黃芪,又名黃耆,為植物和中藥材的統稱。植物黃芪產于內蒙古、山西、甘肅、黑龍江等地,為國家三級保護植物。中藥材黃芪為豆科草本植物蒙古黃芪、膜莢黃芪的根,具有補氣固表、利水退腫、托毒排膿、生肌等功效。現代科學證明,重金屬元素殘留能夠進入人體并與酶牢固結合,造成機體細胞結構和功能損傷,進而影響人們的身體健康。
本文參考中華人民共和國藥典(2015)版四部通則(2321)銅、砷、鎘、汞、鉛測定法,使用ICP-MS 2000E電感耦合等離子體質譜儀,測定GBW10028(GSB-19)黃芪中五種重金屬元素含量。
1.儀器簡介
ICP-MS 2000E是江蘇天瑞儀器股份有限公司自主研發的電感耦合等離子體質譜儀(如圖1),采用PRC碰撞反應池技術,有效消除多原子離子干擾,顯著降低易受干擾元素的檢出限。
圖1. ICP-MS 2000E電感耦合等離子體質譜儀外觀圖
2.原理
樣品經微波消解處理,通過霧化器霧化后送入高溫等離子體中,干燥、原子化、電離,元素離子經接口室進入質譜儀,通過離子透鏡系統、質量分析器及檢測器,檢測器對相應元素離子做出響應(每秒離子計數cps(counts per second)),利用響應強度與待測元素離子濃度成正比關系進行定量分析。
3.實驗部分
3.1實驗設備及試劑
ICP-MS 2000E(帶碰撞反應池,江蘇天瑞儀器股份有限公司);
微波消解儀(WX-8000,上海屹堯);
實驗所用超純水(電阻率達18.25MΩ·cm, 默克密理博,德國);
硝酸(質量比為65%,G.R,薩勞,西班牙);
元素標準溶液(10µg/mL,Inorganic Ventures,美國);
氬氣:純度99.999% (Air Products,美國)。
3.2樣品前處理
稱取0.5g樣品(至0.0001g)至聚四氟乙烯微波消解罐中,加入10mL硝酸溶液,密封后進行微波消解。在200℃下保持約40分鐘,待反應完成,冷卻至室溫,打開消解罐,將消解液轉移至 50 mL 容量瓶中,加入20µL金單元素標準溶液(10mg/L),保持 Hg 元素的穩定性,同時做樣品。選用鍺、銦、鉍做內標,內標以離線方式加入,分別向樣品及中加入100µL鍺、銦、鉍標準溶液(10µg/mL),用電阻率為18.25MΩ·cm的超純水定容至刻線,搖勻待分析。
3.3標液配置
采用逐級稀釋法,配制介質為 10% 硝酸的 Cu、As、Cd、Hg、Pb 元素的標準溶液于一系列50 mL 容量瓶中,采用Ge、In、Bi作內標,以離線方式加入,其濃度為20 µg/L,用超純水定容至刻度,搖勻待分析(見表1)。
表1.各元素標準曲線濃度(µg/L)
元素 | 標液1 | 標液2 | 標液3 | 標液4 | 標液5 |
Cu | 10.0 | 20.0 | 50.0 | 80.0 | 100 |
As | 0.50 | 1.00 | 5.00 | 10.0 | 20.0 |
Cd | 0.50 | 1.00 | 2.00 | 5.00 | 10.0 |
Hg | 0.20 | 0.50 | 1.00 | 2.00 | 3.00 |
Pb | 1.00 | 2.00 | 5.00 | 10.0 | 20.0 |
采用10μg/L Li 、Co、 In、 Ce、 U調諧液對儀器進行優化,所得到的儀器參數如下:
RF電源功率:1300W 等離子氣:13L/min
輔助氣流速: 1.06 L/min 載 氣: 1.2L/min
采樣深度: 16 掃描方式: 跳 峰
3.5實驗數據
在優化的參數條件下,對樣品溶液平行測定7次,計算7次測試結果的標準偏差SD,以3*SD/K(K為標準曲線斜率)對應的濃度為方法檢出限,同時對樣品進行測定(見表2)。
表2.檢出限、標準值及測定值
元素 | 質量數 | 方法檢出限(ng/L) | 標準值 mg/kg | 測定值 mg/kg |
Cu | 63 | 46.38 | 8.5±0.7 | 8.86 |
As | 75 | 69.56 | 0.57±0.05 | 0.59 |
Cd | 114 | 10.17 | 0.042±0.01 | 0.049 |
Hg* | 202 | 27.29 | (0.012) | 0.019 |
Pb | 208 | 29.82 | 1.44±0.10 | 1.46 |
*:標準物質黃芪GBW10028(GSB-19)中,Hg僅提供標準值,未提供不確定度。
4.結論
本文采用了ICP-MS 2000E電感耦合等離子體質譜儀,以鍺、銦、鉍校正儀器波動和基體的影響,測定中藥材標準物質黃芪(GBW10028)(GSB-19)中 Cu、As、Cd、Hg、Pb的含量。該方法檢出限為10.17~69.56ng/L,測試值與標準值吻合,測試結果表明該方法檢出限低,測試結果,可以滿足2015藥典對藥材中多元素、快速分析的要求。
5.參考文獻
[1] 國家藥典委員會,中華人民共和國藥典(2015)版四部通則(2321),黃芪中重金屬元素測試,電感耦合等離子質譜法,中國醫藥科技出版社,2015。
[2] 周海燕、楊峻山、周應群、付建國、趙潤懷,微波消解/電感耦合等離子體質譜法測定西洋參重金屬及有害元素含量[J];期刊論文,中國醫院藥學雜志,2011(11)。
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