山楂中重金属As，Hg，Cu，Cd，Pb检测方案(原子吸收光谱)

analytikjenaAn Endress+Hauser CompanyApplication Example -novAA 800D+HS55 参照2020药典《2321铅石砷汞铜测定法》通则一原子吸收和氢化物法测定两种市售中药山楂中As， Hg， Cd， Pb， Cu的含量。该方法分析准确度高，灵敏度高，检出限低，完全满足药典要求。 背景介绍 中药材作为我国的传统用药，以其独特的疗效及丰富的资源，在临床用药中一直被广泛应用。中药饮片是中药材经过按中医药理论、中药炮制方法，经过加工炮制后的，可直接用于中医临床的中药。 近年来，由于空气、水、土壤等环境因素的影响，使中药材受到污染，导致用药安全问题。重金属元素是评价中药材及饮片安全性的重要指标，其污染是影响中药材走向世界的主要桎梏之一。 《中国药典》2020年版对19个中药材制定了重金属及有害元素铅、镉、汞、砷、铜的限量控制。对于其重金属和有害元素给出限量指导值： 铅不得过5mg/kg，镉不得过1mg/kg， 砷不得过 2mg/kg，汞不得过0.2mg/kg，铜不得过 20 mg/kg。 仪器介绍 ·8灯座，自动选择和对准光路，单双光束可选 ·火焰、石墨炉快速切换，一步到位，自动准直，无需撤离逐级，无需费事调整，紧凑耐用 ●横向加热石墨炉，最高加热温度3000℃，瞬间升温速率达3000℃/s， 高温元素轻松分析 ·内置真彩可视化成像系统，方便建立方法和条件优化 · CCD检测器，提高信噪比，保证仪器高灵敏度 ●智能化自动进样器，具有自动稀释、自动富集和智能除残功能 ·HS55氢化物发生器：电加热石英管原子化室 ·Topwave 微波消解仪：专利的RTM、RPM 非接触式温度、压力监控 Analytik Jena AGPhone +49 3641 77 70Date：04/2020Konrad-Zuse-Strasse 1Fax +49 3641 77 9279Author Abbr.Cheng Xuehua07745 Jena· Germanyinfo@analytik-jena.comwww.analytik-jena.com 试剂和样品准备 试剂： 硝酸(Merck 优级纯) 硼氢化钠、碘化钾、抗坏血酸、氢氧化钠、盐酸(分析纯) 磷酸二氢铵、硝酸镁(优级纯) 铜、铅、镉、砷、汞标准溶液，1000ug/ml(国家有色金属研究院)超纯水 样品处理： 取中药粗粉，经60C干燥，冷却后称量约0.2g， 置聚四氟乙烯消解罐内，加硝酸6ml， 混匀，盖上内盖，旋紧外套，放入微波消解仪进行消解。消解完全后，转移至聚四氟乙烯烧杯中，置于电热板上，于120℃缓慢加热至红棕色蒸汽挥尽，并继续浓缩至0.5-1ml，用去离子水将消解液转移至20ml瓶中，摇匀，取上清液待测。同时做全程序样品空白和样品加标实验，加标示 Cu 50ppb/L， As 2ppb/L， Cd 0.5ppb/L， Hg 1ppb/L， Pb 5ppb/L。砷标准溶液及供试品溶液按照药典方法制备。 表1校准系列 Standard Concentration[ug/L] Cu As Cd Hg Pb Std.0 0 0 0 0 0 Std.1 50 2 0.2 2 4 Std. 2 100 4 0.4 4 8 Std.3 150 6 0.6 6 12 Std.4 200 8 0.8 8 16 Std. 5 - 10 1.0 10 20 注： Cu、Cd、Pb标准溶液 0.5%HNO3配制， Hg标准溶液 1.5%HCI， As标准溶液5%HCI， 1%KI+抗坏血酸溶液。 ( Analytik Jena AGKonrad-Zuse-Strasse 107745 Jena· Germany ) 仪器方法 表1仪器参数 元素/波长 灯电流[mA] 光谱带宽[nm] 积分方式 校正模式 自动进样器 石墨管类型 Cu324.8 nm 2 0.8 平均值 氛空心阴极灯 Pb 283.3nm 2 0.8 峰面积 氛空心阴极灯 AS-GF 热解涂层石墨管 Cd228.8 nm 3 1.2 峰面积 氛空心阴极灯 AS-GF 热解涂层石墨管 Hg 253.7nm 3 1.2 峰面积 氛空心阴极灯 As 197.3nm 6 0.8 峰面积 不扣背景 表2方法参数 元素/波长 火焰 乙炔-空气 燃烧头高度[mm] Cu 324.8 nm 空气-乙炔 50 元素/波长 吸液体积[mL] 测量池温度[℃] 测量池高度[mm] 5 5 元素/波长 灰化[C] 原子化[C] 升温速率[C/s] 积分时间[s] 基体改进剂 Pb 283.3nm 800 1900 1500 3.0 5uL 1%NH4H2PO4+0.2%Mg(NO3)2 Cd 228.8 nm 600 1600 1500 2.5 5uL 1%NH4H2PO4+0.2%Mg (NO3)2 Analytik Jena AGPhone +49 3641 77 70Date：04/2020Konrad-Zuse-Strasse 1Fax +49 3641 77 927907745 Jena·Germanyinfo@analytik-jena.comwww.analytik-jena.com 结果 标准曲线信息 R=0.999 As Cu Cu 324.8nm R=0.999 罐面 R=0.999 程面积 表3测试结果 样品 山楂(ug/l) 结果 药典限值 方法检出限 山楂-加标(ug/l) 回收率 1 2 mg/kg mg/kg mg/kg 1 2 (%) Cu 21.3 26.9 2.41 20 0.3 73.5 79.4 104.7 Pb 5.18 5.43 0.53 5 0.05 10.86 10.25 105.0 Cd 0.32 0.30 0.03 1 0.002 0.82 0.80 102.0 Hg ND ND ND 0.2 0.009 0.91 1.03 97.0 As 2.34 2.20 0.23 2 0.02 4.23 4.37 101.5 讨论 (1)本文参照药典明《2321铅镉砷汞铜测法》通则，选取2种市售中药饮片黄芪和茯苓，采用微波消解，原子吸收光谱法和氢化物法分析5种元素—Cu， Pb，Cd， As， Hg 的含量。数据表明，本仪器灵敏度高，稳定性好。从如此低浓度范围的标准上看，拟合系数R>0.999(Cu=0.9998， Pb=0.9993，Cd=0.9993，Hg=0.9995 As=0.9991)，样品加标回收率在95%-105%之间，完全满足药典中规定，证明方法可靠，数据准确。 (2)根据仪器性能和以往测试中药材经验，为准确检出重金属和有毒有害元素，在仪器参数(优化)、标准曲线范围(降低)和试剂纯度(空白更小)等方面做了更科学、更合理、更符合药典的提升，故获得了较为满意的结果。标准曲线具体差异如下表所示： 标准曲线范围(ug/L) 元素 Cu Pb Cd Hg As 本法 50~200 4~20 0.2~1 2~10 2~10 药典方法 50~800 5~80 0.8~8 2~18 5~40 (3)结果表明，用原子吸收光谱法检测中药材中的 Cu、Pb、Cd、Hg、As， 无疑是科学、低成本和准确的，故一直被列为药典第一法。