中药，动物组织中重金属，代谢物，目标物检测方案

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微波消解-原子吸收光谱法分析中药材中Pb， Cd， As，Hg的含量 钱春燕宋薇杨彦丽狄之光梁霞 (北京市理化分析测试中心北京谱尼理化分析测试中心北京 100089)E-mail：pony@ponytest.com 摘 要 采用微波消解-原子吸收光谱法对中药材中的铅、镉、砷、汞的含量进行了测定，方法快速准确、灵敏度高，加标回收率在95%~105%之间，相对标准偏差小于3%，测定结果令人满意。 关键词 原子吸收光谱法；微波消解；中药材；铅；镉；砷；汞 中图分类号 0657 Determination of Heavy Metals in the Chinese Traditional Medicine by the AtomicAbsorption Spectrometry Qian Chunyan， Song Wei， Yang Yanli， Di Zhiguang， Liang Xia (Beijing Center for Physical and Chemical Analysis， Beijing Pony Center for physical and chemical analysis，Beijing 100089，China) Abstract The paper introduces the determination of the content of lead， cadmium， arsenic， mercury in the chinesetraditional medicinal materials by the atomic absorption spectrometry. The method is rapid and accurate and has highersensitivity. The recovery is in the range of 95%~104% and relative standard deviation is less than 3%. Key words The atomic absorption spectrometry； microwave digestion； the Chinese traditional medicinal materials； lead；cadmium； arsenic； mercury 11 引言信 中药是我国传统医学的象征，然而近几十年来人为的化学耕作法污染了耕地、土壤、水源、山坡，直接或间接地污染了许多地道药材，使中药材的安全性受到直接的影响，部分中药材中重金属(如铅、镉、砷、汞等)含量较高，极大地影响了人体健康，同时也大大影响了我国中医药在国际上的形象和声誉I1~4]，使中药出口的比例明显下降，这与我们中药大国的地位是极不相称的。近些年来，许多国家对中药中各种重金属元素的含量已作出了相应的限制，如法国[4]规定中药中铅(Pb)≤5mg/kg，镉(Cd)≤0.2mg/kg；美国甚至禁止含有铅和汞成分的中药进口。我国2001年制定的药用植物及制剂进出口绿色行业标准中限定中药中镉(Cd) ≤0.3mg/kg、砷(As)≤2.0 mg/kg、铅(Pb)≤5.0 mg/kg。然而，目前国内还没有中药中各种重金属的有效检测方法，大部分实验室都还采用食品中重金属元素的检测方法来进行测试。但中药的组成远比食品复杂，二者并不等同。因此，准确而有效地测定上述元素在中药及中药材中的含量，具有十分重大的意义。本文采用石墨炉原子吸收法测定铅和镉； 氢化物发生原子吸收法测定砷和汞[5，6] 的含量，并对当归、丹参、党参、黄芪、三七5种药材中重金属元素的含量检测进行了方法研究。 2实验部分 2.1主要仪器和试剂 SOLAAR-M6型原子吸收光谱仪(美国热电)；MARS5型微波消解仪(美国CEM)；VP 90型氢化物发生器(英国UNICAM)；铅、镉、砷、汞空心阴极灯(日本)。 