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ICP-MS同时测定红参中8种微量元素



全 文 :人参研究 GINSENG RESEARCH 2013 年第 4 期
红参为五加科植物人参 PanaxginsengC.A.Mey.的
栽培品经蒸制后的干燥根和根茎 [1]。 是众所周知的名
贵滋补药品之一。具有大补元气,复脉固脱,益气摄血
的功效。 用于治疗体虚欲脱,肢冷脉微,气不摄血,崩
漏下血[1]。 现代研究表明红参中有人参皂苷、挥发油、
人参多糖等功效成分 [2][3]。 还含有相当种类的微量元
ICP - MS 同时测定红参中 8 种微量元素
郭金芝 张冠英 边 疆 马 莹 李 青 *
(吉林省疾病预防控制中心·吉林 长春·130062)
摘 要:目的 建立 ICP-MS同时测定红参中 8种元素含量的分析方法。方法 硝酸-高氯酸体系进行湿法消
解,ICP-MS 分析,同时分析锰、铜、锌、钡、钴、铁、镍、鎘 8 种元素。 结果 该方法线性范围宽,Mn、
Cu、Zn、Ba、Co、Fe线性在 0μg/L~500μg/L之间,Ni、Cd线性在 0μg/L-100μg/L之间, 线性相关系数
0.9847~0.9999之间,检出限在 0.0007~0.02mg/Kg之间。标准物质的 RSD在 4.45%~9.13%之间。 结
论 利用该方法对标准物质茶叶中 Mn、Cu、Zn、Ba、Co、Fe、Ni、Cd含量进行测定,表明该方法能够满
足上述 8种元素的分析要求。 将方法应用于 4、5年生红参中 8种元素含量水平测定,获得了较满
意的分析结果。
关键词:ICP-MS 锰 铜 锌 钡 钴 铁 镍 鎘 红参
Simultaneous determination of content of 8 kinds of element
in the red ginseng by ICP-MS
Guo Jinzhi, Zhang Guanying, Bjian jiang, Ma Ying, LiQing*
(Jilin province center for disease control and prevention Jilin Changchun 130062)
Abstract:Objective To establish method of ICP-MS for determination of 8 kinds of element content in the red
ginseng. Methods Simultaneous detecting the content level of 8 kinds of elements like Mn Cu Zn Ba
Co Fe Ni Cd ,with wet digestion by Nitric acid - perchloric acid system ,then analysis by ICP -
MS. Results The method has widly linear range, Mn, Cu ,Zn, Ba, Co, Fe in linear of 0μg/L -
500μg/L, Ni, Cd linear is between 0μg/L -100μg/L, the linear correlation coefficient between
0.9847 and 0.9999. the detection limit between 0.0007 to 0.02 mg/kg. The relative standard
deviation (RSD)of Standard material is 4.45%-9.13%. Conclusions Using the method to detect the
content of Cu Mn, Zn, Ba, Co, Fe, Ni, Cd in a standard substance of tea, ,The results show that the
method can satisfy to analysis above 8 kinds of elements. And then the method is applied to detect
the levels of elements in four and five years old red ginseng, with satisfactory results.
