原子吸收光谱测定胶囊壳中的铬综述课件

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,原子吸收法测定胶囊壳中的铬元素,目 录,1.,背景资料,2.,原子吸收光谱法（,AAS,）,3.,明胶空心胶囊中铬检测方法,4.,样品前处理及注意事项,一、背景资料,4,月,15,日，央视,每周质量报告,栏目披露了国内部分医药生产企业使用皮革明胶制胶囊，空心胶囊铬超标，在社会上反响巨大。,工业明胶违法用于生产药用明胶内幕：,一、背景资料,一、背景资料,铬的危害,皮革在工业加工鞣制时使用含铬的鞣制剂，会导致铬残留，使用这种,“,蓝矾皮,”,加工的工业明胶，重金属铬的含量一般都会超标。,铬是一种毒性很大的重金属，容易进入人体细胞，对肝、肾等内脏器官和,DNA,造成损伤，在人体内蓄积具有致癌性并可能诱发基因突变。,一、背景资料,4,月,15,日,晚国家药监局发出,紧急通知，要求对媒体报道的,13,个铬超标产品暂停销售和使用,。待监督检查和产品检验结果明确后，合格产品继续销售，不合格产品依法处理。对违反规定生产销售使用药用空心胶囊的企业，将依法严肃查处。,4,月,16,日中检院组织召开,关于对部分胶囊剂产品开展监督抽验,的紧急会议，,成立了以,李云龙为组长,的,应急工作领导小组,，成立了,应急检验技术专家组,，安排部署应急检验的具体事宜。,一、背景资料,发布,明胶药用空心胶囊铬检测,方法指导原则,的通知,各省、自治区、直辖市,(,食品,),药品检验所（院）：,根据国家食品药品监督管理局的要求，为指导明胶药用空心胶囊中铬检测，保证检验质量，我院依据,中国药典,2010,年版（二部）的标准，结合前期工作经验，组织制定了,明胶药用空心胶囊铬检测方法指导原则,（见附件），供各单位检测时参考。,附件：,明胶药用空心胶囊铬检测方法指导原则,(, 并责成相关省食品药品监管局依法从重从快处理严重违法企业,。,4,月,27,日国家食品药品监管局发布第,25,号公告，,药监局表示自,2012,年,5,月,1,日起，凡药用明胶、胶囊和胶囊剂药品生产企业必须对购进的原辅料和销售的产品逐品种、逐批次严格检验（具体要求已另文通知），否则不得生产和销售相关产品。,一、背景资料,胶囊壳分类,硬胶囊,软胶囊,:,成膜材料和内容物同时加工成产品,(,海藻酸盐、,明胶,),明胶空心胶囊,植物来源：主要是植物纤维素,动物来源,:,一、背景资料,明胶空心胶囊（,Vacant Capsules,）,系由胶囊用明胶加辅料制成的空心硬胶囊。由,帽、体,两节胶囊壳组成，可容纳各种药粉、液体、半固体和药片。可掩饰药物的异味，易于吞服，具良好的崩解能力，较长的保质期等优点。,规格尺寸：,从大到小依次为,000#,、,00#,、,0#,、,1#,、,2#,、,3#,、,4#,、,5#,等,8,种型号。,明胶药用空心胶囊的成分,主要原材料：由,明胶、甘油、水以及其它的药用材料,(TiO,2,),组成,。,明胶,约占所有原辅料的,90%,以上）。,明胶是从动物（牛、马、猪、鱼、驴）的皮、骨、腱、鳞等含,胶原蛋白的组织,，经,过酸、碱或酶水解处理,以后降解生成的,非均匀多肽混合物,，由多种氨基酸所组成。,明胶成分,：,85,90%,蛋白质，,0.3%,0.2%,矿物质，,9%,12%,水分。,外观近于,无色或者呈淡黄色,，,为透明、无特殊臭味的固体，,分子量为,1.75-45,万。,明胶的生产和安全性,明胶：以新鲜牛皮和,猪皮,为原料，采用全套,不锈钢,设备，严格筛选鲜,骨皮,，通过反复洗浸、脱脂中和、蒸煮液化、,灭菌,过滤、浓缩烘干等几十道工序流水线制成。生产出的明胶为一种无味、无色（略带浅黄色）、半透明、坚硬的非晶态物，其不溶于有机溶剂，它吸水性强、,粘度,高，明胶是肽分子聚合物质，是,胶原蛋白,质的水解产物，所以可作为一种添加剂，它可以直接制成浓汤、肉皮冻子、水晶冻、,色拉,、奶油糖、,巧克力,、饮料等供人们食用。