铅(Pb)、砷(As)、汞(Hg)、镉(Cd)标准溶液：由购买自国家标准物质中心的1mg/mL标准贮备液稀释至表3工作曲线浓度；氢氧化钠溶液 (5g/L)：称取5.0g氢氧化钠，溶于水中，并稀释至1000mL，混匀；硼氢化钾溶液(20g/L)：称取20.0g硼氢化钾，溶于5.0g/L的氢氧化钠溶液中，并稀释至1000mL，临用现配。 除特殊注明外，所用试剂均为优级纯，水为18MQ去离子水。 ( 作者简介：钱春燕(1978 - ) ， 女，北京市理化分析测试中心检测二室，研究实习员。 ) 2.2 实验方法 将采集的当归、丹参、党参、黄芪、三七5种药材，于60℃条件下烘2小时，冷却后进行粉碎，然后用T2F混匀器于中速条件下混匀15min。称取0.25g左右混匀后的样品于消解罐中，加入硝酸，按表4所列的微波消解程序进行消解。待整个消解系统冷却后，将消解液转移至 25mL容量瓶中，用去离子水稀释定容至刻度，摇匀，用原子吸收法进行测定。 3 结果与讨论 3.1 仪器工作参数的选择 3.1.1铅(Pb)、镉(Cd)的测定 用石墨炉原子吸收法测定。对仪器的工作参数和石墨炉程序升温步骤进行了优化选择实验，详细结果见表1。 表1 仪器工作参数和程序升温步骤 Element Wavelength Bandpass Lamp Working Dry Ash Atomize (nm) (nm) Curren Volume Temperature Temperature Temperature (mA)(uL ) and hold and hold and hold time time time (℃/s) (℃/s) (℃/s) Pb 283.3 0.5 10 20 100/15 750/15 1200/1.5 Cd 228.8 0.5 10 20 100/15 400/15 1100/1.5 3.1.22砷(As)、汞(Hg)的测定 氢化物发生-原子吸收法测定。实验过程中对仪器的工作参数和氢化物发生器条件进行了优化选择，详细结果见表2。 表2仪器工作参数和氢化物发生器优化条件 Element Wavelength Bandpass Lamp Standby Stabilize Baseline Sample Carrier Gas 3.2 硼氢化钾浓度对砷和汞生成挥发性氢化物效率的影响 实验中固定砷和汞的含量，研究硼氢化钾对吸收值的影响。由图1可见，对于砷的分析，当溶液中砷的浓度固定在4ng/mL时，硼氢化钾的浓度在0.5%~2.2%范围内，随着浓度的增加，砷的吸收值随之增加，在2.2%~3%范围内，砷的吸收值趋于平缓稳定，不再随浓度的增加而增加，实验选定其浓度为2.2%；由图2可见，当溶液中汞的浓度固定在1.5ng/mL时，现象相似，硼氢化钾的浓度在0.2%~1.1%范围内，吸收值随浓度的增加而增加，在1.1%~1.5%范围内，汞的吸收值趋 于平缓稳定，不再随浓度的增加而增加，实验选定其浓度为1.1%。 图1硼氢化钾浓度对砷的影响 图2硼氢化钾浓度对汞的影响 3.3 检出限的测定 取20次平行测定空白溶液的结果，按 IUPAC 规定，得出各元素的检出限(以3S以)分别为铅 0.5 ng/mL、镉0.1ng/mL、砷0.3ng/mL、汞0. 1ng/mL。 3.4 工作曲线 在选择的优化条件下进行工作曲线的绘制，其结果如表3所示。 表3 方法的工作曲线及相关系数 工作曲线 (ng/mL) 相关系数 5，10，20，50，100 A吸收值=0.0002+0.0053C浓度 0.9995 2，5，10，20，25 A吸收值=0.0003+0.0208 C浓度 0.9996 0.5，1，2，5 吸收值=0.0001+0.0999 C浓度 0.9997 Hg 0.2，0.5，1.0，2.0 A吸收值= 0.0002 + 0.2073C浓度 0.9992 3.5 样品测试液的制备 称取几份0.1~0.3g 预先研磨混匀好的当归、丹参、党参、黄芪和三七于消解罐中，加入2.5mL硝酸，盖好安全阀后，在110℃~170℃，100 psi~200 psi的温度和压力下，采用300w~600w 的功率进行微波消解，通过比较样品溶液的清澈程度来优化消解程序。