电感耦合等离子体质谱法测定板蓝根中重金属元素

摘要 ［目的］建立板蓝根中重金属元素的快速检测方法。［方法］采用电感耦合等离子体质谱法快速测定不同产地板蓝根中铅（Pb）、镉（Cd）、砷（As）、汞（Hg）、铜（Cu）的含量，了解河北、河南、安徽等不同产地板蓝根中5种重金属元素的差异，并结合主成分分析法和聚类分析法评价不同产地板蓝根药材质量差异性。［结果］5种重金属元素在各自范围内线性关系良好（R2≥0.999 6），平均加样回收率为97.63%～99.96%，RSD为1.43%～3.83%。30批样品中，86.67%样品Cd含量超标，26.67%样品Cu含量超标，66.67%样品未检出Hg，所采集样品中Hg、Pb、As均未超标。主成分分析提取2个成分，累计贡献率72.577％，Pb和Cd对板蓝根的质量评价有重要贡献。综合评分显示，采自河北安国板蓝根药材质量较好；聚类分析发现，不同产地的检测指标含量有明显差异。［结论］电感耦合等离子体质谱法可快速、准确测定板蓝根药材中5种重金属元素的含量，该方法高效准确，可用于板蓝根药材中重金属元素的质量控制。

关键词 板蓝根；重金属；电感耦合等离子体质谱法；含量测定

中图分类号 R284.1 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2023）22-0204-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.22.047

Determination of Heavy Metal Elements in Radix Isatidis by ICP-MS

PENG Gang1，GAO Ming2，MA En-yao3，4 et al

Abstract ［Objective］ To establish a rapid detection method for heavy metal elements in Radix Isatidis.［Method］The content of Pb，Cd，As，Hg and Cu in Radix Isatidis from different regions was rapidly determined using inductively coupled plasma mass spectrometry（ICP-MS）. The differences in five heavy metal elements in Radix Isatidis from different regions such as Hebei， Henan and Anhui were investigated， and the quality differences of Radix Isatidis from different regions were evaluated using principal component analysis and cluster analysis.［Result］There was a good linear relationship between the five heavy metals and harmful elements in their respective ranges （R2≥0.999 6）. The average recoveries were 97.63%-99.96%， RSD was 1.43%-3.83%. In 30 batches of samples， 86.67% of the samples had Cd content exceeding the standard， 26.67% of the samples had Cu content exceeding the standard， 66.67% of the samples had no Hg detected， and Hg， Pb， As in the collected samples did not exceed the standard. Two components were extracted by principal component analysis， with a cumulative contribution rate of 72.53%. Pb and Cd contributed significantly to the quality evaluation of Radix Isatidis. According to the comprehensive score， the quality of Radix Isatidis collected from Anguo， Hebei was good;cluster analysis showed that there were significant differences in the content of test indicators in different habitats. ［Conclusion］ICP-MS can quickly and accurately determine the contents of five kinds of heavy metals in Radix Isatidis. This method is efficient and accurate， and can be used for the quality control of heavy metal elements in Radix Isatidis.

Key words Radix Isatidis;Heavy metals;Inductively coupled plasma-mass spectrometry （ICP-MS）;Content determination

中药承载着中医的基本理论、安全性及有效性，其质量优劣及稳定性是影响中医药走出国门走向世界的重要因素，中药安全性也是国内外共同关注的焦点问题，影响中药安全性的外源性有害物质主要有二氧化硫、重金属、农药残留、黄曲霉毒素等，这些外源性有害物质对人体健康造成较强的毒害作用或在人体某些器官中累积造成慢性中毒［1-4］，从而发生疾病。植物类中药由于自身特点，受土壤污染、化肥污染、工业污染等生长环境影响、农药使用不规范及后期产地加工和贮藏缺乏规范，均易造成重金属污染。

板蓝根为十字花科植物菘蓝（Isatis indigotica Fort.）的干燥根，其性寒、味甘，具有清热解毒、凉血利咽的功效［5］，是大宗品种常用中药材之一，广泛用于治疗感冒、抗病毒和抗流感等方面，具有抗炎、解热镇痛、保肝降酶、提高免疫力等药理作用［6］。在临床用药方面，板蓝根主要用于治疗上呼吸道感染、急性传染性肝炎、流行性乙型脑炎、流行性结膜炎等疾病［7］。板蓝根亦是连花清瘟胶囊、疏风解毒胶囊这2个中成药中的成分之一，在新型冠状病毒感染防治中起着很大的防疫和治疗作用［8］。

