基于ICP-MS法的加味左金丸中無機元素分析

石巧玲，周紅祖*，高厚明，陳香玲，陳靜君，黎碧玲，余惠旻

基于ICP-MS法的加味左金丸中無機元素分析

石巧玲1，周紅祖1*，高厚明1，陳香玲1，陳靜君1，黎碧玲1，余惠旻2*

1.廣東省深圳市中醫(yī)院，廣東 深圳 518033 2.深圳大學(xué)醫(yī)學(xué)院，廣東 深圳 518060

通過電感耦合等離子體質(zhì)譜（inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）法建立加味左金丸中Cd、Pb、As、Hg、Co、V、Ni、Cu、Li、Sb、Ba、Mo、Sn、Cr、Na、Mg、Al、Ca、Ti、Mn、Fe、Zn、Ga、Se、Sr、Tl共計26種無機元素的測定方法。加味左金丸通過微波消解法處理后，根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小選擇內(nèi)標物，其中7Li、23Na、24Mg、27Al、40Ca、48Ti、51V、52Cr、55Mn、56Fe、58Ni、59Co、63Cu、66Zn、70Ga、75As、77Se、86Sr以72Ge作為內(nèi)標；95Mo、114Cd、118Sn、121Sb、137Ba以115In作為內(nèi)標；202Hg、205Tl、208Pb以209Bi作為內(nèi)標。對標準品溶液、空白溶液與供試品溶液進行分析，采用標準曲線法進行定量分析。通過ICP-MS法進行測定。26種無機元素線性的相關(guān)系數(shù)≥0.999 6，檢出限為0.001～1.500 μg/L，定量限為0.01～5.00 μg/L，精密度與重復(fù)性試驗的RSD均小于5%，平均回收率在82.64%～106.44%，RSD均小于5%。對3個廠家的12批樣品進行了測定，26種元素的含量差異較大，其中Na、Mg、Ca、Fe 4種元素的含量比較高，均大于500 μg/g，Cd、Pb、As、Hg、Co、Li、Sb、Mo、Sn、Cr、Se、Tl的含量比較低，均小于1 μg/g。由結(jié)果可知，人體的常量元素，如Na、Mg、Ca的含量比較高，Cd、Pb、As、Hg等有害元素含量比較低。根據(jù)《中國藥典》2020年版一部的要求，本品中Cd、Pb、As、Hg與Cu均符合規(guī)定。該方法快速、準確，可以用于加味左金丸中無機元素的測定。

加味左金丸；電感耦合等離子體質(zhì)譜；微波消解；Cd；Pb；As；Hg；Co；V；Ni；Cu；Li；Sb；Ba；Mo；Sn；Cr；Na；Mg；Al；Ca；Ti；Mn；Fe；Zn；Ga；Se；Sr；Tl

近幾年，隨著我國加入國際人用藥品注冊技術(shù)協(xié)調(diào)會（The International Council for Harmonisation of Technical Requirements for Pharmaceuticals for Human Use，ICH），對于元素的研究也逐漸與國際接軌，一方面元素超標對人體會造成傷害，ICH-Q3D（R1）的規(guī)定Pb、Cd、As、Hg為1類元素[13]，這些元素對人體是有害的，在藥品生產(chǎn)中禁用或限制使用，例如鉛超標，會對神經(jīng)、造血、消化、腎臟、心血管和內(nèi)分泌等多個系統(tǒng)造成危害，若含量過高則會引起鉛中毒。另一方面中藥中的某些元素是體內(nèi)酶的組成或者激活劑，是維持人體機能正常代謝必不可少的組成，如鎂元素是許多酶系的輔助因子或激活劑，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有鎮(zhèn)靜作用，鐵元素能維持正常造血功能，增強免疫，鋅元素參與多種酶的合成[14-19]。因此，對于中成藥中的元素進行分析是十分必要的，既能研究其中有效的元素種類，又能達到對于有害的元素進行控制的目的。

