ICP-MS法对桂枝茯苓胶囊及药材中多元素的同时测定方法的建立

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1、ICP-MS法对桂枝茯苓胶囊及药材中多元素的同时测定方法的建立王金玲1，2，李家春1,2，胡军华1,2,，黄文哲1,2，王振中1,2,萧伟1,2,3*（1.江苏康缘药业股份有限公司，江苏 连云港222001； 2.中药制药过程新技术国家重点实验室；3.南京中医药大学）摘要：采用微波消解法对桂枝茯苓胶囊及五味药材（桂枝、茯苓、白芍、桃仁、 牡丹皮）进行消解、电感耦合等离子体质谱仪建立了 Pb、Cu、As、Cd、Hg、 Mg、Mn、Ni、Tl等多元素元素同时检测的方法，以内标法进行定量以改善基体 效应和干扰。实验结果表明各元素的线性关系良好，相关系数R2M0.9993；方法 检出限为0.016四g

2、L -14.593四gL -1，实验重复性良好；加样回收率在75.84 % 118.93 %。该方法灵敏度高，专属性好，为控制桂枝茯苓胶囊中有害元素控制提 供依据，也为监控及制订中药材中有害元素的限量提供参考。关键词：桂枝茯苓胶囊；电感耦合等离子质谱；微波消解；元素分析；The analysis methodology of multi element in four herbs of GuizhifulingCapsulesWANG Jin-ling, LI Jia-chun, QIN Jian-pin,HU Jun-hua, HUANG Wen-Zhe, WANGZhen-zhong,XI

3、AO Wei（1.Jangsu Kanion Pharmaceutical Co.Ltd, Lianyungang 222001, China； 2.State Key Laberatory of New-tech for Chinese Medicine Pharmaceutical Process;3. Nanjing university of Chinese medicine）This paper is focused on establishing a ICP-MS method with microwave digestion for simultaneous determinat

4、ion of lead, copper, arsenic, cadmium, mercury, magnesium, manganese, nickel, thallium in cassia tuckahoe capsule and its five raw herbal materials. Internal standard method was adopted to reduce matrix effect and other interference effects. The method established was shown to be simple with high se

5、nsitivity, strong specificity and good reproducibility. linear relationship is good as R2M 0.9993 while the average recovery was among 75.84% 118.93%.The detection项目基金：企业大平台“重大新药创制”(2013ZX09402203)作者简介：王金玲(1987-)，女，研究员，研究方向为中药质量标准研究。Tel: (0518)81152321 E-mail:wangjinling198786*通信作者 萧伟(1959-)，男，研究员级高

6、级工程师，博士，研究方向为中药制剂和创新中药的研究与 开发。TEL： (0518)81152367 E-mail: kanionlunwenlimit was 0.016 g-L -1 4.593 g-L-1.Data in this paper provide the basis for control of deleterious element in Guizhifuling capsules, and further more it is with referencing values for control of deleterious element in other crude

7、drug.Key words:Guizhifuling Capsules; inductively coupled plasma mass spectrometer （ICP-MS） ; microwaves digest; methodology; element Analysis桂枝茯苓胶囊源自汉代名医张仲景的金匮要略，具有活血、化瘀、消痼 散结之功效。临床上常用于卵巢囊肿、子宫内膜异位症、子宫肌瘤、痛经等妇科 血瘀证的治疗1，目前已经完成美国FDAII期临床实验。它是由桂枝、茯苓、牡 丹皮、白芍、桃仁五味中药组成。中药是中华民族的瑰宝，对保证人类健康起着 重要的作用。近年来随着相关研究的

