ICP-MS測定一點紅中14種微量元素

彭怡心，唐 慶，王 希，吳澤君*，劉水平，林仲儀

（1. 株洲市食品藥品檢驗所，湖南 株洲 412000；2. 湘西自治州食品藥品檢驗所，湖南 吉首 416000）

一點紅（Emilia Sonchifolia）為菊科一年生或多年生草本植物，別名有羊蹄草、葉下紅、乳汁草、小蒲公英、牛尾膝、野芥藍等[1]，在我國主要分布在西南、華中、華南和華東地區(qū)，味苦性涼，全草入藥，具有清熱解毒、散瘀消腫的功效，用于腸炎、痢疾、尿路感染、上呼吸道感染、結(jié)膜炎、口腔潰瘍、瘡癰的治療[2-3]。它還是婦科良藥花紅片、花紅沖劑等系列產(chǎn)品的主藥之一[4]，亦可作為野菜食用[5]。

目前對一點紅的研究主要集中在化學成分及其藥理活性等方面，以及水分、灰分、浸出物等的測定[5-10]，而針對其微量元素的測定未見報道。根據(jù)對人類健康影響的不同微量元素可分為鋅、鐵、錳等人體必需的微量元素和鉛、鎘、汞等有害微量元素，必需微量元素可參與體內(nèi)多種功能性蛋白質(zhì)、酶及激素等的合成，對調(diào)節(jié)機體代謝具有重要作用[11]，研究發(fā)現(xiàn)，中藥藥效與其所含微量元素存在重要相關(guān)[12]；有害微量元素具有致癌、致畸毒性，嚴重危害人體健康[13]。這些微量元素在中藥材中的含量直接影響到中藥材質(zhì)量的優(yōu)劣及藥材是否安全，目前僅有廣東、湖南、福建的中藥地方標準收載了一點紅，且只對其水分、浸出物等有所要求，因此建立同時測定一點紅中多種微量元素含量的方法并對其含量進行分析研究對于一點紅的質(zhì)量控制和深度開發(fā)利用有重要意義。元素含量檢測屬微量或痕量分析，電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICPMS）是一項用于分析無機元素的手段，在多元素研究及超痕量研究方面具有獨特的優(yōu)勢[14-15]。本文采用ICP-MS作為分析方法測定了17批不同廠家的一點紅樣品中14種微量元素的含量，并對元素含量進行統(tǒng)計分析，為提高該藥材的質(zhì)量控制和開發(fā)利用水平提供參考。

1 儀器與材料

1.1 儀器

XSE105Du型電子分析天平（梅特勒公司，d=0.01 mg/0.1 mg）；MARS6型微波消解儀（美國CEM公司）；iCAP Q電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國賽默飛公司）；BHW-09C型趕酸儀（博通公司）。

1.2 試藥

硝酸（優(yōu)級純，賽默飛世爾科技有限公司）；過氧化氫（優(yōu)級純，國藥集團化學試劑有限公司）；水為超純水；As（批號：GSB04-1714-2004），Cu（批號：GSB04-1725-2004），Sr（批號：GSB04-1754-2004），Cd（批號：GSB04-1721-2004），Se（批號：GSB04-1751-2004），Mn（批號：GSB04-1736-2004），Ba（批號：GSB04-1717-2004），Pb（批號：GSB04-1742-2004），Hg（批號：GSB04-1729-2004），F(xiàn)e（批號：GSB04-1726-2004），Cr（批號：GSB04-1723-2004），Zn（批號：GSB04-1761-2004），Al（批號：GSB04-1713-2004），Ti（批號：GSB04-1757-2004），Ge（批號：GSB04-1728-2004），Rh（批號：GSB04-1746-2004），In（批號：GSB04-1731-2004），Sc（批號：GSB04-1750-2004），Bi（批號：GSB04-1719-2004）各單元素標準溶液（國家有色金屬及電子材料分析測試中心，質(zhì)量濃度均為1000 μg/ml）。一點紅飲片zy1～zy3（批號：190901，190902，190903，A公司，產(chǎn)地湖南）；一點紅飲片zy4～zy6（批號：2019110235-1，2019110235-2，2019110235-3，B公司，產(chǎn)地湖南）；一點紅飲片zy7～zy9（批號：2019102607，2019102608，2019102609，C公司，產(chǎn)地云南）；一點紅飲片zy10～zy12（批號：20191001，20191002，20191003，D公司，產(chǎn)地湖南）；一點紅原藥材zy13（批號：20191102，B公司，產(chǎn)地湖南）；一點紅原藥材zy14（批號：201910005，C公司，產(chǎn)地云南）；一點紅飲片zy15～zy17（批號：201912010，201912011，201912012，E公司，產(chǎn)地廣西）。

2 方法與結(jié)果

2.1 ICP-MS工作參數(shù)

ICP-MS儀器參數(shù)見表1。52Cr、27Al、57Fe、48Ti、55Mn以45Sc為內(nèi)標元素，111Cd、137Ba以115In為內(nèi)標元素，77Se、66Zn、63Cu、75As以73Ge為內(nèi)標元素，88Sr以103Rh為內(nèi)標元素，208Pb、202Hg以209Bi為內(nèi)標元素。

