微波消解-ICP-MS法測(cè)定不同炮制工藝、產(chǎn)地鮮竹瀝中20種微量元素
引言
鮮竹瀝為禾本科植物粉綠竹(Phyllostachys glauca McCluve)、凈竹(Phyllostchysnuda McClure)及同屬的數(shù)種植物的鮮桿經(jīng)加熱后自然瀝出的液體,具有清熱化痰之功效,主要用于肺熱咳嗽痰多、氣喘胸悶、中風(fēng)舌強(qiáng)、小兒痰熱驚風(fēng)等癥,《本草衍義》稱之為“痰家之圣劑”,也是用于治療痰熱咳嗽等常見(jiàn)呼吸病癥中藥大品種鮮竹瀝、復(fù)方鮮竹瀝液、祛痰靈口服液、竹瀝達(dá)痰丸的重要藥味。目前,鮮竹瀝主要有傳統(tǒng)直接火燒法和現(xiàn)代干餾法兩種不同的炮制工藝,產(chǎn)地主要集中在江西、湖南一帶。目前,研究報(bào)道鮮竹瀝中主要含木脂素、氨基酸及無(wú)機(jī)元素等,但受竹子產(chǎn)地和炮制工藝不同,成分種類和含量均有所不同。目前,鮮竹瀝中的元素測(cè)定主要采用原子吸收法,測(cè)定的元素也主要集中在Fe、Mn、Zn等,采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)測(cè)定鮮竹瀝中多種元素的方法未見(jiàn)報(bào)道。ICP-MS法具有靈敏度較高、多元素同時(shí)快速測(cè)定、干擾較少等優(yōu)點(diǎn)。因此,本工作基于對(duì)鮮竹瀝的安全有效性,采用微波消解法進(jìn)行樣品前處理,用電感耦合等離子體質(zhì)譜法對(duì)收集到的兩種主流炮制工藝和5個(gè)主產(chǎn)地的鮮竹瀝中的20種元素進(jìn)行了測(cè)定以及相關(guān)性分析。
1實(shí)驗(yàn)部分
1.1儀器與試劑
ICP-MS6880型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(上海美析儀器有限公司);微波消解儀;電子天平;超純水。
Mg、K、Ca、Al(批號(hào):19C012-1)、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ag、Ba、Hg標(biāo)準(zhǔn)溶液,國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心;As、Cd、Sn、Sb、Pb,INORGANICVENTURES;20種元素標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度均為1000μg·mL-1;60%~70%HNO3(批號(hào):1117042FisherChemical公司);水為超純水。
1.2實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1儀器條件
ICP-MS參數(shù)射頻功率:1510W;采樣深度:7.6mm;泵速:0.10r·min-1;載氣流速:0.8L·min-1;輔助氣流速:0.35L·min-1;離子透鏡1:3.5V;離子透鏡2:-99.5V;反應(yīng)模式:He模式;He流速:4.5mL·min-1。微波消解儀參數(shù)升溫速率:15℃·min-1,升至200℃,保持30min,冷卻至室溫。
1.2.2對(duì)照品溶液的制備
精密量取上述20種單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液各1mL,置同一100mL塑料量瓶中,加2%HNO3稀釋至刻度,搖勻;精密吸取0、50、100、250、500、1000、2000、5000μL,分別置100mL塑料量瓶中,加2%HNO3稀釋至刻度,搖勻,得到濃度分別為0、0.005、0.01、0.025、0.05、0.1、0.2、0.5μg·mL-1的混合元素對(duì)照溶液。
1.2.3供試品溶液的制備
精密量取鮮竹瀝1mL,置微波消解罐中,加入HNO310mL,密塞,程序升溫(15℃·min-1升至200℃,保持30min),冷卻后,取出,置趕酸儀上將HNO3趕至約1mL,轉(zhuǎn)移至50mL塑料離心管中,用2%HNO3反復(fù)洗滌消解罐,洗液合并至塑料離心管并用2%HNO3稀釋定容至刻度,用微孔濾膜濾過(guò),待測(cè)。取相應(yīng)試劑同法制成空白溶液。
2結(jié)果與討論
2.1前處理方法的確定
由于樣品中含有較高的糖、氨基酸等,故采用消化后進(jìn)樣,實(shí)驗(yàn)用的微波消解系統(tǒng)是壓力控制型儀器,只需要設(shè)置消解壓力和消解時(shí)間。實(shí)驗(yàn)考察了微波消解系統(tǒng)的消解壓力和消解時(shí)間等對(duì)待測(cè)20種元素的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,使用“1.2.1”項(xiàng)下條件的單罐法微波消解條件時(shí),樣品消解液透明,待測(cè)元素的回收率較高。
2.2同位素及內(nèi)標(biāo)的選擇
基于質(zhì)量數(shù)與待測(cè)元素接近且待測(cè)樣品不含此元素的原則,選擇45Sc為Mg、Al、K、V、Ca、Cr、Mn和Fe的內(nèi)標(biāo),72Ge為Co、Ni、Cu、Zn以及As的內(nèi)標(biāo),115In為Ag、Cd、Sn、Sb的內(nèi)標(biāo),159Tb為Ba的內(nèi)標(biāo),09Bi為Pb和Hg的內(nèi)標(biāo)。按豐度大、干擾小、靈敏度高的原則,選擇111Cd、208Pb、75As、202Hg、59Co、51V、60Ni、27Al和40Ca、137Ba等作為待測(cè)元素的測(cè)定同位素。
2.3標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限
