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摘 要： 建立超級微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定西瓜霜潤喉片中鉛、鎘、砷、汞、銅5 種元素的含量，并對其質(zhì)量安全性進(jìn)行評估。以硝酸為溶劑，樣品經(jīng)超級微波消解后，以鍺、銦、鉍為內(nèi)標(biāo)元素，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定鉛、鎘、砷、汞、銅元素含量。各元素在一定的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)與對應(yīng)的質(zhì)譜響應(yīng)值的線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均不小于0.999 1，檢出限為0.002～0.08 mg/kg，定量限為0.007～0.3 mg/kg。樣品加標(biāo)回收率為90.1%～98.2%，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.5%～5.3%（n=6）。4批樣品中，鉛含量為5.11～7.47 mg/kg，其中鉛全部超出《中華人民共和國藥典》2025年版通則9302規(guī)定限值；砷、汞部分批次超出限量，鎘未超標(biāo)，銅未檢出。該方法可為西瓜霜潤喉片中重金屬元素的檢測及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)完善提供技術(shù)依據(jù)。

 

關(guān)鍵詞： 西瓜霜潤喉片； 超級微波消解； 電感耦合等離子體質(zhì)譜法； 鉛； 鎘； 砷； 汞； 銅

 

西瓜霜潤喉片收載于《中華人民共和國藥典》2025年版一部“成方制劑”項(xiàng)下，其處方為西瓜霜、冰片、薄荷素油、薄荷腦，該藥具有清音利咽，消腫止痛[1?6]，用于防治咽喉腫痛，聲音嘶啞，喉痛，口舌生瘡，急、慢性咽喉炎，急性扁桃體炎，口腔潰瘍，口腔炎，牙齦腫痛；其主藥為西瓜霜，西瓜霜為葫蘆科植物西瓜的成熟新鮮果實(shí)與皮硝經(jīng)加工制成。處方中的藥材在種植、運(yùn)輸、加工等環(huán)節(jié)中可能引入鉛、鎘、砷、汞、銅等重金屬。重金屬元素在人體內(nèi)累積到一定量會對正常生理功能產(chǎn)生明顯負(fù)面影響，因此準(zhǔn)確測定西瓜霜潤喉片中的重金屬元素含量對于保證藥物使用安全性、提高其質(zhì)量及維護(hù)消費(fèi)者健康都有重要意義。

 

香港中成藥注冊安全性要求中規(guī)定凡申請注冊的中成藥不論是固有藥、非固有藥還是新藥均必須提供《重金屬及有毒元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測試報(bào)告》，其中砷、鎘、鉛、汞元素必須提交化驗(yàn)方法及報(bào)告?！吨腥A人民共和國藥典》2025年版四部通則9302中藥有害殘留物限量制定指導(dǎo)原則規(guī)定藥材及飲片中重金屬及有害元素限量指標(biāo)為鉛不高于5 mg/kg，鎘不高于1 mg/kg，砷不高于2 mg/kg，汞不高于0.2 mg/kg，銅不高于20 mg/kg；《藥用植物及制劑進(jìn)出口綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》限量指標(biāo)為鉛不高于5 mg/kg，鎘不高于0.3 mg/kg，砷不高于2 mg/kg，汞不高于0.2 mg/kg，銅不高于20.0 mg/kg，兩者僅在鎘的限量上有區(qū)別。目前，西瓜霜潤喉片有效成分復(fù)雜、質(zhì)量控制指標(biāo)難以規(guī)范，同時藥典中規(guī)定檢測金屬元素?cái)?shù)目偏少，因此開發(fā)一種迅速、有效、準(zhǔn)確的元素分析方法十分必要。

 

目前重金屬的檢測一般使用比色法、高精度便攜式X射線熒光光譜（HDXRF）法[7]、原子熒光光譜(AFS)法[8]、原子吸收光譜（AAS）法[9]、電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP-OES）法[10]、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜（ICP-AES）法[11]、電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）法[12-14]等。其中，比色法無法定量；HDXRF法在測定重金屬含量時，其準(zhǔn)確性會受到基質(zhì)、重金屬形態(tài)等各因素的影響；AFS法可測定金屬離子種類較少；AAS法的檢出限還不夠低，標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的線性范圍窄；ICP-OES法儀器昂貴，易受污染；ICP-AES法對樣品前處理要求極為苛刻，限制了其在實(shí)際檢測中的應(yīng)用。