目前，中藥中元素分析的手段主要有原子吸收光譜法（atomic absorption spectrometry，AAS）、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（inductively coupled plasma emission spectrometry，ICP-OES）、電感耦合等離子體質(zhì)譜法（inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）[20-26]。AAS因為只利用原子光譜中單色光照射，所以只能檢測一種元素的含量；ICP-OES和ICP-MS的進樣部分及等離子體是及其相似的，ICP-OES測量的是光學(xué)光譜（165～800 nm），所以同位素是不能測量的；ICP-MS相比于其它2種方法，具有靈敏度高、檢測速度快、樣品用量少、具有半定量分析和同位素分析能力等優(yōu)勢，使該方法為各國藥典首推的元素測定方法[27-28]。同時該方法已在中成藥和中藥材元素分析方面得到廣泛應(yīng)用[20-25]。

本實驗采用ICP-MS法測定加味左金丸中26種微量元素，包括Cd、Pb、As、Hg、Co、V、Ni、Cu、Li、Sb、Ba、Mo、Sn、Cr、Na、Mg、Al、Ca、Ti、Mn、Fe、Zn、Ga、Se、Sr、Tl，從元素方面對該中成藥進行研究，保證其元素符合《中國藥典》2020年版的規(guī)定。

1 儀器和材料

ICAP RQ電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，美國賽默飛世爾公司；MARS6微波消解儀，美國CEM公司；Mettler XSR105電子分析天平，瑞士梅特勒托利多公司；Nanopure純水儀，美國賽默飛世爾公司；KQ2000超聲波清洗器，昆山超聲儀器有限公司。

Cd、Pb、As、Hg、Co、V、Ni、Cu、Li、Sb、Ba、Mo、Sn、Cr、Na、Mg、Al、Ca、Ti、Mn、Fe、Zn、Ga、Se、Sr、Tl、Bi、Ge、In單元素標準溶液（1000 μg/mL）均購自國家有色金屬及電子材料分析測試中心；硝酸，MOS級，天津風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司；JZP共12個批次，北京同仁堂制藥有限公司，批號為1705061、1705062、1705063、1903226；山東方健制藥有限公司，批號為190102、190501、190903、191101；江蘇青春康源制藥有限公司，批號為1900217、1900524、1900809、1901004；分別編號為S1～S12。

2 方法與結(jié)果

2.1 標準品溶液

分別取各元素標準溶液，精密移取適量，使用5%硝酸作為稀釋劑，分別制備得到Cd、Pb、As、Hg、Co、V、Ni、Cu、Li、Sb、Ba、Mo、Sn、Cr、Na、Mg、Al、Ca、Ti、Mn、Fe、Zn、Ga、Se、Sr、Tl質(zhì)量濃度分別為20、10、50、1.0、10、100、200、200、20、1.0、100、10、1.0、20、200、400、500、500、50、200、500、500、200、10、100、1.0 μg/L的標準品溶液。

2.2 內(nèi)標溶液

取Bi、Ge、In單元素標準溶液適量，精密量取，使用5%硝酸溶液進行稀釋，定容，搖勻，得1 μg/mL的混合溶液，即為內(nèi)標溶液。

2.3 供試品溶液與空白溶液

精密稱取加味左金丸樣品粉末，約0.5 g，置于消解罐中，量取濃硝酸20 mL，充分進行混合，搖勻，注意在放置過程中會產(chǎn)生氣泡，待無氣泡產(chǎn)生后進行消解，微波消解儀中從室溫升溫至190 ℃，設(shè)定消解時間為25 min。待消解完畢后取出，放置到室溫，在此過程中會有蒸汽產(chǎn)生。待無蒸汽后，置于100量瓶中，加水對消解罐進行多次洗滌，洗滌液也合并置于量瓶中，定容至刻度，搖勻，得供試品溶液。

濁點萃取結(jié)合UPLC-MS/MS法測定氣道炎癥模型豚鼠灌胃射干提取物后血漿中LTB4的濃度 …… …… 楊 瑞等（15）：2086

同法進行空白溶液的制備。

2.4 ICP-MS條件

射頻功率1550 W；霧化氣體積流量1.20 L/min；霧化室溫度2.5 ℃；測量模式為碰撞池模式（KED）；碰撞氣體積流量4.0 mL/min；冷卻氣體積流量15 L/min；輔助氣體積流量0.8 L/min；泵速40 r/min；每個樣品重復(fù)測定次數(shù)為3次。

