电感耦合等离子体质谱及光谱法测定复方牛黄消炎胶囊中17种无机元素.pdf

第 23 卷第 3 期2023 年6月泰州职业技术学院学报Journal of Taizhou Polytechnic CollegeVol.23 No.3Jun.2023作者简介：方静（1984-），女，江苏东海人，主管药师，硕士，研究方向为药物分析.通信作者：王建柱（1984-），男，江苏东海人，主管药师，工程师，硕士，研究方向为药品质量管理药理学.电感耦合等离子体质谱及光谱法测定复方牛黄消炎胶囊中17种无机元素方静1，马文樵2，王建柱3（1.泰州市药品检验院，江苏泰州225300；2.南通理工学院，江苏南通226002；3.恒帆医药科技（泰州）有限公司，江苏泰州225300）摘要：目的 建立电感耦合等离子体质谱和光谱法联合测定复方牛黄消炎胶囊中17种无机元素的分析方法。方法 样品采用微波消解法，用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）和电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）联合测定复方牛黄消炎胶囊中的无机元素。结果 17种无机元素在线性范围（05.00 mgL-1）内线性关系良好，精密度RSD值在0.20%2.41%之间，稳定性RSD值在0.62%4.60%之间，17种无机元素加样回收率在81.60%104.25%的范围内。结论 该方法专属性好，准确度高，灵敏度高，适用于复方牛黄消炎胶囊中17种无机元素的测定。关键词：复方牛黄消炎胶囊；微波消解；ICP-MS；ICP-OES；无机元素中图分类号：R927.2文献标志码：A文章编号：1671-0142（2023）03-0089-04复方牛黄消炎胶囊为中国药典（2020年版）一部收载品种，由人工牛黄、黄芩、栀子、朱砂、珍珠母、郁金、雄黄、冰片、石膏、水牛角浓缩粉和盐酸小檗碱11味中药材组成，具有清热解毒、镇静安神的功效，主要用于气分热盛，高热烦躁；上呼吸道感染、肺炎，气管炎见上述证候者1。现代研究证明，中药作为一个复杂的药物其中包含了大量的无机元素，这些无机元素与中药的安全性和疗效有密切联系，无机元素除了是生物体内参与和调节代谢的必需元素外，还协调体内物质平衡，形成有效成分2。例如Mg（镁）元素可能与防治心血管疾病有关，Mn（锰）、Cu（铜）、Fe（铁）、Zn（锌）等元素可能与抗乙肝病毒作用也可能与清热解毒作用有关，Fe元素与人体内多种酶合成有关，而As（砷）元素则存在着肝肾毒性、血液毒性、神经毒性、遗传毒性、临床毒性等。因此针对中药中的无机元素，建立准确灵敏、可靠的检测方法具有十分重要的意义。目前，对复方牛黄消炎胶囊中无机元素的含量测定尚未见报道，为此，本研究采用了具有分析速度快、灵敏度高、专属性强、准确度高等优点的电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）3和电感耦合等离子体发射光谱法4（ICP-OES）联合测定复方牛黄消炎胶囊中Al（铝）、Fe（铁）、Cd（镉）、Zn（锌）、Cu（铜）、Ni（镍）、Ba（钯）、Cr（铬）、Mn（锰）、Mg（镁）、As（砷）、Pb（铅）、Se（硒）、Ca（钙）、K（钾）、Na（钠）、Hg（汞）17种元素的含量，为其质量控制和安全性评价提供参考。1仪器与试药1.1仪器XPE105型电子天平（梅特勒-托利多仪器上海有限公司）；MARS型微波消解仪（美国CEM公司）；BHW-09C20型恒温加热器（博通公司）；ICAP RQ型电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）（美国赛默飞有限公司）；ICAP 7400型电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）（美国赛默飞有限公司）；细胞型1820C超纯水一体机（重庆摩尔公司）。泰州职业技术学院学报第3 期1.2试药65%硝酸，优级纯，德国默克公司；无机元素混合溶液标准物质（1901），国家有色金属及电子材料分析测试中心；单元素标准溶液浓度均为 1000g/mL，（Ge、In、Bi、Sc、Ca、Mn、Fe、Mg、Se、Zn、Cd、Cu、Ba、Cr、Al、Pb、Hg）国家有色金属及电子材料分析测试中心；（Na、Ni、As、K）中国计量科学研究院；复方牛黄消炎胶囊（190201、190502、190701）吉林省正和药业集团股份有限公司。