,工业明胶为无色至淡黄色透明或半透明等薄片或粉粒。无味，无臭。在冷水中吸水膨胀。广泛用于纺织、,印刷,、,印染,、塑料、,电子,、,国防,、航空，等工业和部门中。,1.,明胶的分类,明胶,(Gelatin,）是胶原的水解产物，是一种无脂肪的高蛋白，且不含胆固醇，是一种天然营养型的食品增稠剂。,明胶,来源复杂的动物皮革或骨骼允许添加化学试剂 ，限度要求宽松,来源于新鲜、经过检疫且未经过化学处理的动物骨骼和原皮，微生物指标比较严格,食用明胶,工业明胶,药用明胶,生产原料要求同食用明胶，微生物及理化指标要求同于食用明胶，但是部分限度要求远远严格于食用明胶,2.,药用空心胶囊中的铬的来源,药用空心胶囊中铬的主要来源于生产,原料药用明胶,，,药用明胶,在生产过程中不可避免引入微量的铬。,药用空心胶囊中超标的铬来自于,工业明胶,，根源是胶囊生产企业违法购买和使用由皮革生产的工业明胶用于制造药用胶囊。,3,、明胶,的行业标准,规定了,明胶药用空心胶囊铬检测使用,原子吸收分光光度法。,有关标准,胶囊用明胶：,中国药典,2010,年版（二部）（,Cr:2.0mg/kg,）,Gelatin,：,EP7.0/BP2010,（,Cr:10ppm,）,USP34,（,Cr:,没有规定）,JP16,（,Cr:,没有规定）,药用明胶,：,QB 2354-2005,（,Cr:,2.0mg/kg,）,(,QB,:,轻工行业标准,),食品添加剂 明胶：,GB 6783-94,（,A,级：,1.0mg/kg,，,B,级：,2.0mg/kg,）,食用明胶：,QB /T 4087-2010,（,Cr:2.0mg/kg,）,工业明胶：,QB/T 1995-2005,（,Cr:,没有规定。,用途,：,1,，火柴的起火剂；,2,，粘合剂；,3,，电解工业；,4,，纺织工业；,5,，感光耐蚀膜；）,二、原子吸收分光光度法,原子吸收分光光度法的测量对象是呈原子状态的金属元素和部分非金属元素，系由光源发出的特征谱线通过供试品经原子化产生的原子蒸气时，被蒸气中待测元素的基态原子所吸收，通过测定辐射光强度减弱的程度，求出供试品中待测元素的含量。,1.,定义,（,1,）原子的能级与跃迁,基态,第一激发态,吸收一定频率的辐射能量。,产生共振吸收线（简称共振线）,吸收光谱,激发态,基态 发射出一定频率的辐射。,产生共振吸收线（也简称共振线）,发射光谱,2.,原理,（,2,）元素的特征谱线,各种元素的原子结构和外层电子排布不同,基态,第一激发态,:,跃迁吸收能量不同,具有特征性。, 各种元素的基态,第一激发态：,最易发生，吸收最强，最灵敏线。 特征谱线, 利用特征谱线可以进行定量分析,空心阴极灯,原子化器,单色仪,检测器,原子化系统,雾化器,样品液,原子吸收光谱,仪器由光源、原子化系统（类似样品容器）、分光系统及检测系统组成。,废液,切光器,助燃气,燃气,原子吸收仪器结构示意图,3,原子吸收光谱仪器及其组成,3.1,光源,空心阴极灯,1).,作用,提供待测元素的特征谱线。为获得较高的灵敏度和准确度，光源应满足如下要求：,（,1,）能发射待测元素的共振线；,（,2,）能发射锐线；,（,3,）辐射光强度大，,稳定性好。,2).,空心阴极灯,结构如图所示,3,）,.,空心阴极灯的原理,施加适当电压时，电子将从空心阴极内壁流向阳极；,与充入的惰性气体碰撞而使之电离，,产生正电荷,，其在电场作用下，向阴极内壁猛烈轰击；,使阴极,表面的金属原子溅射,出来，溅射出来的金属原子再与电子、惰性气体原子及离子发生,撞碰而被激发,，发射出相应元素的特征的共振辐射。,4,）用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空心阴极灯,5,）空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。,6,）优缺点：,辐射光强度大，稳定，谱线窄，灯容易更换。