8、广泛开展，中药材中的无机元素对人类健康 的作用已引起广泛的关注，有研究24 指出中药材所含某些微量元素的对疾病的 治疗起着积极的作用，如锂元素对神经紊乱症和糖尿病起到一定的治疗作用；铭 元素可协助胰岛素发挥作用，防止动脉硬化；竦可以治疗头痛、神经病和失眠； 钻对蛋白素质、脂肪代谢具有重要的作用；锶具有抗癌功效等。与此同时，环境 污染的愈发严重导致中药材中某些有害元素含量超标，严重危害人类的身体健 康，而且中药的有害元素（包括铍、铝、镓、镉、锑、汞、铊、铅等）超标是影 响中药国际化的重要因素。因此建立针对中药材中多种元素的准确灵敏、可靠的 检测方法具有十分重要的意义。电感耦合等离子质谱法（ICP

9、-MS法）灵敏度高、 专属性强、分析效率高，被广泛用于中药元素分析。本文基于ICP-MS法建立 了桂枝茯苓胶囊成品及药材中包括有益元素、重金属及有害元素在内的24种元 素的分析方法，保证桂枝茯苓胶囊生产中药材的安全使用的同时，又可对其所含 人体必需的微量元素及有益元素进行分析。1仪器与材料NexION 300电感耦合等离子体质谱仪；Mars高压微波消解仪（美国CEM 公司）；硝酸（优级纯，500 mL，南京化学试剂有限公司），批号：12032030142； 水为经Millipore Milli-Q水处理系统处理后的去离子水。金单元素标准溶液（1 gL-1，100 mL，国家有色金属及电子材料分

10、析测试中心，批号：12616-1）；汞单 元素标准溶液（1 gL-1，100 mL，国家有色金属及电子材料分析测试中心，批号： 12664 ）；钢单元素标准溶液（1gL-1，100 mL，国家有色金属及电子材料分析测 试中心，批号：129100；锗单元素标准溶液（1 g-L-1，100 mL，国家有色金属及 电子材料分析测试中心，批号：12910；灌木枝叶（地矿部物化探研究所提供， 批号：06074）；桂枝茯苓胶囊（来源江苏康缘药业股份有限公司）牡丹皮药材 （产地：安徽毫州）；桃仁药材（产地：山西）；桂枝药材（产地：广西）；茯 苓药材（产地：湖北）；白芍药材（产地：安徽毫州）。2方法与结果2.

11、1实验条件主要仪器工作参数：载气流量：1.01 L-min-1 ；等离子体RF功率：1.5kW； 脉冲电压：1050 v；工作模式：KED模式；模拟阶段电压：-1800V；脉冲阶段 电压：1050V；蠕动泵转数：20rpm；2.2样品处理取样品粉末约0.5 g，精密称定，置消解罐内，加硝酸10 mL,待气泡散尽， 置微波消解仪内进行消解（功率1600 W, 25 min内升至185 C，持续25 min后 自动降温）。消解完全后取出，待蒸汽挥尽后，转入100 mL容量瓶中，用水洗 消解罐并转入容量瓶，加入金单元素标准溶液（1pgm L-1） 200 pL，加水定容至 刻度，摇匀即得。除不加金单

12、元素标准溶液外，其余同法制备试剂空白溶液。 2.3标准溶液的配制 2.3.1标准溶液的配制精密量取多单元标准溶液，用5%o （v/v）硝酸溶液稀释制成每1 mL含个元 素为 0.5 ng、1 ng、2.5 ng、5 ng、10 ng、25 ng、50 ng、100 ng、125 ng、200 ng、 500 ng系列浓度标准溶液。另精密量取汞单元素标溶液，用5 % （v/v）硝酸溶 液稀释制成每1 mL含汞0.2 ng、0.5 ng、1 ng、2 ng、5 ng的溶液（现用现配， 配制时加入1 pgmL -1金元素标准溶液200 pL）。2.3.2内标溶液的配制精密量取锗、钢单元素标准溶液适量