石墨炉的性能对检测结果至关重要，本仪器石墨炉原子化温度在药典推荐值下限，这不仅仅能延长石墨管的使用寿命，更主要的是大大提高了检测的灵敏度、精密度和准确度。其主要原因是由于石墨管的横向加热比纵向加热温度均匀，即石墨管的两端和中间没有温度梯度误差，原子化效率高，无记忆效应。 (4)中药材重金属和有毒有害元素含量较低，降低试剂空白的吸光度值就尤为重要，因此必须使用高纯试剂、洁净容器以及使用试剂种类尽量少。微波消解效率高，使用试剂少，是降低空白吸光度值的关键因素。 德国耶拿分析仪器股份公司北京代表处：北京市东城区朝阳门北大街8号，，富华大厦B座13层 ( Analytik Jena AGKonrad-Zuse-Strasse 107745 Jena· Germany ) 附录一 2321铅、镉、砷、汞、铜测定法 一、原子吸收分光光度法 本法系采用原子吸收分光光度法测定中药中的铅、镉、砷、汞、铜，所用仪器应符合使用要求(通则0406)。除另有规定外，按下列方法测定。 1.铅的测定(石墨炉法) 测定条件参考条件：波长283.3nm， 干燥温度100~120℃， 持续20秒；灰化温度400~750℃，持续20~25秒；原子化温度1700~2000℃，持续4~5秒。 铅标准贮备液的制备精密量取铅单元素标准溶液适量，用2%硝酸溶液稀释，制成每1ml含铅 (Pb)1ug的溶液，即得(0~5℃贮存)。 标准曲线的制备分别精密量取铅标准贮备液适量，用2%硝酸溶液制成每1ml分别含铅 Ong、5ng、20ng、40ng、60ng、80ng的溶液。分别精密量取1ml，精密加含1%磷酸二氢铵和0.2%硝酸镁的溶液0.5ml， 混匀，精密吸取 20pl注入石墨炉原子化器，测定吸光度，以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。 供试品溶液的制备A法取供试品粗粉 0.5g， 精密称定，置聚四氯乙烯消解罐内，加硝酸3~5ml， 混匀，浸泡过夜，盖好内盖，旋紧外套，置适宜的微波消解炉内，进行消解(按仪器规定的消解程序操作)。消解完全后，取消解内罐置电热板上缓缓加热至至棕色蒸气挥尽，并继续缓缓浓缩至2~3ml，放冷，用水转入25ml量瓶中，并稀释至刻度，摇匀，即得。同法同时制备试剂空白溶液。 B法取供试品粗粉1g， 精密称定，置凯氏烧瓶中，加硝酸-高氯酸(4：1)混合溶液5~10ml，混匀，瓶口加一小漏斗，浸泡过夜。置电热板上加热消解，保持微沸，若变棕黑色，再加硝酸-高氯酸(4：1)混合溶液适量，持续加热至溶液澄明后升高温度，继续加热至冒浓烟，直至白烟散尽，消解液呈无色透明或略带黄色，放冷，转入50ml量瓶中，用2%硝酸溶液洗涤容器，洗液合并于量瓶中，并稀释至刻度，摇匀，即得。同法同时制备试剂空白溶液。 C法取供试品粗粉0.5g， 精密称定，置瓷埚中，于电热板上先低温炭化至无烟，移入高温炉中，于500℃灰化5~6小时(若个别灰化不完全，加硝酸适量，于电热板上低温加热，反复多次直至灰化完全)，取出冷却，加10%硝酸溶液5ml使溶解，转入25ml量瓶中，用水洗涤容器，洗液合并于量瓶中，并稀释至刻度，摇匀，即得。同法同时制备试剂空白溶液。 测定法精密量取空白溶液与供试品溶液各1ml， 精密加含1%磷酸二氢铵和 0.2%硝酸镁的溶液0.5ml，混匀，精密吸取10~20pl，照标准曲线的制备项下方法测定吸光度，从标准曲线上读出供试品溶液中铅(Pb) 的含量，计算，即得。 2. 