,每测一种元素需更换相应的灯。,空心阴极灯使用的注意事项：,1,） 注意极性不能接反。,2,） 为了使灯发光强度稳定，在工作电流下预热,10-,30min,。,3,） 灯长期不用，应定期点燃，一般在工作电流下预,热,1h,。,3.2,原子化系统,1,）作用,待测离子转变成原子蒸气。,2,）原子化方法,火焰法：,结构简单、操作方便，,准确度和重现性较好，,雾化效率低，试样用量大。,无火焰法：,原子化效率和测定灵敏度高；,精密度不如火焰法，复杂。,原子化系统是原子吸收光谱仪的核心,3.2.1,火焰原子化装置,(1),雾化器,作用：,将试液雾化。,要求：,喷雾稳定、雾滴细小、均匀和雾化效率高。,(2),燃烧器,作用：,形成火焰，使进入火焰的试样微粒原子化。,过程：,试液雾化后进入雾室，与燃气充分混合，进入火焰中。,(3),火焰,试样雾滴在火焰中，经蒸发，干燥，离解,(,还原,),等过程产生大量基态原子。,火焰温度的选择,：,（,a,）保证待测元素充分离解为基态原子的前提下，尽量采用低温火焰；,（,b,）火焰温度越高，产生的热激发态原子越多；,（,c,）火焰温度取决于燃气与助燃气类型，,常用空气,-,乙炔，最高温度,2600K,，,能测,35,种元素。,火焰缺点：,火焰气体使试样受到高度的稀释和在火焰高温下气体的膨胀效应，大大地降低了蒸汽相中被测元素的浓度。,火焰活性组分同被测元素相互作用产生化学干扰，某些元素形成耐高温的稳定氧化物，原子化效率很低，限制,AAS,测定灵敏度的进一步提高。,(1),氢化物原子化装置,主要应用于,：,As,、,Sb,、,Bi,、,Sn,、,Ge,、,Se,、,Pb,、,Ti,等,(,火焰法中，火焰分子对其共振线有吸收，灵敏度很低,),原理,： 在酸性介质中，与强还原剂硼氢化钠反应生成气态氢化物,(,原子化温度,700900,C ) :,AsCl,3,+4NaBH,4,+,HCl,+8H,2,O = AsH,3,+4NaCl +4HBO,2,+13H,2,将待测试样在专门的氢化物生成器中产生氢化物，送入原子化器中检测。,特点,：原子化温度低，灵敏度高,干扰小；,氢化物均有毒；精密度差；,3.2.2,无火焰原子化装置,:,石墨炉和氢化物两种,(2),石墨炉原子化器,原理,：将试样放置在电阻发热体上，用大电流通过电阻发热体，产生,2000-3000,摄氏度的高温，使试样蒸发和原子化。,石墨管：,长,28mm,，外径为,8mm,，内径为,6.5mm,，管中央开一个孔，用于液体样品的注入和保护气体通过。,电源：,使用交流电源，电压较低，一般为,8-12v,，电流较大为,300-450A,。电源提供的电流稳定以保证炉体温度恒定。他通过炉体将电能传递给石墨管。,炉体：,炉体必须与石墨管之间良好接触。为是炉体不至于过高温度氧化，炉体必须通惰性气体保护；为了炉体温度不至于过高或者断电后立即降温，炉体内有水冷系统。在原子化是阶段应该停止通气，为了延长原子在吸收区停留的事件，并且避免原子蒸气的稀释。,原子化过程：分为,干燥,、,灰化,(,去除基体,),、,原子化,、,净化,(,去除残渣,),四个阶段,，待测元素在,高温下生成基态原子,。,干燥：除去,溶剂，保留待测物，温度升至略低于,沸点,，在慢慢升至略高于沸点，通常在,100,左右，保持,10-20s,。,灰化：,除去有机质和易挥发基体，而待测物不损失。一般温度在,100-1800,，灰化时间,10-30s,。,原子化：,高温使待测物原子化，在原子化完全或尽可能多的原子化前提下，原子化温度尽可能低，可以延长炉体寿命。通常为,1800-3000,，原子化时间为,5-10s,。,净化：,在高温下，加热,3-5s,，以除去管内样品残渣，以减少和避免记忆效应。注意净化时间要短，以防止损坏炉体。,3.3,分光系统,1.,作用,将待测元素的共振线与邻近线分开。,2.,组件,色散元件（棱镜、光栅），凹凸镜、狭缝等。