靈芝提取液中雜質(zhì)含量測定方法研究

牟鳳輝

（吉林大學(xué)藥學(xué)院，吉林 長春 130012）

靈芝為真菌類的一種，其也是珍貴的中藥藥材，靈芝性味甘平，一直以來被傳頌為健康長壽的象征，同時也獲得了“仙草”的美譽。

靈芝提取液中含有新內(nèi)源活性物質(zhì),它所含的化學(xué)成分能夠有效提高吞噬細胞的吞噬能力，增強人體體液免疫和細胞免疫功能[1-2］。除此之外，靈芝能夠提高紅細胞中超氧化物歧化酶SOD活性，對人體具有十分顯著的抗癌作用，被人們視為尚佳的保健食品[3-4］。但由于靈芝的生長環(huán)境等因素，造成不同程度的重金屬、農(nóng)藥殘留超標導(dǎo)致其藥效大大降低，也使得靈芝走向世界之路變得十分困難[5］。重金屬雜質(zhì)含量是否超標，直接影響靈芝的使用價值。因此，準確測定靈芝提取液中重金屬雜質(zhì)含量具有重要意義。

在測定靈芝提取液中雜質(zhì)含量時，因靈芝作為珍貴的中藥材使其測定機制十分復(fù)雜[6-7］，故有機質(zhì)消解完全與否會直接影響雜質(zhì)準確測定的關(guān)鍵。為準確測定提取液中雜質(zhì)含量，本文采用微波消解方法對靈芝提取液樣品進行消解，并利用 ICP-MS測定了靈芝提取液中多種雜質(zhì)含量，為中藥材質(zhì)量控制及臨床用藥安全提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

儀器:GSD 320 T1電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICPMS） （德國 Pfeiffer）[8］；微波消解儀 (天津市德力電子儀器有限公司)；聚四氟乙烯瓶;EH-35B PID數(shù)顯電熱板 (Labtech公司)，艾科浦超純水處理系統(tǒng)(重慶頤洋企業(yè)發(fā)展有限公司);電子分析天平 (O haus/奧豪斯)；Milli-Q系列超純水處理系統(tǒng)（德國默克公司）[9-10］。

試劑:高純度硝酸溶液、鹽酸溶液、過氧化氫溶液、氫氧化鈉溶液、去離子水（17 μS·cm-1）、多元素混合標準溶液 （10 μg·mL-1，編碼 S130615011)，溶液內(nèi)含有Pb、As等金屬元素；靈芝提取液（云南野生整枝赤靈芝）。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品預(yù)處理

準確稱取靈芝提取液0.5 mL于聚四氟乙烯瓶內(nèi)，加入 6 mL HNO3(GR)、3 mL H2O2(GR)，充分振蕩使其濃度均勻，然后該上密封蓋使其慢慢消解，消解時間為12 h，嚴格按照微波消解條件消解完成后，將消解后樣品冷卻并使之溫度與室溫相同[11-12］，隨后放置到150℃電熱板上使其揮酸，直至樣品剩余液體處于2 mL～3 mL，并立即將其轉(zhuǎn)移至規(guī)格為25 mL聚四氟乙烯量瓶中，隨后用去離子水充分洗滌消解罐和蓋3次～5次，轉(zhuǎn)移至量瓶中，將其定容至刻度，搖勻作待測樣品溶液，做平行雙樣，空白對照同法處理。

1.2.2 儀器工作主要參數(shù)

本文主要儀器工作參數(shù)如表1和表2所示。

表1 ICP-MS工作參數(shù)表Tab.1 ICP-MS working parameter table

表2 微波消解工作參數(shù)Tab.2 Microwave digestion working parameters

1.2.3 靈芝提取液中雜質(zhì)的測定

取2L EDTA標準溶液，濃度為0.05 mL·L-1；取濃度為100 g·L-1的硝酸溶液1 L，在酸性的條件下，在高濃度酸性條件下金屬雜質(zhì)易被酸化。吸取鍍液5 mL于50 mL的容量瓶中，加入氫氧化鈉溶液10 mL，加水至50 mL，搖勻。分別測定樣品溶液中Pb雜質(zhì)和As雜質(zhì)的質(zhì)量濃度為:

