ICP-MS法同時測定人工蛹蟲草中4種重金屬元素的含量Δ

張 勇，卓寶松，劉寶巖，康文藝（1.黃河科技學(xué)院納米研究所，鄭州 450063；.濮陽市天元蟲草研究有限公司，河南濮陽 457000）

ICP-MS法同時測定人工蛹蟲草中4種重金屬元素的含量Δ

張 勇1＊，卓寶松2，劉寶巖2，康文藝1#（1.黃河科技學(xué)院納米研究所，鄭州 450063；2.濮陽市天元蟲草研究有限公司，河南濮陽 457000）

目的：建立同時測定人工蛹蟲草中4種重金屬元素含量的方法。方法：采用硝酸加熱法消解樣品，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法進行測定：射頻功率為1.15 kW，采樣深度為65 mm，輔助氣流速為1.0 L/min，冷卻氣體流量為13.0 L/min，環(huán)境溫度為25 ，自動等離子體觀測。結(jié)果：砷、鎘、汞、鉛檢測質(zhì)量濃度線性范圍分別為0～20 μg/mL（r＝0.997 0）、0～10 μg/mL（r＝0.999 5）、0～5 μg/mL（r＝0.995 5）、0～20 μg/mL（r＝0.996 0）；檢測限分別為0.128、0.003、0.002、0.004 mg；精密度、穩(wěn)定性、重復(fù)性試驗的RSD＜6.5%；加樣回收率分別為90.4%～100.6%（RSD＝3.45%，n＝9）、94.3%～101.3%（RSD＝2.93%，n＝9）、90.0%～102.3%（RSD＝4.03%，n＝9）、92.3%～103.0%（RSD＝3.53%，n＝9）。結(jié)論：該方法操作簡便，精密度、穩(wěn)定性、重復(fù)性好，可用于人工蛹蟲草中4種重金屬元素含量的同時測定；所測10批人工蛹蟲草中As、Cd、Hg、Pb 4種重金屬元素含量均符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

人工蛹蟲草；重金屬；電感耦合等離子體質(zhì)譜

蛹蟲草Cordyceps militaris又名北冬蟲夏草、北蟲草等，是蟲草菌寄生在鱗翅目、鞘翅目、雙翅目等昆蟲蛹體及幼蟲形成的蟲菌復(fù)合體[1]，為我國傳統(tǒng)名貴藥食同源中藥材之一[2]。蛹蟲草與冬蟲夏草的活性成分接近、且人工栽培技術(shù)成熟，因此其已成為野生冬蟲夏草的理想替代品[3]。蛹蟲草被批準(zhǔn)為新資源食品[4]，可用于保健功能食品的研究、生產(chǎn)和加工。重金屬不同于有機化合物，可以通過自然界本身物理、化學(xué)或生物改變進行分解，其具有富集性，且不易降解，可富集在食物鏈中，對人體有著很大的潛在危害[5-6]。有研究發(fā)現(xiàn)，蛹蟲草具有較強的環(huán)境重金屬富集能力，可影響其藥用活性成分的含量[7-8]。因此，建立蛹蟲草有害成分質(zhì)量分析方法意義重大。

本研究采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）同時測定了不同批次人工蛹中鉛（Pb）、鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）4種重金屬含量，旨在為深入了解重金屬元素在人工蛹蟲草中的分布提供參考，也為其綜合利用提供依據(jù)。

1 材料

1.1 儀器

DHG-9203A型電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）；600Y型多功能粉碎機（永康市鉑歐五金制品有限公司）；AL104型電子分析天平[梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司]；C-MAG HP 7型電熱板（德國IKA公司）；ICP-MS儀（美國Thermo Scientific公司）。

1.2 試劑

Pb標(biāo)準(zhǔn)品溶液（批號：GSB 04-1742-2004）、Cd標(biāo)準(zhǔn)品溶液（批號：GSB 04-1721-2004）、Hg標(biāo)準(zhǔn)品溶液（批號：GSB 04-1729-2004）、As標(biāo)準(zhǔn)品溶液（批號：GSB 04-1714-2004）均購自國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心，質(zhì)量濃度均為1 000 μg/mL，硝酸為優(yōu)級純，水為純化水。

1.3 藥材

蛹蟲草藥材（由河南省濮陽天元蟲草研究有限公司提供，批號：s1～s10）由河南大學(xué)藥學(xué)院中藥研究所李昌勤教授鑒定為真品。標(biāo)本存放于河南大學(xué)中藥研究所。

