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，一直在临床用药中被广泛应用。然而近年来，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，使人类健康受到影响而引起热议^[1-2]。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因素之一，相关标准的制定与检测方法的完善是亟待解决的问题。《中国药典》2015年版仅对部分中药材制定了重金属及有害元素铅、镉、汞、砷、铜的限量控制^[3]，但还有一些有害元素如镍、铬、钡等没有限量要求。这些元素对人体有害无益，因此，除药典规定的5种元素外，也应对各个中药材品种的其他元素残留量进行监管，控制药材质量，保证用药安全。

电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）是目前发展较快的一种新的痕量分析技术^[4-8]，是国际公认的最先进的元素测定技术，具有灵敏度高、线性范围宽、谱线相对简单、干扰少、精密度高、分析速度快，可同时进行多种元素快速检测等优点。该法已被《中国药典》收录，越来越多地被应用到中药分析领域中。

本试验采用微波消解法^[9-12]对样品进行前处理及ICP-MS法对中药材及饮片中铅、镉、汞、砷、铜、镍、铬、钡8种元素同时进行测定。对人参、白茅根、白头翁、苍术、大黄、骨碎补、苦参、龙胆、红参、肉苁蓉10种中药材（500批）进行了以上8种元素的含量测定，并对样品中镍、铬、钡3种金属元素含量进行考察，应用SPSS19.0软件对结果进行统计学分析，为中药材及饮片中重金属及有害元素限量标准研究提供依据^[13-16]。

1 试验部分 1.1 仪器

Agilent Technologies 7700电感耦合等离子体质谱仪（日本Agilent公司）。MARS 240/50微波消解仪（美国CEM公司），Millipore Milli-Q Advantage A10超纯水制备系统（法国Millipore公司），BS 124S电子分析天平[中国赛多利斯科学仪器（北京）有限公司]，精密微量移液器Eppendorf（德国艾本德股份有限公司），6202型高速粉碎机（台湾欣镇企业有限公司）。

1.2 试剂

试验所用标准溶液见表 1。

浓硝酸（65%）Merck KGaA，实验用水均为去离子水，其余试剂均为优级纯，氩气(长春气体厂，纯度99.99%)。

1.3 样品

分别以野外采集、主产区或种植基地收集以及流通渠道购买方式完成了10个品种共500批药材及饮片的收集工作。其中，野外采集33批、主产区或种植基地收集309批、流通渠道购买（均明确产地来源）158批。各品种样本收集情况见表 2。样品经吉林省药品检验所温立义副主任药师鉴定，均符合《中国药典》2015年版一部的相关要求。

2 试验条件与方法 2.1 ICP-MS工作条件

等离子功率1.5 kW，等离子体气流速15.0 L· min^-1，辅助气流速1.0 L·min^-1，载气流速1.0 L· min^-1，采样深度8.0 mm，样品提升速率1.0 mL· min^-1，预混室温度2℃。

2.2 溶液的制备 2.2.1 内标溶液的制备

精密量取1 mL含⁴⁵Sc、⁷²Ge、¹¹⁵In、²⁰⁹Bi的混合内标液置100 mL量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。再精密量取上述溶液1 mL置100 mL量瓶中，用水稀释至刻度（含⁴⁵Sc、⁷²Ge、¹¹⁵In、²⁰⁹Bi各1 μg·mL^-1）。

2.2.2 对照品溶液的制备

分别精密量取Pb、As、Cd、Hg、Cu、Ni、Cr、Ba单元素标准溶液适量，用10%硝酸溶液稀释，制成每1 mL含元素Pb、As、Cd、Hg、Cu、Ni、Cr、Ba分别为2、1、0.1、0.1、10、10、10、10 μg的混合溶液，作为标准储备液。精密量取该标准储备液适量，用5%硝酸溶液稀释，配成含Pb元素质量浓度为10、20、40、60、80 μg·L^-1，含Cd、Hg元素质量浓度为0.5、1.0、2.0、3.0、4.0 μg·L^-1，含As元素质量浓度为5、10、20、30、40 μg·L^-1，含Cu元素质量浓度为50、100、200、300、400 μg·L^-1，含Ni、Cr、Ba元素质量浓度为10、50、100、150、200 μg·L^-1的系列混合溶液，作为对照品溶液，临用配制。

2.2.3 空白校正液的制备

用5%硝酸溶液作为空白校正液。

2.2.4 供试品溶液的制备^[1]