13、，用水稀释制成每1 mL各含1 pg的混 合溶液，即得。2.3.3测定法测元素 Li、Be、B、Ti、Mg、Al、V、Cr、Mn、Co、Fe、Ni、Cu、Zn、 Ga、As、Sr、Cd、Sn、Sb、Ba、Hg、Tl、Pb 其中质量数小于 100 的元素（Li、 Be、V、Cr、Co、Ni、Cu、Ga、As、Sr）以 Ge 作为内标，Cd、Sn、Sb、Ba、 Hg、Tl、Pb以In作为内标。仪器的内标进样管在仪器分析工作过程中始终插入内标溶液中，依次将仪器 的样品管插入各个浓度的标准品溶液中进行测定（浓度依次递增），以测量值（3 次读数的平均值）为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。将仪器的样品

14、管插 入供试品溶液中进行测定。从标准曲线上计算得相应的浓度。2.4方法学验证2.4.1线性及检测限在上述实验条件下对系列标准溶液进行测试，仪器自动绘制标准曲线，线性 相关系数在0.99931.000之间。所得的线性结果如表1。表1线性关系结果儿素回归方程检出限相关系 数线性范围（略L-1）（略L-1）低浓度RSD（%）高浓度RSD（%）LiY=1.17539e-005X0.99990.5 500.0202.541.37BeY=4.332646e-006X0.99990.5 500.0192.451.74BY=6.14395e-006X0.99930.5 500.3672.381.54MgY=1

15、.59031e-005X0.999810 5001.9513.221.41AlY=5.71978e-006X0.999910 5001.8585.351.47TiY=1.11982e-006X0.99990.5 501.4511.942.40VY=2.41392e-006X1.00000.5 500.0360.901.03CrY=4.90307e-005X1.00000.5 500.3022.820.76MnY=2.26109e-005X0.99990.5 1000.1062.450.99FeY=2.1914e-006X0.999810 5004.5935.022.51CoY=7.36111e

16、-005X0.99990.5 500.0601.471.46NiY=2.01939e-005X0.99990.5 500.2131.181.28CuY=6.26937e-005X0.99990.5 1000.2461.991.12ZnY=6.57433e-006X0.999810 5000.3092.911.59GaY=1.01378e-005X1.00000.5 500.0931.701.33AsY=4.01048e-006X0.99990.5 100.1222.631.07SrY=2.65801e-005X0.99990.5 500.0571.141.09CdY=8.10726ee-007

17、X0.99990.5 100.0181.511.32SnY=1.25431e-006X0.99990.5 500.4112.061.64SbY=1.09743e-006X0.99990.5 500.0711.041.59BaY=5.65395e-006X0.99990.5 500.1071.951.00HgY=7.82564e-006X0.99870.2 50.0162.33-TlY=1.00207e-005X1.00000.5 500.0481.950.48PbY=4.8598e-006X1.00000.5 500.1042.641.062.4.2精密度试验选取多单元素标准溶液及汞单元素标准

18、溶液，选择低浓度（2 pgL -1）和高 浓度（50pgL -i）（Hg浓度为1 pgL -1）标准溶液重复进样6次，记录测量值。实验结果显示：低浓度精密度RSD在0.905.35%,高浓度精密度RSD在 0.48 2.51%。2.4.3重复性试验取桂枝茯苓胶囊、喷十粉、桃仁药材粗粉、白芍药材粗粉、桂枝粗粉、茯苓 粗粉、牡丹皮粗粉约0.5 g,精密称定，按照供试品溶液制备方法制备供试品溶 液，平行制备6份，测定，记录测量结果mg.kg-1及RSD （%）。结果：桃仁药材的重复性结果RSD为3.97%14.86%，桂枝药材的重复性 结果RSD为2.55%14.46%，白芍药材的重复性结果RSD为

19、3.06%12.12%， 牡丹皮药材的重复性结果RSD为2.138%14.827%，茯苓药材的重复性结果RSD 为3.14%14.09%，喷十粉药材的重复性结果RSD为2.07%12.58%，桂枝茯 苓胶囊重复性结果RSD为2.97%14.45%。2.4.4加样回收试验桂枝茯苓胶囊、喷十粉、桃仁药材粗粉、白芍药材粗粉、桂枝粗粉、茯苓粗 粉、牡丹皮粗粉约0.25 g，精密称定，加入标准0.5曜（Mg、Al、Fe、Zn、Cu 加入2.5瞄）溶液，按照供试品溶液制备方法制备供试品溶液，平行制备6份， 测定。实验结果见表2表2加样回收实验结果（n=6）回收率范围（%）RSD范围（%）桃仁88.14 1

