ICP-MS法測定小兒氨酚黃那敏顆粒中重金屬及有害元素的含量

彭雙 楊海源 張敏娟 魏文芝

中圖分類號 R917 文獻標志碼 A 文章編號 1001-0408（2021）18-2218-05

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2021.18.07

摘 要 目的：建立同時測定小兒氨酚黃那敏顆粒中重金屬鉛（Pb）、鎘（Cd）、銅（Cu）、汞（Hg）以及有害元素砷（As）含量的方法。方法：樣品經微波消解后，以鍺、銦、鉍元素為內標，采用電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）測定。結果：Pb、As、Cu、Cd、Hg元素檢測質量濃度的線性范圍分別為1～20、0.5～10、5～100、0.5～10、0.2～4 ng/mL（r均大于0.997）;檢測限分別為0.041 1、0.013 2、0.057 3、0.009 0、0.005 4 ng/mL，定量限分別為0.137 0、0.044 0、0.191 0、0.030 0、0.018 0 ng/mL;精密度、重復性試驗的RSD均小于6%，Pb、As、Cu、Cd元素穩定性試驗（28 h）的RSD均小于5%，Hg元素穩定性試驗（28 h）的RSD小于7%;平均加樣回收率分別為89.44%（RSD=5.87%，n=9）、99.56%（RSD=5.46%，n=9）、96.12%（RSD=4.62%，n=9）、105.82%（RSD=2.80%，n=9）、90.23%（RSD=3.59%，n=9）。63批樣品中，Pb、As、Cu、Cd、Hg等5種元素均有檢出，含量分別為0.191 0～1.527 6、0.002 5～0.047 4、0.034 1～1.549 0、0.001 5～0.078 8、0.001 9～0.005 4 mg/kg。結論：該方法操作簡便、靈敏、準確，可用于同時測定小兒氨酚黃那敏顆粒中5種元素的含量。

關鍵詞 小兒氨酚黃那敏顆粒;電感耦合等離子體質譜法;重金屬;有害元素

Determination of the Contents of Heavy Metals and Harmful Elements in Pediatric Paracetamol Artificial Cow-bezoar and Chlorphenamine Maleate Granules by ICP-MS

PENG Shuang1，2，3，YANG Haiyuan1，2，3，ZHANG Minjuan1，2，3，WEI Wenzhi1，2，3[1. Qinghai Provincial Drug Inspection and Testing Institute， Xining 810016， China; 2. NMPA Key Laboratory for Quality Control of TCM （Tibetan Medicine）， Xining 810016， China; 3. Qinghai Provincial Key Laboratory of Modernization of Traditional Chinese and Tibetan Medicine， Xining 810016， China]

ABSTRACT? ?OBJECTIVE： To establish a method for the content determination of heavy metals [lead （Pb）， cadmium （Cd）， copper （Cu）， mercury （Hg）] and harmful elements [arsenic （As）] in Pediatric paracetamol artificial cow-bezoar and chlorphenamine maleate granules. METHODS： The samples were conducted pretreatment by microwave digestion instrument and determined by inductively coupled plasma mass spectrometry （ICP-MS） using elements germanium， indium， bismuth as internal standard. RESULTS： The linear ranges of Pb， As， Cu， Cd and Hg were 1-20， 0.5-10， 5-100， 0.5-10 and 0.2-4 ng/mL， respectively （all r>0.997）. The limits of detection （LODs） were 0.041 1， 0.013 2， 0.057 3， 0.009 0， 0.005 4 ng/mL， respectively. The limits of quantification （LOQs） were 0.137 0， 0.044 0， 0.191 0， 0.030 0， 0.018 0 ng/mL， respectively. RSDs of precision and repeatability tests were all less than 6%. RSDs of stability tests （28 h） of Pb， As， Cu and Cd were all less than 5%， and that of stability test （28 h） of Hg was less than 7%. The average recoveries were 89.44%（RSD=5.87%，n=9），99.56%（RSD=5.46%，n=9），96.12%（RSD=4.62%，n=9），105.82%（RSD=2.80%，n=9）and 90.23%（RSD=3.59%，n=9）， respectively. Five elements were all detected in 63 batches of samples， and the contents of them were 0.191 0-1.527 6， 0.002 5- 0.047 4， 0.034 1-1.549 0， 0.001 5-0.078 8 and 0.001 9-0.005 4 mg/kg， respectively. CONCLUSIONS： The method is simple， sensitive and accurate. It is suitable for simultaneous determination of 5 elements in Pediatric paracetamol artificial cow-bezoar and chlorphenamine maleate granules.

