ICP-MS法測定穿心蓮中重金屬、有害元素及安全風(fēng)險評估
目的:建立一種用于測定穿心蓮中 5 種重金屬及有害元素含量的方法。
方法:穿心蓮樣品采用微波消解法處理制備供試品溶液,以鍺(Ge)、銦(In)和鉍(Bi)作為內(nèi)標(biāo)元素,采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法測定含量。
結(jié)果 :該方法下 Pb、Hg、Cu、Cd和 As 在各自范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系(r ≥ 0.999 5),平均加樣回收率為 80.33%~112.86%,RSD為2.45%~6.29%,檢測限為0.006 2~0.0482ng/mL。20批樣品中 Pb、Cd、As、Hg、Cu的含量均在安全限度范圍內(nèi)。風(fēng)險評估結(jié)果顯示穿心蓮中重金屬及有害元素所致安全性風(fēng)險較低。
結(jié)論:該方法簡便、靈敏度高、重復(fù)性好且準(zhǔn)確性高,為穿心蓮中重金屬及有害元素測定和風(fēng)險評估提供了參考。
重金屬及有害元素在中藥材中的限量是質(zhì)量控制和安全性評估的關(guān)鍵指標(biāo)之一。鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)、銅(Cu)和砷(As)等元素在一定程度上有毒性和危害性,長期暴露于重金屬及有害元素可能導(dǎo)致各種健康問題,包括神經(jīng)系統(tǒng)及肝腎功能受損、癌癥等。為了保障中藥材安全性,世界各地政府部門和有關(guān)組織對藥材中重金屬及有害元素頒布了嚴(yán)格的規(guī)定和要求。隨著世界環(huán)境污染問題的日益突出,人類對食品和草藥的安全和品質(zhì)要求也愈來愈高。傳統(tǒng)的重金屬及有害物質(zhì)分析技術(shù),如原子吸收光譜(AAS)和原子熒光光譜(AFS),只能單一元素分析,樣品預(yù)處理繁瑣,分析周期長。近年來,隨著電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)技術(shù)的成熟與廣泛應(yīng)用,越來越多的研究開始應(yīng)用 ICP-MS 方法測定中藥材中重金屬元素含量。
2022 年國家藥品監(jiān)督管理局等機(jī)構(gòu)共同發(fā)布《中藥材生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》,要求在中藥材種植過程中,要統(tǒng)一肥料、農(nóng)藥等投入品管理措施,同時要求建立監(jiān)控規(guī)范以檢測藥材中的有毒有害物質(zhì),包括農(nóng)藥殘留、重金屬及有害元素和真菌毒素等。穿心蓮作為一種重要的中藥材,因具有清熱解毒、涼血止血等功效在臨床中被廣泛應(yīng)用。針對以穿心蓮提取穿心蓮內(nèi)酯總磺化物為原料的中成藥喜炎平注射液,目前已經(jīng)采用了 ICP-MS方法分析和控制中間產(chǎn)品和成品的重金屬及有害元素。建立針對穿心蓮重金屬及有害元素的高效分析方法是非常必要的,它可以提供一種可靠的方式來評估穿心蓮中這些物質(zhì)的含量,從而確保以穿心蓮為原料的中藥制劑產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性,這對于保障中藥材及其相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量和患者的用藥安全具有重要意義。本研究參照中華人民共和國藥典(2020年版)四部通則 2321,使用 ICP-MS快速準(zhǔn)確地分析穿心蓮中重金屬及有害元素含量,提高穿心蓮質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn),為評估穿心蓮的安全性提供了科學(xué)依據(jù),也為穿心蓮 GAP 的研究提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)參考。
儀器與試藥
電感耦合等離子體質(zhì)譜儀;微波消解儀;分析天平;電熱板;硝酸優(yōu)級純;超純水;Pb、Cd 、As、 Cu、Hg、Fe 標(biāo)準(zhǔn)溶液(1000 μg/mL);穿心蓮藥材
方法與結(jié)果
儀器參數(shù):霧化器:PFA同心霧化器;采集模式:跳峰(spectrum);蠕動泵:0.3r/s ;樣品穩(wěn)定時間:55s ;樣品提升時間:66s ;數(shù)據(jù)分析方法:全定量分析。
溶液制備:
標(biāo)準(zhǔn)品貯備液的制備:精密量取 Pb、Cd、As、Hg、Cu單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液適量,分別以 5%硝酸溶液配制成標(biāo)準(zhǔn)品儲備液,Pb、Cd、Hg、Cu 標(biāo)準(zhǔn)品儲備液為10μg/mL,As標(biāo)準(zhǔn)品儲備液為1μg/mL。
標(biāo)準(zhǔn)品溶液的制備:精密量取 Pb、Cd、As、Cu標(biāo)準(zhǔn)品儲備液適量,以5%硝酸溶液配制成Pb、Cd、As、Cu系列濃度混合標(biāo)準(zhǔn)品溶液,其中Pb和As濃度分別為0、1、5、10、20ng/mL,Cd濃度分別為0、0.5、2.5、5、10ng/mL,Cu濃度分別為 0、10、50、100、200ng/mL。Hg標(biāo)準(zhǔn)品溶液臨用前配制,精密量取標(biāo)準(zhǔn)品儲備液,使用5%硝酸溶液配制成濃度為0、0.2、0.5、1、2、5ng/mL的溶液。