,3.,单色器性能参数,（,1,）,线色散率,（,2,）,分辨率,（,3,）,通带宽度,3.4,检测系统,主要由检测器（光电倍增管、光电二极管阵列）、放大器、读数和记录系统等组成。,原子吸收计算机工作站：,参数设定,条件优化,数据处理,结果打印,4.,原子吸收光谱法中的干扰及其抑制,四种：,电离干扰、化学干扰、物理干扰和光谱干扰,4.1,电离干扰,1.,产生的原因,：,基态原子电离,(1),该干扰造成火焰中待测元素的基态原子数量减少，使测定结果偏低。,(2),火焰温度越高,元素电离电位越低,元素越易电离。,2.,消除与抑制方法,:(1),降低火焰温度；,(2),加,电离缓冲剂。,4.2,化学干扰,1.,产生的原因,：,待测元素与试样中共存组分或火焰成分发生化学反应,引起原子化程度改变所造成的干扰。,(1),原子吸收光谱分析中主要干扰来源；,(2),产生的原因是多方面的；,(3),典型的化学干扰是待测元素与共存元素之间形成更加稳定的化合物，使基态原子数目减少。,2.,消除与抑制方法,：,加释放剂、保护剂或基体改进剂,(1),加入,释放剂,与干扰元素生成更稳定化合物，使待测元素释放出来。,例：锶和镧可有效消除磷酸根对钙的干扰。,(2),加入,保护剂,与待测元素形成稳定的化合物，,防止干扰元素与它作用。,例：加入,EDTA,生成,EDTA-Ca,避免磷酸根与钙作用。,(3),加入,基体改进剂,与基体形成易挥发的化合物，在原子化前除去，避免与待测元素共挥发。,例：石墨炉法测镉，加入硝酸铵,氯化钠氯化铵,硝酸钠去除。,4.3,物理干扰,1.,产生的原因,：,试样在转移、蒸发过程中物理因素变化引起的干扰。,主要影响试样喷入火焰的速度、雾化效率、雾滴大小等。,2.,消除或抑制方法,：,(1),通过控制试液与标准溶液的组成尽量一致。,(2),标准加入法或稀释法来减小和消除。,4.4,光谱干扰,光谱发射和吸收有关的干扰，主要来自光源和原子化装置。,4.4.,1,谱线干扰,(1),产生的原因：,共振线附近存在有非待测元素的谱线，或试样中待测元素共振线与另一元素吸收线十分接近时，均会产生谱线干扰。,(2),消除或抑制方法：,通过采用调小狭缝的方法。,4.4.2,背景干扰,(1),产生的原因：,分子吸收和光散射引起的干扰。,分子吸收：,原子化过程中生成的气态分子、氧化物和盐类分子等对光源共振辐射产生吸收而引起的干扰；,光散射：,在原子化过程中，产生的固体微粒对光产生散射而引起的干扰。,(2),消除或抑制方法：,多采用氘灯扣背景和塞曼效应扣背景的方法来消除这种干扰。,加硝酸,5-10ml,混匀，浸泡过夜,盖上内盖，旋紧外套,置适宜的,微波消解炉,内,取本品,0.5g,置,聚四氟乙烯消解罐,内,消解,取消解内罐置,电热板,上,缓缓加热,（,1,）,2%,硝酸转移,50ml,量瓶中,摇匀，作为,供试品溶液,用,2%,硝酸稀释至刻度,1.,中国药典,2010,年版（二部）明胶空心胶囊项下铬检查项,同法制备试剂,空白溶液,（,2,）,红棕色蒸汽,挥尽并近干,三、 明胶空心胶囊中铬的检测方法,（,3,）,取铬单元素标准溶液，用,2%,硝酸稀释制成每,1ml,含铬,1.0g,的,铬标准贮备液,，临用时，分别精密量取铬标准贮备液适量，用,2%,硝酸溶液稀释制成每,1ml,含铬,080ng,的,对照品溶液,。,（,4,）,取供试品溶液与对照溶液，以石墨炉为原子化器，照原子吸收分光光度法（,附录,IV D,第一法,），在,357.9nm,的波长处测定，计算，即得。含铬不得过百万分之二（,2mg/kg,）,仪器,原子吸收分光光度计（含石墨炉原子化装置）,电子天平,微波消解仪,电热板或其他赶酸设备，如：恒温消解仪、赶酸器等。,试剂,硝酸（,优级纯,国药集团）,铬单元素标准溶液（,1000g/ml,，国家标准物质）,2.,实验设备,优级纯（,GR,，,Guaranteed reagent,）：标签为深绿色，用于精密分析试验；,分析纯（,AR,，,Analytical reagent,）：标签为金光红，用于一般分析试验；,化学纯（,CP,，,Chemical pure,）：标签为中蓝，用于一般化学试验。