直接测汞仪快速测定中药中总汞含量

司敬沛 孙鹏 任晋源 王威

（北京海光仪器有限公司 北京 101312）

1 前言

我国中药材的种植范围遍布全国各地，各地的水源、土质等环境质量差异较大，且植物本身具有主动吸附和富集功能，故中药材在贮藏、运输、加工和炮制过程中，都有可能受到不同程度的污染[1-4]。汞是中药中常见的有毒重金属元素，过量的汞进入人体后，会对人体的神经系统和肾脏造成损害，可导致听力障碍、语言障碍、四肢麻痹，甚至痴呆、肾功能衰竭等严重后果[5]。

随着中医学在国内外的应用越来越广泛，我国对中药的管控也更加严格。目前，我国对中药中重金属含量的限量有严格的标准，总汞的限量是200 μg/kg[6-7]。虽然针对中药中重金属和农药残留等污染物的去除，部分研究已取得了一定进展，但在中药炮制过程中，因对工艺技术条件要求较高，且操作复杂，难免会使中药中的有效成分流失[8-10]。谢涛等[11]通过对煎煮前中药中的汞含量和煎煮后药汤浓缩物的汞含量进行对比，认为在煎制后，中药中的汞在药汤中的溶出率较低。但是汞很有可能会在煎煮和浓缩过程中挥发，且很多中药是直接制成粉剂口服或者闷盖在容器中泡茶饮用的，故了解中药中的汞含量是很有必要的。

测定汞含量的传统方法有双硫腙比色法、原子荧光光谱法、冷原子吸收测汞法、电感耦合等离子体质谱法、电感耦合等离子体发射光谱法等，这些方法在检测前一般都需要进行样品化学消解处理来消化有机物。但是，灰化消解、压力消解罐消解、湿法消解，在样品处理过程中均易引起汞损失及记忆效应，导致结果不稳定。而直接测汞仪采用的是直接进样—热解析—冷原子吸收光谱法的原理，无需消解，避免汞损失，且高温加热催化管管路中氧气流的持续吹扫，能够大大降低记忆效应。当前，直接测汞仪的应用较为广泛，相关研究也越来越多，包括食品、土壤（包括污泥、沉积物等）、水（包括废水、污水、灌溉水）、矿样中的汞含量等，但是关于中药中汞含量的测定研究较少，目前，《中国药典》规定的中药中总汞检测方法尚未收录直接测汞仪法。

本文对此开展研究，以建立直接进样测汞仪测定中药中汞含量的方法，并通过测定质控标物、加标回收、精密度等试验进行验证以期为中药中汞的测定提供更多选择。

2 材料与方法

2.1 原理

基于电热蒸发—冷原子吸收光谱的原理：自动进样器将样品舟导入仪器催化管，样品在氧气作用下梯度升温而出现裂解、氧化分解；在载气推动下，气态化合物进入催化管，进一步氧化分解成汞蒸气；干扰杂质气体被催化剂吸附，汞蒸气被汞捕集阱捕获富集；瞬间高温加热汞捕集阱，释放出汞蒸气；汞蒸气进入吸收池，吸收汞灯光源发射的具有汞特征波长的光；利用朗伯—比尔定律，可计算出样品中汞含量。

2.2 仪器与试剂

直接测汞仪（HGA-100，北京海光仪器有限公司）；万分之一电子天平（SQP，赛多利斯科学仪器（北京）有限公司）；移液枪（100-1000 μL，10-100 μL，德国Brand公司）；超纯水机（20 N系列，北京历元电子仪器公司）；马弗炉（盈安美诚）；干燥箱（BG2-246，上海博讯实业有限公司医疗设备厂）；粉碎机（FW 100，天津市泰斯特仪器有限公司）。

质控样品标准物质：柑橘叶（GBW 10020）、芹菜（GBW 10048）、大米（GBW 10010）（地球物理地球化学勘查研究所）；市售中药材；汞标准溶液（100 μg/mL，中国计量院）；硝酸（优级纯，国药试剂）；重铬酸钾（化学纯，国药试剂）；载气（99.99%高纯氧）；分析用水（超纯水）。