表1 ICP-MS儀器操作參數(shù)

2.2 溶液的制備

2.2.1 標準溶液的配制 精密量取Hg、Zn、Fe、Mn、Cr、Cu、As、Se、Cd、Al、Ti、Sr、Ba、Pb單元素標準溶液適量，用2 %硝酸稀釋制成含Zn、Fe 10 μg/ml，Cr、Cu、As、Se、Cd、Al、Ti、Sr、Mn、Pb、Ba 2 μg/ml，Hg 100 ng/ml的混合標準儲備溶液，精密量取混合標準儲備液適量，用2 %硝酸稀釋制成Zn、Fe含量分別為5，20，50，100，200，500，1000 ng/ml，Cr、Cu、As、Se、Cd、Al、Ti、Sr、Mn、Pb、Ba含量分別為1，4，10，20，40，100，200 ng/ml，Hg含量分別為0.05，0.2，0.5，1，2，5，10 ng/ml的混合標準曲線溶液。

2.2.2 內(nèi)標溶液的配制 精密量取Sc、In、Ge、Rh、Bi單元素標準溶液適量，用2 %硝酸稀釋制成濃度為20 ng/ml的混合內(nèi)標溶液。

2.2.3 供試品溶液的制備 準確稱取粉碎后的樣品0.2 g于微波消解罐中，加入重蒸硝酸5 ml，放置過夜，加入雙氧水2 ml，旋緊外蓋，于微波消解儀中按表2消解程序進行消解，完成后待消解罐冷卻至室溫，在趕酸儀中，于130 ℃條件下趕酸至約1 ml（其中測汞不趕酸），轉(zhuǎn)移并用超純水定容至25 ml。同時做試劑空白。

表2 微波消解程序

2.3 方法學驗證

2.3.1 線性關(guān)系考察 取2.2.1項下的混合標準曲線溶液，進樣測定，以溶液的濃度（x）與相應的離子強度（y）作線性回歸，各待測元素的線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)見表3，結(jié)果表明Al、Ti、Cr、Mn、Cu、As、Se、Sr、Cd、Ba、Pb在1～200 ng/ml，F(xiàn)e、Zn在5～1000 ng/ml，Hg在0.05～10 ng/ml范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)（r）均大于0.998。

表3 線性回歸方程

2.3.2 檢出限和定量限試驗 按2.1項下條件連續(xù)測定11次標準空白（2 % HNO3），計算各待測元素的方法檢出限和定量限，結(jié)果見表4。14種元素的檢出限為0.0005～0.270 mg/kg，定量限為0.0018～0.900 mg/kg，滿足分析要求。

2.3.3 精密度試驗 取2.2.1項下混合標準溶液（Zn、Fe元素濃度為200 ng/ml，Cr、Cu、As、Se、Cd、Al、Ti、Sr、Mn、Pb、Ba濃度為40 ng/ml，Hg濃度為2 ng/ml），連續(xù)測定6次，計算14種元素的含量RSD值為0.45 %～3.26 %，即本方法具有良好的精密度，結(jié)果見表4。

2.3.4 重復性試驗 取同一批次的一點紅樣品6份，按2.2.3項下的方法制備供試品溶液，采用2.1項下條件分別進樣測定，計算各元素含量的RSD值為4.3 %～6.5 %，結(jié)果見表4。

表4 檢出限、定量限、精密度與重復性試驗結(jié)果（n=6）

2.3.5 回收率試驗 稱取同一批號（zy1）樣品9份，分別按低、中、高3個濃度水平添加各元素標準溶液適量，每個濃度各3份，按2.2.3項下方法制備3個濃度的加標回收溶液并依法進樣測定，計算加標回收率，結(jié)果見表5。結(jié)果顯示14種微量元素的平均回收率為80.0 %～111.6 %，RSD值為0.5 %～8.9 %。

表5 各元素加標回收率（n=3）

2.3.6 穩(wěn)定性試驗 取2.3.5項下加標回收溶液，制備后0，2，4，8，16，24 h進樣測定，結(jié)果Al、Ti、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、As、Se、Sr、Cd、Ba、Pb、Hg元素含量的RSD值分別為1.9 %，2.0 %，2.6 %，1.8 %，2.2 %，3.5 %，1.7 %，3.2 %，3.4 %，1.5 %，3.0 %，2.3 %，3.6 %，4.5 %，表明14種元素的樣品溶液在24 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。

2.4 樣品測定

取17批來自5個不同廠家的一點紅中藥材（包含飲片和原藥材）適量，按2.2.3項下方法制備供試品溶液和空白溶液，按2.1項下ICP-MS條件進樣測定，分別計算17批藥材中14種微量元素的含量，結(jié)果見表6。由表6可知一點紅中含Cr、Mn、Fe、Zn、Se、Sr等人體必需微量元素，其中Mn、Fe、Zn、Sr含量豐富，有害元素Al含量較高。

