CN107436324A - 一种明胶空心胶囊重金属含量的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种明胶空心胶囊中重金属含量的检测方法，通过对明胶空心胶囊样品加入浓硝酸和金标准使用液消解，然后使用电感耦合等离子体质谱仪测定，可简便、快速、灵敏、准确、同时检测明胶空心胶囊中多种重金属的含量。

Description

一种明胶空心胶囊重金属含量的检测方法

技术领域

本发明涉及一种明胶空心胶囊重金属含量的检测方法。

背景技术

胶囊广泛应用于药品行业，且胶囊是口服固体制剂的主要剂型之一。生产胶囊的主要原料为明胶，其来源渠道复杂，工艺、储存过程等不规范，很可能会导致胶囊中带入生物毒性显著的重金属元素，如铅、砷、镉、汞、铬等元素对药品的质量和人体健康有重要影响，钒、钴、镍等元素与癌症具有潜在相关性。研究表明，重金属在体内的累积还会引起心血管系统、神经系统及免疫系统等的病变。我国现有2015年版中国药典（Ch.P）对“胶囊用明胶”规定重金属含量应低于30ppm，砷含量不得超过1ppm，铬含量不得过2ppm。对“明胶空心胶囊”用石墨炉原子吸收分光光度法（GFAAS）对铬的含量进行控制，不得过2ppm，采用化学鉴别法对总的重金属进行了限量要求，不得超过40ppm。

潘云雪等人（中国现代应用药学2014年3月第31卷第3期，339-342）提出了采用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）测定明胶空心胶囊中铅、铬、镉、砷、铜的含量，但同时提出汞元素不稳定，需要单独测定，因此该法不能同时测定汞。

邱丽等人（中国无机分析化学，2015年3月第5卷第1期，7-10）采用微波消解技术，建立了一种电感耦合等离子体质谱法测定明胶空心胶囊中铬Cr，钴Co，镍Ni ，铜Cu，锌Zn，砷As，镉Cd，汞Hg和铅Pb共9种微量重金属元素的方法。文献采用增大称样量减小稀释倍数的方法测定，基体效应严重，消解完成后需进行赶酸处理，而赶酸后的剩余量对测定准确度影响较大，赶酸至近干难以控制，增加了样品前处理的难度。且该法采用较宽的标准曲线范围，不利于准确测定明胶空心胶囊中痕量的重金属元素。尤其汞浓度过高还会产生较强的记忆效应，导致其测定汞的回收率相对标准偏差（RSD）高达10.5%。

美国药典（USP）<232>及人用药物注册技术要求国际协调会（ICH）Q3D文件均根据分析物的毒性制定了药品中无机元素的最大许可限。对于毒性较大的重金属元素，其许可限则较低。

胶囊作为药品中使用极为广泛的剂型，其重金属元素的含量，直接影响药品中无机元素的最大许可限。综上所述，寻找一种准确、操作便捷的、可同时检测明胶空心胶囊中多种重金属的方法十分必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种明胶空心胶囊中重金属含量的检测方法，可简便、快速、灵敏、准确、同时检测明胶空心胶囊中多种重金属的含量。

本发明所述的明胶空心胶囊中重金属含量的检测方法，包括以下步骤：

a、样品处理：精密称取明胶空心胶囊约0.1 g~1 g，置消解罐中，加入浓硝酸和金标准使用液，加盖密封，置微波消解仪中缓慢升温消解。消解完毕后冷却至室温，将内容物转入量瓶中，用超纯水定容，经过滤或离心，取滤液或上清液作为待测定的样品溶液，其中样品浓度为2~6 mg/mL，金元素浓度为1~10 μg/L；

b、上机测定：使用电感耦合等离子体质谱仪，依次将混合标准曲线溶液、试剂空白、步骤a得到的样品溶液引入仪器，同时在线加入内标溶液，分别测定待测重金属元素与内标元素计数值的比值，经仪器数据分析系统绘制出标准曲线，同时得出样品中重金属元素的含量；其中混合标准曲线溶液和试剂空白中均含有与步骤a的样品溶液相同浓度的金元素。

