酸至液体约1 mL，放冷，取出。将消解液转入50 mL容量瓶中，用水洗涤消解罐，并将洗涤液合并于容量瓶中。精密加入1μg/mL（0.2 mL）的金元素标准溶液，用水定容至刻度，摇匀，即得。微波消解仪升温程序见表2。

2.2.2空白溶液的制备

除了不加样品，按照2.2.1的操作方法制备试剂空白溶液。

2.2.3标准溶液的制备

分别吸取适量铅、砷、汞、镉、铜单元素标准溶液（1000μg/ mL），用3%硝酸溶液制成每1 mL含铅、砷0、1.0、5.0、10.0、20.0、50.0 ng/mL，含汞0、0.5、1.0、2.0、5.0 ng/ml，含镉0、0.5、2.0、5.0、10.0、20.0 ng/mL，含铜0、10.0、50.0、100.0、200.0、500.0 ng/mL的混合标准溶液。

2.2.4金元素标准溶液

精密量取0.10 mL质量浓度为1000μg/mL的金元素标准溶液至100 mL容量瓶中，用水定容至刻度，制成质量浓度为1μg/mL的金元素标准溶液。

2.2.5内标溶液的制备

分别吸取锗、铟、铋单元素标准溶液（1000μg/mL）适量，用水配制分别含锗、铟、铋1μg/mL的混合内标溶液。铅、汞以铋为内标，铜、砷以锗为内标，镉以铟为内标。

2.3方法学考察

2.3.1线性关系考察及检出限、定量限

取2.2.3中制备的系列混合标准溶液，按2.1的条件进行测定，采用在线加入法加入内标溶液，把5种元素标准混合溶液和内标溶液同时用ICP-MS进行测定，以各元素与内标元素响应信号值的比值Y为纵坐标，相应质量浓度X为横坐标，分别绘制标准曲线。实验结果表明，铅、砷在0～50 ng/mL，汞在0～5 ng/mL，镉在0～20 ng/mL，铜在0～500 ng/mL的浓度范围内线性关系良好。取2.2.2的空白溶液连续进行11次测定，计算检测浓度的标准偏差（SD），3倍SD即为检出限，10倍SD即为定量限。结果见表3。

2.3.2精密度试验

取2.2.3中含铅、砷20.0 ng/mL、汞2.0 ng/mL、镉10.0 ng/mL、铜200.0 ng/mL的标准溶液，连续进样6次，计算得出铅、砷、汞、镉、铜含量RSD为1.71%～2.41%，说明仪器精密度良好。

2.3.3重复性试验

称取刺三加样品（CSJ 01）6份，按2.2.1方法制备，按2.1的条件进行测定，计算得出铅、砷、汞、镉、铜含量RSD为1.00%～3.86%，表明供试品溶液稳定性良好。

2.3.4加样回收率试验

称取刺三加样品（CSJ 01）6份平行样，分别精密加入一定量的各元素标准溶液，按2.2.1的方法制备，按2.1的条件进行测定，并计算各元素的回收率及RSD。结果表明，铅、砷、汞、镉、铜元素平均加样回收率分别为99.2%、108.3%、100.6%、109.9%、93.1%，RSD为0.8%～3.7%。

2.4样品测定

取11批刺三加药材粉末，按2.2.1的方法制备，按2.1的条件进行测定，计算样品中铅、砷、汞、镉、铜元素的含量，结果见表4。

3结束语

《中华人民共和国药典》2020年版四部明确规定了中药材和饮片重金属及有害元素的最大限量值，其中Pb≤5 mg/kg，Cd≤1 mg/kg，As≤2 mg/kg，Hg≤0.2 mg/kg，Cu≤20 mg/kg[5]。测定结果表明，贵州省11批刺三加样品中，5种重金属元素残留量均未超限。本方法的建立为刺三加药材重金属元素残留量测定提供了一定的参考依据。

【参考文献】

[1]薛庆海，董刘敏，王成军，等.微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定婴幼儿谷类辅助食品中铁含量[J].粮食与油脂，2023，36（9）：155-158.

[2]赵光铃，田霞，刘畅，等.微波消解电感耦合等离子法检测桑叶中五种重金属元素的方法研究[J].中南农业科技，2023，44（6）：102-104.

[3]李俊婕，刁飞燕，胡文岳，等.微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定中药材天麻中37种元素[J].化学分析计量，2022，31（12）：17-21.

[4]潘小红，涂晓琴，殷帅，等.基于超级微波消解-电感耦合等离子体质谱法分析植物原料化妆品中的40种元素[J].香料香精化妆品，2023（3）：25-30.

[5]国家药典委员会.中华人民共和国药典：2020年版四部[M].北京：中国医药科技出版社，2020.

【作者简介】

杨春艳，女，1982年出生，高级工程师，学士，研究方向为食品、药品质量检验及分析。

（编辑：李钰双）