ICP-MS 法测定银怡片中4 种元素

于桂芳，闫显光，曹苗苗，胡晗绯，胡军华，黄文哲

（1.江苏康缘药业股份有限公司，江苏连云港 222001； 2.江苏德源药业股份有限公司，江苏连云港 222047）

随着老龄化、二胎政策及人们保健意识的提高，补钙类保健食品越来越受欢迎［1-2］，品种也越来越多，但其质量参差不齐。国家食品药品监督管理局印发的《营养素补充剂申报与审评规定（试行） 》 等8 个通告中规定，Ca 每天服用量为250～1 000 mg；GB16740-2014［3］规定，保健食品中Pb≤2.0 mg／kg，As≤1.0 mg／kg，Hg≤0.3 mg／kg，故建立补钙类保健食品中营养元素钙和多种有害元素含有量的快速测定方法具有一定意义。

文献中关于补钙类保健食品中元素的研究大多集中在原子吸收［4-7］或EDTA［8-10］法测定Ca，ICP-MS［11-12］法测定As、Hg 等有害元素，也有采用ICP-MS 法测定Ca［13］，但未见同时测定Ca、有害元素的报道。GB5009.92-2016［14］提供了4 种相关测定方法，其中火焰原子吸收光谱法测定多个元素时需更换光源，操作不方便；EDTA 滴定法适合测定钙元素，但不适合有害元素；电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES） 法虽可实现多元素同时测定，但灵敏度不满足低含有量有害元素的测定要求；电感耦合等离子体质谱（ICP-MS） 法灵敏度高，线性范围宽，可同时测定含有量差异较大的钙元素和有害元素，并且抗干扰能力强，分析速度快。因此，本实验在相关文献和国标的基础上，建立电感耦合等离子体质谱（ICP-MS） 法测定银怡片中营养元素Ca 及有害元素As、Hg、Pb 的含有量，以期控制其质量。

1 材料

1.1 试剂与药物 Ca （1 000 μg／mL，批号172014-1）、As（1 000 μg／mL，批号184020-2）、Pb （1 000 μg／mL，批号184042-2）、Hg （1 000 μg／mL，批号 12664 ）、Au（1 000 μg／mL，批号12616-1） 单元素标准溶液均购自国家有色金属及电子材料分析测试中心；混合内标溶液（含Bi、Ge、In、Li、Sc、Tb、Y，10 μg／mL）、调谐液 （含Be、Ce、Fe、In、Li、Mg、Pb、U，1 μg／L，批号Lot17-157GSX1） 均购自美国Perkin Elmer 公司；灌木枝叶标准物质（GBW07063，批号06074） 购自地矿部物化探研究所。银怡片为江苏康缘药业股份有限公司在研品种，由骨碎补、葛根、D-氨基葡萄糖硫酸钾盐、硫酸软骨素钠、柠檬酸钙、辅料组成，批号20180201、20180202、20180203。硝酸为UP 级（批号150603380，苏州晶瑞化学试剂有限公司）；水为超纯水。

1.2 仪器 NexION 300X 电感耦合等离子体质谱仪（美国Perkin Elmer 公司）；Mars 高压微波消解仪（美国CEM 公司）；BSA224S-CW 电子分析天平（德国赛多利斯公司）；Milli-Q Academic 纯水机（美国密理博公司）。

2 方法与结果

2.1 仪器调谐 将仪器的样品管和内标管插入调谐液中，依次对矩管位置、雾化气体积流量、透镜等进行日常调谐，得到最佳灵敏度、最低氧化物和双电荷干扰、较好分辨率。优化后的仪器参数为等离子体体积流量15 L／min；雾化气体积流量0.90 L／min；辅助气体积流量1.2 L／min；ICP 射频功率1.5 kW；脉冲阶段电压1 300 V，模拟阶段电压-2 000 V。

2.2 标准溶液制备

2.2.1 内标溶液 精密量取混合内标溶液及Au 单元素标准溶液适量，5%硝酸溶液稀释制成每1 mL 含Ge、In、Bi、Au 各200 ng 的溶液，摇匀，即得。