Key words:ICP-MS Mn Cu Zn Ba Co Fe Ni Cd Red Ginseng
基金项目:吉林省卫生厅 2010 年课题,课题题目:人参新资源食品安全性评价。
作者简介:郭金芝,E-mail:178200201@qq.com。
* 通讯作者:李青,E-mail:liqingjlcc@163.com。
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人参研究 GINSENG RESEARCH 2013 年第 4 期郭金芝等: CP-MS 同时测定红参中 8 种微量元素
素。这些微量元素既包括了人体必须微量元素,如铁、
锌、铜、钴等,也包含人体可能必须微量元素猛、镍等,
同时还包含潜在毒性微量元素如镉等。有研究也证实
了微量元素在中药的有效药成分中有着重要的核心
地位和作用[4~5]。因此对人参中的元素进行研究也就显
得相当有意义。
目前,中药中微量元素的测定多采用逐一分析手
段。如 Fe、Mn、Cu、Zn一般采用火焰原子吸收的方法,
Ba、Co、Ni、Cd经常采用石墨炉原子吸收的方法。在同
一体系中同时测定多种元素的方法并不多见。红参中
多种元素的同时测定更未见报道。本文试图应用电感
耦合等离子体质谱( ICP - M S)法,以 In 为内标物质,
同时测定红参中 Fe、Mn、Cu、Zn、Ba、Co、Ni、Cd 8 种微
量元素,对该方法的方法学进行了探讨,研究证明该
方法线性范围宽, 分析速度快, 且精密度、 准确度、
检出限均能符合测定要求,可用于红参等中药中多种
微量元素的同时测定。
1 实验部分
1.1主要仪器及参数
美国热电 Thermo Elemental 公司的 X series 2 型
电感耦合等离子体质谱, 自动进样装置, 仪器工作参
数见表 1。
表 1 I CP- MS 仪器主要工作参数
1.2标准溶液及试剂
Mn、Cu、Zn、Ba、Co、Fe、Ni、Cd 标准溶液:1000mg/
mL, 1%硝酸介质;Li、Co、In、U 调谐液 10mg/L;In 内
标液:1000mg/m L (以上标准溶液均购置于国家标物
中心);硝酸为优级纯酸(购置于北京化工);实验用水
为纯水(实验室自制)。
1.3 标准溶液的配制
标准储备液 取 Mn、Cu、Zn、Ba、Co、Fe 标准溶
液, 用 1%的硝酸配置成 1000mg/mL 的标准使用液
(1),另取 Ni、Cd 的标准溶液,用 1%的硝酸配配置成
100mg/mL 的标准使用液(2)。 标准系列 取上述标准
储备液(1)、标准储备液(2)适量,用 1%的硝酸逐级稀
释 成 含 Mn、Cu、Zn、Ba、Co、Fe 浓 度 为 0,5,10,50,
100,500ng/mL,Ni、Cd 浓度为 0,1,5,10,50,100ng/mL
的混合标准系列。
1.4 样品处理
将样品打磨成粉末,过 40 目筛后混匀,四分法取
1.0g 样品(人参粉末或茶叶)于 250mL 锥形瓶中,加
入 10mL 硝酸放置过夜,加 2mL 高氯酸,于热板上消
化至有白烟产生,冷却至室温,加入 10mL 水,于电热
板上赶出多余的酸,直至产生白烟,定溶后待测。
2 结果与讨论
2.1质谱的优化
进样前使用稀释好的调谐液 (含 Li、Co、In、U 各
1μg/L)对仪器的灵敏度进行调谐,调至灵敏度最佳;
调节氧化物和双电荷信号最低。
2.2内标液的引入
考虑到较长时间进样仪器的稳定性以及样品基
质的复杂性,实验过程中引用 10μg/L 的 In 作为内标
物质。 内标采用双蠕动泵进样体系引入。
2.3线性范围及检出限
测定过程使用标准混合溶液,Mn、Cu、Zn、Ba、Co、
Fe 在:0~500μg/L,Ni、Cd 浓度为:0~100μg/L, 各元素
线性关系良好,相关系数在 0.9902~0.9999 之间。对试
剂空白中的待测元素连续测定 11 次, 使用公式 CL=
3σ 计算方法的检出限, 检出限在 0.0007~0.02mg/Kg
之间,结果见表 2。
表 2 标准曲线的线性范围与最低检出限
2.4 准确性及精密度
实验过程采用植物类标准物质 GBW10016
(GSB-7茶叶)作为参考,来评价方法的方法的准确度
与精密度。 取标准物质 1g左右,按 1.4 中描述的前处
理方法进样分析。从表 Table 3 列出的结果可以看出,
8 种物质含量测定结果均落在参考范围之内,应用本
文方法可以满足植物型物质的测定,方法可靠。
仪器参数 参考值 仪器参数 参考值
RF 功率 1200 质子通道数 3
载气流量 0.91 样品提取时间 30s
采样锥深度 120 四级杆分压 0.89
采样锥水平 87 六级杆偏压 -2.4
采样锥垂直 321 扫描步数 150
测量模式 跳峰 聚焦 6.0
元素 测定同位素 线性方程 相关系数 检出限mg/kg
Mn 55 Y=36268.6X+42559.8 0.9999 0.002
Cu 63 Y=11096.9X+777448.7 0.9965 0.002
