蘇麗娜，楊本壽，浦亞清（曲靖醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校藥學(xué)系，云南曲靖　655000）

?

微波消解ICP-MS法測(cè)定板栗殼微量元素

蘇麗娜，楊本壽，浦亞清
（曲靖醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校藥學(xué)系，云南曲靖655000）

［摘要］建立微波消解電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）法同時(shí)測(cè)定云南11個(gè)產(chǎn)地板栗殼中43Ca、24Mg、66Zn、56Fe、63Cu、55Mn、75As、72Ge、201Hg、208Pb、52Cr、72Ge和95Mo 13種元素的方法并對(duì)所建立的方法進(jìn)行方法學(xué)驗(yàn)證。13種元素濃度在0～0.2 μg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好（r≥0.999 3），檢測(cè)限在0.12～48.5 ng/L，定量限在3.18×10-5～1.35×10-2μg/g，加標(biāo)回收率在88.9%～107.5%，精密度RSD＜6.0%。結(jié)果表明板栗殼中43Ca和24Mg的含量最高，其他微量元素含量高低依次為55Mn、56Fe、66Zn、63Cu、52Cr、72Ge、95Mo。板栗殼中重金屬隨產(chǎn)地不同含量不同；11個(gè)不同產(chǎn)地的板栗殼中75As和208Pb的含量符合標(biāo)準(zhǔn)；部分產(chǎn)地中111Cd和201Hg的含量不符合標(biāo)準(zhǔn)。該法具有快速、準(zhǔn)確、可靠、靈敏度高及多元素同時(shí)分析等特點(diǎn)，可進(jìn)行板栗殼微量元素的測(cè)定。

［關(guān)鍵詞］電感耦合等離子體質(zhì)譜法；板栗殼；微量元素

［DOI］10. 3969/j. issn. 1672-2345. 2016. 02. 003

板栗Castanea mollissima Blume屬殼斗科Faga?ceae栗屬堅(jiān)果類植物，起源于中國(guó)，在中國(guó)分布多達(dá)26個(gè)?。ㄊ?、自治區(qū)）。隨著板栗種植面積的擴(kuò)大和板栗加工技術(shù)的不斷深入，板栗產(chǎn)業(yè)加工的廢棄物——板栗殼數(shù)量日益增加，造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，直接影響板栗的綜合利用價(jià)值。歷代的醫(yī)藥古籍中都有記載，板栗殼屬板栗入藥部位之一，藥性甘、澀、平，具有降逆、止血的功效，主治反胃、鼻蛆、便血等癥〔1〕。《安徽中草藥》記載，栗殼研末，每服3 g，水送服，治便血和反胃嘔吐〔2〕。吳龍?jiān)频取?〕研究發(fā)現(xiàn)，板栗殼浸膏能抑制巴豆油所致小鼠耳廓腫脹及醋酸所致小鼠腹膜炎癥；能抑制正常小鼠胃腸推進(jìn)運(yùn)動(dòng)；能拮抗乙酰膽堿對(duì)豚鼠離體回腸平滑肌的興奮效應(yīng)，體外對(duì)痢疾桿菌、大腸桿菌、綠膿桿菌和金黃色葡萄球菌具有不同程度的抑制和殺滅作用。由板栗殼、水東哥等藥材組成的純中藥制劑（克咳片）具有鎮(zhèn)咳、祛痰、平喘、消炎等作用，可用于治療慢性支氣管炎〔4〕。目前對(duì)板栗殼的化學(xué)組分研究主要集中在有機(jī)成分研究，研究表明板栗殼除含有纖維素、木質(zhì)素〔5〕外，還含有酚類、有機(jī)酸、糖、多糖（或甙類）、黃酮（或皂甙類）、植物甾醇（或三萜）、內(nèi)酯、香豆素（或其甙類）和鞣質(zhì)等化學(xué)成分〔6〕；賈陸等〔7〕對(duì)板栗殼的95%乙醇提取浸膏進(jìn)行化學(xué)成分研究，確定了16種化合物的結(jié)構(gòu)分別是：β-谷甾醇、豆甾-5-烯-3β，7α-醇、麥角甾-6，22-二烯-3β，5α，8α-三醇、豆甾-4-烯-6α-醇-3-酮、豆甾-4-烯-6β-醇-3-酮、豆甾-5-烯-3β-羥基-7-酮、β-胡蘿卜苷、齊墩果酸、原兒茶酸、水楊酸、對(duì)羥基桂皮酸甲酯、沒食子酸、綠原酸、香草醛、乳糖和蘆丁。中藥發(fā)揮作用的有效成分不僅僅是有機(jī)成分，無機(jī)元素尤其是微量元素在藥效的發(fā)揮中也有較大的作用，微量元素既可作為營(yíng)養(yǎng)成分，也可與有機(jī)成分形成配合物，提高藥物活性〔8〕。程庚金生等〔9〕采用微波消解-火焰原子吸收光譜法測(cè)定板栗殼中6種微量元素鈣、鎂、鋅、鐵、銅及錳的含量，結(jié)果表明板栗殼中鈣和鎂元素含量較高，銅和鋅元素含量較低，錳和鐵元素含量居中，這個(gè)結(jié)果符合人體對(duì)各種微量元素的需求。有害重金屬元素含量是中藥材一個(gè)很重要的質(zhì)量控制指標(biāo)?，F(xiàn)代中藥產(chǎn)業(yè)倡導(dǎo)“綠色中藥”，要求嚴(yán)格保證所用的藥材原料無污染，重金屬及農(nóng)藥殘留量在安全的限量范圍內(nèi)〔10〕。因此本文采用微波消解電感耦合等離子體質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定板栗殼中13種微量元素，除了鈣、鎂、鋅、鐵、銅及錳，還有重金屬元素砷、鎘、汞、鉛，及其他微量元素鉻、鍺和鉬，為板栗殼的質(zhì)量控制及藥效研究提供理論依據(jù)。