其中，在步骤a中，

加入浓硝酸的体积为5~10 mL；

消解温度160~220 ℃，消解时间10~60 min；

优选的，消解温度180~200 ℃，消解时间15~30 min。

采用ICP-MS测定痕量汞时，由于消解容器，仪器的进样管、雾化室、炬管、取样锥等部件对汞的吸附作用，导致汞的测定值偏差较大。且有研究表明，汞因其易扩散，亚汞离子会发生歧化反应，因此极不稳定，导致低浓度汞元素测定难度较大。本法采用样品消解前加入一定浓度的金标准使用液，避免了样品处理中各个环节的部件对汞元素的吸附，防止汞的扩散和亚汞离子的歧化，因此有利于汞元素测定浓度的稳定，保证痕量分析结果有较高的准确度和精密度。样品消解完全后，直接转移定容，用ICP-MS测定明胶空心胶囊中的铅、砷、镉、汞、钒、钴、镍和铬，该法简便、快速、灵敏，满足明胶空心胶囊中多种重金属元素的测定要求。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

A、选用仪器和试剂

电感耦合等离子体质谱仪 PerkinElmer NeXION 300X、分析天平 Mettler AL204-IC、微波消解仪 CEM MARS6、离心机 Sigma 3-30k。

试剂：优级纯硝酸、浓度为1000μg/mL的砷标准储备液、浓度为1000μg/mL的镉标准储备液、浓度为1000μg/mL的汞标准储备液、浓度为1000μg/mL的钒标准储备液、浓度为1000μg/mL的钴标准储备液、浓度为1000μg/mL的镍标准储备液、浓度为1000μg/mL的铬标准储备液、浓度为1000μg/mL的铅标准储备液、浓度为1000μg/mL的金标准储备液、浓度为1000μg/mL的锗标准储备液、浓度为1000μg/mL的铟标准储备液、浓度为1000μg/mL的铋标准储备液、浓度为1000μg/mL的钪标准储备液。

B、标准溶液的配制

（1）标准中间溶液的配制

砷、镉、汞、铅、钒、钴、镍和铬标准中间溶液配制：精密量取钒、镍、铬、砷、铅标准储备液1 mL分别置于50 mL量瓶中，用5%上述硝酸定容至刻度，溶液中钒、镍、铬、砷、铅浓度分别为20 μg/mL。精密量取钴、镉标准储备液1 mL分别置于100 mL量瓶中，用5%上述硝酸定容至刻度，溶液中钴、镉浓度分别为10 μg/mL。精密量取汞标准储备液1 mL置于50 mL量瓶中，用5%上述硝酸定容至刻度，再精密量取该溶液1 mL，置于10 mL量瓶中，用5%上述硝酸定容至刻度，溶液中汞浓度为2 μg/mL。

钪、锗、铟、铋标准中间溶液配制：取1000 μg/mL钪储备液，1000 μg/mL锗储备液，1000 μg/mL铟储备液，1000 μg/mL铋储备液各1 mL，置50 mL量瓶中，加5%上述硝酸定容至刻度，摇匀，再精密量取此溶液5 mL于100 mL量瓶中，用5%上述硝酸定容至刻度，溶液中钪、锗、铟、铋的浓度分别为1 μg/mL。

（2）标准使用液的配制

金标准使用液配制：精密量取1000 μg/mL金标准溶液0.5 mL，置100 mL量瓶中，用5%上述硝酸定容至刻度，溶液中金的浓度为5 μg/mL。

铅、砷、镉、汞、钒、钴、镍和铬混合标准使用液配制：精密量取20 μg/mL钒标准中间液、20 μg/mL镍标准中间液、20 μg/mL砷标准中间液、20 μg/mL铅标准中间液、10 μg/mL钴标准中间液、10 μg/mL镉标准中间液、2 μg/mL汞标准中间液各1 mL，取20 μg/mL铬标准中间液2 mL，置100 mL量瓶中，用5%上述硝酸定容至刻度，此混合标准溶液中钒、镍、铬、砷、铅、钴、镉、汞的浓度分别为：200 ng/mL、200 ng/mL、400 ng/mL、200 ng/mL、200 ng/mL、100ng/mL、100 ng/mL、20 ng/mL。

内标钪、锗、铟、铋混合标准使用液配制：精密移取1 μg/mL钪、锗、铟、铋标准中间溶液1 mL，置100 mL量瓶中，加5%上述硝酸定容至刻度，溶液中钪、锗、铟、铋的浓度分别为10 ng/mL。