Zn 66 Y=3281.9X+240336.6 0.9902 0.02
Ba 137 Y=4595.0X+18914.2 0.9989 0.007
Co 59 Y=13792.4X+9472.8 0.9999 0.0007
Fe 56 Y=26916.4X+4454053.8 0.9907 0.022
Ni 60 Y=759.7X+843.0 0.9999 0.002
Cd 111 Y=5353.9X+1704.9 0.9999 0.002
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人参研究 GINSENG RESEARCH 2013 年第 4 期
表 3 GBW10016/ GSB-7 茶叶标准物质测定结果
2.5人参样品的测定结果
应用本方法对吉林三个地区 4 年生红参、5 年生
红参中 Mn、Cu、Zn、Ba、Co、Fe、Ni、Cd含量, 结果表明
4 年生红参中锰的平均值含量为 77.27 mg/kg;铜的平
均值含量为 5.36 mg/kg;锌的平均值含量为 21.17 mg/
kg;钡的平均值含量为 54.4 mg/kg;钴的平均值含量
为 0.22 mg/kg;铁的平均值含量为 227.87mg/kg;镍的
平均值含量为 2.00 mg/kg; 鎘的平均值含量为 0.14
mg/kg;5 年生红参中锰的平均值含量为 90.20mg/kg;
铜的平均值含量为 5.84 mg/kg; 锌的平均值含量为
25.13 mg/kg;钡的平均值含量为 57.00 mg/kg;钴的平
均值含量为 0.277 mg/kg; 铁的平均值含量为 283.10
mg/kg;镍的平均值含量为 2.37 mg/kg;鎘的平均值含
量为 0.171mg/kg;5 年生红参中 8 种元素含量均高于
4年生红参中元素含量,高出倍数在 1.05~1.20之间。
表 4 红参中 8 种元素的含量范围
Table 4 The content of 8 kinds of elements in red ginseng
3 小结
本文建立了电感耦合等离子体发射质谱法(ICP-
MS)法同时测定红参中锰、铜、锌、钡、钴、铁、镍、鎘 8
种元素的分析方法。并通过方法的标准曲线、检出限、
标准物质 GBW10016/GSB-7 的回收率、 精密度对该
方法进行了研究。结果表明该方法可用于红参中上述
8 种元素, 而且相对于单个元素逐一测定的方法,本
法具有操作简单,快速,灵敏,线性范围宽,可同时测
定多个元素的特点。
通过本方法对吉林部分地区的 4 年生、5 年生人
工种植红参中 8种元素含量测定,给出了红参中上述
元素的含量值,并给出随着时间变化元素在红参中的
变化趋势,可以为将来进一步研究上述元素与红参疗
效的相关性提供数据支持。
参 考 文 献
[1]中华人民共和国药典(2010年版).
[2]杨秀伟.红参的化学、药理和临床研究进展[J].
中成药研究, 1984,28:30.
[3]杨大鹏. 人参中人参多糖检测方法研究[J].人
参研究, 2011, 23(3).
[4]孟繁莹,王铁生.人参无机元素研究概况与展望
[J]. 特产研究, 1993,2.
[5]秦俊法,林宣贤.中国的中药微量元素研究Ⅱ.
微量元素:中药有效药成分的核心组分[J].广东微量元
素科学,2010,12.
元素
GBW10016/ GSB-7 茶叶
含量范围 实测值 RSD%
(mg/kg) (mg/kg) (6 次重复测定)
Mn 480-520 516.9 4.89
Cu 17.9-19.3 19.1 4.62
Zn 49-53 52 7.73
Ba 9.1-10.1 9.6 8.16
Co 0.20-0.24 0.21 4.45
Fe 224-260 254.5 9.11
Ni 3.1-3.7 3.37 8.48
Cd 0.058-0.066 0.065 9.13
元素
4 年红参
mg/kg
4 年红参
平均含量
mg/kg
5 年红参
mg/kg
5 年红参
平均含量
mg/kg
5 年红参
与 4 年红
参的比值%
Mn 67.5-84.3 77.3 66.4-101.0 90.2 1.17
Cu 5.01-5.64 5.37 5.56-5.99 5.84 1.09
Zn 18.1-24.3 21.2 24.0-26.9 25.1 1.18
Ba 51.2-55.6 54.4 48.8-64.5 57.0 1.05
Co 0.197-0.231 0.217 0.206-0.318 0.277 1.05
Fe 202.2-247.6 247.9 277.5-289.0 283.1 1.14
Ni 1.81-2.13 2.00 2.35-2.39 2.37 1.18
Cd 0.135-0.147 0.142 0.130-0.197 0.171 1.20
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