2.5 測定方法

根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小選擇內(nèi)標物，其中7Li、23Na、24Mg、27Al、40Ca、48Ti、51V、52Cr、55Mn、56Fe、58Ni、59Co、63Cu、66Zn、70Ga、75As、77Se、86Sr以72Ge作為內(nèi)標；95Mo、114Cd、118Sn、121Sb、137Ba以115In作為內(nèi)標；202Hg、205Tl、208Pb以209Bi作為內(nèi)標。對標準品溶液、空白溶液與供試品溶液進行分析，采用標準曲線法進行定量分析。

2.6 線性關(guān)系試驗

將標準品溶液精密移取，用5%硝酸逐級稀釋至不同質(zhì)量濃度的線性溶液。按照“2.4”項下ICP-MS條件和“2.5”項下方法進行測定，以標準品的質(zhì)量濃度為橫坐標（），元素響應(yīng)值與內(nèi)標響應(yīng)值的比值為縱坐標（）進行線性回歸分析，得出回歸方程和值，具體數(shù)值見表1。

2.7 檢測限與定量限試驗

按照“2.4”項下ICP-MS條件和“2.5”項下方法，對空白溶液5%硝酸重復(fù)測定11次，對結(jié)果進行分析，以空白溶液相應(yīng)值的3倍標準差所對應(yīng)的濃度值作為檢測限，以空白溶液相應(yīng)值的10倍標準差所對應(yīng)的濃度值作為定量限[25]，結(jié)果表明均符合規(guī)定，具體數(shù)值見表1。

2.8 精密度試驗

按照“2.4”項下的ICP-MS條件和“2.5”項下方法，取“2.1”項下制備的標準品溶液重復(fù)測定6次，Cd、Pb、As、Hg、Co、V、Ni、Cu、Li、Sb、Ba、Mo、Sn、Cr、Na、Mg、Al、Ca、Ti、Mn、Fe、Zn、Ga、Se、Sr、Tl的元素響應(yīng)值與內(nèi)標響應(yīng)值的比值精密度分別為1.67%、2.23%、1.87%、4.11%、2.62%、2.83%、1.88%、1.91%、3.04%、2.95%、3.55%、3.62%、2.22%、3.48%、3.13%、2.71%、1.88%、1.47%、1.28%、2.76%、3.34%、1.42%、1.82%、2.33%、2.93%、1.55%，結(jié)果表明各元素的精密度的RSD均小于5%，表明精密度良好。

2.9 重復(fù)性試驗

取加味左金丸樣品（批號1903226）約0.5 g，共計6份，按照“2.3”項下方法制備供試品溶液，按照“2.4”項下ICP-MS條件和“2.5”項下方法進樣測定，對元素響應(yīng)值與內(nèi)標響應(yīng)值的比值代入標準曲線進行計算，Cd、Pb、As、Hg、Co、V、Ni、Cu、Li、Sb、Ba、Mo、Sn、Cr、Na、Mg、Al、Ca、Ti、Mn、Fe、Zn、Ga、Se、Sr、Tl質(zhì)量分數(shù)的RSD分別為3.11%、1.09%、1.23%、2.72%、1.67%、2.88%、3.18%、1.49%、3.82%、3.33%、4.05%、4.17%、1.22%、2.11%、3.23%、1.86%、2.37%、1.94%、1.66%、3.38%、1.36%、3.28%、4.11%、4.26%、1.45%、2.77%，各元素質(zhì)量分數(shù)的RSD均小于5%，表明重復(fù)性良好。

2.10 穩(wěn)定性試驗

取加味左金丸（批號1903226）約0.5 g，1份，按照“2.3”項下方法制備供試品溶液，按照“2.4”項下ICP-MS條件和“2.5”項下方法測定，分別于0、1、2、4、6、8、10、12 h取樣進行分析，對元素響應(yīng)值與內(nèi)標響應(yīng)值的比值代入標準曲線進行計算，Cd、Pb、As、Hg、Co、V、Ni、Cu、Li、Sb、Ba、Mo、Sn、Cr、Na、Mg、Al、Ca、Ti、Mn、Fe、Zn、Ga、Se、Sr、Tl的RSD分別為1.37%、1.38%、2.66%、3.39%、2.54%、2.26%、1.95%、1.99%、2.08%、1.77%、2.36%、2.73%、2.46%、2.88%、2.41%、2.51%、1.43%、1.49%、2.12%、2.39%、3.05%、1.76%、1.91%、2.28%、2.61%、1.81%。各元素的RSD均小于5%，表明供試品溶液在12 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。