实验结果表明，当功率低于550w， 最后一步的温度低于160℃，压力低于180psi时，许多样品消解的并不完全，样品溶液较为混浊；但温度高于170℃时，又会缩减消解罐的使用寿命，因此实验设计了表4的消解程序。采用此程序进行消解时，样品消解完全彻底，消解液清澈透明。待消解系统冷却后，用二次去离子水将消解液定容至25mL。 表4微波消解程序 3. 6力加标回收率实验 在进行微波消解过程时，预先在消解罐中加入如表5所示含量的铅、镉、砷、汞，然后按照实验方法进 行消解及测定。实验结果表明，当铅加入量为1.00pg时，加标回收率为96%~100%；镉加入量为0.50ug时，加标回收率为96%~102%；砷加入量为0.05ng时，加标回收率为96%~104%；汞加入量为0.02ng时，加标回收率为95%~105%。 表5加标回收率实验 元素 样品名称 原含量 加入量 测得值 回收值 加标回收 (ug) (ug) (ug) (g) 率(%) 当归 0.79 1.00 1.75 0.96 96 0.19 1.00 1.18 0.99 99 Pb 0.87 1.00 1.87 1.00 100 0.27 1.00 1.24 0.97 三七 1.62 1.00 2.61 0.99 Cd 当归 0.16 0.50 0.65 0.49 0.050 0.50 0.56 0.51 102 0.040 0.50 0.52 0.48 98 0.040 0.50 0.52 0.48 0.053 0.50 0.56 0.51 102 As 当归 0.025 0.05 0.073 0.048 88 0.035 0.05 0.084 0.049 0.050 0.05 0.10 0.050 100 0.015 0.05 0.066 0.051 102 0.023 0.05 0.075 0.052 104 Hg 当归 0.053 0.02 0.072 0.019 丹参 0.030 0.02 0.049 0.019 党参 0.033 0.02 0.054 0.021 105 黄芪 0.028 0.02 0.049 0.021 105 三七 0.025 0.02 0.045 0.020 100 3.7 标准物质的分析 3.7.1茶叶成分的分析 按照实验方法对购买自国家标准物质中心的GBW08505茶叶成分测定标准物质(其中铅、镉、砷的理论值分别为1.06±0.10 mg/kg，0.032±0.005 mg/kg，0. 191±0.027 mg/kg)中的铅、镉、砷三种元素的含量进行测定，取5次测定的平均值作为检测结果，铅、镉、砷的测定值依次为1.05±0.05 mg/kg，0.030±0.005 mg/kg，0.186±0.016 mg/kg。 3.7.2标准物质茶树叶成分的分析 按照实验方法对购买自国家标准物质中心的GBW (E) 080001茶树叶成分测定标准物质(其中铅、镉、砷、汞的理论值分别为1.00±0.05 mg/kg， 0.023±0.004 mg/kg，0.180± 0.049mg/kg、(0.017)mg/kg)中的铅、镉、砷、汞四种元素进行分析测定，取5次测 定的平均值作为检测结果，铅、镉、砷、汞的测定值依次为0.99±0.05mg/kg， 0.021±0.002 mg/kg， 0.172±0.016 mg/kg， 0.013±0.002mg/kg。 两种标准物质的测定结果与标准值吻合，分析方法的准确度较高。 3.8样品的测定 按实验方法，对来自不同产地的当归、丹参、党参、黄芪和三七五种药材中铅、镉、砷和汞的含量进行了测定，结果表明，所选中药材中，存在部分铅、镉超标问题，详见表5。 