藥用空心膠囊中鉻元素的測定研究

謝 爽，高玉生，李 淼，孫磊麗，牟 妍，李 彥，高 群，尹大路

（1．煙臺出入境檢驗檢疫局，山東煙臺 264000；2．青島科技大學，山東青島 264200）

藥用空心膠囊中鉻元素的測定研究

謝 爽1，高玉生1，李 淼1，孫磊麗2，牟 妍1，李 彥1，高 群1，尹大路1

（1．煙臺出入境檢驗檢疫局，山東煙臺 264000；2．青島科技大學，山東青島 264200）

采用微波消解法對藥用空心膠囊進行前處理，通過電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS）和石墨爐原子吸收法（GFAAS）測定藥用空心膠囊中鉻的含量，同時對兩種方法進行比較。分析研究表明，兩種方法加標回收率均在96.4%～105.6%之間，相對標準偏差≤5.7%，檢出限分別為0.083、0.030μg·L-1，回歸方程系數均大于0.999，兩種方法均具有良好的準確度和靈敏度。但ICP-MS法操作簡單，能夠提高工作效率，抗干擾方面明顯優于石墨爐原子吸收。

電感耦合等離子體質譜，石墨爐原子吸收光譜，鉻，藥用空心膠囊

鉻是人體必需的微量元素之一，但攝入量過高時可使人中毒，甚至引起死亡[1-3]。央視曝光不法企業用生石灰處理皮革廢料，熬制成工業明膠，用作膠囊生產原料，而皮革在加工過程中為使其變得柔軟和耐用，常用硫酸鉻作為鉻鞣劑對皮革進行處理，導致皮革中鉻含量嚴重超標，致使生產的膠囊因鉻超標而變成毒膠囊[4-6]，給消費者身體健康帶來巨大的安全隱患，因此膠囊中鉻元素檢測變得十分重要。

鉻元素檢測主要使用石墨爐原子吸收光譜（GFAAS）和電感耦合等離子質譜（ICP-MS）兩種技術[7-11]。電感耦合等離子體質譜技術是20世紀80年代發展起來的元素和同位素分析技術，在ICP-MS中，ICP作為質譜的高溫離子源（7000K），樣品在通道中進行蒸發、解離、原子化、電離等過程。離子通過樣品錐接口和離子傳輸系統進入高真空的MS部分，MS部分為四極快速掃描質譜儀，通過高速順序掃描分離測定所有離子，掃描元素質量數范圍為6~260，并通過高速雙通道分離后的離子進行檢測，濃度線性動態范圍達9個數量級，從ppq到1000ppm直接測定。因此，與傳統無機分析技術包括分光光度法、原子吸收法（火焰與石墨爐）、原子熒光光譜法、ICP發射光譜法等相比，ICP-MS技術具有極低的檢出限、極寬的動態線性范圍、干擾少、分析精密度高、分析速度快、可提供同位素信息等優點，現已廣泛應用于環境、半導體、生物、醫學、冶金、石油、核材料分析等領域[12-15]。本文采用微波消解的前處理方式，ICP-MS 和GFAAS方法測定藥用空心膠囊中鉻含量，分別對8種藥用空心膠囊中鉻含量進行分析，實驗結果顯示，兩種方法可滿足藥典中膠囊殼中鉻含量檢測的要求。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1000μg/mL Cr單元素標準儲備溶液 國家標物中心；10mg/L混合標準儲備溶液（As Pb Cd Se Zn Al Sb Mn Cu Ni Cr） Agilent公 司 ；100mg/L 內 標 液（Li Sc Ge Y In Tb Bi） Agilent公 司 ；10mg/L調 諧 液（Ce Co Li Tl Y） Agilent公司；65%分析純濃硝酸 Merck公司；實驗用水 電阻率≥18.2MΩ·cm，超純水。

AA6800 GFAAS 日 本 島 津 公 司 ；7500cx ICPMS Agilent公司；MARS5微波消解儀 CEM公司；AE-240分析天平 精密度0.0001，METTLER公司；Cr編碼空心陰極燈 北京有色金屬研究總院。