铅、砷、镉、汞、钒、钴、镍和铬混合标准曲线溶液的配制：分别移取0 mL、0.5 mL、1mL、1.5 mL、2 mL、3 mL的铅、砷、镉、汞、钒、钴、镍和铬混合标准使用液于50 mL容量瓶中，每份溶液中均加入0.05 mL 5 μg/mL金标准使用液（实施例3加入量有所不同，以使混合标准曲线溶液中金元素的浓度与样品溶液中金元素浓度一致为准），用5%上述硝酸定容至刻度。

实施例1 明胶空心胶囊重金属的定量测定方法初步验证

1) 样品消解

精密称取明胶空心胶囊约0.2 g，置消解罐中，加浓硝酸6 mL，加入5 μg/mL 金标准使用液0.05 mL，加盖密封，置微波消解仪中，缓慢升温到190 ℃，消解时间25 min；消解完毕后冷却至室温，将内容物转入50 mL量瓶中，并用超纯水冲洗消解罐4~5次，再用超纯水定容至刻度，摇匀。取适量定容后溶液于离心管中，8000 rpm离心10 min，取上清液作为待测定的样品溶液，其中样品浓度为4 mg/mL，金元素浓度为5 μg/L。

2) 上机测定

仪器点火后，自动调谐至仪器最佳测定状态，电感耦合等离子体质谱仪的参数为：等离子气体流量15 L/min，辅助气流量1.2 L/min，雾化气流量0.77 L/min。ICP功率1150 W。编辑测定方法，依次测定混合标准曲线溶液、试剂空白和样品溶液，在线加入内标溶液，待测元素与所对应的内标元素为：铬(52Cr)、钒(51V)-钪(45Sc)；铅(208Pb)、汞(202Hg)-铋(209Bi)；钴(59Co)、镍(60Ni)、砷(75As)-锗(72Ge)；镉(111Cd)-铟(115In)。分别测定待测重金属元素与内标元素计数值的比值，经仪器的数据分析系统计算出标准曲线，同时得出样品中重金属元素的含量。

3）结果

（1）线性范围、检出限及定量限

电感耦合等离子体质谱法测定铅、砷、镉、汞、钒、钴、镍和铬等元素具有较宽的线性范围，考虑到明胶空心胶囊中这些元素的含量极低，为保证痕量分析的准确性，因此本发明选取了低浓度标准曲线范围，测定时亦可根据样品的实际情况适当调整标准曲线浓度范围。汞、镉、砷、铅、钒、钴、镍和铬的线性范围及回归方程、相关系数见表1。选取空白溶液测定10次，计算出8种元素的检出限。样品称取0.2 g，消解后定容至50 mL。得到样品溶液的浓度为4 mg/mL，金元素浓度为5 μg/L。计算相应方法定量限见表2。

（2）准确度及精密度

精密称取约0.2 g明胶空心胶囊样品，添加金标准使用液和低浓度、中浓度、高浓度铅、砷、镉、汞、钒、钴、镍和铬混合标准使用液（0.5 mL、1 mL、1.5 mL），样品消解完成后，定容至50 mL，其中样品浓度为4 mg/mL，金元素浓度为5 μg/L。按本法测定后计算待测元素的准确度试验结果见表3。精密称取约0.2 g明胶空心胶囊样品，添加金标准使用液和中浓度铅、砷、镉、汞、钒、钴、镍和铬混合标准使用液（1 mL），样品消解完成后，定容至50 mL。得到样品溶液的浓度为4 mg/mL，金元素浓度为5 μg/L。按本法测定后，计算6份样品待测元素的精密度试验结果见表4。

实施例2 不同样品浓度的耐用性考察

1）样品消解

精密称取明胶空心胶囊约0.1 g、0.2 g、0.3 g、0.5 g、0.8 g、1.0 g，置消解罐中，加浓硝酸5 mL、6 mL、7 mL、8 mL、9 mL、10 mL，加入5 μg/mL 金标准使用液0.05 mL、0.05 mL、0.05 mL、0.1 mL、0.2 mL、0.2 mL，加入铅、砷、镉、汞、钒、钴、镍和铬混合标准使用液1 mL，同时制备对应不添加混合标准使用液的空白样品，加盖密封，置微波消解仪中，缓慢升温到190 ℃，消解时间25 min；消解完毕后冷却至室温，将内容物转入50 mL、50 mL、50 mL、100mL、200 mL、200 mL量瓶中，并用超纯水冲洗消解罐4~5次，再用超纯水定容至刻度，摇匀。取适量定容后溶液于离心管中，8000 rpm离心10 min，取上清液作为待测定的样品溶液，其中金元素浓度均为5 μg/L。