2 方法與結(jié)果

2.1 ICP-MS條件

射頻功率：1.15 kW；采樣深度：65 mm；輔助氣流速：1.0 L/min；冷卻氣體流量：13.0 L/min；環(huán)境溫度：25 ；自動等離子體觀測。

2.2 溶液的制備

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)品溶液 精密吸取“1.2”項下各待測元素標(biāo)準(zhǔn)品溶液適量，加2%硝酸制成Cd（0、0.5、2.5、5、10 μg/mL）、Hg （0、0.2、0.5、1、2、5 μg/mL）、Pb（0、1、5、10、20 μg/mL）、As（0、1、5、10、20 μg/mL）系列單一標(biāo)準(zhǔn)品溶液[9]。

2.2.2 供試品溶液 取50 下干燥3 h的藥材樣品粗粉約0.2 g，精密稱定，置于耐高溫坩堝中，加2%硝酸5 mL，密閉浸泡過夜，置電熱板上加熱消解，保持微沸，若變黑色，再加2%硝酸適量，持續(xù)加熱至溶液澄清后升高溫度，繼續(xù)加熱至冒濃煙，至白煙散盡，消解液略帶黃色，放冷，轉(zhuǎn)入50 mL量瓶中，用少量2%硝酸洗滌坩堝3次，合并洗滌液至量瓶中，加2%硝酸定容，混勻，即得[10]。

2.2.3 空白對照溶液 按“2.2.2”項下“加2%硝酸5

mL”之后方法操作，即得。

2.3 線性關(guān)系考察

精密量取“2.2.1”項下系列單一標(biāo)準(zhǔn)品溶液各10 μL，按“2.1”項下ICP-MS條件進樣測定，記錄儀器響應(yīng)值。以待測元素質(zhì)量濃度（x，μg/mL）為橫坐標(biāo)、儀器響應(yīng)值（y）為縱坐標(biāo)進行線性回歸，得As、Cd、Hg、Pb回歸方程分別為y＝0.906x+3.657（r＝0.997 0）、y＝31.43x+ 3.098（r＝0.999 5）、y＝1.673x+3.146（r＝0.995 5）、y＝0.402x+0.162（r＝0.996 0）。結(jié)果表明，As、Cd、Hg、Pb檢測質(zhì)量濃度線性范圍分別為0～20、0～10、0～5、0～20 μg/mL。

2.4 檢測限考察

精密量取“2.2.3”項下空白對照溶液適量，按“2.1”項下ICP-MS條件連續(xù)進樣測定11次，以空白對照溶液測

2.5 精密度試驗

取“2.2.1”項下標(biāo)準(zhǔn)品溶液（Cd、Hg、Pb、As標(biāo)準(zhǔn)品溶液質(zhì)量濃度分別為2.5、0.5、5、5 μg/mL）適量，按“2.1”項下ICP-MS條件連續(xù)進樣測定6次，記錄儀器響應(yīng)值。結(jié)果，As、Cd、Hg、Pb儀器響應(yīng)值的RSD分別為4.27%、5.56%、3.14%、1.13%（n＝6），表明儀器精密度良好。

2.6 穩(wěn)定性試驗

取“2.2.2”項下供試品溶液（批號：s1）適量，分別于室溫下放置8 h、16 h、24 h、31 d、38 d、45 d時按“2.1”項下ICP-MS條件進樣測定，記錄儀器響應(yīng)值。結(jié)果，As、Cd、Hg、Pb儀器響應(yīng)值的RSD分別為3.85%、6.48%、5.40%、1.42%（n＝6），表明供試品溶液在室溫放置45 d內(nèi)基本穩(wěn)定。

2.7 重復(fù)性試驗

精密稱取同一批樣品（批號：s1）適量，按“2.2.2”項下方法制備供試品溶液，共6份，再按“2.1”項下ICP-MS條件進樣測定，記錄儀器響應(yīng)值。結(jié)果，As、Cd、Hg、Pb儀器響應(yīng)值的RSD分別為3.71%、4.17%、2.57%、1.32%（n＝6），表明本方法重復(fù)性良好。

2.8 加樣回收率試驗

取已知含量樣品（批號：s1）適量，每份0.2 g，共9份，分別加入高、中、低質(zhì)量的待測元素標(biāo)準(zhǔn)品溶液，按“2.2.2”項下方法制備供試品溶液，再按“2.1”項下ICPMS條件進樣測定，記錄儀器響應(yīng)值并計算加樣回收率[11-12]，結(jié)果見表1。