2.11 加樣回收率試驗

取加味左金丸（批號1903226）約0.25 g，共計9份，加入與樣品中各元素質(zhì)量相當(dāng)?shù)臉藴势啡芤?，按照?.3”項下方法制備供試品溶液，按照“2.4”項下ICP-MS條件和“2.5”項下方法進樣測定，對元素響應(yīng)值與內(nèi)標響應(yīng)值的比值代入標準曲線進行計算，計算回收率，結(jié)果Cd、Pb、As、Hg、Co、V、Ni、Cu、Li、Sb、Ba、Mo、Sn、Cr、Na、Mg、Al、Ca、Ti、Mn、Fe、Zn、Ga、Se、Sr、Tl的平均加樣回收率分別為88.54%、94.48%、89.26%、87.32%、85.44%、86.25%、98.45%、102.86%、105.22%、82.64%、98.05%、97.43%、90.95%、92.11%、88.35%、106.44%、104.28%、103.83%、105.62%、93.64%、89.14%、91.49%、84.38%、95.84%、96.66%、97.05%，RSD分別為2.45%、1.87%、1.93%、2.37%、3.29%、3.03%、1.29%、3.72%、4.27%、4.17%、1.28%、1.73%、3.66%、2.38%、1.07%、3.28%、3.24%、2.87%、2.13%、1.47%、3.05%、1.94%、2.67%、2.97%、3.28%、1.67%，可見各元素的平均回收率均在80%～120%，RSD均小于5%，表明該方法準確度良好。

表1 各元素的線性關(guān)系、檢出限、定量限

2.12 樣品測定

取3個廠家的12批加味左金丸（S1～S12），各3份，分別按照“2.3”項下方法制備供試品溶液，按照“2.4”項下ICP-MS條件和“2.5”項下方法進樣測定，對元素響應(yīng)值與內(nèi)標響應(yīng)值的比值，代入標準曲線進行計算，結(jié)果見表2。可見，26種元素的含量差異較大，其中Na、Mg、Ca、Fe 4種元素的含量比較高，均大于500 μg/g，Cd、Pb、As、Hg、Co、Li、Sb、Mo、Sn、Cr、Se、Tl的含量較低，均小于1 μg/g。

表2 無機元素的測定結(jié)果 (, n = 3)

續(xù)表2

3 討論

3.1 樣品前處理

元素的測定過程中樣品的前處理尤為重要，直接影響最后的檢測結(jié)果。目前前處理的方法主要是消解法，分為干法、濕法與微波法。傳統(tǒng)的干法灰化和濕法消解具有樣品處理周期長、空白干擾非常嚴重，某些元素揮發(fā)性強導(dǎo)致測定不準確、環(huán)境污染大等缺點。微波消解法相比于傳統(tǒng)的干法、濕法具有快速、干擾少、密閉等優(yōu)勢，我們選擇微波消解法進行樣品的處理，保證樣品測定的準確性。

3.2 結(jié)果分析

對3個廠家的12批樣品進行了測定，26種元素的含量差異較大，其中Na、Mg、Ca、Fe 4種元素的含量比較高，均大于500 μg/g，Cd、Pb、As、Hg、Co、Li、Sb、Mo、Sn、Cr、Se、Tl的含量比較低，均小于1 μg/g。由結(jié)果可知，人體的常量元素，如Na、Mg、Ca的含量比較高，Cd、Pb、As、Hg等有害元素含量比較低。根據(jù)《中國藥典》2020年版一部對于本中成藥的中藥材當(dāng)歸、白芍和甘草中的重金屬進行了規(guī)定，Pb不得過5 mg/kg；Cd不得過l mg/kg；As不得過2 mg/kg；Hg不得過0.2 mg/kg；Cu不得過20 mg/kg。對于本品并未規(guī)定其相關(guān)限度。根據(jù)計算，本品中Cd、Pb、As、Hg與Cu均符合規(guī)定。