2）上机测定

仪器点火后，自动调谐至仪器最佳测定状态，电感耦合等离子体质谱仪的参数为：等离子气体流量15 L/min，辅助气流量1.2 L/min，雾化气流量0.77 L/min。ICP功率1150 W。编辑测定方法，依次测定混合标准曲线溶液、试剂空白和样品溶液，在线加入内标溶液，待测元素与所对应的内标元素为：铬(52Cr)、钒(51V)-钪(45Sc)；铅(208Pb)、汞(202Hg)-铋(209Bi)；钴(59Co)、镍(60Ni)、砷(75As)-锗(72Ge)；镉(111Cd)-铟(115In)。分别测定待测重金属元素与内标元素计数值的比值，经仪器的数据分析系统计算出标准曲线，同时得出样品中重金属元素的含量。通过扣除空白及样品本底，计算出各元素加标回收率结果见表5。

实施例3 金溶液浓度及加入方式对测定的影响考察

1）样品消解

精密称取明胶空心胶囊约0.2 g，置消解罐中，加浓硝酸6 mL，加入铅、砷、镉、汞、钒、钴、镍和铬混合标准使用液1 mL，同时制备对应不添加混合标准使用液的空白样品，于样品消解前和消解后转移至量瓶时分别加入5 μg/mL 金标准使用液0、0.01、0.02、0.05、0.08、0.1 mL，加盖密封，置微波消解仪中，缓慢升温到190 ℃，消解时间25 min；消解完毕后冷却至室温，将内容物转入50 mL量瓶中，并用超纯水冲洗消解罐4~5次，再用超纯水定容至刻度，摇匀。取适量定容后溶液于离心管中，8000 rpm离心10 min，取上清液作为待测定的样品溶液，其中样品浓度为4 mg/mL。

2）上机测定

仪器点火后，自动调谐至仪器最佳测定状态，电感耦合等离子体质谱仪的参数为：等离子气体流量15 L/min，辅助气流量1.2 L/min，雾化气流量0.77 L/min。ICP功率1150 W。编辑测定方法，依次测定混合标准曲线溶液、试剂空白和样品溶液，在线加入内标溶液，待测元素与所对应的内标元素为：铬(52Cr)、钒(51V)-钪(45Sc)；铅(208Pb)、汞(202Hg)-铋(209Bi)；钴(59Co)、镍(60Ni)、砷(75As)-锗(72Ge)；镉(111Cd)-铟(115In)。分别测定待测重金属元素与内标元素计数值的比值，经仪器的数据分析系统计算出标准曲线，同时得出样品中重金属元素的含量。通过扣除空白及样品本底，计算出各元素加标回收率见表6和表7。

结果表明，本法在样品消解前即加入金溶液一起消解，采用较低浓度的金溶液（1~10 μg/L）即可达到较好的效果，汞的回收率和RSD均优于现有方法，满足试验需要。所用金元素量少，试验经济可行。

实施例4 样品不同消解时间和温度耐用性考察

1）样品消解

分别精密称取5份明胶空心胶囊各约0.2 g，置消解罐中，加浓硝酸6 mL，加入5 μg/mL金标准使用液0.05 mL，加入铅、砷、镉、汞、钒、钴、镍和铬混合标准使用液1 mL，同时制备对应不添加混合标准使用液的空白样品，加盖密封，置微波消解仪中，照以下五种条件进行微波消解：

（1）缓慢升温到160 ℃，消解时间60 min；

（2）缓慢升温到180 ℃，消解时间30 min；

（3）缓慢升温到190 ℃，消解时间25 min；

（4）缓慢升温到200 ℃，消解时间15 min；

（5）缓慢升温到220 ℃，消解时间10 min；

消解完毕后冷却至室温，将内容物转入50 mL量瓶中，并用超纯水冲洗消解罐4~5次，再用超纯水定容至刻度，摇匀。取适量定容后溶液于离心管中，8000 rpm离心10 min，取上清液作为待测定的样品溶液，其中样品浓度为4 mg/mL，金元素浓度为5 μg/L。