表5 中药材中铅、镉、砷、汞含量的分析测定结果(n=3) 铅(mg/kg) 镉(mg/kg) 砷(mg/kg) 汞((mg/kg) 当归 3.14±0.10 0.63±0.05 5( 0.098±0.01 l ( 0.21±0.02 丹参 0.75±0.05 0.20±0.03 0.14±0.02 0.12±0.03 党参 3.45±0.10 0.16±0.03 0.20±0.02 0.13±0.03 黄芪 1.07±0.05 0.16±0.03 3( 0.058±0.01 0.11±0.03 三七 6.46±0.20 0.21±0.03 0.093±0.01 0.10±0.03 4 小结 本文采用微波消解-原子吸收光谱法测定中药材中重金属的含量，方法灵敏度高，干扰少，分析速度快，可满足中药材中重金属元素的分析要求。 ( 参考文献 ) ( [ 1 ] 薛平，傅英文， 苑 利. 微 波消解-FAAS 法测定中成药中的钾、钠、铜、铅、镉，光谱实验室，2001， 18 ( 1)：63~65 ) ( [ 2]谢美琪，崔昆燕，张卫红等.中成药中微量砷和汞的微波消解-氢化物发生-原子荧光光谱法测定，分析测 试 学报，2001，20(2)：47~49 ) ( [ 3 ] 王刚，陈荣达，林炳承.中药中微量元素测定的研究进展，药物分析杂 质，2002，22(2)：151~155 ) ( [ 4 ] 方奕文，许少玲，贾丽，余林.I C P-AES法直接测定中成药中的铅、镉、 铜，光谱实验室，200 2 ，19(2)：233~236 ) ( [ 5 ] 王志华，王书俊，黄流礼.冷原子吸收法测定人发和中成药中汞，光谱学与光谱分析，2001，21(5)：664~667 ) ( [6]索有瑞，李天才 . 氢化物原子荧光法测定药用动物角中的微量 砷 和汞， 光谱学与光谱分析，2002，22(5) ： 850~852 ) ( [ 7]邓勃主编.应用原子吸收与原 子 荧光光谱分析，北京：化学工业出版社， 2004年，第一版，536 ) Modem Scientific Instruments China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http：//www.cnki.net 3月17日15时，国务院联防联控机制在北京国二招宾馆召开新闻发布会，介绍药物疫苗和检测试剂研发攻关最新情况。据发布会介绍，目前，有15个省份和兵团实现了本土现有确诊病例和疑似病例“双清零”，其中5个省份实现了本土现有确诊病例、疑似病例和密切接触者“三清零”，国内疫情形势向好态势巩固拓展。回顾整个抗击“新冠”疫情的过程，新冠肺炎诊疗方案试行第五版的时候提到，加强中西医结合诊疗，第七版提到中西医结合联合会诊制度，张伯礼院士等专家前期也提到了中西医结合诊疗是一个好的方法。中医药的作用国家中医药管理局科技司司长李昱表示：疫情发生以后，习近平总书记多次强调，要坚持“中西医结合、中西药并用”。中西医结合已经成为这次疫情防控救治的亮点，也是我们目前疫情防控救治取得阶段性成果的重要保证，也是我们国家向国际社会提供的中国智慧和中国方案。在这一次疫情抗击中，中医药发挥的作用大家有目共睹，中医药参与面之广、参与度之深、受关注程度之高，都是新中国成立以来前所未有的。在李昱司长答记者问时还透露出这样的数据，国家中医药管理局先后派出5批近800人的专业队伍驰援武汉，全国支援武汉的医疗队里有近5000人来自中医药系统，全国有97个中医医疗机构作为定点医院参与了救治工作。全国除湖北以外的地区，中医药参与救治的病例占累计确诊病例的96.37%，在湖北地区中医药的参与率也达到了91.05%。中医药作用的发挥还体现在抗击疫情整个过程中，包括预防、治疗和康复全过程。 中医药的效果据《光明日报》3月13日刊登的一组数据显示，在武汉疫情最严重的武昌区，1月28日疑似病例确诊为新冠肺炎的比例高达90%以上。2月2日，实行了隔离点集中中医药干预，到2月6日，这个确诊率就下降到30%多，到3月5日，就只有3%了。从这组数据大家可以看出，中医药早期干预的效果。中医药在阻止轻型、普通型的患者向重型、危重型发展方面也发挥了重要的作用。