KEYWORDS? ?Pediatric paracetamol artificial cow-bezoar and chlorphenamine maleate granules; ICP-MS; Heavy metals; Harmful elements

小兒氨酚黃那敏顆粒為復方制劑，主要成分為對乙酰氨基酚、馬來酸氯苯那敏和人工牛黃[1]。該藥為兒童抗感冒藥，臨床上主要用于治療感冒引起的頭痛、發熱、咽喉痛、鼻塞等癥。小兒氨酚黃那敏顆粒的質量標準未收載于《中國藥典》歷版及現行版中，主要執行國家藥品標準（試行）WS-10001-（HD-0214）-2002，其檢測內容包括性狀、鑒別、裝量差異、粒度、溶化性、干燥失重和含量測定，但不包含有關物質、重金屬元素檢測等[1]。

兒童用藥的安全性一直是各國關注的重點，我國兒童人口基數龐大，根據2020年國家統計局數據顯示，2019年我國兒童人口為2.35億人，占全國總人口的16.8%[2]。隨著我國兒童人口數量的持續增加，兒童藥物市場需求也隨之增加，故兒童藥物的安全性與風險評估成為了藥物研發與監管工作領域的熱點[3]。小兒氨酚黃那敏顆粒作為一種復方制劑，其主藥和輔料以及制劑生產過程中使用的金屬儀器設備和直接接觸的藥品包裝、容器等均有可能成為重金屬及有害元素的來源[4]。鉛（Pb）、砷（As）、銅（Cu）、鎘（Cd）、汞（Hg）為代表的重金屬及有害元素是該藥的主要外源性污染物之一[5]。其中，Pb對人體的危害幾乎涉及全身各個系統，與其他元素（如Hg、Cd、As等）聯合暴露可對兒童神經發育產生交互作用[6];As是劇毒物質，慢性As中毒可引發皮膚癌和肺癌等[7];Cu慢性中毒會導致細胞氧化損傷，且在肝、腎、腦和角膜中的過度積累可導致威爾森氏病，如果長期發展會演變成慢性肝炎、肝硬化，甚至肝衰竭[8];Cd長期攝入會導致腎和生殖系統損傷、免疫力下降，并引發骨質疏松等[9];Hg具有較強的神經毒性，即使是低水平暴露也會損傷神經系統[10]，同時其對肝臟、腎臟、生殖系統等都有不同程度的損害[11]。由于重金屬在人體內的半衰期較長，且兒童作為一個特殊群體，身體各器官發育尚未成熟，用藥期間產生的風險相比于成人更高，因此應當秉持科學與安全的基本原則，對兒童藥物可能存在的重金屬和有害元素進行測定，嚴把藥品質量關[12]。與傳統無機分析技術相比，電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）具備更寬的動態線性范圍、更少的干擾、較高的分析精密度和較快的分析速度等優點，可提供精確的同位素信息，該技術可通過離子的荷質比（m/z）進行無機元素的定性、半定量和定量分析[13]?；诖?，本研究擬結合微波消解，采用ICP-MS法同時測定小兒氨酚黃那敏顆粒中重金屬Pb、Cd、Cu、Hg和有害元素As的含量，旨在為該藥的質量控制提供參考。

1 材料

1.1 主要儀器

本研究所用主要儀器包括iCAP Q型ICP-MS儀及配備的霧化器、四極桿、檢測器（美國Thermo Fisher Scientific公司），MARS 6型微波消解儀（美國CEM公司），BHW-09C型恒溫加熱器（上海博通化學儀器有限公司），Milli-Q型超純水處理系統（美國Millipore公司），Sartorius BS224S型電子天平（德國Sartorius公司）等。

1.2 主要藥品與試劑

Pb（批號19B027-1）、Cd（批號204046-5）、As（批號204013-6）、Hg（批號19C034-1）、Cu（批號19A021-8）、鍺（Ge，內標，批號192037）、銦（In，內標，批號193014）、鉍（Bi，內標，批號191016-2）標準品溶液均購自國家有色金屬及電子材料分析測試中心，質量濃度均為1 000? ?μg/mL;調諧液（批號1050213，質量濃度1.0 μg/L）、質量校正液（批號1059349，質量濃度3～35 μg/L）均購自美國Thermo Fisher Scientific公司;硝酸（美國Merck公司）為分析純，水為超純水。

