清火栀麦片剂和胶囊,均由穿心莲、栀子、麦冬三味药组成,具有清热解毒,凉血消肿的功效,用于肺胃热盛所致的咽喉肿痛、发热、牙痛、目赤[1]。近年来,临床上关于清火栀麦系列制剂引起不良反应的报道时有发生[2-3],而有害元素残留可能是导致毒性发生的原因之一。以铅、镉、砷、汞、铜为代表的重金属及有害元素是中药最主要的污染物之一[4],例如汞中毒严重影响人体的中枢神经系统,严重者可致心力衰竭而死亡;砷过量会引起神经、消化和心血管系统障碍;铅中毒可损伤生殖细胞;镉中毒者常常伴有贫血,骨骼萎缩等;铜在血红细胞的生成和成熟起促进作用,然而摄入过量的铜会引起低血压、黄疸等[5-7]。为保证公众健康,进一步提高中药制剂的安全性和质量可靠性,在国家药品评价性抽验工作[8]指导下,根据2015年版《中华人民共和国药典》(简称《中国药典》)附录收载的铅(Pb)、镉(Cd)、砷(As)、汞(Hg)、铜(Cu)电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定法[9-10]进行探索性研究,建立ICP-MS法测定清火栀麦片47批、胶囊2批中锂(Li)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)、Cu、锌(Zn)、As、硒(Se)、钼(Mo)、钌(Ra)、铑(Rh)、钯(Pd)、银(Ag)、Cd、锡(Sn)、锑(Sb)、钡(Ba)、铱(Ir)、铂(Pt)、金(Au)、Hg、铊(Tl)、Pb 25种元素残留量,参考USP[11]、EP[12]等药品标准,对重金属及有害元素残留进行监控,为中药制剂的质量评价提供新的思路。
1 仪器与试药仪器Agilent 7500 cx电感耦合等离子质谱仪(Agilent公司);Mars 6微波消解仪(CEM公司);Millipore Mill-Q超纯水机(Millipore公司);Mettler XSE205十万分之一电子天平(Mettler公司)。
多元素标准溶液[Au、铪(Hf)、Ir、Pd、Pt、Rh、Ru、Sb、Sn、碲(Te),唯一标识18D4233,质量浓度100 μg·mL-1;Ag、铝(Al)、As、硼(B)、Ba、铍(Be)、钙(Ca)、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、钾(K)、Li、镁(Mg)、锰(Mn)、Mo、钠(Na)、Sb、锶(Sr)、Tl、V、Zn,唯一标识18D4215,质量浓度100 μg·mL-1];单元素标准溶液[Pb,唯一标识10646,质量浓度1 000 μg·mL-1 Fe,国家有色金属及电子材料分析测试中心,唯一标识107130,质量浓度1 000 μg·mL-1];Hg,唯一标识15031,质量浓度1 000 μg·mL-1;Zn,唯一标识8112,质量浓度1 000 μg·mL-1;Se,唯一标识10035,质量浓度100 μg·mL-1];Ge,批号85900-3,质量浓度1 000 μg·mL-1;In,批号75548-9,质量浓度1 000 μg·mL-1];单元素标准溶液[铋(Bi),VHG Labs,批号80028-8,质量浓度1 000 μg·mL-1],中国计量科学研究院。硝酸(Merck公司,批号K49316756733)、氢氟酸(国药集团化学试剂有限公司,批号20180122)为优级纯;水为超纯水(Milli-Q制备)。实验用清火栀麦片剂和胶囊剂由全国药监系统从不同的生产、经营、使用单位抽取,覆盖全国24个厂家。
2 方法与结果 2.1 ICP-MS仪器工作条件射频功率:1 500 W;采样深度:7.5 mm;载气流速:0.83 L·min-1;辅助气流量:0.30 L·min-1;雾化器:Concentric;雾化室温度:2 ℃;采样锥与截取锥类型:镍锥;进样速度:0.1 r·s-1;积分时间:0.1~1.0 s;重复次数:3次。
2.2 溶液的制备 2.2.1 标准储备液分别精密量取Fe、Zn、Pb、Se、Hg单元素标准溶液适量,加2%硝酸制成Fe元素标准储备液(400 μg·mL-1)、Zn元素标准储备液(400 μg·mL-1)、Pb元素标准储备液(1 μg·mL-1)、Se元素标准储备液(1 μg·mL-1)、Hg元素标准储备液(100 ng·mL-1)。分别精密量取2种多元素标准溶液适量,加2%硝酸制成多元素标准储备液(1 μg·mL-1)。
2.2.2 系列混合标准溶液分别精密量取Fe、Zn、Pb、Se、Hg元素标准储备液及多元素标准储备液适量,加2%硝酸制成分别含Fe 0.8、2、4、8、20、40、80 μg·mL-1,含Zn 0.8、2、4、8、20、40、80 μg·mL-1,含Sb 4、10、20、40、100、200、400 ng·mL-1,含Hg 0.2、0.5、1、2、5、10、20 ng·mL-1,含其他元素2、5、10、20、50、100、200 ng·mL-1的系列混合标准溶液。
