采用ICP-MS检测胶原蛋白海绵中铬、铜、砷、镉、汞、铅

谢浙裕 朱琳娇 孙晨 绍兴市食品药品检验研究院 （浙江 绍兴 312071）

采用ICP-MS检测胶原蛋白海绵中铬、铜、砷、镉、汞、铅

谢浙裕 朱琳娇 孙晨 绍兴市食品药品检验研究院 （浙江 绍兴 312071）

目的：建立用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定胶原蛋白海绵中铬、铜、砷、镉、汞、铅6种元素含量的方法。方法：用微波消解法前处理，电感耦合等离子质谱同时测定胶原蛋白海绵中有害元素。结果：元素的方法检出限范围为0.010～0.092ng/mL，线性关系良好（r＞0.997），回收率为85%～110%，RSD小于10%。结论：本方法准确可靠、灵敏便捷，可用于胶原蛋白海绵中多元素的测定。

胶原蛋白海绵 有害元素 电感耦合等离子体质谱法

海绵状胶原蛋白具有良好的组织相容性、渗水、吸水力和局部止血等作用，被广泛应用于各种创面止血、组织修复，属于天然可降解生物活性材料[1-4]。因其临床上直接接触体液环境，胶原蛋白海绵的生物安全性及理化安全性尤为重要。胶原蛋白海绵根据其提取及提纯工艺，存在重金属超标的安全风险，包括铬、铜、砷、镉、汞、铅等元素。为更全面地提高胶原蛋白海绵的安全质量控制水平，参考《中国药典》四部中铅、砷、汞、铜测定法，本研究采用微波消解法及电感耦合等离子体质谱法，建立胶原蛋白海绵多种元素含量的测定方法，并对试制样品进行了检测[5]。

1.仪器与试药

1.1 仪器

Agilent 7700X电感耦合等离子体质谱仪；Mettleer电子天平；CEM微波消解仪；Millipore超纯水机。试剂：硝酸（Merck），水（超纯水）。

1.2 标准物质

铬、铜、砷、镉、汞、铅单元素标准溶液（1000μg/mL，中国计量科学研究院）；钪、锗单元素标准溶液（1000μg/mL，国家有色金属及电子材料分析测试中心）铟、铋、金单元素标准溶液（100 μg/mL，中国计量科学研究院）。

1.3 供试品

试制样品共9批，均为工艺研究样品，样品1、2、3为新投入使用不锈钢器具试制，样品7、8、9为试制用水的制备罐经过焊接。

2.实验方法

2.1 仪器工作条件

功率：1550W；采样深度：10.0 mm；雾化室温度：3˚C；载气流速：1.02 L/min；进样速度：0.10 r/s；等离子体模式：常规。

2.2 溶液的制备

2.2.1 内标溶液的制备。取钪、锗、铋、铟标准溶液适量，用超纯水稀释制成每1 mL各含0.1μg的混合溶液。

2.2.2 标准溶液的制备。分别精取铜、砷、镉、汞、铅、铬单元素标准溶液适量，用10%硝酸稀释成每1mL中含铜25μg、砷2μg、镉2μg、铅2μg、铬4μg的混合储备溶液，再分别精密量取混合液0、0.1、0.2、0.4、0.6、1.0mL，分置100 mL量瓶中，用10%硝酸稀释刻度，摇匀，即得。另取汞单元素标准溶液适量，用10%硝酸稀释成每1mL中含2μg的储备溶液，再精取0、0.1、0.2、0.4、0.6、1.0mL，置100 mL量瓶中，用10%硝酸稀释刻度，摇匀，即得。

2.2.3 供试品溶液的制备

取胶原蛋白海绵约0.3g，精密称定，置微波消解罐中，加硝酸5mL，置电热板上90˚C加热20min，放冷后置微波消解仪中进行消解。消解完全后120˚C加热至红棕色蒸汽挥尽，将消解液置25mL样品管中，用少量水洗涤数次，合并洗涤液于样品管中，加金单元素溶液（1μg/mL）100μL，用水稀释至刻度，摇匀，即得。同法制备试剂空白溶液。