63批小兒氨酚黃那敏顆粒由不同廠家提供，規格均為每袋含對乙酰氨基酚125 mg、馬來酸氯苯那敏0.5 mg、人工牛黃5 mg，其來源信息見表1。

2 方法與結果

2.1 試驗條件

2.1.1 ICP-MS儀工作參數 射頻功率為1.55 kW，蠕動泵轉速為40.0 r/min，冷卻氣流速為14 L/min，輔助氣流速為0.8 L/min，霧化氣流速為0.725 7 L/min，霧化室溫度為2.7 ℃，采集次數為3次，采集模式為動能歧視模式。

2.1.2 微波消解儀方法 首先，在800 W下，15 min內升溫至180 ℃，維持10 min;在600 W下，15 min內降至140 ℃，維持10 min，待程序結束后，冷卻至50 ℃以下，將每個消解管轉開一點，進行排氣，然后擰緊，全部處理后，再將消解管放入微波消解儀中，進行下一個程序消解（在1 200 W下，25 min內升溫至185 ℃，維持15 min）。

2.2 溶液的制備

2.2.1 混合標準品溶液 分別精密量取Pb、As、Cu、Cd標準品溶液適量，加2%硝酸溶液，制成Pb質量濃度分別為1、2、5、10、20 ng/mL，As、Cd質量濃度分別為0.5、1、2.5、5、10 ng/mL，Cu質量濃度分別為5、10、25、50、100 ng/mL的系列混合標準品溶液。另取Hg標準品溶液適量，加2%硝酸溶液，制成Hg質量濃度分別為0.2、0.4、1、2、4 ng/mL的系列單一元素標準品溶液，臨用現配。

2.2.2 混合內標溶液 精密量取Ge、In、Bi標準品溶液適量，加2%硝酸溶液，制成Ge、In、Bi質量濃度均為5 ng/mL的混合內標溶液。

2.2.3 供試品溶液 精密稱取小兒氨酚黃那敏顆粒樣品約0.5 g，置于聚四氟乙烯消解罐中，加硝酸7 mL，于室溫下預消解1 h后，置于微波消解儀中，按“2.1.2”項下方法消解，消解完全后，緩緩擰下消解罐蓋，將消解罐置于恒溫加熱器中，加熱至紅棕色蒸氣揮盡，放至室溫，轉入25 mL量瓶中，用水洗滌消解罐數次，合并洗滌液，并用水定容，搖勻，即得供試品溶液。

2.2.4 空白溶液 除不加樣品外，其余按“2.2.3”項下方法操作，制得空白溶液。

2.3 測定方法

按同位素豐度表推薦的質量數，以蠕動泵將樣品與混合內標溶液混合后，按“2.1.1”項下條件進樣測定，記錄響應值并按內標校正的標準曲線法計算各元素的含量。各元素分析參數見表2。

2.4 線性關系考察

取“2.2.1”項下混合標準品溶液、Hg單一元素標準品溶液、“2.2.2”項下混合內標溶液，按“2.3”項下方法測定，記錄響應值。以各待測元素質量濃度為橫坐標（X）、各待測元素峰響應值與內標元素參比峰響應值的比值（Y）為縱坐標進行線性回歸方程，結果見表3。

2.5 檢測限與定量限考察

取“2.2.4”項下空白溶液，按“2.3”項下方法連續測定11次，以空白溶液所產生響應值的3倍標準偏差對應的待測元素質量濃度作為檢測限，以空白溶液所產生響應值的10倍標準偏差對應的待測元素質量濃度作為定量限。結果，Pb、As、Cu、Cd、Hg的檢測限分別為0.041 1、0.013 2、0.057 3、0.009 0、0.005 4 ng/mL，定量限分別為0.137 0、0.044 0、0.191 0、0.030 0、0.018 0 ng/mL。

2.6 精密度試驗

取“2.2.1”項下混合標準品溶液（Pb、As、Cu、Cd的質量濃度分別為5、2.5、25、2.5 ng/mL）、Hg單一元素標準品溶液（質量濃度為1 ng/mL），按“2.3”項下方法測定6次，記錄響應值。結果，Pb、As、Cu、Cd、Hg響應值的RSD分別為2.6%、3.2%、2.0%、4.0%、4.8%（n=6），表明儀器精密度良好。