20、15.432.79 5.48桂枝81.21 118.932.61 5.13茯苓79.21 115.322.42 5.26牡丹皮81.56 119.462.21 5.53白芍80.95 119.562.17 6.07桂枝胶囊75.84118.193.60 5.712.4.5准确性取灌木枝叶约0.5 g,按照供试品溶液制备方法制备供试品溶液，平行制备5 份，测定。实验结果见表3。表3准确性实验结果（n=5）:曜-1单位参考值测量值参考值测量值Li2.60.42.85+0.07Cu6.6+0.85.88+0.14Be0.051+0.0040.047 +0.004Zn55+459+4.5B38640.

21、87+0.88As1.25+0.151.17+0.05Mg%0.48+0.040.47+0.09Sr246+16250.22+6.28Al%0.20+0.030.17+0.02Sb0.095+0.0140.082+0.014Ti95+2076+2.10Ba18+217.42+3.22V2.4+0.42.24+0.06Pb47+349.99+3.78Cr2.6+0.22.48+0.29Fe1070+571014+22.42Mn61+564.44+2.00Co0.41+0.050.43+0.02Ni1.7+0.31.50+0.062.4.6不同批次含量测定取不同批次供试品约0.5 g，按照供试品溶

22、液制备方法制备供试品溶液，按 照2.3.3项下的测定方法进行测定。结果见表4-1、4-2。表4-1不同批次样品含量测定结果（n=3）单位：曜g-1桃仁桃仁桃仁桂枝桂枝桂枝白芍白芍白芍Y1305Y1306Y1305Y1305Y1306Y1305Y1304Y1305Y1305030108021305020104Li0.020.030.030.130.100.110.110.130.19Be0.010.01B9.258.5615.236.634.845.566.627.857.10Mg450.78500.65498.25440.36550.78490.36600.23650.32815.21Al12

23、.8514.8918.2260.2359.1248.1285.2672.03100.56Ti1.521.152.031.892.311.523.254.572.88V0.020.020.010.090.060.130.150.300.27Cr0.580.730.844.236.236.031.091.862.10Mn14.2218.2315.99200.63250.32230.8910.299.3512.23Fe50.2666.1845.1358.3266.2350.63100.8595.23120.03Co0.130.150.090.040.080.120.050.120.06Ni0.650

24、.430.461.032.081.520.851.090.56Cu8.2210.417.986.234.148.213.695.976.28Zn60.7849.2554.1620.3622.0130.2515.0211.5618.24Ga0.290.180.336.025.895.231.052.041.76As0.010.010.010.030.060.030.04Sr1.842.631.899.237.2312.4536.2354.1733.48Cd0.020.050.030.120.080.050.010.020.01Sn0.010.010.01Sb0.030.010.01Ba1.051

25、.291.5619.1823.0628.128.255.467.49Hg0.030.010.010.05Tl0.010.02Pb0.380.540.461.892.260.350.190.02表4-2不同批次样品含量测定结果（n=3)单位：曜g -1牡丹皮牡丹皮牡丹皮茯苓茯苓茯苓胶囊胶囊胶囊Y1312Y1311Y1312Y1303Y1304Y1304Z1401Z1402Z1403010302020103010101Li0.330.450.140.020.030.060.591.020.53Be0.020.010.010.01B15.2811.2919.295.357.537.93Mg690.2

26、1756.82720.3277.2368.9582.13290.36300.49400.13Al800.54699.40779.8240.7433.5531.995.494.526.57Ti20.1315.3819.652.661.962.141.592.961.05V1.042.111.870.020.040.050.080.030.09Cr4.563.853.935.524.896.980.952.481.62Mn15.2610.3911.448.287.196.1515.3629.5330.69Fe350.26336.72400.12185.02176.26200.4549.2648.1

