微波消解-石墨爐原子吸收法測定中藥中鉛鎘含量

文紫純,劉雨晴，宋佳盛，付思佳，黃雯麗，趙博文，安 陽，楊曉煒，劉鳳海

(1.牡丹江醫學院，黑龍江 牡丹江 157011；2.佳木斯大學，黑龍江 佳木斯 154007)

中藥作為我國傳統醫學瑰寶，越來越受到百姓喜愛，尤其在控制我國東北高寒地區新冠病毒肺炎疫情的過程中發揮了巨大作用[1]。其中，東北地產抗呼吸道病毒類中藥，如五味子、桔梗、連翹、黃芩應用最為廣泛。現代中藥理論證明，中藥中的重金屬進入人體后，可以與細胞中含巰基的酶結合，抑制酶的活性，直接影響中藥的藥用效果[2]，而重金屬中毒性最大、分布最廣的是鉛和鎘，因此，對五味子、桔梗、連翹、黃芩中鉛鎘的含量測定顯得尤為重要。

目前中藥中鉛和鎘的測定方法有分光光度法[3]、火焰原子吸收法[4]、石墨爐原子吸收法(graphite furnace atomic absorption spectrometric，GFAAS)[5]、原子熒光法、電感耦合等離子體質譜法(inductively coupled plasma-mass spectrometer，ICP-MS)[6]和電化學分析法[7]，本實驗采用現代微波消解技術進行樣品預處理，有效減少樣品損失和試劑干擾，結合傳統GFAAS，大大提高重金屬檢測的靈敏度，成功實現新冠病毒防控中草藥中鉛鎘含量的測定。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

1.1.1 主要儀器 原子吸收光譜儀(美國PerkinElmer公司，900T型)，微波消解儀(意大利Milestone)，高速萬能粉碎機(天津市泰斯特儀器有限公司，FW100型)，電子天平(Mettler Toledo，ME104E/02型)，數顯恒溫電熱板(江蘇常州澳華儀器有限公司，DB-3B型)，純水器(英國ELGA，PureLab Classic型)。GFAAS測定條件：AA-BG，THGA橫向加熱石墨爐，縱向Zeeman扣背景方式校正，進樣體積20 μL，石墨爐升溫程序,見表1。

表1 石墨爐升溫程序

1.1.2 主要試劑 鉛標準溶液(1000 μg/mL，中國計量科學研究院);鎘標準溶液(1000 μg/mL，中國計量科學研究院);黃芪標準物質(地球物理地球化學勘查研究所)；硝酸為優級純，其余試劑均為分析純。

1.1.3 樣品 所用五味子、桔梗、連翹、黃芩均為黑龍江省牡丹江地區地產中藥(購于牡丹江大藥房)。

1.2 樣品預處理與檢測將中藥樣品各50 g用蒸餾水洗凈，經風干后利用高速萬能粉碎機進行粉碎，用瑪瑙坩堝研磨并過80目尼龍篩，取中間10 g過篩樣品實驗備用。分別準確稱取中草藥樣品0.1 g，置于燒杯中，加入9 mL硝酸，放置在電熱板上80 ℃條件下加熱10 min，取下冷卻至室溫，轉移至微波消解罐中，同時做試劑空白。然后再向其中加5 mL硝酸和1 mL過氧化氫，放入微波消解儀中進行預處理(表2)。待消解結束后，將樣品消解液轉移至比色管，用蒸餾水沖洗消解罐，最終消解液定容至15 mL。同法做試劑空白，GFAAS分析檢測。

表2 微波消解程序

1.3 標準系列配制與檢測鉛的標準系列配制：吸取1 mL鉛標準溶液于1000 mL容量瓶中，用0.5%硝酸定容，該溶液濃度為1000 μg/mL儲備液。取10 mL儲備液加入100 mL容量瓶中，用0.5%硝酸定容，即配成100 μg/L鉛標準應用液，GFAAS分析測定。鎘的標準系列配制：吸取1 mL鎘標準溶液于1000 mL容量瓶中，用0.5%硝酸定容，該溶液濃度為1000 μg/mL儲備液。取1.00 mL儲備液加入100 mL容量瓶中，用0.5%硝酸定容，即為10.0 μg/L鎘標準應用液，GFAAS分析測定。

2 結果

2.1 標準曲線及檢出限根據標準系列的標準溶液濃度與吸光度值，計算標準曲線回歸方程及相關系數，按照公式DL=KSb/m計算檢出限，即用3倍空白值標準偏差除以標準曲線斜率，計算得到鉛、鎘的檢出限(表3)。可以看出，實驗測定鉛鎘標準曲線、相關系數結果滿意，檢出限遠低于中國藥典[8]中草藥中鉛鎘的衛生標準，滿足實際工作需要。