镉的测定(石墨炉法) 测定条件参考条件：波长228.8nm，干燥温度100~120℃， 持续20秒；灰化温度300~500℃，持续20~25秒；原子化温度1500~1900℃， 持续4~5秒。 镉标准贮备液的制备精密量取镉单元素标准溶液容量，用2%硝酸溶液稀释，制成每1ml含镉(Cd)1ug的溶液，即得(0~5℃贮存) 。 标准曲线的制备分别精密量取镉标准贮备液适量，用2%硝酸溶液稀释制成每1ml分别含镉0ng、0.8ng、2.0ng、4.0ng、6.0ng、8.0ng的溶液。分别精密吸取 10pl， 注入石墨炉原子化器，测定吸光度，以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。 供试品溶液的制备同铅测定项下供试品溶液的制备。 测定法精密吸取空白溶液与供供品溶液各10~20pl，照标准曲线的制备项下方法测定吸光度(若供试品有干扰，可分别精密量取标准溶液、空白溶液和供试品溶液各1ml，精密加含1%磷酸二氢铵和0.2%硝酸镁的溶液 0.5ml，混匀，依法测定)，从标准曲线上读出供试品溶液中镉(Cd)的含量，计算，即得。 3. 砷的测定(氢化物法) 测定条件采用适宜的氢化物发发装置，以含1%硼氢化钠和0.3%氢氧化钠溶液(临用前配制)作为还原剂，盐酸溶液(1→100)为载液，氮气为载气，检测波长为193.7nm。 砷标准贮备液的制备精密量取砷单元素标准溶液适量，用2%硝酸溶液稀释，制成每1ml含砷 (As)1ug的溶液，即得(0~5℃贮存)。 标准曲线的制备分别精密量取砷标准贮备液适量，用2%硝酸溶液稀释制成每1ml分别含砷 Ong、 5ng、、10ng，20ng、30ng、40ng的溶液。分别精密量取 10ml， 置25ml量瓶中，加25%碘化钾溶液(临用前配制)1ml，摇匀，加10%抗坏血酸溶液(临用前配制)1ml，摇匀，用盐酸溶液(20→100)稀释至刻度，摇匀，密塞，置80℃水浴中加热3分钟，取出，放冷。取适量，吸入氢化物发生装置，测定吸收值，以峰面积(或吸光度)为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。 供试品溶液的制备同铅测定项下供试品溶液的制备中的A法或B法制备。 测定法精密吸取空白溶液与供试品溶液各10ml， 照标准曲线的制备项下，自“加25%碘化钾溶液(临用前配制)1ml"起，依法测定。从标准曲线上读出供式品溶液中砷(As)的含量，计算，即得。 4. 汞的测定(冷蒸气吸收法) 测定条件采用适宜的氢化物发生装置，以含0.5%硼氢化钠和0.1%氢氧化钠的溶液(临用前配制)作为还原剂，盐酸溶液(1→100)为载液，氮气为载气，检测波长为253.6nm。 汞标准贮备液的制备精密量取汞单元素标准溶液适量，用2%硝酸溶液稀释，制成每1ml含汞(Hg)1ug的溶液，即得(0~5℃贮存)。标准曲线的制备分别备密量取汞标准贮备液0ml、0.1ml、0.3ml、0.5ml、0.7ml、0.9ml，置50ml量瓶中，加20%硫酸溶液 10ml、5%高锰酸钾溶液0.5ml， 摇匀，滴加5%盐酸羟胺溶液至紫红色恰消失，用水稀释至刻度，摇匀。取适量，吸入氢化物发生装置，测定吸收值，以峰面积(或吸光度)为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。 供试品溶液的制备A法取供试品试粉 0.5g，精密称定，置聚四氟乙烯消解罐内，加硝酸3~5ml，混匀，浸泡过夜，盖好内盖，旋紧外套，置适宜的微波消解炉内进行消解(按仪器规定的消解程序操作)。