取供试品于60℃干燥2 h，粉碎成粗粉，取约0.5 g，精密称定，置耐压高温聚四氟乙稀消解罐中，加硝酸8 mL，放置过夜。密闭并按微波消解仪的相应要求及一定的消解程序进行消解。消解完全后，消解液冷却至60℃以下，取出消解罐，放冷，将消解液转入100 mL量瓶中，用少量水洗涤消解罐3次，洗液合并于量瓶中，加入金单元素标准溶液（1 μg·mL^-1）200 μL，用水稀释至刻度，摇匀，即得（如有少量沉淀，必要时可离心分取上清液），作为供试品1。精密量取供试品1溶液2 mL，置100 mL量瓶中，加5%硝酸溶液稀释至刻度，即得，作为供试品2溶液。测定时，供试品溶液和内标溶液分别从蠕动泵的样品管和内标管中进样。

2.3 方法学考察

建立了采用电感耦合等离子体质谱法测定镍、铬、钡3种金属元素的方法，进行线性、准确度、精密度、重复性、检出限的考察，结果表明该方法可用于药材及饮片中镍、铬、钡元素的测定。

2.3.1 测定法

测定时选取的同位素为⁵³Cr、⁶⁰Ni、¹¹⁵In和²⁰⁹Bi，其中⁵³Cr以⁴⁵Sc作为内标，⁶⁰Ni以⁷²Ge作为内标，¹³⁷Ba以¹¹⁵In作为内标，²⁰⁹Bi作为²⁰⁸Pb的内标。仪器的内标进样管在仪器分析工作过程中始终插入内标溶液中，依次将仪器的样品管插入各个浓度的对照品溶液中进行测定（浓度依次递增），以测量值（3次读数的平均值）为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。将仪器的样品管插入供试品溶液中，测定，取3次读数的平均值。从标准曲线上计算得相应的浓度。

2.3.2 重复性试验

对同一样品（龙胆药材），按正文拟订的方法平行测定6份，结果铬含量平均为10.4 mg· kg^-1，RSD=3.0%（n=6）；镍含量平均为4.7 mg· kg^-1，RSD=2.8%（n=6）；钡含量平均为97.6 mg· kg^-1，RSD=2.0%（n=6）。结果表明，本法的重复性良好。

2.3.3 仪器精密度

对同一份对照品溶液，按正文拟定的条件，连续测定6次，结果铬浓度的平均值为48.4 ng· mL^-1，RSD为1.1%（n=6）；镍浓度的平均值为49.6 ng·mL^-1，RSD为1.0%（n=6）；钡浓度的平均值为49.6 ng·mL^-1，RSD为0.9%（n=6）。结果表明，仪器的精密度良好。

2.3.4 线性关系考察

按对照品溶液的制备方法配制标准曲线溶液，按正文拟定的条件测定，以浓度为横坐标，响应值为纵坐标，绘制标准曲线，见图 1。

结果表明，铬、镍、钡3种元素在0~200 ng范围内线性关系良好。

2.3.5 准确度试验

精密称取同法测得已知含量的供试品（铬含量为10.4 mg·kg^-1；镍含量4.7 mg·kg^-1；钡含量97.6 mg·kg^-1）9份，每份0.5 g，其中3份加入8 mL硝酸（含铬、镍各2.08 μg，钡102.4 μg）；还有3份加入8 mL硝酸（含铬、镍各8 μg，钡400 μg）；最后3份加入8 mL硝酸（含铬、镍各16 μg，钡800 μg），按拟订的方法提取、测定，计算回收率。结果镍元素平均回收率为84.2%，RSD为6.2%；铬元素平均回收率为80.9%，RSD为6.1%；钡元素平均回收率为99.6%，RSD为2.6%。符合痕量分析要求。

2.3.6 检出限

由标准曲线可以得出仪器的检出限，分别为铬0.0416 ng·mL^-1，镍0.01889 ng·mL^-1，钡0.01321 ng·mL^-1。

3 样品测定结果及分析 3.1 样品元素含量测定

对10种中药材及饮片（500批次）进行铅、镉、砷、汞、铜、镍、铬、钡8种元素测定，结果500批样本中铅含量：0.01~15.39 mg·kg^-1、镉含量：0.01~2.40 mg·kg^-1、砷含量：0.00~3.14 mg·kg^-1、汞含量：未检出~0.20 mg·kg^-1、铜含量：1.29~58.21 mg·kg^-1、镍含量：0.30~20.60 mg·kg^-1、铬含量：0.15~95.16 mg·kg^-1、钡含量：0.35~388.11 mg·kg^-1。具体结果见表 3。

3.2 箱型图统计分析

由于测定样品数量较大，数据结果较为分散，为更好地统计数据结果，采用SPSS19.0软件进行数据统计分析。不同品种同一元素箱型图见图 2。

3.3 样品元素超标现象

参照《中国药典》2015年版限量指标：铅≤5 mg·kg^-1、镉≤0.3 mg·kg^-1、汞≤0.2 mg·kg^-1、砷≤2 mg·kg^-1、铜≤20 mg·kg^-1，对10种中药材中5种明确需要控制的有害重金属元素（铅、砷、镉、铜、汞）的残留量在标准限制浓度进行统计，所得样品中超标情况及对相应样品来源省份进行统计，见表 4。