2）上机测定

仪器点火后，自动调谐至仪器最佳测定状态，电感耦合等离子体质谱仪的参数为：等离子气体流量15 L/min，辅助气流量1.2 L/min，雾化气流量0.77 L/min。ICP功率1150 W。编辑测定方法，依次测定混合标准曲线溶液、试剂空白和样品溶液，在线加入内标溶液，待测元素与所对应的内标元素为：铬(52Cr)、钒(51V)-钪(45Sc)；铅(208Pb)、汞(202Hg)-铋(209Bi)；钴(59Co)、镍(60Ni)、砷(75As)-锗(72Ge)；镉(111Cd)-铟(115In)。分别测定待测重金属元素与内标元素计数值的比值，经仪器的数据分析系统计算出标准曲线，同时得出样品中重金属元素的含量。通过扣除空白及样品本底，计算出各元素加标回收率结果见表8。

实施例5 市售明胶空心胶囊重金属的含量测定

样品消解

精密称取明胶空心胶囊约0.2 g，置消解罐中，加浓硝酸6 mL，加入5 μg/mL 金标准使用液0.05 mL，加盖密封，置微波消解仪中，缓慢升温到190 ℃，消解时间25 min；消解完毕后冷却至室温，将内容物转入50 mL量瓶中，并用超纯水冲洗消解罐4~5次，再用超纯水定容至刻度，摇匀。取适量定容后溶液于离心管中，8000 rpm离心10 min，取上清液作为待测定的样品溶液，其中样品浓度为4 mg/mL，金元素浓度为5 μg/L。

2) 上机测定

仪器点火后，自动调谐至仪器最佳测定状态，电感耦合等离子体质谱仪的参数为：等离子气体流量15 L/min，辅助气流量1.2 L/min，雾化气流量0.77 L/min。ICP功率1150 W。编辑测定方法，依次测定混合标准曲线溶液、试剂空白和样品溶液，在线加入内标溶液，待测元素与所对应的内标元素为：铬(52Cr)、钒(51V)-钪(45Sc)；铅(208Pb)、汞(202Hg)-铋(209Bi)；钴(59Co)、镍(60Ni)、砷(75As)-锗(72Ge)；镉(111Cd)-铟(115In)。分别测定待测重金属元素与内标元素计数值的比值，经仪器的数据分析系统计算出标准曲线，同时得出样品中重金属元素的含量，见表9。

实验结果表明，本法采用样品消解前加入少量金溶液，用ICP-MS同时测定明胶空心胶囊中的铅、砷、镉、汞、钒、钴、镍和铬，有效的提高了痕量分析结果的准确度和精密度，尤其对于汞元素，测定结果准确，回收率好，RSD小。

Claims (4)

1.一种明胶空心胶囊重金属含量的检测方法，包括以下步骤：

a、样品处理：精密称取明胶空心胶囊样品，置消解罐中，加入浓硝酸和金标准使用液，加盖密封，置微波消解仪中缓慢升温消解，消解完毕后冷却至室温，将内容物转入量瓶中，用超纯水定容，经过滤或离心，取滤液或上清液作为待测定的样品溶液，其中样品浓度为2~6 mg/mL，金元素浓度为1~10μg/L；

b、上机测定：使用电感耦合等离子体质谱仪，依次将混合标准曲线溶液、试剂空白、步骤a得到的样品溶液引入仪器，同时在线加入内标溶液，分别测定待测重金属元素与内标元素计数值的比值，经仪器数据分析系统绘制出标准曲线，同时得出样品中重金属元素的含量；其中混合标准曲线溶液和试剂空白中均含有与步骤a的样品溶液相同浓度的金元素。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其中消解的温度为160~220℃，消解的时间为10-60min。

3.根据权利要求2所述的检测方法，其中消解的温度为180~200℃，消解的时间为15-30min。

4.根据权利要求1所述的检测方法，其中加入浓硝酸体积为5~10 ml。