消解完全后，取消解内罐置电热板上，于120℃缓缓加热至红棕色蒸气挥尽，并继续浓缩至2~3ml，放冷，加20%硫酸溶液2ml、5%高锰酸钾溶液 0.5ml， 摇匀，滴加5%盐酸羟胺溶液至紫红色恰消失，转入10ml 量瓶中，用水洗涤容器，洗液合并于量瓶中，并稀释至刻度，摇匀，必要时离心，取上清液，即得。同法同时制备试剂空白溶液。 B法取供试品粗粉1g， 精密称定，置凯氏烧瓶中，加硝酸-高氯酸(4：1)混合溶液5~10ml， 混匀，瓶口加一小漏斗，浸泡过夜，置电热板上，于120~140℃加热消解4~8小时(必要时延长消解时间，至消解完全)，放冷，加20%硫酸溶液 5ml、5%高锰酸钾溶液 0.5ml，摇匀，滴加5%盐酸羟胺溶液至紫红色恰消失，转入25ml量瓶中，用水洗涤容器，洗液合并于量瓶中，并稀释至刻度，摇匀，必要时离心，取上清液，即得。同法同时制备试剂空白溶液。.o测定法精密吸取空白溶液与供试品溶液适量，照标准曲线制备项下的方法测定。从标准曲线上读出供试品溶液中汞(Hg)的含量，计算，即得。 5. 铜的测定(火焰法) 测定条件检测波长为 324.7nm， 采用空气-乙炔火焰，必要时进行背景校正。 铜标准贮备液的制备精密量取铜单元素标准溶液适量，用2%硝酸溶液稀释，制成每1ml含铜(Cu)10pg的溶液，即得(0~5℃贮存)。标准曲线的制备分别精密量取铜标准贮备液适量，用2%硝酸溶液制成每1ml分别含铜0ug、0.05ug、0.2ug、、L0.4ug， (0.6pg、0.8pg的溶液。依次喷入火焰，测定吸光度，以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。 供试品溶液的制备同铅测定项下供试品溶液的制备。。测定法精密吸取空白溶液与供试品溶液适量，照标准曲线的制备项下的方法测定。从标准曲线上读出供试品溶液中铜 (Cu)的含量，计算，即得。 Date：uthor Abbr.Cheng Xuehua Phone +ax +nfo@analytik-jena.comwww.analytik-jena.comDate：uthor Abbr.Cheng Xuehua （1）本文参照药典明《2321铅镉砷汞铜测法》通则，选取2种市售中药饮片黄芪和茯苓，采用微波消解，原子吸收光谱法和氢化物法分析5种元素—Cu，Pb,Cd，As，Hg的含量。数据表明，本仪器灵敏度高，稳定性好。从如此低浓度范围的标准上看，拟合系数R＞0.999（Cu=0.9998,Pb=0.9993,Cd=0.9993,Hg=0.9995As=0.9991），样品加标回收率在95%-105%之间，完全满足药典中规定，证明方法可靠，数据准确。（2）根据仪器性能和以往测试中药材经验，为准确检出重金属和有毒有害元素，在仪器参数（优化）、标准曲线范围（降低）和试剂纯度（空白更小）等方面做了更科学、更合理、更符合药典的提升，故获得了较为满意的结果。标准曲线具体差异如下表所示：（3）结果表明，用原子吸收光谱法检测中药材中的Cu、Pb、Cd、Hg、As，无疑是科学、低成本和准确的，故一直被列为药典第一法。石墨炉的性能对检测结果至关重要，本仪器石墨炉原子化温度在药典推荐值下限，这不仅仅能延长石墨管的使用寿命，更主要的是大大提高了检测的灵敏度、精密度和准确度。其主要原因是由于石墨管的横向加热比纵向加热温度均匀，即石墨管的两端和中间没有温度梯度误差，原子化效率高，无记忆效应。（4）中药材重金属和有毒有害元素含量较低，降低试剂空白的吸光度值就尤为重要，因此必须使用高纯试剂、洁净容器以及使用试剂种类尽量少。微波消解效率高，使用试剂少，是降低空白吸光度值的关键因素。