表1. 标准曲线线性关系

3.方法学考察及实验结果

3.1 标准曲线的绘制

以超纯水为空白，以2.1条件，依次测定2.2.2标准液，以测定元素与其对应内标元素的cps比值为纵坐标（Y），标准溶液浓度为横坐标（X ），绘制标准曲线。各元素线性回归方程、相关系数和线性范围数据见表1，结果表明6种元素的标准曲线线性关系良好，相关系数均在0.997以上。

3.2 方法检出限、仪器精密度及方法重复性

方法检出限：取2.2.3制备的试剂空白溶液测定7次；精密度：取标准曲线中间的3个浓度分别测定3次；方法重复性：取样品6按2.2.3方法同时处理6份，结果见表2。

3.3 加样回收率

精密称取样品6 9份，每份约0.3g，置消解罐中，加入2.2.2中的标准储备溶液，分低（80μL）、中（100μL）、高（120μL）3个水平，每个水平3份，按2.2.3方法处理，按2.1条件测定，以3.1的标线计算，结果见表3，各元素的回收率在85%～110%，符合痕量分析要求。

表2. 方法检出限、仪器精密度及方法重复性

表3. 加样回收率

表4. 样品测定(mg/kg)

3.4 样品测定

每批样品取2份，按2.2.3制备供试品溶液，按2.1条件测定，以3.1标线计算，结果见表4。

4.讨论

相对于传统的重金属检查方法（硫化物显色法），干扰大，精度低，元素易损失。本实验采用微波消解技术，具有消解时间短，样品易消解、回收率高等优点。同时ICPMS可进行多种元素测定，提高了效率，且具有极低的检出限和较高准确度。

从结果看9批胶原蛋白海绵中砷、镉、汞的含量较低均在各国标准限度范围内，铜的含量略高但符合欧洲药品管理局（EMEA）指南的铜注射用制剂25μg/g的限度，但重金属铬、铅残留情况不容乐观，非故意性的污染途径较复杂，检测方法的提高势在必行。根据实验结果分析制备过程，由于工艺过程中用到不锈钢器具，新的或经过焊接的器具都会有大量有害元素污染样品，特别是焊接材料的污染非常严重。

[1] 顾其胜.胶原蛋白的临床应用[J].中国修复重建外科杂志,2006,20(10):1052-1058.

[2] Ramanathan G,Singaravelu S,Raja M.D,et al.Synthesis of highly interconnected 3D scaffold from Arothron stellatus skin collagen for tissue engineering application[J]. Micron (Oxford,England :1993) 11(2015):7828-7832.

[3] Sharif E,Azami M,Kajbafzadeh AM ,et al .Preparation of a biomimetic composite scaffold from gelatin/collagen and bioactive glass fbers for bone tissue engineering[J]. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl,2(2016),59533-59541.

[4] 迟妍妍,乐尧金,刘旭昭,等.蛋白海绵的生物特性及体内降解吸收[J].中国组织工程研究,2014,18(34):5515-5519.

[5] 中国药典2015版四部通则0412:43-46;通则2321:205-206.

Determination 6 Elements of Cr, Cu, As, Cd, Hg, Pb in Collagen Sponge by ICP-MS

XIE Zhe-yu ZHU Lin-jiao SUN chen Shaoxing Institute for Food and Drug Control (Zhejiang Shaoxing 312071)

Objective: To establish a method for the determination of 6 elements,such as Cr, Cu, Cd, As, Hg and Pb, in collagen sponge by inductively coupled plasma-mass spectrometry(ICP-MS). Method: The samples were digested by microwave, hazard elements in collagen sponge were determined by ICP-MS simultaneously. Result: The detection limit ranges of elements were from 0.010 to 0.092 ng/mL, the method had good linear correlation(r＞0.997),and the average recoveries were in the range of 85%～110% with RSD less than 10%. Conclusion: This method is accurate, sensitive, convenient, and can be used to analyse the multielements in Collagen sponge.

collagen sponge, hazard elements, ICP-MS

1006-6586(2017)13-0061-03

R284.1

A

2017-06-01

绍兴市公益性技术应用研究计划项目（2015B70032）。