举两组数据：一是国家中医药管理局设立应急专项，对10个省市1261名服用“清肺排毒汤”的患者临床观察显示，没有1例轻型患者转为重型，没有1例普通型患者转为危重型。二是武汉江夏方舱医院共收治了564名患者，这些患者都是轻型和普通型的，也同样没有1例转为重型和危重型。在重型和危重型患者的治疗中，中医药也发挥了很好的作用，特别是在退高热、促进渗出吸收、提高氧合水平、降低肺纤维化方面都发挥了很好的作用。应该说中西医相互配合、相互协作，有效的降低了病亡率。需要强调的是，在国家发布的诊疗方案中，所有的中药方剂都显示出了非常好的临床疗效，这些方剂都是国务院应对新冠肺炎联防联控机制科研攻关组和我们局设立的科研攻关专项的临床科研成果，这也显示了科技对临床救治的强有力支撑作用。中医药正走向世界当被问及“中国专家团队在援助意大利等国家时，携带的莲花清瘟等中成药”情况时，李昱司长这样回答：在中国的疫情防治中，中医药发挥了很重要的作用，很多中成药已经纳入了国家发布的第六版、第七版诊疗方案中，我们很高兴，也很愿意把中国的经验跟国际社会共享，让中医药为国际社会、为各国人民在抗击疫情中发挥更重要的作用。 中医药研究中医药是中华民族的瑰宝，凝聚着深邃的哲学智慧和中华民族几千年的健康养生理念及实践经验。经过“新冠”疫情的考验，中医药熠熠生辉，相信待疫情好转，定会迎来中医药研究热潮。欲善其事，必利其器。培安给广大中医药研究者提供了全套的前处理解决方案，愿为中医药研究尽绵薄之力。微波消解萃取仪在药典第四部通则部分，2321 铅、镉、砷、汞、铜测定法、9304 中药中铝、铬、铁、钡元素测定指导原则等标准方法中均提到了使用微波消解仪进行前处理消解，CEM高通量高压微波消解萃取仪完美满足实验室需要，同时还可进行有机物的萃取。全自动加压流体萃取仪高通量组织研磨仪可高通量的处理植物、动物组织。适合对叶片类、根茎类中药材进行高通量低温研磨，可对中药材化学组成、重金属检测等多方面研究；适合对试验用动物组织进行高通量低温研磨（如小鼠内脏、肌肉组织等），可对中医药作用机理、副作用等多方面研究。冷冻研磨仪实时液氮冷冻研磨，可有效保存易挥发物质，可研磨坚硬、韧性、温度敏感性样品，保障样品完整性，适合样品包括：中药材、胶囊、药品包材、动物组织、骨骼等各种相关样品，是中药、化药、药理等实验室必备前处理仪器。快速水分分析仪iPower双频烘干系统，同时去除样品中自由水和结合水，避免美拉德反应，30-90s内出最终结果，符合《药典》水分、固形物、挥发物测定法。快速高温微波马弗炉利用专利的环形聚焦微波能量和气流中高浓度的氧气相结合，使样品进行快速的氧化反应，从而达到灰化的目的，并省去了传统灰化的碳化过程，使灰化时间缩短几十倍，配合CEM专利的石英纤维坩埚，升温仅需20min，降温仅需30S；5分钟快速炭黑测定。符合《药典》灰分、固形物测定法。快速真蛋白测定仪采用最新的 iTAG 蛋白标签技术。iTAG试剂与食品中蛋白质上的特定氨基酸结合，并且结合的量可以确定。方法覆盖AOAC, AACC标准，整个测试时间小于5分钟，自动完成测定，并且无需使用任何有害化学品！可替代《药典》中凯式定氮法、双缩脲法等蛋白测定方法。1. 快速测量，一般样品2min可以得到结果。2. 没有化学污染，反应试剂安全无毒。3. 操作方便，内置软件操作系统。内置多种操作方法。4. 具有样品均质功能，样品可以为液体或固体。5. 检测结果符合国家标准方法，符合AOAC、AACC等检测标准。6. 简单的全自动操作，无需有经验的化学家。7. 精确性和准确度高于常规凯氏定氮方法。8. 相比目前的检测系统，更低的操作成本。通用脂肪分析仪•         系统简单，一机多用•         一台机器可以检测任何类型样品•         替代多种操作复杂的脂肪检测方法•         操作简单，无需易损易耗件更换•         准确性更高，无需新建方法•         高分辨率NMR技术检测精度更高•         无需新建方法，直接检测•         无需标定•         无任何化学试剂•         30秒快速检测脂肪结果微波合成仪微波多肽合成仪