中药样品：购于实体店17种（均未粉碎）；购于网店2种（均已粉碎）。

2.2.1 硝酸溶液

量取50 mL硝酸（优级纯），置于950 mL水中，混匀。

2.2.2 重铬酸钾硝酸溶液（0.5 g/L）

称取0.5 g重铬酸钾（分析纯），用硝酸溶液（5+95）溶解并稀释至1 000 mL，混匀。

2.2.3 标准溶液配制

川藏高速公路位于四川盆地和青藏高原过渡带，山体高大陡峻，峡谷深切，活动断裂发育，处于我国著名的强烈地震带——NE向龙门山断裂带和NW向鲜水河断裂带及SN向安宁河断裂带构成的“Y”字形构造带。高速公路分别经过基本地震烈度为Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ度地区，其中Ⅶ度区占线路总长的57%，Ⅷ区占线路总长的37%，Ⅸ度区占线路总长的6%。

汞标准使用液（1mg/L）：吸取汞标准液（100 mg/L）1 mL，置于100 mL容量瓶中，用重铬酸钾硝酸溶液（0.5 g/L）稀释至刻度，混匀备用。

汞标准系列溶液：分别移取不同体积的1 mg/L汞标准使用液和100 mg/L汞标液，置于容量瓶中，分别用重铬酸钾硝酸溶液（0.5 g/L）定容至刻度，配制 成20 μg/L、100 μg/L、1 000 μg/L、2 000 μg/L的低、中、高浓度汞标准使用溶液。

2.3 样品的制备

将未经粉碎的中药按密度大小分别取20～100 g不等，置于60℃烘箱中烘4 h；取出放凉后，用粉碎机粉碎；过40目尼龙筛，收集40目粉样，装入塑料密封样品袋待测。若购买时已粉碎，则无需再次粉碎，可直接上机。

2.4 仪器工作条件

将高纯氧气瓶的出口压力设置为0.5 MPa；依次打开HAG-100测汞仪电源和计算机；仪器自检结束后，双击软件工作站联机；待控温模块的温度升高至预设值，设置载气流量为200 mL/min。在实验开始前，需做样品舟空烧实验，验证样品舟残留，并除去管路残留，连续测量直至所测空舟吸光度＜0.003，方可进行样品测试实验。具体参数见表1。

表1 直接进样测汞仪HGA-100测中药中汞参考条件

2.5 标准工作曲线的制作

使用移液枪，分别吸取10 μL、20 μL、50 μL的100 μg/L的汞使用液，以及10 μg/L、20 μg/L的1 000 μg/L的汞标准使用液，配制成标准点为1.0 ng、2.0 ng、5.0 ng、10 ng、20 ng的长池低浓度系列标准工作曲线；吸取30 μL、50 μL的1 000 μg/L的汞使用液，以及50 μL、75 μL、100 μL的2 000 μg/L的汞标准使用液，配制成标准点为30 μg/L、50 μg/L、100 μg/L、150 μg/L、200 μg/L的短池高浓度系列标准工作曲线。以各系列标准溶液中汞的绝对含量（ng）为横坐标，以其产生的吸光度（Abs）为纵坐标，分别绘制长池和短池汞的标准曲线。

2.6 样品的测定

准确称取0.15 g样品，置于样品舟中；按已设定的仪器条件进行检测，获得相应的吸光值；从标准曲线读取对应的汞绝对含量；根据样品称样量，计算出样品中汞的相对含量（仪器直接输出最终结果）。每份样品连续测3次，计算平均值和精密度（相对标准偏差RSD%）。