1　儀器與材料

1.1儀器Agilent 7700x型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國(guó)安捷倫）；Anton paar multiwave PRO型微波消解儀（奧地利安東帕）；DFY-200搖擺式高速萬能粉碎機(jī)（溫嶺市林大機(jī)械有限公司）；Mili-Q純水處理系統(tǒng)（美國(guó)MILLIPORE公司）。

1.2試劑混合元素標(biāo)準(zhǔn)溶液：5% HNO3基體，c （Ag，Al，As，Ba，Be，Ca，Cd，Co，Cr，Cs，Cu，F(xiàn)e，Ga，K，Li，Mg，Mn，Na，Ni，Pb，Rb，Se，Sr，Ti，U，V，Zn）= 100 μg/mL，購(gòu)于美國(guó)安捷倫公司，Part#8500-6940；質(zhì)譜調(diào)諧溶液：2% HNO3基體，c（Ce，Co，Li，Mg，Tl，Y）=1 μg/L，購(gòu)于美國(guó)安捷倫公司，Part#5185-5959；內(nèi)標(biāo)溶液：5% HNO3基體，c（Bi，Ge，In，6Li，Sc，Tb，Y）=10 mg/L，購(gòu)于美國(guó)安捷倫公司，Part#5183-4681；Hg單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（c=10 mg/L，Part#8500-6941）購(gòu)于美國(guó)安捷倫公司。超純水（電阻率≥18.2 MΩ.cm，Mili-Q純水處理系統(tǒng)制得）。實(shí)驗(yàn)中所用玻璃器具均在10%硝酸中浸泡48 h后，再分別用蒸餾水和超純水沖洗干凈。

1.3樣品板栗購(gòu)于農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，剔除栗仁，將板栗殼置于潔凈陰涼處備用。

2　方法與結(jié)果

2.1標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的制備分別精密量取混合元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（100 μg/mL）和Hg標(biāo)準(zhǔn)溶液（10 mg/L）1 mL至100 mL量瓶，用1%硝酸溶液準(zhǔn)確稀釋得0.1 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。

2.2標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備取上述適量標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，用1%硝酸溶液逐級(jí)稀釋為0、0.002 5、0.005、0.01、0.05、0.1、0.2 μg/mL的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。

2.3內(nèi)標(biāo)應(yīng)用液的制備取內(nèi)標(biāo)溶液（10 mg/L），用2%硝酸溶液配制濃度為0.05 μg/mL內(nèi)標(biāo)應(yīng)用液。

2.4樣品溶液的制備板栗殼用蒸餾水沖洗3次，然后用超純水洗滌3次，晾干放入烘箱60℃烘干，粉碎，干燥至恒重。準(zhǔn)確稱取樣品0.500 0～0.600 0 g，置于聚四氟乙烯罐內(nèi)，加入濃硝酸6 mL，微波消解。消解參數(shù)試驗(yàn)工作程序見表1。消解后的溶液自然冷卻至室溫后轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯杯中，蓋上玻璃蓋子，置于消解器上加蓋130℃蒸發(fā)至剩消解液1 mL左右，用少量超純水反復(fù)潤(rùn)洗聚四氟乙烯杯，轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，用超純水定容，備用。用同樣方法制備樣品空白溶液。