2方法和结果2.1仪器条件2.1.1ICP-OES工作参数等离子体功率1150W，冷却气流量15L/min，雾化气流量0.65L/min，辅助气流量0.2L/min，泵速50r/min，径向等离子体观测。本实验中利用电感耦合等离子体发射光谱进行全波长扫描得出的检测波长，各元素在表1的检测波长下灵敏度高，干扰相对少。表1波长设置元素AlFeCdZnBaMn波长（nm）396.152259.940228.802213.856455.403257.610元素MgAsPbCaKNa波长（nm）279.553189.042220.353393.366766.490589.5922.1.2ICP-MS工作参数射频功率1500W，镍锥，等离子体气流量15L/min，辅助气流量0.4 L/min，雾化气流量0.80 L/min。2.2样品前处理精密称取复方牛黄消炎胶囊内容物约0.25g于微波消解管中，加入5mL硝酸，加盖放置过夜，旋紧罐盖，按照微波消解仪的标准操作步骤进行消解，冷却后取出，在通风橱中缓慢打开罐盖排气，用少量水冲洗内盖，将消解罐放在恒温加热器上，于100加热，赶去棕色气体，取出消解内罐，将消化液转移至25mL容量瓶中，用少量水分 3 次洗涤内罐，洗涤液合并于25mL容量瓶中并定容至刻度，混匀备用，测定时可做适当的稀释；同法作试剂空白。2.3方法学验证2.3.1线性关系考察按“2.1”仪器工作参数条件，使用ICP-OES对Al、Fe、Cd、Zn、Ba、Mn、Mg、As、Pb、Ca、K、Na 元素进行测定，使用ICP-MS 对 Cr、Ni、Cu、Se、Hg 元素进行测定，均以溶液浓度为横坐标（），仪器响应值为纵坐标（）计算线性回归方程，同时进样11次空白溶液，以 3SD 值时的浓度作为测定检出限、以10SD值时的浓度作为定量限，结果分布见表2和表3，相关系数R均大于0.9900，说明线性关系良好。2.3.2精密度实验取一定浓度混合对照溶液及汞标准溶液在“2.1”工作参数下连续进样6次，记录各元素浓度，Al、Fe、Cd、Zn、Cu、Ni、Ba、Cr、Mn、Mg、As、Pb、Se、Ca、K、Na、Hg各 元 素 的 RSD 分 别 为 0.36%、0.23%、0.27%、表2OES中各元素的线性方程、相关系数、检出限及定量限AlFeZnBaMnMgAsCaKNaCdPb回归方程Y=1218.2885x-49.349Y=1808.9897x+7.9091Y=2085.5423x-0.1911Y=69083.6449x+32.6833Y=9016.4908x+2.1085Y=47118.5107x+20.5934Y=158.7914x+0.3450Y=178506.1698x+352.3829Y=648.3290 x+109.1197Y=1971.5118x-422.2023Y=3495.8251x+5.0427Y=283.9673x+2.2279R0.99980.99990.99991.00001.00000.99990.99990.99990.99990.99890.99990.9989线性范围/（mgL-1）0.505.000.252.500.252.500.252.500.252.500.252.500.252.500.505.000.505.000.505.000.252.500.505.00检出限/（mgL-1）0.0150.0010.0010.0010.0010.0010.0060.0020.0240.0430.0010.015定量限/（mgL-1）0.0500.0030.0030.0030.0030.0030.0200.0070.0800.1430.0020.04590第 3 期方静，马文樵，王建柱：电感耦合等离子体质谱及光谱法测定复方牛黄消炎胶囊中17种无机元素0.25%、0.22%、0.22%、0.20%、0.33%、0.37%、2.41%、0.27%、0.26%、0.33%、0.77%、0.48%、1.66%、1.89%。表明本方法精密度良好。2.3.3稳定性试验取同一浓度供试品溶液在0，2，4，6，8小时按“2.1”条件下进行进样测定，平行测定6份样品溶液，记录不同时间点的各元素浓度。Al、Fe、Cd、Zn、Cu、Ni、Ba、Cr、Mn、Mg、As、Pb、Se、Ca、K、Na、Hg 各元素不同时间点的浓度 RSD 分别为 1.49%、0.62%、0.83%、0.76%、1.48%、0.89%、0.83%、0.64%、1.12%、1.79%、4.12%、0.89%、0.94%、1.02%、1.20%、1.54%、4.60%。