其中ρ1和ρ2分別為Pb雜質(zhì)和As雜質(zhì)的質(zhì)量濃度、為溶液質(zhì)量、為EDTA標準溶液的濃度、和分別為消耗的EDTA溶液的體積，圖1和圖2分別為Pb和As含量的標準曲線[13-14］。

圖1 溶液中Pb含量標準曲線Fig.1 Standard curve of Pb content in solution

圖2 溶液中As含量標準曲線Fig.2 Standard curve of As content in solution

以空白標準溶液進行測定，這一過程需要連續(xù)進樣數(shù)次，以空白標準溶液測定值的2倍標準偏差除以相應(yīng)元素標準曲線的斜率作為不同元素的檢出限，以空白標準溶液測定值的5倍標準偏差除以相應(yīng)元素標準曲線的斜率作為不同元素的定量限。

2 結(jié)果與分析

由于靈芝提取液中的金屬雜質(zhì)不易被檢測，試驗對靈芝提取液樣品進行多次測定，采用化學(xué)方法對其檢測不僅效果差，檢測速度也慢。如圖3所示為采用傳統(tǒng)測定方法與采用本文方法的測定時間曲線對比，本文方法在測定時間上具有優(yōu)勢，且穩(wěn)定性好。

圖3 2種不同測定方法的測定時間對比Fig.3 Comparison of measurement time between two different determination methods

對樣品溶液中的Pb、As、Hg等金屬離子雜質(zhì)分別進行3次測定，從平均值和最大偏差的數(shù)據(jù)顯示，本文的雜質(zhì)分析方法在分析精度和穩(wěn)定性方面較好。

表3 雜質(zhì)分析精度表Tab.3 Impurity analysis accuracy table

本文采用的樣品溶液雜質(zhì)含量測定方法能夠完成對溶液中不易檢測的Hg雜質(zhì)的檢測。從圖像處理的角度，基于二值化法對溶液圖像進行閾值分割，區(qū)分目標像素和背景像素、并對圖像降噪，選取適當?shù)男〔ê瘮?shù)，提取溶液圖像的局部灰度突變點，進而有效地對Hg雜質(zhì)的邊緣定位，完成檢測。如圖4所示，采用本文方法能夠?qū)崿F(xiàn)對Hg雜質(zhì)邊緣的定位和檢測。

圖4 智能圖像處理方法對汞雜質(zhì)邊緣定位圖Fig.4 Intelligent image processing method for mercury impurity edge location map

圖5和圖6分別為2種方法測定誤差率對比曲線，本文方法在誤差率控制方面更低、更有效。

圖5 傳統(tǒng)測定方法誤差率控制曲線Fig.5 Traditional measurement method error rate control curve

圖6 本文方法測定誤差率控制曲線Fig.6 Method for measuring the error rate control curve

由于高溫環(huán)境使得沸點相對較低Hg雜質(zhì)極易揮發(fā)損失，致使靈芝提取液樣品中Hg元素的測定結(jié)果較實際值偏低，這是傳統(tǒng)方法所遇到的瓶頸，而本文所采用的微波消解方法則可以解決傳統(tǒng)方法的不足，大大提高了提取液中雜質(zhì)含量測定的精度。

3 結(jié)論

正確的樣品前處理方法是保證靈芝提取液雜質(zhì)測定結(jié)果的準確性的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的樣品溶液消解方法耗酸量大，且整個消解過程必須在通風(fēng)性高的條件下進行。與此相比，本文使用的微波消解方法具有處理樣品迅速、操作簡便、樣品消解效果佳的優(yōu)點；除此之外，本文所選用的系統(tǒng)實驗安全性較高，在此基礎(chǔ)之上測定靈芝提取液雜質(zhì)更為準確。因此，在實際工作中，需要依據(jù)具體的實驗室條件及雜質(zhì)特性來選擇相匹配的測定方法。