文/劉靜 陳仁甫 李俊卿

膠囊中鉻的快速篩查

文/劉靜 陳仁甫 李俊卿

便攜式XRF在快速篩查膠囊中的鉻的應用

本文通過使用便攜式XRF對18批抽檢膠囊樣品進行了檢測，測試結(jié)果與原子吸收結(jié)果具有高度相關(guān)性，3 min快速測試，準確、高效、精密度高，且無需樣品前處理，該法對現(xiàn)場快速篩查膠囊中的重金屬意義重大。

“問題膠囊”是指使用一些用生石灰處理過的皮革廢料來熬制成工業(yè)明膠，最終制成藥用膠囊流入市場。由于皮革在工業(yè)加工過程中，要使用含鉻的鞣制劑，這樣制成的膠囊往往重金屬元素鉻超標。所以建立一種快速準確地測定膠囊中鉻元素的方法，將對現(xiàn)場快速篩查“問題膠囊”意義重大。

目前，中國藥典測試明膠空心膠囊的方法是原子吸收分光光度法，由于該方法需要對樣品微波消解前處理，耗時較長，因此建立現(xiàn)場快速篩查藥用膠囊中鉻的方法很有必要。本文方法使用賽默飛Niton XL3t 970便攜式X射線元素分析儀（圖1），通過對18批抽檢膠囊樣品進行檢測、分析和數(shù)據(jù)對比，對該法的準確度、穩(wěn)定性等參數(shù)進行評價，目的是探討出一套適合現(xiàn)場快速篩查膠囊中鉻的方法。

本次實驗便攜式X射線元素分析儀采用的是基本參數(shù)法，這是基于XRF的基本原理進行定量計算的方法，依據(jù)嚴格的理論計算對基體吸收增強效應進行準確的校正。基本參數(shù)法的核心是根據(jù)X射線產(chǎn)生與物質(zhì)相互作用的原理，結(jié)合具體的儀器光路結(jié)構(gòu)和探測器能量響應曲線對探測器接收到的熒光譜進行復雜的數(shù)值計算?；緟?shù)法是目前XRF定量算法中最先進、最準確、需要標樣最少的算法。

圖1.賽默飛Niton便攜式XRF分析儀。

實驗條件

儀器及參數(shù)

Niton XL3t 970便攜式X射線元素分析儀，利用無損分析技術(shù)，測試元素范圍Mg～U，重1.3 kg，高性能微型X射線光管，銀靶材；高性能GOLDD+探測器，標配兩塊可充電鋰電池，每塊可連續(xù)使用6～8 h，適合現(xiàn)場快速篩查使用。

實驗與分析

樣品及實驗方法

實驗所測樣品為抽檢的空心膠囊殼，未制樣直接測試，將膠囊帽與膠囊體穿插扣好（不含藥物），兩個膠囊殼并列放置在便攜測試架上，膠囊體帽重疊部分對準測試窗口，開啟CCD攝像頭，選用FDA模式，顯示單位為ppm，選擇1σ標準偏差，測試時間設置為180 s，前60 s用于檢測樣品中是否含有其他重金屬，如汞、鉛、砷等；后120秒用于檢測膠囊中的鉻。測試結(jié)果會實時顯示在儀器屏幕上（圖2），并能夠支持USB下載。

結(jié)果和討論

此次實驗共分析了18批空心膠囊樣品，均使用便攜式XRF針對每批樣品分析三次，分別獲得PXRF1、PXRF2和PXRF3三組數(shù)據(jù)。其中,lab數(shù)據(jù)代表實驗室原子吸收儀器的分析結(jié)果，分別將三次PXRF分析結(jié)果求平均，與AAS數(shù)據(jù)進行對比，求出對數(shù)偏差和相對標準偏差（見表1）。

圖2. 儀器屏幕顯示分結(jié)果和攝像頭拍攝的樣品照片。

準確度分析

將便攜式XRF測試結(jié)果三次平均值與原子吸收測試結(jié)果相對比，采用對數(shù)偏差的方法計算其偏差，計算公式為△lgC =|lgCi－lgCs|,其中Ci為使用便攜式XRF分析三次的平均值，Cs為實驗室AAS的分析數(shù)據(jù)。

18個樣品中有4個樣品由于測試結(jié)果為＜2而未計算對數(shù)偏差，通過其它14個樣品的對數(shù)偏差可以看出：除了5號樣品對數(shù)偏差大于10%以外，其它13個樣品的對數(shù)偏差均小于10%，鉻元素含量大于10 ppm的樣品其對數(shù)偏差均小于10%（見表1）。