4 分析与结论 4.1 试验方法分析

1）为使样品取样均匀，将样品全部粉碎后混合均匀进行取样；由于试验中测定铜金属元素，因此，避免使用铜盅；在粉碎操作时，注意清洁，防止交叉污染。

2）中药材中所含成分含量较多，为使样品能够充分消解，加入浓硝酸后盖上内外盖旋紧，放置过夜进行预消解后，再进行微波消解。消解后应将样品用水少量多次洗涤并倒入容量瓶中，避免损失。

3）测定过程中由于中药材中所含汞元素不稳定，不易测出，因此，在样品消解后加入金元素标准品，便于汞元素测定。

4.2 结果讨论分析

对图 2数据进行汇总、分析，结果表明：SPSS 19.0正态性检验显示所有元素的测定结果均不符合正态分布。同一品种8种元素测定值与来源（野外采集、基地种植与市售饮片）无明显相关性。从表 4统计得出，镉元素超标现象较严重，白头翁、苍术、骨碎补、龙胆中镉元素残留量较高（超出0.3 mg·kg^-1）；白头翁中铅元素残留量较高（超出5 mg·kg^-1）；大黄、白头翁、龙胆中钡元素、镍元素、铬元素含量均明显高于其他品种。因此，本试验认为元素残留量与药材品种存在一定的相关性，镉元素在白头翁、苍术、骨碎补、龙胆药材中容易蓄积，而铅元素易在白头翁药材中蓄积残留，导致残留量较高。500批样本的砷、汞、铜3种元素测定结果显示：汞均未超出0.2 mg·kg^-1；除5批样本外，砷均未超出2 mg·kg^-1；除2批样本外，铜均未超出20 mg·kg^-1，表明上述10种中药材及饮片中砷、汞、铜元素残留方面的安全隐患较低。

本试验测定铅、镉、砷、汞、铜元素总超标率分别为6.60%、25.20%、1.00%、0.00%、0.40%；得到镉元素超标现象最严重，铅元素次之。韩小丽等^[17]统计2018年以前的文献中相应的重金属超标率分别为12.0%、28.5%、9.7%、6.9%、21.0%，李凤霞等^[18]对199种466份不同中药材中41种元素的含量进行了测定，统计相应的超标率分别为4.7%、20%、2.4%、1.3%、5.2%。与以往文献测定比较，中药材中镉元素超标现象一直较为严重，李凤霞等^[18]研究中包括的8份莪术样品中有7份镉元素超过限量标准，菊花样品中镉元素超标现象也比较严重，27份样品中有16份超过限量标准；韩小丽等^[17]研究中包括的3批大黄中有2批镉元素超标，龙胆药材中镉元素超标率为90.0%；与本试验中50批龙胆药材中有43批镉元素超过限量标准结果接近，本试验测得白头翁及骨碎补中各50批样品中分别有31、23批镉元素超过限量标准；可以看出镉元素超标现象最严重，有关部门应重点关注和加强监管。韩小丽等^[17]研究中龙胆药材的铅元素超标率为27.3%，与本试验测得其相应超标率为0.06%相差较大，可能与取样来源差异有关。本试验统计白头翁药材及骨碎补中分别有22、7批铅元素超过限量标准，测得白头翁、苍术、骨碎补、龙胆药材中分别有31、16、23、43批镉元素超标。与本试验同时收集及测定的其他品种比较，铅、镉元素含量差异较大，而大黄、白头翁、龙胆中钡元素、镍元素、铬元素含量均明显高于其他品种。综合以上可以看出，部分中药材对元素的吸收蓄积具有一定的选择性^[18]；本试验测得铅元素超标率高于铜元素，不同于以往文献统计结果，可能与取样品种、来源有关，导致结果差异。其他元素超标现象均有所下降，可能与近年来国家对中药材中重金属元素污染的控制使之得到改善有关，但仍需持续关注。

5 结论

微波消解-电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法，具有操作简单快速、灵敏度高、准确性好的特点，适用于中药材及饮片中重金属及元素的检测，也为中药材中其他相关元素的检测提供参考。

本试验对10种不同来源500批次的中药材及饮片的铅、镉、砷、汞、铜、镍、铬、钡8种元素进行含量测定，为中药材安全性标准制定提供数据支持，但存在样品不够全面的问题，今后将继续完善。针对中药材及饮片中重金属元素出现超标现象，部分药材中镍、铬、钡元素含量相对较高以及个别批次中镍、铬、钡元素的含量异常高于同药材其他批次的现象，有必要进一步对中药材中无机元素进行研究和分析。建议国家有关部门对中药材及饮片加强监管，合理控制中药中重金属及无机元素的含量，以保证中药品质和用药安全。