1.2 儀器工作參數

1.2.1 GFAAS的工作參數 GFAAS的工作參數見表1。

表1 GFAAS工作參數Table 1 The parameter of GFAAS

1.2.2 ICP-MS的工作參數 當ICP-MS真空度達到要求時，用10μg/L調諧液和1.0μg/mL內標溶液，調整儀器各項指標，優化待測元素響應強度、校準質量軸、保證質譜分辨率、在整個檢測質量范圍內獲得均衡一致的元素響應值、減小各種干擾（主要是雙電荷和氧化物干擾）。儀器工作參數見下表2。

1.3 樣品前處理

精密稱取空心膠囊0.50g置于100mL微波消解罐中，用移液管量取10mL HNO3到消解罐中，用特制扳手擰緊蓋子，置于微波消解儀內，第一階段：6min由室溫升至120℃保持2min；第二階段：6min升至180℃保持15min。冷卻放氣后，緩慢打開蓋子，然后將消解罐從保護套中取出，置于樣品消解器上進行加熱趕酸至棕紅色霧散盡，樣品溶液小于1mL后，消解罐冷卻，取出，置于通風櫥中，以2%HNO3水溶液轉至50mL容量瓶中定容，混勻。同法準備試劑空白，待測。

2 結果與分析

2.1 前處理方式的選擇

開放式的濕法消解設備簡單，處理樣品數量大，但是存在試劑用量大、污染環境、揮發損失、時間長等缺點。干法灰化容易導致被測成分元素損失，可能與容器起反應，被氧化或被吸收，導致回收率低。微波消解法加熱快，升溫高，消解能力強，大大縮短了溶樣時間，提高了工作效率，而且試樣用量少，空白值低，回收率高，測試所有元素只需一次消解即可完成，降低了勞動強度，改善了工作環境。因此選擇微波消解的前處理方式。

2.2 GFAAS條件和測定條件的選擇

2.2.1 積分方式 在用GFAAS檢測鉻元素時，通過加標回收的方式，對峰面積和峰高兩種積分方式進行比較。在檢測實際樣品過程中發現，峰拖尾嚴重，采用峰面積積分回收率偏高，而采取以峰高積分能夠有效的避免此類誤差。

2.2.2 干擾實驗 考慮到膠囊中含有大量的共存離子Ca2+、Na+、K+、Fe3+，為了考察共存離子對鉻檢測時的影響，在鉻標準溶液（20ng/mL）中分別加入不同濃度的共存離子（以Cr元素的倍數計），測定其回收率，當相對誤差在±5%之內時，認為沒有干擾，實驗結果見圖1，由圖1可見，共存離子濃度倍數Ca2+（＜5000）、Na+（＜500）、K+（＜500）、Fe3+（＜300）時鉻元素測定誤差均小于5%，基本不干擾鉻元素的測定。

圖1 共存離子（Ca2+，Na+，K+，Fe3+）的濃度分別為鉻元素濃度的不同倍數時相對誤差的變化情況Fig.1 The changes of relative error under different multiples of chromium elements of the concentration of coexisting ions（Ca2+，Na+，K+，Fe3+）

2.3 ICP-MS儀器條件和測定條件的選擇

2.3.1 選擇采用氦（碰撞）模式 ICP-MS采用氦（碰撞）反應池模式，調節碰撞反應氣流速，運用動能歧視和碰撞誘導解離的方式，使質譜檢測中40Ar12C+與35Cl16O1H+對52Cr+的光譜學干擾消除，進行檢測。

2.3.2 鉻同位素的選擇 本文選用相對豐度值較大、干擾較小的52Cr作為分析元素（表3）。

表3 鉻同位素及其干擾Table 3 The chromium isotopic and interference

表2 ICP-MS的工作參數Table 2 The parameter of ICP-MS

2.3.3 內標元素的選擇 非質譜干擾也稱基體效應，干擾效應更為復雜，干擾大體可分為抑制和增強效應、由高含量總溶解性固體引起的物理效應，主要源于樣品基體。采用ICP-MS儀對消解后的空心膠囊進行Cr含量分析時，選擇不受同量異位素或多原子離子干擾，也不會給待測元素這樣影響的Ge作為內標元素，通過蠕動泵將內標和樣品同時引入到等離子體中，減少了信號飄移和基體效應對測量造成的影響。