2.7 重復性試驗

精密稱取同一樣品（批號D05B190803）0.5 g，共6份，按“2.2.3”項下方法制備供試品溶液，再按“2.3”項下方法測定，記錄響應值并按內標校正的標準曲線法計算樣品中5種元素的含量。結果，Pb、As、Cu、Cd、Hg含量的RSD分別為3.1%、4.1%、2.3%、5.9%、4.9%（n=6），表明方法重復性良好。

2.8 穩定性試驗

精密稱取同一樣品（批號D05B190803）0.5 g，按“2.2.3”項下方法制備供試品溶液，分別于室溫下放置0、2、4、6、24、28 h時按“2.3”項下方法測定，記錄響應值。結果，Pb、As、Cu、Cd、Hg響應值的RSD分別為0.3%、1.8%、4.3%、0.8%、6.5%（n=6），表明供試品中Pb、As、Cu、Cd于室溫下放置28 h內穩定性良好，而Hg的穩定性欠佳[14]，建議樣品前處理后立即檢測。

2.9 加樣回收率試驗

精密稱定已知含量的樣品（批號D05B190803），每份約0.5 g，共9份，加入低、中、高質量濃度的混合標準品溶液及Hg單一元素標準品溶液（按“2.2.1”項下制備，Pb質量濃度分別為120、150、180 ng/mL，As、Cd、Hg質量濃度均分別為1、1.25、1.5 ng/mL，Cu質量濃度分別為16、20、24 ng/mL），按“2.2.3”項下方法制備供試品溶液，再按“2.3”項下方法測定，記錄響應值并計算加樣回收率，結果見表4。

2.10 樣品含量測定

取63批小兒氨酚黃那敏顆粒，按“2.2.3”項下方法制備供試品溶液，再按 “2.3”項下方法測定，記錄響應值并按內標校正的標準曲線法計算樣品中5種元素的含量，每樣品平行測定3次，結果見表5。

3 討論

3.1 待測元素的選擇

參考《ICH Q3D元素雜質指導原則》中的元素分類，Pb、Cd、As、Hg為1類雜質，在藥品生產中禁用或限制使用[15];2020年版《中國藥典》（四部）通則“9302中藥有害殘留物限量制定指導原則”指出，重金屬及有害元素主要為Pb、Hg、Cd、Cu、As等[16]。小兒氨酚黃那敏顆粒生產廠家較多，其原輔料的購進渠道及生產工藝各不相同，在生產過程中使用的金屬儀器設備和直接接觸的藥品包裝、容器等均有可能引入重金屬及有害元素。因此，本研究選擇Pb、As、Cu、Cd、Hg為檢測元素。

3.2 樣品處理方法的選擇

小兒氨酚黃那敏顆粒為固體制劑，其中的元素不能直接稀釋測定，故供試品溶液需先在室溫下進行預消解，然后再進行微波消解，此舉可有效防止“爆罐”，并可避免損壞樣品和儀器設備，既保證了實驗人員的安全，也有效提高了大批量待測樣品的消解效率[17]。

3.3 含量結果分析

63批樣品中，Pb、As、Cu、Cd、Hg的含量分別為0.191 0～1.527 6、0.002 5～0.047 4、0.034 1～1.549 0、0.001 5～0.078 8、0.001 9～0.005 4 mg/kg，總含量為0.304 6～1.906 3 mg/kg，其中不同企業間As、Cd的差異較大，說明不同企業生產的小兒氨酚黃那敏顆粒因原輔料、工藝等的不同，導致重金屬和有害元素的含量存在較大差異?！端幱弥参锛爸苿┩饨涃Q綠色行業標準（WM/T2-2004）》對制劑重金屬的限量要求為Pb≤5.0 mg/kg、As≤2.0 mg/kg、Cu≤20.0 mg/kg、Cd≤0.3 mg/kg、Hg≤0.2 mg/kg，總含量≤20.0 mg/kg[18]。參照上述標準，本次檢測的63批樣品中，Pb、As、Cd、Cu、Hg含量及總含量均低于此限度要求，提示其殘留量是安全的。

本研究采用微波消解儀進行樣品前處理，采用ICP-MS法同時測定小兒氨酚黃那敏顆粒中重金屬Pb、Cd、Cu、Hg及有害元素As等5種元素的含量，有助于綜合評價該藥的安全性、評估用藥風險，同時為兒童復方制劑的質量控制、重金屬及有害元素測定方法的建立提供參考。

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（收稿日期：2021-04-22 修回日期：2021-06-28）

（編輯：陳 宏）