表6 樣品測定結(jié)果（n=2）

2.5 不同廠家樣品元素含量比較

采用IBM SPSS19.0對不同廠家樣品的元素含量進行統(tǒng)計分析，結(jié)果見表7。由表7可知除Ti元素外，不同廠家元素含量均有顯著性差異（P＜0.05），其中B廠家的樣品As、Cd、Pb、Hg含量最高，C廠家樣品Cu含量最高。

表7 不同廠家樣品元素含量對比（ ±s)

注：同一行中不同的字母表示差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）

元素含量/m g·k g-1 A廠家 B廠家 C廠家 D廠家 E廠家S e 0.4 0±0.1 2 b 0.9 2±0.1 7 a 0.4 5±0.1 3 b 0.3 7±0.0 2 b 0.3 8±0.0 8 b A s 0.5 5±0.1 9 b 1.0 2±0.3 0 a 0.4 4±0.1 3 b 0.2 2±0.0 4 b 0.4 4±0.0 3 b C d 1.1 3±0.0 5 a 3.1 9±0.1 1 c 1.1 2±0.0 3 a 1.0 6±0.0 8 a 2.4 1±0.0 4 b P b 1.5 5±0.3 1 a 4.2 5±0.6 3 c 1.1 2±0.1 8 a 0.9 4±0.1 5 a 2.4 9±0.2 0 b H g 0.1 2±0.0 2 7 b 0.1 5±0.0 3 9 b 0.0 1±0.0 0 4 a 0.0 0±0.0 0 0 a 0.0 2±0.0 0 5 a C r 4.3 2±1.7 9 bc 2.5 4±1.0 0 ab 5.3 2±1.3 1 c 1.6 5±0.1 2 a 3.3 6±0.3 2 abc C u 1 4.1 5±0.0 2 b 1 3.9 1±0.8 8 b 1 7.6 7±1.7 7 c 1 0.6 0±0.6 0 a 1 4.9 6±1.9 6 b Z n 8 5.7 1±5.4 8 c 7 1.2 0±4.0 5 b 7 6.6 8±4.9 8 b 3 5.5 9±2.8 5 a 8 8.6 1±3.8 6 c S r 2 3.8 7±0.2 0 a 1 4.3 3±0.5 6 b 2 9.4 2±0.8 1 c 3 8.1 8±2.2 4 d 3 3.1 2±0.6 7 e B a 4 2.7 4±1.5 5 a 4 8.4 2±2.6 4 b 5 3.7 7±1.9 1 c 3 1.4 8±1.7 9 d 6 3.6 9±1.2 0 e T i 3 3.7 4±6.3 3 a 3 9.4 4±1 3.6 4 a 2 9.7 6±6.8 1 a 2 8.4 6±2.4 6 a 3 4.1 1±2.7 1 a A l 1 4 6 2.9±6 6 0.3 b 1 9 5 3.6±3 9 2.2 b 1 4 4 2.9±5 0 2.5 b 3 6 6.4±3 2.3 a 1 3 1 7.6±1 4 3.7 b M n 6 4 8.1±2 1.9 b 9 8 0.0±7 1.7 c 8 3 5.1±5 1.9 bc 4 3 6.5±2 0 9.5 a 8 6 6.8±4 7.3 c F e 9 5 1.3±3 7 4.4 b 1 0 9 1.6±1 2 3.6 b 9 8 5.1±2 6 8.5 b 3 1 8.2±2 1.7 a 7 4 0.6±1 2 3.3 ab

3 討論與結(jié)論

本研究采用ICP-MS法同時測定一點紅中Al、Zn、Cu、As等14種微量元素含量，該方法精密度高、重復性和回收率良好，適用于一點紅中多種微量元素的定量分析。

通過該方法測定17批不同廠家樣品的微量元素含量，并對數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計分析，結(jié)果顯示一點紅中藥材中必需微量元素Mn、Fe、Zn、Sr含量較高，這些元素對人體健康具有積極意義，可能與其藥效存在一定關(guān)聯(lián)，可對藥材進一步開發(fā)利用。重金屬及有害元素方面，As、Pb、Hg含量均符合2020年版藥典中重金屬及有害元素一致性限量指導值要求（As≤2 mg/kg，Pb≤5 mg/kg，Hg≤0.2 mg/kg）[16]。1批次藥材的Cu含量超過了限量指導值（20 mg/kg），16批次藥材的Cd含量超過了限量指導值（1 mg/kg）。故應制定一點紅中有害元素Cd和Cu的限量值，且生產(chǎn)企業(yè)應嚴格把控藥材質(zhì)量，從產(chǎn)地源頭到制備工藝等全程控制重金屬及有害元素的污染，以保證其質(zhì)量和安全性。

本文雖然可為一點紅中藥材有害殘留物限量制定及藥效的進一步研究提供參考，但所收集的樣品批次有限，所掌握的元素含量情況不足以代表我國一點紅藥材中微量元素的整體情況，因此還需進一步探究。