27、953.17Co0.200.140.170.050.110.030.160.230.08Ni2.181.952.210.530.460.591.251.070.94Cu4.283.363.973.334.684.904.623.523.24Zn8.019.3512.414.443.625.366.235.598.28Ga1.811.472.000.320.220.450.950.680.60As0.150.190.120.01Sr90.3288.24121.460.880.590.9413.969.689.42Cd0.090.110.020.010.010.05Sn0.030.010.03Sb

28、0.010.02Ba10.2511.0215.181.931.521.875.294.972.74Hg0.020.020.01Tl0.010.01Pb0.950.761.020.140.040.160.293讨论3.1在以上分析的元素中Mg是人体必需的常量元素。Fe、Zn、Cu、Mn、Cr、 Co、Ni、Ga、V和Sn这十余种微量元素含量极少却对人体健康起着重要调控作 用，其中Cu的摄取量过多可发生中毒。另一些是可能必需的微量元素如Li；E 必需微量元素B、Al；而Be、Pb、Hg、Cd、Ti、Tl、Sb为有害微量元素。3.2桂枝茯苓胶囊中含有较高含量的Mg，Fe，Mn元素。Mg元素是人体常量

29、元 素，能够激活人体内多种酶的活性。现代研究证实Mg元素可维持人体部分激素 的含量稳定，对于血管的完整有种重要意义，与桂枝茯苓胶囊活血化瘀功效的关 系有待进一步研究。而Fe，Mn元素是参与机体能量代谢的酶类成分的重要组成 部分，可增加中性白细胞的吞噬功能，这与桂枝茯苓胶囊活血化瘀，消痼止痛功 效相印证，其相关性有待进一步考察。3.3牡丹皮和白芍中富含较多的Mg、Fe、AL，可能与其生长的环境及用药部位 有关。桂枝中含有的Mn较丰富，可能是桂枝茯苓胶囊Mn的主要来源。3.4本文微波消解时试剂选择硝酸进行消解，与高氯酸酸、盐酸相比产生多原子 离子干扰较少，且对仪器的损害较小。前期条件摸索时考察了

30、5mL、10mL、15mL 硝酸对药材消解完全程度的影响，结果显示5mL消解不完全，10mL与15mL无 显著性差异，所以选择10mL硝酸进行消。工作模式选择时，标准工作模式与碰 撞模式相比较，结果显示标准模式的回收率较低，碰撞模式的回收率更接100%， 所以本实验选择碰撞模式。3.5除白芍外，药典中未规定其它几味药材的重金属限度，参照药用植物及制 剂进出口绿色行业标准重金属及砷盐限量指标Pb5.0 mg.kg-1，Cd0.3 mg-kg-1， Hg0.2 mg-kg-1， Cu20.0 mg-kg-1，As2.0 mg-kg-1 对药材及制剂中重金属元素进 行控制，与药典中白芍重金属限度一致

31、。通过本实验方法可以桂枝茯苓胶囊及药 材中重金属及有害元素进行控制，保证中药材入药质量。3.6本文采用电感耦合等离子体质谱法对桂枝茯苓胶囊及药材中多种元素进行测 定，方法快速、灵敏、准确度高可用于以上药材多元素的分析。参考文献I 王小如.电感耦合等离子体质谱应用实例M.北京：化学工业出版社,2005:113- 120. 王懿萍，张小荣，杨巧艳，等.中药微量元素与药效的关系J.山西中 医,2006,27(12):1573-1575.3 田柱萍，何邦平,王小燕，等.中药材的药效与其所含微量元素关系的研究进展J.微量元素与健康研究,2005,22(4):54-56.4 陈文贵.钱塘中药药效与微量元素的关系J.云南中医学院学报，1990,13(1):38-40.5 汪朝晖，杜彦萍，黄习文，等.桂枝茯苓胶囊治疗乳腺增生病(瘀血阻络证) 临床研究J.广州中医药大学学报,2009, 26(2): 103.