ICPMS應用：2015年新版藥典新增As和Hg形態分析方法

　　新藥典的更新內容

　　根據2015年新版藥典，電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)法已經成為重金屬安全性的檢測的重要手段，不但新增了方法檢出限和方法定量限，而且ICPMS方法可用于I、II、III部。

　　同時，在2015年新版藥典中新增 As 和 Hg 形態分析。進一步確定了藥物中的元素不僅需要考慮總量，也需要考慮形態和價態；元素的價態形態已經成為藥物科研的一個前沿方向。新版藥典 As 的形態分析及其價態分析應用于雄黃及其制劑；Hg 元素的形態分析及其價態分析應用于朱砂及其制劑。

　　新藥典引入形態分析的背景知識

　　因為早期研究發現，元素形態不同，其毒性、生物利用度、生物累計效應及遷移率等性質就會有差別[1]。很多金屬和非金屬在毒理學和生物學上的重要性主要取決于其化學形態，不同元素形態具有不同的物理化學性質、毒性或療效。色譜-ICP-MS聯用作為分析體內藥物代謝、毒理學的手段之一在元素的體內代謝機制、毒理學研究等方面具有獨特的優勢。例如，應用色譜-ICPMS分離生物體內含Se、As、Cd、Cu、Zn、Pb等元素與多種氨基酸、多肽和蛋白質的結合機理以及研究元素對酶的作用位點。此外，維生素、大環化合物等的研究和DNA片段與金屬元素的作用也日益在色譜-ICPMS技術發展中得到應用。因此元素形態分析對控制藥品的安全性具有重要的意義。

　　2015年藥典新增的As和Hg形態分析就充分考慮到了不同形態毒理學性質的不同：As化合物被認為是對人的皮膚和肺有致癌作用的物質，不同形態的As具有各種化學和毒物學性質，其中As(III)和As(Ⅴ)的毒性最大，一甲基砷(MMA)和二甲基砷酸(DMA)具有中等毒性，而As-甜菜堿(AB)和砷膽堿(AC)相對來說是無毒的。在動物體內，無機砷的生物甲基化作用被認為是一個去毒性過程，產物被排泄或儲存。為分析低含量(ppb級)As化合物的形態，不僅需獲得有關化合物形態的信息，又要有極高的靈敏度，目前最為理想的方法應屬HPLC或IC與ICP-MS聯用，該方法對于砷化合物的生物檢測極為有用。

　　Hg是人體必需監控的有毒元素，主要以甲基汞、Hg(II) 與乙基汞形式存在，其中生物與人類對Hg的甲基化及富集所產生的影響尤為重要。目前WHO法規不僅對人體中總Hg的限量極低(<5ppb)，還對人體中甲基汞的最高含量也作出了明確規定(<3.3ppb)，各國法規亦紛紛效仿以嚴格控制上述有毒物質。對于甲基汞的測定，以前多采用GC法，但該法靈敏度低，且分析速度慢并對人員要求較高。而HPLC-ICP-MS聯用不僅可以同時分析不同形式的Hg，而且靈敏度高、易于操作，大大滿足了日益嚴格的法規要求，有望成為標準分析方法。

　　另外，有別于西藥的機理，傳統中藥中的有毒元素有時是作為有效成分而特意加入的，如六神丸由牛黃、麝香、珍珠、雄黃、蟾酥、冰片組成,其中雄黃的主要成分就是As2S2，由于很多中成藥是由多味藥組成的，不同的配方可能存在不同砷形態的轉化；良好的配伍可以使毒性較強的三價砷轉化為毒性較低的五價砷；而不合理的配伍則完全相反；因此對于含多種成分的雄黃制劑砷的形態及其價態分析尤其重要。

　　樣品前處理

　　針對元素形態分析的樣品前處理與元素的總量分析有著較大的不同。對于注射劑、澄清、均勻的口服液(不含混懸液)等液體制劑中微量元素的形態分析，可在過濾和稀釋后直接進行形態分析；而對于固體樣品，則需要采用較溫和的方法將微量元素的不同形態提取出來。提取方法既要考慮較高的回收率，又要保持初始的化學形態。傳統的提取方法有水煎法、索氏提取法等。近幾年，一些先進的提取技術如超臨界流體萃取、微波輔助萃取、酶解法等在中藥微量元素形態分析中也有應用。

　　由于西藥多為人工合成藥，而中藥大部分是天然產物，因此元素的形態分析多應用于中藥中。中藥有多種劑型，服用方法大多為水煎劑和酊劑，所以研究較多的是中藥中微量元素在水或乙醇中的溶出率。

       目前樣品前處理方法制藥分三類：

       第一類也是最常見的一類方法為經典的水提法或索氏提取法，例如王京宇等[2]在考察若干中藥中25種元素在不同浸取液中的分布情況時，采用了水提、二氯甲烷浸取、殘渣消化及不同濃度乙醇浸取等方法處理；

       第二類為聚焦微波輔助萃取[3] (microwave assisted extraction，MAE)，是在微波能的作用下，選擇性地將樣品中的目標組分以其初始形態的形式萃取出來的一種技術。它具有高回收率、高選擇性和低溶劑消耗的優點。

       更多的關于中藥砷和汞形態分析的前處理方法及關鍵技術請參考《礦物藥檢測技術與質量控制》[4]中第十章(朱砂)、第十三章(雄黃)和第三十一章(朱砂和雄黃的毒理研究)內容。

　　嚴冬，宋娟娥

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　　參考文獻：

　　[1] Das A K, Chakraborty R, Cervera M L, et al. Metal speciation in biological fluids: a review [J]. Microchim Acta, 1996, 122 (3-4): 209-246.

　　[2] 王京宇，歐陽荔，劉雅瓊，等；若干中草藥中25種元素在不同浸取液中的分布 [J]，中國中藥雜志，2004，29(8)：753-759.

　　[3] 傅榮杰，馮怡，等；微波萃取技術在中藥及天然產物提取中的應用 [J]. 中國中藥雜志，2003，28(9)：804-807

　　[4] 林瑞超 主編. 《礦物藥檢測技術與質量控制》. 科學出版社，2013年出版.