此外，關(guān)于本中成藥與無機元素含量之間的藥效關(guān)系還需要進一步研究。加味左金丸中的無機元素既有有害元素，也有對人體有益的元素。通過定量研究，既能夠了解有害元素的含量，又能夠為進一步研究有益元素與藥效的關(guān)系打下基礎(chǔ)。因此，準確定量該中成藥中的元素是十分必要的。本實驗通過ICP-MS法測定加味左金丸中的26種元素，方法經(jīng)過全套驗證，表明了該方法的可行性。并對12批樣品中的元素進行了準確測定，結(jié)果表明有害元素均符合國家的規(guī)定。該法不僅為加味左金丸的質(zhì)量研究和臨床用藥安全提供基礎(chǔ)，同時也為中藥固體制劑中元素的測定提供參考和技術(shù)支持，為中成藥進一步與國際接軌提供數(shù)據(jù)支持。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突

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Analysis of inorganic elements in Jiawei Zuojin Pills by ICP-MS

SHI Qiao-ling1, ZHOU Hong-zu1, GAO Hou-ming1, CHEN Xiang-ling1, CHEN Jing-jun1, LI Bi-ling1, YU Hui-min2

1.Shenzhen Traditional Chinese Medicine Hospital, Shenzhen 518033, China 2.Medical School of Shenzhen University, Shenzhen 518060, China

To establish a method for the simultaneous analysis of 26 inorganic elements in Jiawei Zuojin Pills (加味左金丸, JZP), including Cd, Pb, As, Hg, Co, V, Ni, Cu, Li, Sb, Ba, Mo, Sn, Cr, Na, Mg, Al, Ca, Ti, Mn, Fe, Zn, Ga, Se, Sr, Tl.After JZP was treated by microwave digestion, the internal standard was selected according to the molecular weight,72Ge was used as the internal standard for7Li,23Na,24Mg,27Al,40Ca,48Ti,51V,52Cr,55Mn,56Fe,58Ni,59Co,63Cu,66Zn,70Ga,75As,77Se and86Sr;115In was used as the internal standard for95Mo,114Cd,118Sn,121Sb and137Ba;209Bi was used as the internal standard for202Hg,205Tl and208Pb.The standard solution, blank solution and test solution were analyzed, and the quantitative analysis was conducted by standard curve method.It was determined by ICP-MS.The detection limits and quantification limits of 26 elements were in the range of 0.001—1.500 μg/L and 0.01—5.00 μg/L.The 26 trace elements showed the good linearity in the selected concentration ranges (≥ 0.999 6), with the average recovery from 82.64% to 106.44%, while their RSD was below 5%.Twelve batches of samples from three manufacturers were determined.The content difference of 26 elements was relatively large, among which the content of Na, Mg, Ca and Fe was relatively high, all of which were greater than 500 μg/g, the contents of Cd, Pb, As, Hg, Co, Li, Sb, Mo, Sn, Cr, Se and Tl were relatively low, all less than 1 μg/g.The results showed that the contents of major elements such as Na, Mg and Ca in human body were relatively high, and the contents of harmful elements such as Cd, Pb, As and Hg were relatively low.According to the requirements of, Volume I, 2020 edition, Cd, Pb, As, Hg and Cu in this product met the requirements.The method is rapid and accurate, and can be used forthe quality control of inorganic elements in JZP.

Jiawei Zuojin Pills; ICP-MS; microwave digestion; Cd; Pb; As; Hg; Co; V; Ni; Cu; Li; Sb; Ba; Mo; Sn; Cr; Na; Mg; Al; Ca; Ti; Mn; Fe; Zn; Ga; Se; Sr; Tl

R286.02

A

0253 - 2670(2021)22 - 6864 - 07

10.7501/j.issn.0253-2670.2021.22.011

2021-06-16

廣東省中醫(yī)藥局基金項目（20141253）；深圳市知識創(chuàng)新基礎(chǔ)研究（自由探索）（JCYJ20170818094033689）；深圳市戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項資金（JCYJ20130326112248968）；深圳大學(xué)聚徒＋創(chuàng)研項目（2021）

石巧玲（1986—），女，主管中藥師，研究方向為中藥復(fù)方研究。Tel: 13510219986 E-mail: 369010713@qq.com

通信作者：余惠旻，男，博士，副研究員，主要從事中藥及其復(fù)方與幽門螺桿菌的研究。Tel: 13428911968 E-mail: yuhuimin@szu.edu.cn

周紅祖，女，主任中藥師，中藥特色技術(shù)傳承人，主要從事中藥學(xué)基礎(chǔ)及中藥藥理、鑒定研究。E-mail: zhouhzu@163.com

[責(zé)任編輯 鄭禮勝]