3 结果与讨论

3.1 方法检出限的确定

测得标准曲线后，连续11次进空样品舟；测量样品空白所产生的吸光值，计算标准偏差；以王婷等[12]总结的计算方法检出限进行计算。查自由度为10、置信度为99 %时，t分布（单侧）与标准偏差相乘的积，计算出本仪器的方法检出限绝对含量为0.005 ng，按称量0.15 g样品计算，方法检出限为0.033 μg/kg，定量下限一般为方法检出限的4倍，为0.13 μg/kg。

3.2 仪器裂解温度的选择

3.3 取样量的选择

因为采用直接测汞仪时无样品定容稀释步骤，所称量的样品会被完全检测，故测量时称样量不宜过高。但过低的称样量易导致较大误差，过高的称样量难以被仪器完全裂解，还可能在裂解过程中产生过大的气压导致催化炉泄露，甚至炸裂。本实验选择难裂解的根茎类中药样品，尝试称样量从20～200 mg范围称样进样，每次称量逐级增加约20 mg。测量结果发现，称样量在60～200 mg范围内，测量信号的稳定性良好，故本文选择称样量为150 mg。

3.4 19种中药的测量

按照2.6项的方法，对所选取的19种中药依次进行测定，结果见表2。

表2 19种中药中汞含量和精密度（RSD%）

从表2可以看出，所测19种中药样品仅有1种（黄柏）超过汞的限量指标（≤200 μg/kg），超出限量值约6.5倍，其余样品均为合格。每份样品连续3次，测量计算的相对标准偏差不超过5.0 %，表明该方法具有良好的稳定性。

3.5 加标回收和精密度实验

选择可代表低、中、高汞含量的中药，添加浓度在汞含量的2～5倍之间梯度加标，计算回收率和精密度。向蒲公英根样品添加0.5 ng、1.0 ng、3.0 ng汞标液，向花旗参片样品添加2.0 ng、4.0 ng、5.0 ng汞标液，向金银花样品添加9.0 ng、20.0 ng汞标液，向鱼腥草样品添加10.0 ng、30.0 ng的汞标液。测量每种中药每次添加汞标液后的汞浓度，计算汞的加标回收率，每种添加量测3次，计算精密度（RSD%），结果见表3。

表3 加标回收试验

从表3可以看出，高、中、低含量的中药梯度添加后，3次测量每种浓度的相对标准偏差，最大值不超过6.0%，每次添加的回收率在87.2%～105.2%之间，每份样品的平均回收率在90.2%～104.3%之间。从相对标准偏差和回收率来看，仪器测量的结果良好。

3.6 准确度测量

通过测量3个国家标准物质质控样（GBW 10010大米、GBW 10020柑橘叶、GBW 10048芹菜），每个样品测量3次，并计算相对标准偏差（RSD%），结果见表4。

表4 标准物质质控样的测定结果

从表4可以看出，仪器对3种标准物质的测量结果均在标准证书规定范围内，3次测量的相对标准偏差不超过6.8%，测量结果准确，稳定性良好。

4 结论

本文建立了应用直接测汞仪对中药中总汞含量的测定方法，测量了方法检出限，优化了仪器裂解温度、样品取样量等可控因素，确定了最佳实验条件。通过对19种中药的测量发现，购于实体药店的中药，其汞含量均为合格，网购的中药有1种存在总汞含量严重超标的情况，说明当前网售中药存在一定隐患，需要加强对供货渠道的监管。仪器的低、高浓度的2条汞标准曲线扩展了测量的线性范围，使样品汞含量从低到高都能准确定量。从加标回收标物质控和精密度的数据来看，直接测汞仪可以准确检测中药中的汞含量，且具有多种优点：分析浓度范围较宽；样品无需前处理，汞损失较少；全程红外测温，对温度变化反应灵敏、测量稳定；催化管高温加热及氧气流的持续吹扫，能够显著降低汞的记忆效应；配有尾气连接活性炭吸附管，可以吸附分析产生的废气物，几乎无污染。本文所建立的方法无需前处理准确，具有快速、便捷及环保的特点，能够为中药中总汞含量的测定提供更多选择。