2.9 樣品中重金屬元素含量測定

取10批樣品各適量，分別按“2.2.2”項下方法制備供試品溶液，再按“2.1”項下ICP-MS條件進樣測定，記錄儀器響應(yīng)值并計算樣品含量，結(jié)果見表2。

3 討論

本課題組采用ICP-MS對人工蛹蟲草中4種重金屬元素同時進行分析測定，參照現(xiàn)行《藥用植物及制劑進出口綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》、2015年版《中國藥典》（一部）、《食品中放射性物質(zhì)限制濃度標(biāo)準(zhǔn)》限量指標(biāo)規(guī)定[13]：重金屬總量≤20.0 mg/kg，As≤2.0 mg/kg，Cd≤0.3 mg/kg，Hg≤0.2 mg/kg，Pb≤5.0 mg/kg。有研究表明，人工蛹蟲草中As、Cd、Hg、Pb 4種重金屬元素殘留量在標(biāo)準(zhǔn)限制范圍內(nèi)，不同批次藥材中重金屬As、Pb含量差異較大，可能與人工培育環(huán)境相關(guān)。

中藥使用周期較長，且Pb、Cd等重金屬元素可在生物體內(nèi)蓄積，其半衰期長，不易分解，達(dá)到一定數(shù)量后，可呈現(xiàn)毒性作用[14]，對人體的用藥安全性存在潛在危害，所以必須重視重金屬元素含量超標(biāo)導(dǎo)致的慢性中毒。不同藥用部位吸收重金屬能力存在差異，不同生長環(huán)境如土壤、水分等含有的重金屬含量亦有不同，因此重金屬元素在不同部位的含量不同[15]。不同批次蛹蟲草對重金屬元素的吸收、富集能力不同，且文獻[3]報道植物不同部位中重金屬元素含量分布也存在特異性，故今后需針對人工蛹蟲草的不同部位分別進行重金屬元素含量分析。

表1 加樣回收率試驗結(jié)果（n＝9）Tab 1 Results of recovery tests（n＝9）

表2 樣品中重金屬元素含量測定結(jié)果（n＝3，mg/kg）Tab 2 Results of contents determination of heavy metals in samples（n＝3，mg/kg）

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Simultaneous Determination of Contents of 4 Heavy Metal Elements in Cultured Cordyceps militaris by ICP-MS

ZHANG Yong1，ZHUO Baosong2，LIU Baoyan2，KANG Wenyi1（1.Institute for Nano Research，Huanghe Science and Technology College，Zhengzhou 450063，China；2.Puyang Tianyuan Cordyceps Research Co.，Ltd.，Henan Puyang 457000，China）

OBJECTIVE：To establish the method for the simultaneous determination of contents of 4 heavy metal elements in cultured Cordyceps militaris.METHODS：The samples were digested by nitric acid heating method and then determined by ICPMS including radio-frequency power of 1.15 kW，sampling depth of 65 nm，auxiliary gas flow rate of 1.0 L/min，cooling gas flow of 13.0 L/min，temperature of 25 ，automatic plasma.RESULTS：The linear ranges of arsenic（As），cadmium（Cd），mercury （Hg）and lead（Pb）were 0-20 μg/mL（r＝0.997 0），0-10 μg/mL（r＝0.999 5），0-5 μg/mL（r＝0.995 5），0-20 μg/mL（r＝0.996 0），respectively.Detectio limit were 0.128，0.003，0.002，0.004 mg.RSDs of precision，stability and reproducibility tests were all lower than 6.5%.Recoveries of them were 90.4%-100.6%（RSD＝3.45%，n＝9），94.3%-101.3%（RSD＝2.93%，n＝9），90.0%-102.3%（RSD＝4.03%，n＝9），92.3%-103.0%（RSD＝3.53%，n＝9），respectively.CONCLUSIONS：The method is simple，precise，stable，reproducible，and can be used for simultaneous determination of contents of 4 heavy metal elements in cultured C.militaris.The contents of As，Cd，Hg and Pb in 10 batches of sample are all in line with related national standards.

Cultured Cordyceps militaris；Heavy metals；ICP-MS

R927.2

A

1001-0408（2017）12-1684-03

2016-10-20

2016-12-15）

（編輯：張 靜）

河南省產(chǎn)學(xué)研項目（No.162107000038）；河南省高等學(xué)校重點科研項目（No.17B360005）

＊助教，碩士。研究方向：天然藥物活性成分。E-mail：zy890113@126.com

#通信作者：教授。研究方向：天然產(chǎn)物化學(xué)。電話：0371-87540853。E-mail：kangweny@hotmail.com

DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2017.12.28