 

在《中華人民共和國藥典》2025年版一部“西瓜霜”項(xiàng)下，采用古蔡氏法對砷鹽進(jìn)行了控制，采用比色法對鉛進(jìn)行了控制，兩者限度均為10 mg/kg。目前對西瓜霜潤喉片的研究主要集中在活性及有效成分含量測定方面，對于其重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)的研究尚無報(bào)道。鑒于西瓜霜潤喉片中主藥為西瓜霜，《中華人民共和國藥典》2025年版一部僅對西瓜霜中砷和鉛進(jìn)行了控制，為保障用藥安全，減少重金屬對人體造成的急慢性中毒風(fēng)險(xiǎn)，推動中醫(yī)藥現(xiàn)代化和國際化，提升中藥整體質(zhì)量，回應(yīng)公眾對藥品安全性的關(guān)切，筆者建立超級微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用法測定西瓜霜潤喉片中鉛、鎘、砷、汞、銅5 種重金屬元素的含量，為西瓜霜潤喉片的元素分析方法建立和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提高提供參考。

 

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

超級微波消解儀：Multiwave 7000 型，奧地利安東帕（中國）有限公司。電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用儀：NexION 2000G 型，珀金埃爾默企業(yè)管理（上海）有限公司。電子天平：BT125D型，感量為0.000 01 g，德國賽多利斯公司。超純水機(jī)：Milli-Q IQ7000 型，默克化工技術(shù)（上海）有限公司。鉛、鎘、砷、汞、金、鍺、銦、鉍單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液：質(zhì)量濃度均為1 000 μg/mL，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)編號分別為GSB 04-1742-2004、GSB 04-1721-2004、GSB 04-1714-2004、GSB 04-1729-2004、GSB 04-1715-2004、GSB 04-1728-2004、GSB 04-1731-2004、GSB 04-1719-2004，國家有色金屬及電子材料分析測試中心。銅單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液：1 000 μg/mL，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)編號為BWG 083396-50-1，北方偉業(yè)計(jì)量集團(tuán)有限公司；硝酸、鹽酸：均為電子純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。西瓜霜潤喉片樣品：市售，批號分別為220522、221107、221230、221232。實(shí)驗(yàn)室用水為超純水。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀

射頻功率： 1 600 W；載氣：高純氬氣，流量為1.04 L/min；輔助氣：高純氬氣，流量為1.2 L/min；等離子氣：高純氬氣，流量為15 L/min；霧化器泵速：48 r/min；重復(fù)取樣次數(shù)：3次；分析模式：跳峰采集模式。