表明样品稳定性良好。2.3.4加样回收试验称取6份已测得含量的同一样品 0.25g，计算 0.25g 样品中各元素的含量，并加入适量的各元素单标溶液，每组样品做3组平行试验，以2%硝酸溶液为试剂空白，扣除背景，计算得到各元素的平均回收率均在81.60%104.25%之间，见表4，表明该方法准确性良好，符合无机元素含量测定要求。表4样品回收率试验结果元素AlFeCdZnBaMnCuCrHg平均回收率%86.1995.2294.1899.6297.5783.9584.3598.6082.17元素MgAsPbCaKNaNiSe平均回收率%81.60104.2590.5294.2087.1397.6993.5892.602.4样品中各元素含量将三批次（190201、190502、190701）复方牛黄消炎胶囊样品溶液按“2.1”参数条件下进样检测，平行六次，结果如表5。复方牛黄消炎胶囊中含元素种类较多且各元素含量差异较大。表5样品中元素含量（mg/kg-1）（n=3）元素含量批号AlFeCdZnCuNiBaCrMnMgAsPbSeCaKNaHg190201243.57422.13675.60206.252.523.79152.953.1438.361224.9471944.87158.5414.3267029.684678.101669.2422551.71190502271.77409.36673.49210.532.332.49145.522.8939.081217.3571052.63154.5814.2867495.134670.571696.8819406.19190701246.92358.23590.17200.792.032.76158.313.0544.081190.8770976.08155.7614.9067908.974699.351709.1118997.903讨论3.1实验仪器的选择本文采用专属性好、灵敏度高、准确度高的电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）和 电 感 耦 合 等 离 子 体 发 射 光 谱 法（ICP-OES）联合测定复方牛黄消炎胶囊中无机元素，ICP-OES可以准确测得样品中浓度较高的元素含量，ICP-MS可以测得样品中浓度更低的元素含量，这两种方法相辅相成，能同时快速、精确地测定样品中17种元素含量。表3ICP-MS中各元素的回归方程、相关系数、检出限及定量限CrNiCuSeHg回归方程Y=85935.4824x+31840.0642Y=19403.1892x+7835.1497Y=39924.2465x+7541.0193Y=3174.4215x+11035.5931Y=12350.1039x+615.3509R0.99700.99090.99900.99990.9996线性范围/（gL-1）1.010.01.010.01.010.02.020.00.22.0检出限/（gL-1）0.0210.0520.0790.2440.013定量限/（gL-1）0.0700.1730.2630.8130.04391泰州职业技术学院学报第3 期3.2实验结果分析实验结果显示，复方牛黄消炎胶囊中含有多种人体必需的微量元素，如Fe、Zn、Se、Cu、Mn等，每种元素都有其特殊的生理功能，对维持人体生命活动具有重要的意义。但是也含有As、Hg等对人体有害的元素，As具有参与蛋白质代谢，刺激造血器官，抑制皮肤老化，提高免疫力等作用，但是大量摄入容易引起中毒。Hg是人体非必需元素，大量摄入容易危害中枢神经系统、消化系统及肾脏等。K元素是人体所需较大的元素之一，影响着体内物质组成和代谢过程。人体内缺乏会导致代谢紊乱。但如果钾过量也同样会发生不良反应。Ca是人体中含量最为丰富的矿物元素，对人的生命活动有着巨大影响，但是过量也会影响血管功能和心功能等5。Mg是维持人体生命活动的必需元素，具有调节神经和肌肉活动、增强耐久力的神奇功能。Mg也是高血压、高胆固醇、高血糖的“克星”，还有助于防治中风、冠心病和糖尿病、心脏病等。但是过量Mg摄入，常伴有恶心、胃肠痉挛等胃肠道反应，嗜睡、肌无力等。Na的摄入过高或过低对人体健康也有一定影响。3.3展望中成药中所含无机元素主要来自两个方面，一方面是植物生长的环境，另一方面就是植物本身的特性比如自身吸收能力和积蓄能力。本研究通过对中成药复方牛黄消炎胶囊中无机元素含量分析为其他中成药的质量检查、质量控制提供参考，也为提高我国中成药的质量控制水平提供数据支持，为患者合理用药提供安全保障。