现代研究表明，板蓝根化学成分含有苷类、木脂素类、氨基酸类、生物碱类、有机酸类、多糖类及Cu、Cd等无机元素［9］。无机元素与中药药效紧密相关，如Cu参与造血过程和酶的合成，从而达到补血补气和增强免疫力功效［10-11］。同时有害重金属元素的含量过高会使人体出现异常，引起不同系统或部位的病变，甚至导致癌症的发生，如Hg、Pb、As可导致神经系统、消化系统、免疫系统等毒性损害［12-13］。因此，测定板蓝根的无机元素含量具有重要的意义。

板蓝根为根类药材，易受到土壤中重金属元素的污染，目前关于板蓝根药材重金属方面相关文献报道较少，且板蓝根药材在2020版《中国药典》中重金属及有害元素没有作出规定值［14］。该研究通过对30批不同产地板蓝根中药材中重金属含量进行检测，探讨不同产地板蓝根植物药中重金属元素的残留特性；建立板蓝根的重金属快速检测方法，为板蓝根重金属的限量规定提供一定的数据和方法支持。

1 材料与方法

1.1 仪器

Agilent 7800电感耦合等离子体质谱仪（美国Agilent公司）；MultiwavePro 型微波消解仪［安东帕（上海）商贸有限公司］；XPR303S型万分之一天平［梅特勒托利多科技（中国）有限公司］；Comfort Ⅰ 型超纯水机［赛多利斯斯泰迪生物设备（北京）有限公司］；空气置换型移液器（武汉拉普兰德科技有限公司）；超纯水系统（Comfort 1，德国赛多利斯公司）。

1.2 试剂

标准溶液（浓度1 000 μg/mL）均购于国家有色金属及电子材料分析测试中心，Pb GSB 04-1742-2004，批号213015-2；Cd GSB 04-1721-2004，批号212005-5；As GSB 04-1714-2004，批号211040-4；Hg GSB 04-1729-2004，批号211002-6；Cu GSB 04-1725-2004，批号211050-5。硝酸（德国默克股份有限公司，65%优级纯）；水由Milli-Q超纯水处理系统制得。

1.3 样品采集

该试验30批板蓝根样品采自甘肃、安徽、河南、河北、山西5个省，所采集样品经广州中医药大学高明教授鉴定确认板蓝根为十字花科植物菘蓝（Isatis indigotica Fort.）的干燥根。采集样品50 ℃烘干，粉碎过3号筛。样品来源详见表1。

1.4 试验方法

1.4.1 仪器工作条件。

ICP-MS射频功率1 550 W；采样深度为5 mm；蠕动泵转速0.10 r/s；喷雾室温度为2 ℃；等离子气流速15.0 L/min；吹扫气体为氩气；碰撞气体为氦气，气体流速5 L/min；辅助气（氩气）流速1 L/min；测试前用调谐液进行调谐，扫描100次，重复次数3次。微波消解程序和条件参数详见表2。

1.4.2 标准品贮备溶液的制备。

分别精密量取Pb、As、Cd、Hg、Cu单元素标准溶液适量，用10%硝酸溶液稀释制成分别含Pb、As、Cd、Hg、Cu为1.0、0.5、1.0、1.0、10.0 μg/mL的溶液，即得。

1.4.3 标准品溶液的制备。

精密量取Pb、As、Cd、Cu标准品贮备液适量，用10%硝酸溶液稀释制成含Pb、As 0、1、5、10、20 ng/mL，含Cd 0、0.5、2.5、5.0、10.0 ng/mL，含Cu 0、50、100、200、500 ng/mL的系列浓度混合溶液。另精密量取Hg标准品贮备液适量，用10%硝酸溶液稀释制成分别含Hg 0、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0 ng/mL的溶液，本液应临用配制。

1.4.4 内标溶液的制备。

精密量取锗、铟、铋单元素标准溶液适量，用水稀释制成各含1 μg/mL的混合溶液，即得。

1.4.5 供试品与空白溶液的制备。

精密称取药材粉末0.5 g于微波消解罐中，加入硝酸7 mL，按设定的微波消解程序进行消解，冷却后取出，缓慢打开罐盖排气待消解液冷却后，用少量水多次洗涤消解罐3次，将消解液和洗涤液合并于50 mL容量瓶中，加入200 μL金单元素标准储备液（1 μg/mL），用水定容至刻度，摇匀备用，即得供试品溶液。除不加金单元素标准溶液外，其余同法制备空白溶液。

2 结果与分析

2.1 方法学考察

2.1.1 线性关系考察。

取“1.4.3”项下不同浓度的标准品溶液各1 mL，在“1.4.1”仪器工作条件下进样测定。以重金属质量浓度为横坐标（X）、重金属与内标响应值的比值为纵坐标（Y）进行回归，结果见表3，可知各重金属元素在各自范围内线性关系良好（R2≥0.999 6）。