1.2.2 微波消解儀

微波消解程序：15 min 升溫至 250 ℃，維持 10 min，隨后降溫，至50 ℃后，打開反應(yīng)腔。

1.3 溶液配制

鉛、鎘、砷標(biāo)準(zhǔn)儲備液：精密量取鉛、鎘、砷單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液各1 mL，分別置于100 mL容量瓶中，用5%硝酸溶液稀釋至標(biāo)線，搖勻，制成鉛、鎘、砷質(zhì)量濃度均為10 μg/mL的溶液標(biāo)準(zhǔn)儲備液。銅標(biāo)準(zhǔn)儲備液：精密量取銅單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液1 mL，置于20 mL容量瓶中，用5%硝酸溶液稀釋至標(biāo)線，搖勻，制成銅質(zhì)量濃度為50 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲備液。汞標(biāo)準(zhǔn)儲備液：精密量取汞單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液1 mL，置于100 mL容量瓶中，用 5%硝酸稀釋至標(biāo)線，搖勻，再精密量取上述溶液1 mL，置于100 mL容量瓶中，用5%硝酸稀釋至標(biāo)線，搖勻，制成汞質(zhì)量濃度為100 ng/mL標(biāo)準(zhǔn)儲備液。鉛、鎘、砷、銅系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：均分別精密量取鉛、鎘、砷、銅標(biāo)準(zhǔn)儲備液0、1、1、1、3、5 mL，再分別置于100、1 000、200、100、100、100 mL容量瓶中，用5%硝酸溶液稀釋至標(biāo)線；然后精密量取上述溶液5 mL，置于20 mL容量瓶中，用5%硝酸稀釋至標(biāo)線，配制成鉛、鎘、砷的質(zhì)量濃度均分別為0、2.5、12.5、25、75、125 ng/mL和銅的質(zhì)量濃度分別為0、12.5、62.5、125、375、625 ng/mL的系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。汞系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：分別精密量取汞標(biāo)準(zhǔn)儲備液0、2、2、2、2、10 mL，再分別置于100、200、100、20、10、20 mL容量瓶中，用5%硝酸溶液稀釋至標(biāo)線，制成汞的質(zhì)量濃度分別為0、1.0、2.0、10.0、20.0、50.0 ng/mL的汞系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。內(nèi)標(biāo)溶液：精密量取鍺、銦、鉍單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液各1 mL，置于1 000 mL容量瓶中，用水稀釋制成鍺、銦、鉍質(zhì)量濃度均為1 μg/mL的混合內(nèi)標(biāo)溶液。金標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：精密量取金單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液1 mL，置于1 000 mL容量瓶中，用5%鹽酸溶液稀釋，配制成質(zhì)量濃度為1 μg/mL的金標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.4 樣品處理

取樣品粉末約0.5 g，精密稱定后，置于超級微波消解罐中，加入硝酸 7 mL，蓋好樣品管蓋，裝好反應(yīng)支架、反應(yīng)罐，按照1.2設(shè)定的程序進(jìn)行消解。消解之后的樣品轉(zhuǎn)移至 50 mL 容量瓶中，用適量超純水洗滌消解罐 3 次，洗滌液并入容量瓶中，加入1 μg/mL的金標(biāo)準(zhǔn)工作溶液200 μL，用水稀釋至標(biāo)線，混勻，即為樣品溶液。除不加金標(biāo)準(zhǔn)工作溶液外，相同方法制備試劑空白溶液[15]。

1.5 樣品測定

ICP-MS點(diǎn)炬預(yù)熱，編輯檢測方法，設(shè)置各元素的質(zhì)量數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度點(diǎn)、單位等及對應(yīng)的內(nèi)標(biāo)元素（銅、砷以鍺作為內(nèi)標(biāo)，鎘以銦作為內(nèi)標(biāo)，汞、鉛以鉍作為內(nèi)標(biāo)），預(yù)熱10～20 min后，分別按順序精密吸取5%硝酸溶液、系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液、試劑空白溶液、樣品溶液按照1.2條件進(jìn)樣測定，其中內(nèi)標(biāo)溶液由儀器在線加入。采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法計(jì)算出樣品溶液中5種元素的含量。

 

2 結(jié)果與討論

2.1 稀釋液的選擇

采用與《中華人民共和國藥典》 2025年版四部通則2321第二法“電感耦合等離子體質(zhì)譜法”中一致的溶液，即5%硝酸溶液作為標(biāo)準(zhǔn)儲備液及系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的稀釋液，超純水作為內(nèi)標(biāo)溶液的稀釋液。

2.2 消解條件選擇

分別考察微波消解程序：15 min升溫至150、200、250 ℃，維持 10 min，隨后降溫至50 ℃后打開反應(yīng)腔，不同消解條件下樣品加標(biāo)回收率見表1。由表1可知，150、200 ℃消解體系均不能消解完全，消解罐中留有殘?jiān)?；采?5 min 升溫至 250 ℃，維持 10 min，消解完成后得到的溶液近乎澄清，后續(xù)所需的趕酸時間很短，很大程度上避免了汞元素的揮發(fā)；5種重金屬元素在250 ℃時回收率均在97%以上，因此最終確定制備樣品溶液的消解程序?yàn)?5 min 升溫至 250 ℃，維持 10 min，隨后降溫，至50 ℃后，打開反應(yīng)腔。

