砷(As)是自然界中普遍存在的一种元素,常见的砷形态有亚砷酸盐(As(Ⅲ))、砷酸盐(As(Ⅴ))、一甲基砷(MMA)、二甲基砷(DMA)、砷甜菜碱(AsB)、砷胆碱(AsC)。砷的毒性依赖于它存在的化学形式,毒性较大的为无机砷(As(Ⅲ)>As(Ⅴ)),有机砷中MMA毒性大于DMA,AsB和AsC通常认为是无毒的。不同形态的As会不同程度上造成多器官的细胞毒性,造成胃肠道、肝脏、心血管系统等不可逆的伤害,也与多种癌症如皮肤癌、肺癌、肝癌等形成密切相关。不同形态的砷对中草药的药理及对人体的影响不同,因此对中草药中不同形态的砷进行分析是非常必要的。
本实验在《中国药典 2322 汞和砷元素形态及其价态测定法》(2020)基础上进行了部分改进,采用液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用(LC-ICP-MS)的方法,对药石菖蒲中砷的六种不同形态化合物含量进行测试。该方法具有适用性强、灵敏度高、分离效果显著的特征,可以有效地快速分离和测定痕量的不同形态的砷的化合物。
实验部分
仪器
表1 液相色谱-电感耦合等离子体质谱仪
表2 电感耦合等离子质谱仪检测参数
试剂与标准品
一级水:18.2 MΩ·cm去离子水;
氨水:25%~28%,电子级;
硝酸:67~70%,G3级;
磷酸二氢铵:≥99.0%,色谱级;
胃蛋白酶(猪胃黏膜):蛋白酶活力≥250单位/mg,色谱级;
三价砷、五价砷、一甲基砷、二甲基砷、砷甜菜碱、砷胆碱溶液标准物质。
样品前处理
将石菖蒲药材粉碎后,过筛得到200目石菖蒲粉末样品。称取石菖蒲粉末样品,加入提取液,置于40摄氏度水浴中加热振荡20小时,取出,摇匀,静置2小时,取上清液,用一次性滤膜过滤后上机测试。制备三组平行样品溶液,命名为样品-01,样品-02,样品-03。按同一方法制备空白溶液。
结果与讨论
色谱分离
图1给出了20μg/L标点的色谱分离图谱,由图可知,六种形态已到达基线分离。各形态的保留时间见表4。
表4 六种砷形态的保留时间
精密度测试
测定3份样品溶液,样品数据及精密度见表6,由表可知RSD≤1.2%。
表6 样品精密度测试结果
加标回收率测试
对样品进行加标回收率测试,每个样品按照元素形态含量选择合适的浓度进行加标,加标样品平行制备三份,结果见表7,每个样品的加标回收率都在 106%~ 110%之间,RSD≤ 3.0%
表7样品加标回收率测试结果
提取率
使用上述方法,对石菖蒲样品总砷和六种砷形态的含量进行测定,得到石菖蒲中总砷的含量分别为1683μg/kg和1593μg/kg,计算提取率为94.7%,表明上述测六种砷形态的方法提取率良好。
结论
本实验采用液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用的方法,对中药石菖蒲中砷的六种不同形态化合物含量进行测试,该方法可以在20分钟内对中药石菖蒲中的六种砷形态进行分离,六种砷形态线性相关系数值均大于0.999,上述方法可以有效分离六种砷形态,快速准确地测定石菖蒲中的痕量AsC、AsB、As(Ⅲ)、DMA、MMA、As(Ⅴ)。
设备与耗材方案
一、 SUPEC 7000液相联用系统配置详情
二、试剂及标准品
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