1 前言
中医药是中华民族的伟大创造,在实现健康中国的战略中,正发挥越来越重要的作用。但近年来,中药材存在掺杂、染色、增重、过度硫熏现象;环境污染与人为滥用农药化肥,导致中药材重金属超标时有发生;中药饮片炮制规范不统一、独特炮制技术与人才传承不足、质量标准参差不齐“劣币驱逐良币”现象突出,这无疑加重了中医毁于中药的担忧。
2019年8月,国家药典委发布公告:拟修订《中国药典》2015年版四部“0212药材和饮片检定通则”。《0212 药材和饮片检定通则公示稿》,要求对于药材及饮片全面检查重金属及有害元素,并规定药材及饮片(植物类)铅、镉、砷、汞、铜的限量值。由此可知,2020版药典中药材及饮片的重金属检测已势在必行。
我们选择山参、甘草、麦冬、枸杞、杜仲五种中药材,参照药典,使用微波消解对其进行前处理,采用火焰原子吸收光谱法检测铜含量,采用石墨炉原子吸收光谱法检测铅、镉含量,采用ICP-MS方法检测汞、砷含量,试建立一种简单快速的检测方法。
微波消解-原子吸收光谱法测定中药材中的铜、铅、镉
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
新仪TANK PLUS微波消解仪,TK-20赶酸器,原子吸收分光光度计,铜空心阴极灯,铅空心阴极灯,镉空心阴极灯,分析天平(十万分之一)等。
硝酸(优级纯,68%),铜标准溶液 (GSB G 62024-90),铅标准溶液 (GSB G 62071-90),镉标准溶液(GSB G 62040-90),实验用水为超纯水。
2.2 溶液的配制
2.2.1铜标准溶液的制备
精密量取铜单元素标准溶液适量,用1%的硝酸溶液稀释,制成每1mL含铜10μg的溶液(0~5℃贮存),即得铜标准贮备液。然后分别精密量取铜标准贮备液适量,用1%的硝酸溶液制成每1mL分别含铜0μg、0.2μg、0.4μg、0.6μg、0.8μg、1.0μg的溶液。
2.2.2铅标准溶液的制备
精密量取铅单元素标准溶液适量,用1%的硝酸溶液稀释,制成每1mL含铅1μg的溶液(0~5℃贮存),即得铅标准贮备液。然后分别精密量取铅标准贮备液适量,用1%的硝酸溶液制成每1mL分别含铅0ng、20ng、40ng、60ng、80ng、100ng的溶液。
2.2.3镉标准溶液的制备
精密量取镉单元素标准溶液适量,用1%的硝酸溶液稀释,制成每1mL含镉1μg的溶液(0~5℃贮存),即得镉标准贮备液。然后分别精密量取镉标准贮备液适量,用1%的硝酸溶液制成每1mL分别含镉0ng、1ng、2ng、4ng、6ng、8ng的溶液。
2.3样品前处理
取待测试的样品于60℃干燥2小时,粉碎成粗粉,取约0.5g(精确至0.1mg),置于TFM消解罐中,加入8mL硝酸,将消解罐放置在TK-20赶酸器上120℃预处理至黄烟冒尽,取下冷却后,组装消解罐,按照如下设置参数进行微波消解实验:
阶段 | 温度/℃ | 压力/MPa | 升温时间/min | 保温时间/min |
1 | 150 | 2 | 8 | 2 |
2 | 170 | 2.5 | 3 | 2 |
3 | 190 | 3 | 3 | 20 |
消解完成后,待消解液冷却至60℃以下,取出消解罐,将内罐放置在赶酸器上,150℃加热至红棕色蒸汽挥尽,并继续浓缩至1mL以内,取下冷却,用纯水转移至25mL容量瓶中,用少量水洗涤消解罐3次,洗液一并转入容量瓶中,并稀释至刻度,摇匀,即得(如有少量沉淀,必要时可离心分取上清液)。同法同时制备试剂空白溶液。
2.4 工作曲线的绘制
2.4.1铜标准曲线
将2.2.1中的铜标准溶液,依次喷入火焰,测定吸光度,以吸光度为纵坐标,浓度为横坐标,绘制标准曲线。波长324.7nm,光谱带宽0.2nm,滤波系数0.3,灯电流3.0mA。
曲线方程:[A]=K1[C]+K0,K1=0.2341,K0=0.0008,线性相关系数:0.99877
2.4.2铅标准曲线
