ⅠCP-MS法測(cè)定人參中6種重金屬元素

遲鴻悅，李文影，李樂(lè)樂(lè)，黃 鑫，郭云龍，劉淑瑩

（長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)/吉林省人參科學(xué)研究院，長(zhǎng)春 130117）

人參為五加科植物人參Panax ginseng C. A. Mey的 干燥根和根莖?，F(xiàn)代研究表明，其有增強(qiáng)機(jī)體功能、提高生活質(zhì)量、改善心血管系統(tǒng)等作用[1]。人參作為吉林省的道地藥材，其產(chǎn)業(yè)是吉林省的特色產(chǎn)業(yè)，據(jù)統(tǒng)計(jì)吉林省人參總產(chǎn)量占全國(guó)的85%，而我國(guó)人參產(chǎn)量占世界的70% 以上[2]。因此，大力開發(fā)人參產(chǎn)業(yè)對(duì)地方區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。但人參品質(zhì)卻受到重金屬污染的威脅，這不僅威脅人類健康，同時(shí)也限制了中國(guó)人參的出口[3]。因此，人參中重金屬含量測(cè)定是保證人參質(zhì)量，開闊中藥的國(guó)際市場(chǎng)的極重要內(nèi)容。吉林撫松、集安、長(zhǎng)白、靖宇等地是著名的人參產(chǎn)地。本研究采用微波法消解并聯(lián)合ⅠCP-MS法對(duì)10個(gè)不同產(chǎn)地的53個(gè)人參樣品進(jìn)行 As，Cu，Hg，Cd，Pb，Cr 等 6 種重金屬元素的測(cè)定。與以往研究相比，本實(shí)驗(yàn)增加對(duì)重金屬 Cr 元素的測(cè)定[4]，并對(duì)多個(gè)樣品測(cè)定的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)討論，揭示各產(chǎn)地人參藥材重金屬污染狀況，以及各產(chǎn)地重金屬污染差異特點(diǎn)。為保證人參道地藥材重金屬含量安全、促進(jìn)優(yōu)質(zhì)人參藥材的生產(chǎn)提供一定的依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器 電感藕合等離子質(zhì)譜（ⅠCP-MS，美國(guó)Thermo Fisher Scientif i c 公司）；WX-8000 微波消解儀（上海屹堯儀器科技發(fā)展有限公司）；Dura series 超純水處理系統(tǒng)。

1.2 實(shí)驗(yàn)試劑 65%～68%優(yōu)級(jí)純硝酸（國(guó)藥集團(tuán)）；超純水（Dura series 超純水處理系統(tǒng)）；As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb各元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心）。

1.3 實(shí)驗(yàn)藥材 人參樣品采集于吉林通化、集安、長(zhǎng)白等10個(gè)產(chǎn)地。根據(jù)采集難易程度不同，每個(gè)采集地點(diǎn)所采集的樣品數(shù)有所差別。其人參樣品采集地明細(xì)表見(jiàn)表1。取人參全部根系，曬干，粉碎，過(guò) 60 目篩，備用。

1.4 ⅠCP-MS測(cè)定條件 見(jiàn)表2。

2 實(shí)驗(yàn)方法與結(jié)果

2.1 樣品前處理 稱取0.3 g樣品至聚四氟乙烯消解罐中（精確至 0.1 mg），移取5 mL硝酸加入后靜置，待反應(yīng)結(jié)束后，蓋蓋密封，放入微波消解儀，消解程序見(jiàn)表3。待溫度冷卻至50 ℃以下后，取出消解罐放入通風(fēng)櫥中，打開消解罐，用超純水潤(rùn)洗3～4次后，轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，用超純水稀釋定容至刻度，搖勻，得供試品溶液?？瞻讓?duì)照組除不加人參樣品外，按同法處理。

2.2 線性關(guān)系考察 分別吸取單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，用5 %HNO3將標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋定容成20 μg/mL的儲(chǔ)備液，然后依次配制成 0、8、16、24、32、48、64 μg/L 的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，搖勻待用。對(duì)以上標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行分析，作出標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，6種元素的線性回歸方程及其相關(guān)系數(shù)如表4。結(jié)果表明，6種重金屬元素在0～64 μg/L線性關(guān)系良好。

表1 樣品采集信息

表2 儀器工作參數(shù)

表3 消解順序表

2.3 方法學(xué)考察

2.3.1 精密度與回收率 取6份制備好的樣品溶液，求出人參中各重金屬含量并做回收率實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明儀器的精密度良好，砷的回收率為102.94%，RSD為2.23%，鉻的回收率為101.98%，RSD為2.45%，鎘的回收率為103.14%，RSD為1.94%，銅的回收率為106.20%，RSD為1.90%，汞的回收率為108.44%，RSD為1.63%，鉛的回收率為103.15%，RSD為3.03%。表明該方法準(zhǔn)確度良好，符和分析要求。

表4 6種待測(cè)元素的線性回歸方程及其相關(guān)系數(shù)

2.4 結(jié)果與分析

2.4.1 人參重金屬元素的安全評(píng)價(jià) 采用上述方法對(duì)收集的10個(gè)產(chǎn)地53個(gè)人參樣品中Cr，Cu，As，Cd，Hg，Pb等6種重金屬元素進(jìn)行含量測(cè)定，所得結(jié)果見(jiàn)表5。