2.4 線性關系及檢出限

2.4.1 GFAAS中Cr的線性關系及檢出限 鉻含量在0～50μg·L-1范圍內線性關系良好，相關系數R2=0.9998，回歸方程為Y=0.0394X+0.0084。取樣品空白重復檢測11次，用3倍空白標準偏差除以標準曲線斜率計算本方法的檢出限為0.030μg·L-1。

2.4.2 ICP-MS中Cr的線性關系及檢出限 ICP-MS線性范圍寬且線性關系良好，線性動態范圍高達9個數量級，相關系數R2=0.9999，回歸方程為Y=0.0419X+ 0.0137。取樣品空白重復檢測11次，求出標準偏差，用3倍空白標準偏差除以標準曲線斜率計算本方法的檢出限為0.083μg·L-1。

2.5 鉻含量測定

2.5.1 GFAAS和ICP-MS法鉻含量測定 按上述方法對8種空心膠囊進行6次平行測定，結果見表4。

表4 GFAAS和ICP-MS法鉻含量測定結果Table 4 The determination results of Chromium using GFAAS and ICP-MS

從測定結果可見，8種空心膠囊均含有不同含量的鉻，用GFAAS方法測定的值最低為膠囊3中鉻含量0.23mg/kg，最高為膠囊4中鉻含量15.04mg/kg，用ICPMS方法測定的值最低為膠囊3中鉻含量0.23mg/kg，最高為膠囊4中鉻含量15.01mg/kg，兩種方法的測定結果無明顯差異。

2.5.2 GFAAS和ICP-MS法測定的鉻回收率 對上述樣品，分別加入鉻標準液，進行加標回收率實驗，結果見表5。

由上述檢測結果可見，用GFAAS和ICP-MS法測定8種空心膠囊中鉻的回收率在96.4%～105.6%之間，滿足實際分析要求。

2.6 ICP-MS和GFAAS比較

精密度方面，ICP-MS相對標準偏差為0.20%~ 0.88%，GFAAS為2.6%~5.7%；線性范圍方面，ICP-MS多達9個數量級的線性范圍在檢測高濃度樣品時具有優勢，可減少稀釋次數，提高工作效率；回收率方面，二者加標回收率在96.4%～105.6%之間；ICP-MS檢出限為0.083μg·L-1，GFAAS為0.030μg·L-1，遠遠低于2010版《中國藥典》規定的不高于0.5mg/kg的檢出限要求；定性方面，因膠囊成分較復雜，ICP-MS抗干擾方面明顯優于GFAAS。

表5 GFAAS和ICP-MS法測定的鉻回收率Table 5 The recoveries of Chromium using GFAAS and ICP-MS

3 結論

兩種方法均具有良好的準確度和靈敏度，但ICP-MS測定膠囊殼中鉻含量測定方法具有靈敏度高、線性動態范圍寬、定性定量準確等優點，滿足藥典中膠囊殼中鉻含量檢測要求，可保證膠囊產品安全，具有良好的經濟和社會效益。

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Study on determination of chromium in medicianl hollow capsules

XIE Shuang1，GAO Yu-sheng1，LI Miao1，SUN Lei-li2，MU Yan1，LI Yan1，GAO Qun1，YIN Da-lu1
（1.Yantai Entry-Exit Inspection and Quarantine Bereau，Yantai 264000，China；2.Qingdao University of Science and Technology，Qingdao 264200，China）

The methods of GFAAS and ICP-MS for determination of Cr in medicinal hollow capsules were established.The samples were digested by microwave digestion comparing the two methods at the same time. The recoveries varied from 96.4%to 105.6% ，and the relative standard deviations were less than 5.7%.The correlation coefficients for the standard curves of the two methods were greater than 0.999 with the detection limits of 0.083μg·L-1and 0.030μg·L-1respectively.The ICP-MS method was more simple and practical with time saving and high efficiency.

ICP-MS；GFAAS；chromium；medicinal hollow capsules

TS201.1

A

1002-0306（2014）22-0081-04

10.13386/j.issn1002-0306.2014.22.009

2014－02－28

謝爽（1988-），女，大學本科，助理工程師，主要從事重金屬方面的研究。

山東出入境檢驗檢疫局科技項目（SK20289）。