分别精密吸取2.2.2中的铅标准溶液10μL注入石墨炉原子化器,测定吸光度,以吸光度为纵坐标,浓度为横坐标,绘制标准曲线。波长283.3nm,光谱带宽0.4nm,滤波系数0.1,灯电流2.0mA。
曲线方程:[A]=K1[C]+K0,K1=0.0029,K0=0.0182,线性相关系数:0.99861
2.4.3镉标准曲线
分别精密吸取2.2.3中的镉标准溶液10μL注入石墨炉原子化器,测定吸光度,以吸光度为纵坐标,浓度为横坐标,绘制标准曲线。波长228.8nm,光谱带宽0.4nm,滤波系数0.1,灯电流2.0mA。
曲线方程:[A]=K1[C]+K0,K1=0.0510,K0=0.0033,线性相关系数:0.99858
3实验结果
3.1 含量测定
本实验对5种中药材的铜、铅、镉含量进行了测定,结果如下:
样品名称 | 铜含量(mg/kg) | 铅含量(mg/kg) | 镉含量(mg/kg) |
山参 | 10.352 | 0.204 | 0.039 |
甘草 | 8.871 | 0.138 | 0.008 |
麦冬 | 3.752 | 0.089 | 0.023 |
枸杞 | 8.006 | 0.455 | 0.052 |
杜仲 | 13.128 | 0.209 | 0.185 |
3.2 重复性与回收率实验
称取山参样品5组,质量约0.5g(精确至0.1mg),按照上述实验流程进行微波消解与元素分析,计算相对标准偏差,铜元素RSD=0.85%,铅元素RSD=3.62%,镉元素RSD=1.37%.实验结果表明,本次实验所采用的方法具有良好的重复性。
称取杜仲样品3组,分别加入稀释后的铜、铅、镉标准溶液适量,按照相同的方法进行实验,计算出铜、铅、镉的加标回收率分别为98.6%、95.2%、97.1%。
微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定中药材中的汞、砷
4 实验部分
4.1 仪器与试剂
新仪TANK PLUS微波消解仪,TK-20赶酸器,电感耦合等离子体质谱仪配备溶液雾化进样系统,分析天平(十万分之一)等。
硝酸(优级纯,68%),汞标准溶液(GSB G 62069-90),砷标准溶液(GSB G 62028-90)实验用水为超纯水。
4.2 溶液的配制
4.2.1汞标准溶液的制备
精密量取汞单元素标准溶液适量,用10%的硝酸溶液稀释,制成每1mL含汞1μg的溶液(0~5℃贮存),即得汞标准贮备液。然后分别精密量取汞标准贮备液适量,用10%的硝酸溶液制成每1mL分别含汞0ng、0.2ng、0.5ng、1ng、2ng、5ng的溶液。
4.2.2砷标准溶液的制备
精密量取砷单元素标准溶液适量,用10%的硝酸溶液稀释,制成每1mL含砷0.5μg的溶液(0~5℃贮存),即得砷标准贮备液。然后分别精密量取砷标准贮备液适量,用10%的硝酸溶液制成每1mL分别含砷0ng、1ng、5ng、10ng、20ng的溶液。
4.3样品前处理
消解方法同2.3样品前处理 。
消解完成后,消解液冷却至60℃以下,取出消解罐,用纯水转移至50mL容量瓶中,用少量水洗涤消解罐3次,洗液一并转入容量瓶中,并稀释至刻度,摇匀,即得(如有少量沉淀,必要时可离心分取上清液)。同法同时制备试剂空白溶液。
4.4实验结果
本实验对5种中药材的汞、砷含量进行了测定,结果如下:
样品名称 | 汞含量(mg/kg) | 砷含量(mg/kg) |
山参 | 0.016 | 0.115 |
甘草 | 0.030 | 0.523 |
麦冬 | 0.002 | 0.377 |
枸杞 | 0.103 | 0.174 |
杜仲 | 0.059 | 0.126 |
5 结论
实验选取的几种中药材样品中重金属及有害元素含量均未超过《0212 药材和饮片检定通则》规定的限量要求。本文采用微波消解法对中药类样品进行前处理,消解速度快、污染和损失少、消解效果好,并操作简便、可批量处理样品,是理想的前处理方法,将更加广泛的应用于中药材重金属检测实验。