根據(jù)測(cè)定結(jié)果，以2015年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織頒布的《中醫(yī)藥-中藥材重金屬限量》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ⅠSO 18664：2015（E））為標(biāo)準(zhǔn)，為本實(shí)驗(yàn)對(duì)人參樣品中重金屬含量是否超標(biāo)的判別提供依據(jù)。此標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)Pb、As、Cd、Hg和Cu的最低限量分別為5.0×10-6，2.0×10-6，0.3×10-6，0.2×10-6，20.0×10-6。根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，我們可以計(jì)算出53個(gè)樣品中重金屬的超標(biāo)率為0。中草藥中Cr元素的限定指標(biāo)雖然未在該標(biāo)準(zhǔn)做出規(guī)定，但作為一種有害重金屬，其在人體內(nèi)蓄積具有誘發(fā)基因突變和致癌的可能。故我國(guó)GB2762-2012食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)Cr做出限定，其最大限量為2.0×10-6，若以此作為標(biāo)準(zhǔn)，人參53個(gè)樣品中只有1例（22號(hào)樣品）中Cr元素的含量（2.068 9）超標(biāo)。但是，Cr元素在植物中以Cr+3和Cr+6兩種價(jià)態(tài)存在[5]，只有Cr+6具有毒性，由此可以推斷，其由Cr+6元素的含量應(yīng)小于2.0×10-6，但需要進(jìn)一步證實(shí)。

表5 人參樣品中6種重金屬元素及總含量測(cè)定結(jié)果 μg/g

韓小麗[6]曾對(duì)多種中藥材的污染情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其中人參中金屬的超標(biāo)率Cu 25.0%，Pb 14.3%，As 0%，Cd 15.4%，Hg 12.5%，相比較本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以從一定程度上表明，人參藥材中重金屬污染狀況得到改善。這也反應(yīng)隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的增長(zhǎng)，中藥材出口量的增多，人們?cè)絹?lái)越重視藥材質(zhì)量安全問(wèn)題，從而使得藥材中重金屬污染得到改善。

2.4.2 在不同產(chǎn)地人參樣品中同一種重金屬含量的比較 由表5可以看出，各樣品中重金屬含量的差異較大。

人參種植于吉林省不同市、縣，其生態(tài)環(huán)境，地理差異不同。為了比較不同產(chǎn)地人參樣品中重金屬的含量差異，根據(jù)地理分布和生態(tài)環(huán)境，將這10個(gè)人參樣品產(chǎn)地分為5個(gè)區(qū)。A區(qū)包括吉林蛟河，有3份樣品（樣品48～50）；B區(qū)包括吉林敦化、安圖、汪清和琿春，有33份樣品（樣品1～20、28～37和45～47）；C區(qū)包括吉林靖宇和撫松，有3份樣品（樣品51～53）；D區(qū)包括吉林長(zhǎng)白，有4份樣品（樣品48～51）；E區(qū)包括吉林通化和集安，有10個(gè)樣品（樣品21～27和42～44）。表6列出各產(chǎn)區(qū)人參樣品中5種重金屬元素的平均量，并用 SPSS 19.0 軟件，以不同產(chǎn)區(qū)作為處理組別，同一種元素作為區(qū)組，對(duì)5個(gè)產(chǎn)區(qū)進(jìn)行隨機(jī)區(qū)別組的方差分析，判別各產(chǎn)區(qū)同一種重金屬元素差異是否顯著。結(jié)果顯示各產(chǎn)區(qū)中同一種重金屬含量之間無(wú)明顯差異。

表6 人參不同產(chǎn)區(qū)樣品中5種重金屬元素的量比較

對(duì)5種重金屬元素在5個(gè)產(chǎn)區(qū)人參樣品之間進(jìn)行比較，結(jié)果表明，Cu占總金屬含量的比重最大，這是由于人參對(duì)Cu的富集作用最強(qiáng)，為其本身的生理與遺傳特性所決定的[7]，而只有在明確中藥材富集重金屬的特征，才能科學(xué)制定出防治措施。Cr，Cd元素的總量在D，E產(chǎn)區(qū)明顯高于其他產(chǎn)區(qū)。而重金元素As，Pd在各產(chǎn)區(qū)樣品中的量相近。

3 結(jié)論

目前用于測(cè)定中藥材中重金屬元素的檢測(cè)方法較多，主要有原子吸收光譜法（AAS）、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ⅠCP-AES）、電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ⅠCP-MS）、原子熒光光譜法（AFS）等。本實(shí)驗(yàn)建立了ⅠCP-MS測(cè)定人參中As，Cu，Hg，Cd，Pb，Cr元素的方法，與其他方法相比，具有準(zhǔn)確性高，靈敏度好，檢測(cè)限低，線性范圍寬等特點(diǎn)，適于人參中樣品中這6種重金屬元素含量的測(cè)定。吉林省10個(gè)人參主產(chǎn)區(qū)的53個(gè)樣品既符合《中醫(yī)藥-中藥材重金屬限量》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，又符合中國(guó)GB2762-2012食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，表明人參中重金屬含量合格。對(duì)吉林省不同產(chǎn)區(qū)人參樣品中的重金屬含量差異進(jìn)行分析，結(jié)果表明，雖然每個(gè)產(chǎn)區(qū)這6種重金屬元素的含量不同，但差異不顯著，表明以上產(chǎn)區(qū)均適合人參的種植。