2.2.2 标准溶液 精密量取Ca 单元素标准溶液适量，5%硝酸稀释制成每1 mL 含25 μg Ca 的贮备液，精密量取适量，稀释成1 000、1 500、2 000、2 500、3 000、3 500、4 000 ng／mL；精密量取Hg 单元素标准溶液适量，含4 ng／mL Au 的5%硝酸稀释制成每1 mL 含0.1 μg Hg 的贮备液，精密量取适量，稀释成0.1、0.2、0.5、1、2、4 ng／mL （临用现配）；精密量取As、Pb 单元素标准溶液适量，5%硝酸稀释制成每1 mL 含As、Pb 各500 ng 的贮备液，精密量取适量，稀释成1、3、5、10、30、50 ng／mL，即得。

2.3 供试品溶液制备

2.3.1 Ca 样品研细后精密称取约0.1 g，置于微波消解内罐中，加入10 mL 硝酸加盖放置1 h，旋紧罐盖，按照微波消解仪操作步骤进行消解（功率1 600 W，30 min 内升温至185 ℃，消解25 min，也可根据具体仪器进行调整），冷却后取出，缓慢打开罐盖排气，转移至50 mL 量瓶中，少量水冲洗内罐3 次，定容至刻度，摇匀，精密量取1 mL于50 mL 量瓶中，水稀释至刻度，离心，即得。同法制备试剂空白溶液。

2.3.2 As、Hg、Pb 样品研细后精密称取约0.5 g，按“2.3.1”项下方法消解后转移至50 mL 量瓶中，少量水冲洗内罐3 次，加入Au 单元素标准溶液 （1 μg／mL）200 μL，水稀释至刻度，摇匀，离心，即得。

2.4 工作参数 同位素44Ca、75As 以72Ge 为内标，202Hg、208Pb以209Bi 为内标，编辑全定量分析方法，工作参数见表1。在仪器分析过程中，内标进样管始终插入内标溶液中，将样品管依次插入空白溶液、系列质量浓度标准品溶液中进行测定（质量浓度依次递增）。以测量值为纵坐标，质量浓度为横坐标，仪器自动绘制标准曲线。将仪器样品管插入试剂空白、供试品溶液中测定，从标准曲线上计算得各元素含有量。

表1 ICP-MS 工作参数

2.5 方法学考察

2.5.1 线性关系考察 取 “2.2”项下标准溶液，在“2.4”项工作参数下测定，以待测元素与相应内标元素响应值的比值为纵坐标（Y），溶液质量浓度为横坐标（X）进行回归，结果见表2，可知各元素在各自范围内线性关系良好。

表2 各元素线性关系

2.5.2 检出限 实验前取空白溶液 （5% 硝酸），在“2.4”项工作参数下连续测定11 次，得到强度值，将其与内标元素的比值代入表2 回归方程中，仪器自动计算含有量，其标准偏差（δ） 3 倍所对应的质量浓度为检出限，并按“2.3”项下供试品溶液制备方法折算成样品含有量，结果与GB5009.92-2016 方法［15］进行比较，见表3。由表可知，Ca 检出限、定量限均优于GB5009.92-2016 方法，As、Hg、Pb 检出限、定量限完全满足限度标准要求，也优于GB5009.92-2016 方法，表明该方法灵敏度较好。

表3 各元素检出限、定量限

2.5.3 精密度试验 取“2.2”项下标准溶液（线性范围的低、中、高质量浓度），在“2.4”项工作参数下进样测定6 次，测得峰面积RSD 为0.5%～3.4%，表明仪器精密度良好。

2.5.4 重复性试验 分别精密称取样品粉末0.1、0.5 g，按“2.3”项下方法平行制备6 份供试品溶液，在“2.4”项工作参数下进样测定，测得Ca、As、Hg、Pb 含有量RSD 分别为2.4%、2.6%、7.3%、2.9%，表明该方法重复性良好。