表1　微波消解參數(shù)

2.5儀器測(cè)定條件選用八級(jí)桿碰撞/反應(yīng)池模式-He碰撞模式檢測(cè)，選擇合適的功率，用1 μg/L的質(zhì)譜調(diào)諧溶液和同濃度的內(nèi)標(biāo)液對(duì)電感耦合等離子體質(zhì)譜儀條件進(jìn)行最優(yōu)化，使儀器的靈敏度達(dá)到最高，信號(hào)穩(wěn)定，同時(shí)氧化物和雙電荷產(chǎn)率最低。優(yōu)化參數(shù)見表2。

表2　ICP-MS儀器操作條件及參數(shù)

2.6測(cè)定方法在上述優(yōu)化的儀器參數(shù)測(cè)定條件下，根據(jù)Agilent 7700x型號(hào)儀器內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)干擾校正方程（EPA 20018）作為校正干擾方法，用內(nèi)標(biāo)混合溶液校正基體干擾和漂移。以體積分?jǐn)?shù)5%的硝酸溶液作為空白溶液，分別測(cè)定空白溶液和標(biāo)準(zhǔn)品溶液，以3次測(cè)量值的平均值為縱坐標(biāo)，濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算線性回歸方程。將儀器的樣品管插入供試品溶液中，取3次測(cè)量值的平均值，代入線性回歸方程計(jì)算各元素的濃度，扣除相應(yīng)的空白溶液的濃度，計(jì)算得出各元素的含量。微量元素最終含量計(jì)算為儀器測(cè)定值乘以稀釋倍數(shù)50，再除以稱量值，單位為μg/g。

2.7方法學(xué)驗(yàn)證

2.7.1線性及檢測(cè)限取11次平行測(cè)定試劑空白溶液的標(biāo)準(zhǔn)偏差，以3倍空白溶液的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以線性相關(guān)系數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率）作為儀器的檢測(cè)限。10倍空白溶液的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以線性相關(guān)系數(shù)作為儀器的定量限〔11〕。本方法中各元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程、檢測(cè)限和定量限見表3。從表3中可以看出，各元素濃度在0～0.2 μg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)r＞0.999 3。

表3　標(biāo)準(zhǔn)曲線方程及各元素檢測(cè)限

2.7.2精密度及加標(biāo)回收率測(cè)定取樣本1，按上述樣品溶液的制備方法處理后測(cè)定。每個(gè)濃度平行測(cè)定6次，計(jì)算其加標(biāo)回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果顯示準(zhǔn)確度在88.9%～107.5%，精密度RSD＜6.0%，見表4。

2.8樣品測(cè)定結(jié)果按照“2.6”項(xiàng)下的測(cè)定方法對(duì)樣品進(jìn)行消解處理，測(cè)定。云南不同產(chǎn)地板栗殼藥材的測(cè)定結(jié)果見表5。測(cè)定結(jié)果表明板栗殼中43Ca 和24Mg的含量最高，其微量元素含量高低依次為55Mn、56Fe、66Zn、63Cu、52Cr、72Ge、95Mo。板栗殼中重金屬隨產(chǎn)地不同含量不同，其中樣品9（產(chǎn)地：曲靖陸良）75As含量最高，樣品1（產(chǎn)地：昭通永善）111Cd含量最高，樣品10（產(chǎn)地：宣威板橋）201Hg含量最高，樣品1（產(chǎn)地：昭通永善）208Pb含量最高。

3　結(jié)論與討論

1）本文建立了微波消解ICP-MS法測(cè)定板栗殼中75As、111Cd、201Hg、208Pb、43Ca、24Mg、56Fe、63Cu、55Mn、66Zn、72Ge、52Cr、9Mo 13種元素含量的方法。該方法線性關(guān)系好、分析快速準(zhǔn)確、靈敏度高、檢出限低并可同時(shí)測(cè)定多種元素含量。本實(shí)驗(yàn)采用最優(yōu)化的儀器條件、選擇合適的內(nèi)標(biāo)元素、采用儀器內(nèi)設(shè)的干擾校正方程EPA 20018減少和消除氧化物、雙電荷、多原子離子、質(zhì)量歧視效應(yīng)、基體抑制、物理效應(yīng)等干擾，改善并提高了儀器的準(zhǔn)確度和精密度。