参考文献：1宋晓妮,陆宇婷,杨丹亿,等.大鼠灌胃朱砂与复方牛黄消炎胶囊后汞的药代动力学研究J.中国中药杂志,2017,42(14):2779-2783.2张玉伟,田方园,姚元成,等.ICP-MS法测定前列欣胶囊中 18 种元素的含量J.中国药师,2020,23(12):2454-2456.3汪建君,朱樵苏,段营辉,等.ICP-MS法测定清火栀麦片及胶囊中25种元素的残留量J.药物分析杂志,2019,39(6):1134-1138.4高迪,耿鑫.ICP-MS法和ICP-OES法测定山萸肉中16 种无机元素J.鞍山师范学院学报,2021,23(4):53-55.5孟惠平,李冬莉,杨延哲.钙与人体健康J.微量元素与健康研究,2010(5):65-67.（责任编辑杨荔晴）Determination ofDetermination of 1717 Inorganic Elements in Compound Niuhuang Xiaoyan CapsuleInorganic Elements in Compound Niuhuang Xiaoyan Capsuleby Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry and Spectroscopyby Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry and SpectroscopyFANG JingFANG Jing1 1,MA Wen-qiaoMA Wen-qiao2 2,WANG Jian-zhuWANG Jian-zhu3 3(1.Taizhou Institute for Drug Control,Taizhou Jiangsu 225300;2.Nantong Institute of Technology,Nantong Jiangsu 226002;3.Constant Sail Pharmaceutical Technology(Taizhou)Co.Ltd,Taizhou Jiangsu 225300,China)AbstractAbstract:Objective To establish an analytical method for determination of 17 inorganic elements in compoundNiuhuang Xiaoyan capsule by inductively coupled plasma mass spectrometry and spectrometry.Methods Thesamples were digested by microwave digestion;the inorganic elements in compound Niuhuang Xiaoyan capsulewere determined by inductively coupled plasma mass spectrometry(ICP-MS)and inductively coupled plasmaemission spectrometer(ICP-OES).Results The linear relationship of 17 inorganic elements was good in the linear range(0-5.00 mgL-1),the RSD of injection precision was between 0.20%and 2.41%,the RSD of stabilitywas between 0.62%and 4.60%,and the recoveries of 17 inorganic elements were in the range of 81.60%to104.25%.Conclusion The method has good specificity,high accuracy and high sensitivity,and it is suitable forthe determination of 17 inorganic elements in compound Niuhuang Xiaoyan capsule.Key wordsKey words:compound Niuhuang Xiaoyan capsule;microwave digestion;ICP-MS;ICP-OES;inorganic elements92