另外，通過便攜式XRF測試結(jié)果三次平均值與原子吸收測試結(jié)果相對比的相關(guān)性圖（圖3）可以看出，線性相關(guān)系數(shù)R2為0.99，說明結(jié)果高度相關(guān)。從而可以得出結(jié)論，無需樣品前處理可直接分析，在3 min內(nèi)得出分析結(jié)果的便攜式XRF法，可媲美需樣品消解后再進樣的實驗室原子吸收法。

穩(wěn)定性分析

此次18批膠囊樣品使用便攜式XRF每個樣品測試三次，并計算三次分析的相對標準偏差RSD。18個樣品中有4個樣品由于測試結(jié)果為＜2而未計算RSD以外，通過其它14個樣品的相對標準偏差可以看出：14個樣品中有3個樣品的RSD大于10%，其它11個樣品RSD均小于10%。另外，隨著樣品中Cr元素的含量增加，其RSD數(shù)據(jù)變小，穩(wěn)定性增加。

陽性樣品篩查

對于膠囊的快速檢測，陰性樣品和陽性樣品的定性非常重要，中國藥典中對膠囊殼中鉻的含量要求為2 ppm，歐洲藥典對膠囊中鉻的要求為10 ppm，通過表1的數(shù)據(jù)我們可以看到，儀器的測試結(jié)果能很好的反映出樣品是否鉻超標，對陽性樣品進行現(xiàn)場快速篩查。具體到現(xiàn)場應用的話，建議以10 ppm快篩限值，若便攜式XRF現(xiàn)場報出數(shù)據(jù)大于10 ppm，即定性為陽性樣品，若便攜式XRF報出數(shù)據(jù)小于10 ppm，可根據(jù)需要再進一步使用AAS的方法進行補充確認。

結(jié)果分析

通過以上測試結(jié)果對比，可以看出便攜式XRF分析膠囊中的鉻具有較高的準確度和穩(wěn)定性，并能對樣品進行快速篩查。值得一提的是，賽默飛Niton XL3t 970分析儀對Cr元素在FDA模式分析60 s的檢出限為12 ppm，也就是說，針對1～7號這類小于10 ppm的樣品，如果想得到更完美的分析效果，可采用以下方式：a.將膠囊殼樣品經(jīng)過簡單的壓片制樣后測試；b.延長相應濾光片的測試時間。

表1.便攜式XRF分析結(jié)果與原子吸收分析結(jié)果對比表（單位：ppm）

圖3. 便攜式XRF分析膠囊中鉻的分析結(jié)果與實驗室AAS的分析結(jié)果的相關(guān)性圖。

便攜式XRF允許同時測定多個元素，因此，除了膠囊中的鉻元素，此次測試還關(guān)注了膠囊中含有的其他重金屬元素，這些元素含量的異常變化在我們判斷陽性樣品中起到了佐證作用。圖4為幾個樣品的XRF譜線圖，圖中可以看出Cr顯示出高峰值，Ca元素也顯示了較高的峰值，由此我們可推斷出，皮革在加工過程中，鞣制時很可能使用了含鉻的鞣制劑，至于為何有鈣的殘留，我們分析認為識由于加入了生石灰進行浸漬的原因。雖然鈣不是有毒有害元素，但完全可作為判斷醫(yī)用明膠、工業(yè)明膠的重要參考指標。

圖4. 便攜式XRF測試膠囊樣品的譜線圖。

小結(jié)

賽默飛Niton系列便攜式XRF可以無損、快速檢測膠囊中的鉻元素，且無需前處理樣品，即能夠在3 min內(nèi)對樣品進行快速篩查，大大縮短了分析時間，提高了分析速度。且結(jié)果表明，其具有較高的準確度和穩(wěn)定性，能夠準確有效地在現(xiàn)場篩選出陽性膠囊樣品，可以說，本文方法對現(xiàn)場快速篩查膠囊中是否含有重金屬元素意義重大。

表 3. NIST 1568b米粉中砷形態(tài)的定量分析結(jié)果a

小結(jié)

本研究采用Agilent 1260 Infnity LC與Agilent 7900 ICP-MS聯(lián)用對精白米中的5種砷形態(tài)進行了分離。該方法分析速度快，可在4 min內(nèi)測定包括毒性相關(guān)無機形態(tài) As(III) 和As(V)在內(nèi)的5種砷形態(tài)，同時具有出色的靈敏度、準確度和精密度。采用在氦氣模式下運行的ORS 4池可去除對砷的任何潛在干擾，例如ArCl+。在20種大米樣品中均檢測出了不同濃度的無機砷和DMA。然而,所有樣品均未超過食品法典委員會的建議限值0.2 mg/kg。本文中列出的經(jīng)驗證方法適用于快速測定大米和其他食品樣品中的痕量 As(V)、MMA、As(III)、DMA和 AsB。

本文作者劉、陳來自賽默飛世爾科技；李來自東營市藥品檢驗所。