表1   不同消解條件下樣品加標(biāo)回收率

Tab. 1   Recovery rate of sample spiking under different digestion conditions

 

2.3 ICP-MS 干擾及消除

ICP-MS 的干擾一般有質(zhì)譜干擾及非質(zhì)譜干擾兩種。在動能歧視碰撞池( KED) 模式下利用碰撞/反應(yīng)池中氦氣和截面積大的多原子離子發(fā)生碰撞，可以大幅降低多原子離子的動能，再用適當(dāng)?shù)慕刂闺妷嚎刂破湓谂鲎卜磻?yīng)池內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)質(zhì)譜干擾的排除。對于非質(zhì)譜干擾的消除則通常采用內(nèi)標(biāo)元素來校正儀器動態(tài)響應(yīng)值的波動，以保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。而內(nèi)標(biāo)元素通常選取性質(zhì)比較穩(wěn)定、與待測元素電離能相近和質(zhì)量數(shù)相近的、豐度大且干擾小的元素。綜合考慮，待測元素選用的內(nèi)標(biāo)元素為鍺、銦、鉍。

2.4 模式選擇

平行取6 份樣品（批號為221107），按照1.4方法處理樣品，在1.2儀器工作條件下，分別在普通模式及KED模式測定，比較有害元素嚴(yán)重超標(biāo)樣品（批號為221107）中的砷含量，結(jié)果見表2。

表2   不同模式下砷測定結(jié)果

Tab. 2   Arsenic measurement results under different modes

 

由表2可知，將兩組數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS軟件中，計(jì)算得到P小于0.05，表明兩種模式差異顯著，最終選擇采用KED模式。

2.5 線性方程

在1.2儀器工作條件下依次測定鉛、鎘、砷、銅系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液和汞系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，以各元素的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)（x），對應(yīng)的響應(yīng)值為縱坐標(biāo)（y），繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，5種元素的質(zhì)量濃度、線性方程、相關(guān)系數(shù)見表3。

表3   5種元素的質(zhì)量濃度、線性方程、相關(guān)系數(shù)

Tab. 3   Mass concentration, linear equation, and correlation coefficient of 5 elements

 

由表3可知，鉛、鎘、砷、汞、銅5種元素在一定的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)與對應(yīng)響應(yīng)值具有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均不小于0.999 1。

2.6 檢出限和定量限

在1.2儀器工作條件下，連續(xù)測定試劑空白溶液11次，計(jì)算測定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差，以3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差與其靈敏度的比值所對應(yīng)的質(zhì)量濃度為儀器檢出限、以10倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差與其靈敏度的比值所對應(yīng)的質(zhì)量濃度為儀器定量限；按照取樣量為0.5 g，定容50 mL代入計(jì)算相應(yīng)的方法檢出限和方法定量限，5種元素的檢出限和定量限見表4。由表4可知，該方法的檢出限為0.002～0.08 mg/kg，定量限為0.007～0.3 mg/kg，表明該方法具有較高的靈敏度，適于定量。

表4   5種元素的檢出限、定量限

Tab. 4   LOD and LOQ for the five Elements

 

2.7 樣品加標(biāo)回收試驗(yàn)與精密度試驗(yàn)

取一批樣品（批號為221230）約0.5 g，分別加入0.5、1.0、2.0 μg鉛、鎘、砷、汞、銅標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照1.4方法制備樣品溶液，每種質(zhì)量水平平行制備6份，按1.5方法進(jìn)行測定，計(jì)算各元素的加標(biāo)回收率，試驗(yàn)結(jié)果見表5。由表5可知，加標(biāo)樣品平均回收率為90.1%~98.2%，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.5%～5.3%，表明該方法準(zhǔn)確性較高且精密度良好。

表5   樣品加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果

Tab. 5   Results of recovery experiment

 

