黄芪,又名黄耆,为植物和中药材的统称。植物黄芪产于内蒙古、山西、甘肃、黑龙江等地,为国家三级保护植物。中药材黄芪为豆科草本植物蒙古黄芪、膜荚黄芪的根,具有补气固表、利水退肿、托毒排脓、生肌等功效。现代科学证明,重金属元素残留能够进入人体并与酶牢固结合,造成机体细胞结构和功能损伤,进而影响人们的身体健康。
本文参考中华人民共和国药典(2015)版四部通则(2321)铜、砷、镉、汞、铅测定法,使用icp-ms 2000e电感耦合等离子体质谱仪,测定gbw10028(gsb-19)黄芪中五种重金属元素含量。
1.仪器简介
icp-ms 2000e是江苏天瑞仪器股份有限公司自主研发的电感耦合等离子体质谱仪(如图1),采用prc碰撞反应池技术,有效消除多原子离子干扰,显著降低易受干扰元素的检出限。
图1. icp-ms 2000e电感耦合等离子体质谱仪外观图
2.原理
样品经微波消解处理,通过雾化器雾化后送入高温等离子体中,干燥、原子化、电离,元素离子经接口室进入质谱仪,通过离子透镜系统、质量分析器及检测器,检测器对相应元素离子做出响应(每秒离子计数cps(counts per second)),利用响应强度与待测元素离子浓度成正比关系进行定量分析。
3.实验部分
3.1实验设备及试剂
icp-ms 2000e(带碰撞反应池,江苏天瑞仪器股份有限公司);
微波消解仪(wx-8000,上海屹尧);
实验所用超纯水(电阻率达18.25mω·cm,
默克密理博,德国);
硝酸(质量比为65%,g.r,萨劳,西班牙);
元素标准溶液(10µg/ml,inorganic
ventures,美国);
氩气:纯度99.999% (air products,美国)。
3.2样品前处理
称取0.5g样品(精确至0.0001g)至聚四氟乙烯微波消解罐中,加入10ml硝酸溶液,密封后进行微波消解。在200℃下保持约40分钟,待反应完成,冷却至室温,打开消解罐,将消解液转移至 50 ml 容量瓶中,加入20µl金单元素标准溶液(10mg/l),保持 hg 元素的稳定性,同时做样品空白。选用锗、铟、铋做内标,内标以离线方式加入,分别向样品及空白中加入100µl锗、铟、铋标准溶液(10µg/ml),用电阻率为18.25mω·cm的超纯水定容至刻线,摇匀待分析。
3.3标液配置
采用逐级稀释法,配制介质为
10% 硝酸的 cu、as、cd、hg、pb
元素的标准溶液于一系列50
ml 容量瓶中,采用ge、in、bi作内标,以离线方式加入,其浓度为20 µg/l,用超纯水定容至刻度,摇匀待分析(见表1)。
表1.各元素标准曲线浓度(µg/l)
元素
|
标液1
|
标液2
|
标液3
|
标液4
|
标液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
|
3.4仪器参数
采用10μg/l li 、co、
in、
ce、
u调谐液对仪器进行优化,所得到的仪器参数如下:
rf电源功率:1300w
等离子气:13l/min
辅助气流速: 1.06 l/min 载 气: 1.2l/min
采样深度: 16 扫描方式: 跳 峰
3.5实验数据
在优化的参数条件下,对样品空白溶液平行测定7次,计算7次测试结果的标准偏差sd,以3*sd/k(k为标准曲线斜率)对应的浓度为方法检出限,同时对样品进行测定(见表2)。
表2.检出限、标准值及测定值
元素
|
质量数
|
方法检出限(ng/l)
|
标准值
mg/kg
|
测定值
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
|
*:标准物质黄芪gbw10028(gsb-19)中,hg仅提供标准值,未提供不确定度。
4.结论
本文采用了icp-ms 2000e电感耦合等离子体质谱仪,以锗、铟、铋校正仪器波动和基体的影响,测定中药材标准物质黄芪(gbw10028)(gsb-19)中 cu、as、cd、hg、pb的含量。该方法检出限为10.17~69.56ng/l,测试值与证书标准值吻合,测试结果表明该方法检出限低,测试结果准确,完全可以满足2015药典对药材中多元素准确、快速分析的要求。
5.参考文献
[1] 国家药典委员会,中华人民共和国药典(2015)版四部通则(2321),黄芪中重金属元素测试,电感耦合等离子质谱法,中国医药科技出版社,2015。
[2] 周海燕、杨峻山、周应群、付建国、赵润怀,微波消解/电感耦合等离子体质谱法测定西洋参重金属及有害元素含量[j];期刊论文,中国医院药学杂志,2011(11)。