取各元素標(biāo)準(zhǔn)溶液、空白溶液。在ICP-MS儀器工作條件進(jìn)行測(cè)定,以各元素的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),其分析譜線強(qiáng)度響應(yīng)值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,連續(xù)測(cè)定11次空白溶液,以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差除以標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率計(jì)算方法的檢出限(3S/K),以10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差除以標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率計(jì)算方法的測(cè)定下限(10S/K),結(jié)果20種元素相關(guān)系數(shù)R2≥0.9991,表明均在0~500ng·mL-1濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,見(jiàn)表1。
2.2精密度實(shí)驗(yàn)
取S1號(hào)樣品(見(jiàn)表2),按實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定,平行測(cè)定6次,計(jì)算得到20種元素含量測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)在0.21%~3.78%之間,說(shuō)明實(shí)驗(yàn)精密度較好。2.3回收實(shí)驗(yàn)精密量取S1號(hào)樣品(見(jiàn)表2)4份進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn),其中1份不加入任何標(biāo)準(zhǔn)溶液作為本底值,另外3份分別加入低、中、高3個(gè)濃度水平的20種元素標(biāo)準(zhǔn)溶液,按實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定并計(jì)算回收率,測(cè)得回收率在95.3%~107.6%之間,表明所建立的檢測(cè)方法準(zhǔn)確可靠。
由表3可見(jiàn),發(fā)現(xiàn)鮮竹瀝中含量較高的元素主要是Mg、K、Ca、Mn、Fe、Zn等6種,其中Mn、Fe、Zn這3種無(wú)機(jī)元素的含量及其比例關(guān)系被認(rèn)為與中藥止咳化痰療效存在內(nèi)在聯(lián)系。從兩種不同炮制工藝上分析,傳統(tǒng)直火燒制工藝的鮮竹瀝的Mg、K、Ca、Mn、Fe、Zn的含量普遍高于現(xiàn)代干餾工藝,而Mn、Fe、Zn3種元素尤為明顯。從地域產(chǎn)地上分析,傳統(tǒng)直火燒制工藝下江西3個(gè)產(chǎn)地普遍高于湖南懷化,且兩種工藝上看,產(chǎn)地江西德安含量高于其他4個(gè)產(chǎn)地,尤其Zn含量遠(yuǎn)高于其他4個(gè)產(chǎn)地。從重金屬有害元素上看,傳統(tǒng)直火燒制工藝Pb、As、Cr均有檢出,而現(xiàn)代干餾工藝僅檢出Cr,這可能與兩種工藝的工藝設(shè)備有關(guān),據(jù)課題組調(diào)研得知,不同企業(yè)的同種炮制工藝的生產(chǎn)設(shè)備材質(zhì)均有不同。此外,大部分企業(yè)使用聚乙烯塑料作為儲(chǔ)存容器,也存在有害元素引入的可能性。2.5風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與質(zhì)量控制根據(jù)鮮竹瀝的一次15~30mL、一日2次的用量,為控制用藥安全,按每日最大劑量60mL計(jì)算,則按化學(xué)藥品ICHQ3D要求[13,14]確定鮮竹瀝中各雜質(zhì)元素的每日允許暴露量與各元素含量限度見(jiàn)表4。
結(jié)合表3中樣品測(cè)定結(jié)果及表4中限量可知,部分樣品檢出部分有害元素,但其中傳統(tǒng)直火燒制工藝的S1的Pb以及S2的Pb、As超出限度值,應(yīng)注意工藝設(shè)備、盛放容器等設(shè)施的風(fēng)險(xiǎn)引入。
3結(jié)論
本研究采用ICP-MS法測(cè)定了鮮竹瀝飲片中20種元素的含量,通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的方法學(xué)考察,結(jié)果表明,該方法專屬性強(qiáng)、準(zhǔn)確穩(wěn)定??蔀轷r竹瀝的炮制、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究、控制與評(píng)價(jià)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)和參考。同時(shí)采用該方法對(duì)市場(chǎng)上4個(gè)主產(chǎn)區(qū)的兩種主要炮制工藝樣品進(jìn)行了測(cè)定,并對(duì)不同炮制工藝及產(chǎn)地的功效元素以及雜質(zhì)有害元素進(jìn)行了原因分析,且結(jié)合生產(chǎn)過(guò)程中雜質(zhì)元素控制策略,從源頭控制產(chǎn)品中的雜質(zhì)元素,提高了用藥安全有效水平。
文章來(lái)源:[1]肖小武,汪元亮,常亮,等.微波消解-ICP-MS法測(cè)定不同炮制工藝、產(chǎn)地鮮竹瀝中20種微量元素[J].化學(xué)工程師,2024,38(10):20-24.DOI:10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20241020.