2.2.3 混合内标溶液分别精密量取Ge、In、Bi单元素标准溶液适量,加2%硝酸制成Ge、In、Bi混合内标溶液(1 μg·mL-1)。
2.2.4 供试品溶液的制备取供试品1片(片剂)或1粒(胶囊剂),置聚四氟乙烯消解罐内,加优级纯硝酸5 mL,加优级纯氢氟酸1 mL,混匀,置微波消解仪内消解(消解程序:25 min内以6.4 ℃·min-1的升温速率,从室温升至180 ℃,保持25 min)。消解完全后,消解罐置于电热板上缓缓加热至红棕色的蒸汽挥尽,放冷,将消解后的溶液定量转移至50 mL聚丙烯量瓶中,少量水洗涤消化罐5次,合并至量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,即得。同法制备试剂空白溶液。
2.3 测定法采用在线内标法,用三通管将供试品溶液与混合内标溶液混合后进入ICP-MS仪。测定时选取同位素为7Li、51V、52Cr、56Fe、58Ni、59Co、63Cu、66Zn、75As、77Se、86Sr以72Ge作为内标;95Mo、101Ru、103Rh、106Pd、109Ag、114Cd、118Sn、121Sb、137Ba以115In作为内标;193Ir、195Pt、197Au、202Hg、205Tl、208Pb以209Bi作为内标。分别对系列混合标准溶液、空白溶液及供试品溶液进行分析,采用标准曲线法定量。
2.4 线性关系考察取“2.2.2”项下系列混合标准溶液,按“2.1”项下条件进样测定,仪器的内标进样管在仪器分析工作过程中始终插入混合内标溶液中,依次将样品管插入各个浓度的混合标准溶液中进行测定,以各元素与内标测量值的比值Y为纵坐标,相应质量浓度X为横坐标,分别绘制标准曲线。各单元素标准溶液线性关系良好(见表 1)。
在本试验条件下,重复测定2%硝酸溶液11次,以测定结果的3倍标准偏差所对应的浓度值作为各元素的仪器检测下限,以测定结果的10倍标准偏差所对应的浓度值作为各元素的仪器定量下限。根据样品的取样量,稀释倍数以及日服用剂量,计算方法检测下限和定量下限(见表 1)。
2.6 回收率和精密度试验取已知残留量的清火栀麦胶囊6份,分别精密量取“2.2.1”项下Fe、Zn、Pb、Se及Hg元素标准储备液各1.0 mL,按“2.2.4”项下方法进行处理,定容至50 mL,测定并计算回收率。结果各元素的回收率为88.1%~121.9%(见表 2)。由于样品中部分元素残留量低于检测下限,故方法精密度由回收率RSD表示(见表 2)。结果表明该方法准确度和精密度均良好。
按照拟定方法,测定47批清火栀麦片和2批清火栀麦胶囊中25种元素的残留量。拟定限度参考USP和EP的相关标准。结果47批片剂中有2批铅的残留量超出拟定限度,且标示为同一厂家;2批胶囊剂中1批砷的残留量超出拟定限度。测定结果见表 3。
USP根据残留元素的毒性及在药品中出现的几率,将Cd、Pb、As、Hg归为第一类元素,将Co、V、Ni、Tl、Au、Bd、Ir、Os、Rh、Ru、Se、Ag、Pt归为第二类元素,将Li、Sb、Ba、Mo、Cu、Sn、Cr归为第三类元素进行限量控制[11]。Ep根据残留元素对人体健康的潜在风险,将Pt、Pd、Ir、Rh、Ru、Os、Mo、Ni、Cr、V归为第一类元素,将Cu、Mn归为第二类元素,将铁、锌归为第三类元素进行限量控制[12]。《中国药典》2015年版对9种中药材和8种提取物中残留的Pb、Cd、As、Hg、Cu进行限量控制。为了更好地控制中药质量,我国应在控制Pb、Cd、As、Hg、Cu的基础上,逐步扩充目标元素种类,参考国际相关限度标准,制定合理限度,对保证中药安全有效具有重要意义。
3.2 中药制剂质量评价的新思路本试验采用ICP-MS法,建立了清火栀麦片及胶囊剂中25种元素的同时测定方法,操作简便快速,结果准确可靠,并参考USP、EP的相关限度,为中药制剂的质量评价提供了新的思路。通过25种元素的测定,发现某一厂家生产的清火栀麦片铅残留量显著高于其他厂家(增加测定批次,结果19批次中有15批次铅的残留量超出拟定限度),另一厂家生产的清火栀麦胶囊砷残留量超出拟定限度(增加测定批次,结果3批次中仅1批次As的残留量超出拟定限度),暴露出部分厂家生产的药品存在一定的安全隐患,应引起全社会的共同关注。
3.3 样品消解方法的选择中药样品的前处理直接影响分析结果的精密度和准确度。传统的干法灰化和湿法消解存在着时间长、样品空白值高、消解不完全、挥发元素(如As、Hg)易损失、且易污染环境等缺点,而本实验采用微波消解技术可以克服易挥发元素的损失,同时具有所需样品量与溶剂量少、消解时间短、溶样速度快、空白值低、以及样品消化完全等优点,是理想的样品处理方法[9]。
3.4 展望中药中有害元素残留的监控是一个长期性的复杂问题,涉及到药用植物天然富集效应、生长环境和生产活动中的多种因素。依靠科技,加强立法,加强规范化的GAP基地建设,发展药用植物种植农药安全使用技术,规范中药材炮制过程,才能从根本上提高中药质量,保证用药安全[13]。
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