表4　精密度及加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果（n=6）

表5　云南不同產(chǎn)地板栗殼藥材的測(cè)定結(jié)果（n=3）

2）參考“藥用植物及制劑進(jìn)出口綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”中重金屬元素限量標(biāo)準(zhǔn)，75As≤2.0 μg/g，111Cd≤0.3 μg/g，201Hg≤0.2 μg/g，208Pb≤5.0 μg/g，11個(gè)不同產(chǎn)地板栗殼中75As和208Pb的含量符合標(biāo)準(zhǔn)；大部分產(chǎn)地中111Cd和201Hg的含量不符合標(biāo)準(zhǔn)，這可能是由于化肥、有機(jī)肥的過度施用及區(qū)域污染有關(guān)，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)土壤中的鎘和汞含量增加。

［參考文獻(xiàn)］

〔1〕中華本草編輯委員會(huì).中華本草（第二卷）〔M〕.上海：科學(xué)技術(shù)出版社，1999：419-421.

〔2〕席芳.栗殼化學(xué)成分的研究〔D〕.鄭州:鄭州大學(xué)，2007.

〔3〕吳龍?jiān)?，凌桂生，許振朝.栗殼浸膏的抗菌抗炎作用及對(duì)胃腸平滑肌運(yùn)動(dòng)的影響〔J〕.廣西中醫(yī)藥，2002，25（4）：54-56.

〔4〕張家瑞，徐聯(lián)武.克咳片質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究〔J〕.中藥材，2003，26（8）：589-590.

〔5〕李云雁，羅淵，宋光森，等.乙酸乙酯法分離栗殼木質(zhì)素的研究〔J〕.林業(yè)科技，2007，32（4）：41-44.

〔6〕趙德義，高文海，花成文，等.栗殼化學(xué)成分的初步研究〔J〕.陜西林業(yè)科技，2003（2）：1-3.

〔7〕賈陸，席芳，王娜，等.栗殼化學(xué)成分研究〔J〕.中國(guó)醫(yī)藥工業(yè)雜志，2010，41（2）：98-102.

〔8〕李穎梅.中草藥與化學(xué)〔J〕.中外健康文摘，2007，4（1）：38.

〔9〕程庚金生，彭金年，李銀保，等.微波消解-火焰原子吸收光譜法測(cè)定板栗殼中6種微量元素〔J〕.光譜實(shí)驗(yàn)室，2010，27（1）：145-147.

〔10〕徐萬幫，肖鈞，蔣忠軍，等.香砂六君丸有害元素檢測(cè)與限度評(píng)估〔J〕.時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，2013，24（9）：2281-2283.

〔11〕陳晉紅，劉大偉，湯毅珊，等.中藥材重金屬和農(nóng)藥殘留的研究進(jìn)展〔J〕.中藥新藥與臨床藥理，2009，20（2）：187-190.

（責(zé)任編輯毛本勇）

Determination of the Trace Elements in Chestnut-Shell by Microwave Digestion ICP-MS

Su Lina, Yang Benshou, Pu Yaqing
（Department of Pharmacy, Qujing Medical College, Qujing, Yunnan 655000, China）

〔Abstract〕A microwave digestion ICP- MS method was proposed and validated for the simultaneous determination of 13 trace elements（43Ca,24Mg,66Zn,56Fe,63Cu,55Mn,75As,72Ge,201Hg,208Pb,52Cr,72Ge and95Mo）in the chestnut-shell produced at 11 different places in Yunnan. The linear range of the calibration curve was 0-0.2 μg/mL with good correlation coefficient（r≥0.999 3）. The detection limit was in the range of 0.12-48.5 ng/L. The quantitation limit was in the range of 3.18×10-5-1.35×10-2μg/g. Recoveries of the elements from the chestnut-shell were in the range of 88.9%-107.5%, and the RSD was less than 6.0%. The results showed that the highest contents were43Ca and24Mg, and the contents of other trace elements were in the order of55Mn,56Fe,66Zn,63Cu,52Cr,72Ge and95Mo. The contents of heavy metals in chestnut shell were different in different places. The contents of75As and208Pb from 11 different habitats were in accordance with the standard, and the contents of111Cd and201Hg at some habitats were not conformed to the standards. The method is fast, accurate, reliable, with high sensitivity and multi elements analysis, which could be applied for the determination of trace elements in chestnut shell.

〔Key words〕inductively coupled plasma mass spectrometry（ICP-MS）; chestnut-shell; trace element

［中圖分類號(hào)］O675.31

［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A

［文章編號(hào)］1672-2345（2016）02-0010-05

［基金項(xiàng)目］云南省教育廳科學(xué)研究基金資助項(xiàng)目（2012Y210）

［收稿日期］2015-10-22［修回日期］2015-11-10

［作者簡(jiǎn)介］蘇麗娜，副教授，主要從事藥物分析研究.