內(nèi)標(biāo)溶液的制備:精密量取 Ge、In、Bi單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液適量,用水制成 1μg/mL 的混合溶液。
供試品溶液的制備:采用微波消解法,微波消解儀須嚴(yán)格按照儀器操作規(guī)程操作。供試品置 60 ℃下干燥 2 h,將其研磨成粗粉,取約 0.5 g粗粉,精密稱定后放入聚四氟乙烯消解罐中,加入 5 mL 硝酸并充分混勻后放置過夜,蓋好內(nèi)蓋并旋緊外套,將其放入微波消解爐中進(jìn)行消解。完全消解后,取下消解內(nèi)罐用電熱板緩慢加熱揮去紅棕色的蒸汽,然后繼續(xù)緩慢濃縮至 2~3mL,消解液冷卻后轉(zhuǎn)移至 50 mL 量瓶中,消解罐分別加少量水洗滌 3 次,水洗液與消解液合并,加入200 μL 濃度為 1 μg/mL 金單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液,用水定容得供試品溶液(消解后的溶液應(yīng)呈無色至黃色或綠色的澄明溶液,部分樣品可能殘存有少量沉淀,如果溶液渾濁可進(jìn)行離心,使用離心上清液)。試劑空白溶液同法制備,但不加金單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液。
測定方法
測定時,分別選擇 208Pb、114Cd、75As、202Hg、63Cu作為 Pb、Cd、As、Hg、Cu的同位素,并以72Ge作為 63Cu、75As 的內(nèi)標(biāo),115In 作為 114Cd 的內(nèi)標(biāo),209Bi 作為 202Hg、208Pb 的內(nèi)標(biāo),選擇適合的校正方程校正測定的元素。數(shù)據(jù)采集方式為全定量方式。峰型:3個點;重復(fù)次數(shù):3次;掃描 / 重復(fù):100次;穩(wěn)定時間:30s;積分時間:0.3000s(Pb、Cu、Cd)、0.9999s(As、Hg)。
將儀器的內(nèi)標(biāo)進(jìn)樣管插入內(nèi)標(biāo)溶液中,同時將儀器的樣品管依次插入標(biāo)準(zhǔn)品溶液中進(jìn)行測定,濃度依次遞增??v坐標(biāo)為每個濃度對應(yīng)3次讀數(shù)的平均值,橫坐標(biāo)為相應(yīng)濃度,建立標(biāo)準(zhǔn)曲線。同法測定供試液數(shù)據(jù),取3次測量結(jié)果的平均值。供試液濃度通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計算得出。根據(jù)儀器說明書要求,通過相同分析條件下的空白試驗消除空白干擾,并計算各元素的含量。
計算公式為重金屬及有害元素殘留量(mg/kg)=CV/1000m,式中 C 為供試品溶液測得濃度(ng/mL),V 為供試品消解后體積(mL),m為供試品取樣量(g)。
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上海美析儀器公司簡介
上海美析儀器有限公司(以下簡稱美析),是一家具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高新技術(shù)企業(yè),美析的創(chuàng)業(yè)理念“科技——因你改變”,并以此為企業(yè)宗旨,不斷探究、果敢創(chuàng)新。特別是在分析測試儀器領(lǐng)域,不斷開發(fā)出先進(jìn)的產(chǎn)品,使美析成為優(yōu)質(zhì)儀器資源的供應(yīng)者。
美析主營光譜類儀器可見分光光度計、紫外可見分光光度計、原子吸收光譜儀、超微量分光光度計、原子熒光光度計、ICP 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀、ICP 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀,目前,我們的產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)、醫(yī)藥、環(huán)保、冶金、石油、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。同時美析利用在產(chǎn)品機(jī)械結(jié)構(gòu)、光學(xué)設(shè)計、電氣應(yīng)用和軟件開發(fā)方面積累的豐富經(jīng)驗,結(jié)合市場的需求,近期將陸續(xù)推出一批分析類儀器。美析的總部及生產(chǎn)基地設(shè)在上海,營銷中心設(shè)在北京,并在江蘇、上海、山東三地建有研發(fā)基地。為充分利用各地的智力資源,美析與國內(nèi)外的部分科研單位也進(jìn)行了深層次的科研合作,不斷將科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。為更好的服務(wù)于廣大客戶,美析儀器國內(nèi)設(shè)有 12家辦事機(jī)構(gòu),度身定制符合您需求的應(yīng)用解決方案,提高產(chǎn)品的附加值。在不斷服務(wù)國內(nèi)用戶的同時,美析也與 20 多個國家的分銷機(jī)構(gòu)建立了深度的戰(zhàn)略合作關(guān)系。
(美析儀器不僅僅只是一家高新技術(shù)認(rèn)證企業(yè),更通過了 CE 認(rèn)證、FCC 認(rèn)證、RoHS 認(rèn)證以及國內(nèi)多項資質(zhì)審查認(rèn)證,并有著多項自行研發(fā)的光譜類專利版權(quán)等等)