2.5.5 加样回收率试验 精密称取样品粉末0.05 g，按照1∶ 1 比例加入Ca 单元素标准溶液 （1 000 μg／mL）2.9 mL，按“2.3.1”项下平行制备6 份供试品溶液；精密称取样品粉末0.25 g，按照1∶1 比例加入有害元素标准溶液 （Hg 4 ng／mL，As、Pb 50 ng／mL） 各 1 mL，按“2.3.2”项下方法平行制备6 份供试品溶液，上述供试品溶液在“2.4”项工作参数下进样测定，计算回收率，结果见表4。

表4 各元素加样回收率试验结果（n＝6）

2.5.6 标准物质含有量测定 分别精密称取标准物质（灌木枝叶） 0.1、0.5 g，按“2.3”项下方法平行制备5 份供试品溶液，在“2.4”项工作参数下进样测定，测得Ca、As、Pb 含有量分别为1.71%、1.13 μg／g、48.53 μg／g，而Hg 未检出，均在标准值范围内，RSD 也均小于3%，表明该方法准确性较好。

2.5.7 样品含有量测定 取3 批样品，按“2.3”项下方法制备供试品溶液，在“2.4”项工作参数下进样测定，计算含有量，结果见表5。

表5 各元素含有量测定结果（n＝3）

2.5.8 阴性样品含有量测定 取不含柠檬酸钙的空白样品粉末0.1 g，按“2.3”项下方法制备供试品溶液（质量浓度低，无需稀释），在“2.4”项工作参数下进样测定，测得Ca 含有量为0.48%。样品中含葛根、骨碎补2 味药材，理论上Ca、Mg 等常量元素的含有量较高，故该结果符合预期。另外，由于As、Hg、Pb 来源不明确，处方中所有药味、原辅料、样品生产过程均可能引入，故未对其阴性样品含有量进行测定。

3 讨论

3.1 供试品制备方法筛选 GB5009.268-2016 中供试品制备方法有微波消解、压力罐消解、湿式消解、干式消解，其中微波消解具有操作简单、试剂量少、速度快、污染少、易进行自动化、大批量同时分析的特点，故本实验选择该方法。补钙类产品中一般Ca 含有量比较高，故在保证取样均匀的情况下尽量减少取样量，并且稀释至合适浓度后再进行测定。

3.2 测定参数筛选 钙的同位素 （丰度） 分别为40Ca（96.94）、42Ca （0.65）、43Ca （0.13）、44Ca （2.09），即40Ca丰度最大，但它易受到等离子体气40Ar＋的质谱干扰，故可使用反应（DRC）、碰撞（KED） 2 种模式来尽可能消除干扰，但前者成本较高，操作复杂，通常仪器不配备；后者只有通过优选最佳同位素、内标元素、碰撞气体积流量，才能尽可能消除干扰，提高结果准确性。因此，本实验考察了同位素42Ca、43Ca、44Ca，内标元素45Sc、72Ge，碰撞气体积流量4.0、4.5、5.0 mL／min，综合考虑灵敏度、准确性、精密度、重复性等因素筛选最佳参数。另外，As、Hg、Pb内标，碰撞气体积流量等参数主要是依据GB5009.92-2016和《中国药典》［15］设定。

3.3 线性范围筛选 Ca 优选同位素44Ca，其干扰小，但丰度、灵敏度低，故本实验综合考虑灵敏度、含有量、仪器污染等因素，制定合适的线性范围，而有害元素As、Hg、Pb 的线性范围主要依据其限度标准制定。

4 结论

本实验利用ICP-MS 线性范围宽、灵敏度高、分析速度快的优点测定银怡片中高含有量的营养元素Ca，以及低含有量的有害元素As、Hg、Pb，并进行工作参数优化和系统的方法学考察，发现该方法精密度、重复性、准确性均较好，并且操作方便，可为补钙类保健食品的质量控制提供参考依据。