表3 鉛鎘標準曲線及檢出限

2.2 準確度實驗稱取0.1 g黃芪標準藥品樣品，按照實驗方法1.2樣品預處理進行微波消解，將預處理后樣品按照優化條件置于AAS儀器進行測定，所得測定結果在允許誤差范圍之內，測定結果準確可靠(表4)。

表4 黃芪標準物質的測定結果

表5 精密度實驗

2.4 加標回收率實驗準確稱取黃芪標準物質0.1 g，平行制備6份樣品，分別按照中國藥典中鉛、鎘限值的10%、50%、90%進行加標回收率實驗，結果表明，鉛的回收率為93.4%～106.8%，鎘的回收率為92.7%～107.6%，表明實驗有良好的回收率(表6)。

表6 加標回收率實驗

2.5 樣品測定采用微波消解樣品預處理，GFAAS對樣品進行檢測鉛、鎘含量，結果見表7。根據中國藥典2020版(第一部)對中藥中重金屬限值規定(鉛≤5.0 mg/kg，鎘≤0.3 mg/kg)[8]，可以看出4種中藥中鉛、鎘含量均符合中國藥典2020版(第一部)使用標準。

表7 四種中草藥中鉛鎘含量(mg/kg)

3 討論

3.1 微波消解-GFAAS對中草藥中鉛鎘含量的分析通過稱取少量中草藥樣品，經過微波消解后，樣品中鉛鎘含量損失少，并且由于加入消化試劑少，儀器測量中產生的試劑干擾也較少。經過實驗驗證，微波消解-GFAAS方法對抗新冠病毒的4種中草藥(五味子、桔梗、連翹、黃芩)中鉛鎘含量的測定可以看出，方法的相關系數、檢出限以及精密度、準確度均處于較高水平，能夠滿足實際工作需要，可以用于中草藥中鉛鎘含量的測定。

3.2 微波消解-GFAAS測定中草藥中鉛鎘的理論與實際價值鉛鎘是自然界分布最廣泛的有毒重金屬元素，毒性大、危害持久，屬于環境內分泌干擾物和持久性污染物，是全球范圍內學者們長期關注的熱點問題。新冠疫情中，傳統中草藥扮演了不可或缺的角色，尤其是邊遠地區農村，更是起到不可替代的作用。《本草綱目》中對于五味子、桔梗、連翹、黃芩能夠防治發熱、咳嗽等傳染性疾病都有詳細記載。

GFAAS是傳統重金屬元素分析方法，原子吸收光譜儀價格低廉，操作簡便，是基層分析機構必備的常用檢測設備。近年來通過對微波消解技術的開發，可以有效的提高GFAAS方法的檢出限和方法的靈敏度、準確度，對于中草藥中鉛鎘測定具有較強的應用價值。

3.3 方法創新性對于復雜成分的食品與藥品的前處理，傳統消化技術使用的是干消化法、濕消化法。干消化法樣品靶標損失嚴重，濕消化法使用化學試劑量大，試劑干擾明顯、誤差大。本實驗采用微波消解技術，樣品取樣量少、加入化學試劑少、干擾也比較少，實驗耗時少、精度高，極大提高方法的靈敏度和檢出限，對于中草藥中重金屬分析具有較強的推廣價值。

3.4 方法局限性ICP-MS是目前高端實驗室主流檢測痕量鉛鎘含量的主要方法，方法靈敏度高、檢出限低，可以準確定量納克水平，并且可同時測定多種重金屬元素，但儀器價格昂貴、操作方法復雜，儀器運行成本高，限制了方法在基層的推廣和使用。微波消解-GFAAS只能進行單一元素的測定，方法的檢出限只有微克級。由于五味子、桔梗、連翹和黃芩產地不同，受到不同程度的環境污染，中草藥中鉛鎘含量差異較大，并且中草藥的成分復雜，基體干擾較大，樣品基體空白對實驗結果影響并不明確，因此，中草藥的空白樣品必不可少。由于中藥種類繁多，很多測試中草藥沒有對應的樣品空白，使用其他中草藥作為靶標樣品空白存在一定的實驗誤差。因不同批次微波消解存在系統誤差較大，故需要同批次做試劑空白校正。

3.5 展望通過微波消解法對五味子、桔梗、連翹和黃芩等東北地產中草藥進行消化預處理，應用GFAAS測定4種中草藥中鉛鎘含量，方法準確度高，靈敏度好，檢測水平遠高于國家標準中鉛鎘衛生標準，能夠滿足中草藥中重金屬含量測定，可以作為基層新冠防控過程中選用中草藥時，檢測其中鉛鎘含量的可行方法。