2.8 含量測定

精密稱取4 批樣品，分別按照1.4方法制備樣品溶品，按照1.5方法測定，5種元素含量測定結(jié)果見表6。

表6   西瓜霜潤喉片樣品中各元素含量

Tab. 6   The content of various elements in watermelon frost throat moistening slice samples ( mg/kg )

注：“-”表示未檢出。

 

由表6可知，在4批西瓜霜潤喉片中，鉛含量為5.11～7.47 mg/kg，平均含量為6.39 mg/kg；汞含量為0.09～0.48 mg/kg,平均含量為 0.28 mg/kg； 砷最高值為5.76 mg/kg， 2批未檢出； 鎘最高為0.35 mg/kg，3批未檢出；銅均未檢出。4批樣品的重金屬元素鉛的含量均超過限量值，有兩批砷及汞的含量超過限量值。

 

3 結(jié)論

建立了超級微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用法同時測定鉛、鎘、砷、汞、銅5種有害元素含量，以控制藥品質(zhì)量。在該方法下，被測溶液中有害元素的質(zhì)量濃度與儀器響應(yīng)值有較好的線性關(guān)系，且被測溶液穩(wěn)定，靈敏高效，該方法可用于西瓜霜潤喉片中有害元素檢測及質(zhì)量控制。超級微波消解法消解效率高，樣品消解完全，儀器操作簡單方便，試劑消耗較少，消解成本低，試驗(yàn)安全系數(shù)高，可以最大程度地減少操作干擾和元素的損失，在滿足實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性要求的同時大幅地提高了工作效率。ICP-MS方法分析速度快、檢測模式靈活、操作簡單且可以同時測定多種元素，可以為西瓜霜潤喉片質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制訂提供參考價(jià)值。該方法適用于含西瓜霜制劑5種有害元素微量檢測。測定高含量的5種有害元素含量時，需采用ICP-OES分析或?qū)悠范蜗♂專刹扇∈謩尤芤合♂?、自動進(jìn)樣器稀釋、氣體HMI稀釋）后，再采用ICP-MS測定，下一步研究將擴(kuò)展到18 種元素(硼、鈦、釩、鉻、錳、鈷、鎳、銅、鋅、砷、硒、鉬、鎘、錫、銻、鋇、鉈、鉛)的測定。

 

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11 陳凌云.等離子體發(fā)射光譜法測定城市污泥中重金屬［J］.化學(xué)分析計(jì)量，2008，17（3）：39.
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12 文田耀，時志路，孫文軍，等. 微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定土壤中 10 種重金屬元素［J］. 化學(xué)分析計(jì)量，2023，32 （8）：16.
    WEN Tianyao， SHI Zhilu， SUN Wenjun， et al. Determination of ten heavy metals in soil by microwave digestion-inductively coupled plasma-mass spectrometry［J］. Chemical Analysis and Meterage， 2023， 32（8）： 16.

13 宋志敏，潘萬偉，王小強(qiáng)，等 . 微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定土壤中 9 種重金屬元素［J］. 化學(xué)分析計(jì)量，2023，32（12）：43.
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14 王青. ICP-MS法測定補(bǔ)中益氣丸（濃縮丸）中銅、砷、鎘、汞、鉛5種重金屬元素含量［J］.江西中醫(yī)藥，2023，54（5）：70.
    WANG Qing. Determination of Cu， As， Cd， Hg and Pd in buzhong yiqi pills （concentrated pills ） by ICP-MS［J］. Jiangxi Journal of Traditional Chinese Medicine，2023，54（5）：70.

15 周文梅，楊穎，李亞維，等.超級微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法-電子稀釋EDR技術(shù)同時測定蒼術(shù)中的常量和微量元素［J］.品牌與標(biāo)準(zhǔn)化，2024（6）： 1.
    ZHOU Wenmei， YANG Ying， LI Yawei，et al. Simultaneous determination of macro and trace elements in atractylodes by super microwave digestion-ICP-MS-Electron Dilution-EDR technology ［J］. Brand & Standardization，2024（6）： 1.