,检验样品：,胶囊剂（由明胶空心胶囊壳装载的胶囊）,检验项目：,明胶空心胶囊中的铬,检验所需检品量的参考值：,胶囊规格,平均重量,(g/,粒，参考值,),一次实验量（粒）,检验,3,倍量（粒）,0#,0.093,15,45,1#,0.074,15,45,2#,0.061,20,60,3#,0.050,20,60,4#,0.038,30,90,3.,实验步骤,空心胶囊壳的制备：,具体制备方法：倾出胶囊剂的内容物，胶囊壳用棉棒或小刷试净（,不得损坏囊壳,），放置，待用。,胶囊剂中明胶空心胶囊壳中铬的测定方法：,铬标准贮备液的制备,：取铬单元素标准溶液（,1000g/ml,），用,2%,硝酸稀释制成每,1ml,含铬,1.0g,的铬标准贮备液,(,不得超过一个月,),。,标准溶液的制备,：分别精密量取铬标准贮备液适量，用,2%,硝酸溶液稀释制成每,1ml,含铬,080ng,的对照品溶液。,临用时现配,。,加硝酸,5-10ml,混匀，浸泡过夜,盖上内盖，旋紧外套,置适宜的,微波消解炉,内,取本品,0.5g,置,聚四氟乙烯消解罐,内,消解,取消解内罐置,电热板,上,缓缓加热,2%,硝酸转移,50ml,量瓶中,摇匀，作为,供试品溶液,用,2%,硝酸稀释至刻度,1,）过夜法：,供试品溶液的制备,：,测定法,：,取供试品溶液与对照品溶液适量，以石墨炉为原子化器，照原子吸收分光光度法的,标准曲线法,，在,357.9nm,的波长处测定，计算，即得。,红棕色蒸汽挥尽并近干,(,1-2mL,),加硝酸,5ml,10030,分钟,使溶解,冷却至室温,取本品,0.5g,置,聚四氟乙烯消解罐,内,冷却放气,加热赶酸至,1-2ml,2%,硝酸转移,50ml,量瓶中,摇匀，作为,供试品溶液,用,2%,硝酸稀释至刻度,补加硝酸,2ml,，,加水,1mL,加,0.5ml,氢氟酸,第一次微波消解,第二次消解,测定法,：,取供试品溶液与对照品溶液适量，以石墨炉为原子化器，照原子吸收分光光度法的,标准曲线法,，在,357.9nm,的波长处测定，计算，即得。,供试品溶液的制备,：,2,）不过夜法：,线性：,制备含铬的对照品溶液至少,5,份,，浓度依次递增，最高浓度吸收值,应在,0.8,以下,，保证具有较好的线性范围，,相关系数（,r,）,0.99,。检测波长：,357.9nm,。,准确性：,应进行,整个实验过程,的（包括前处理）方法学回收率验证，暂定回收率应为,80%-120%,的范围内。,每波次测定需进行随行回收试验，每,10,个样品加一个质控样品。,2ppm,LOQ:0.5ppm,4.,方法学验证,重复性,取限度浓度的标准品溶液重复测定,5,次，吸收度（测定值）的变化范围（,RSD,）,不得过,5%,。,定量限（,LOQ,）,本方法定量限应不低于,0.5mg/kg,。,四、实验的注意事项,1,消解：,样品前处理是试验中的关键步骤，既要保证消解完全，又要保证消解过程样品中的铬不损失，因此试验中建议加入,10ml,硝酸,（,优级纯,），并需要浸泡过夜后一步消解,/,或不过夜二步消解,。,参考消解程序为：,5min,由室温升至,120,，维持,3min,；,6min,由,120,升至,150,，维持,2min,；,6min,由,150,升至,180,，维持,20min,。,为避免玻璃容器的干扰，试验中宜采用塑料容量瓶（聚丙烯材质）定容。,如消解液中需加入氢氟酸，氢氟酸对玻璃有腐蚀性，使用塑料的移液管或,1ml,的注射器量取。,四、实验的注意事项,不同原子吸收仪试验参数可能不同，可根据原子吸收仪说明书中,推荐程序设定测定参数。,2,仪器：,3,钛白粉的胶囊壳（不透明胶囊）的消解：,建议在微波消解时，样品中除加硝酸外可另加,0.5ml,氢氟酸,，其他同供试品溶液制备，,注意空白校正和方法学验证,。,4,实验用水：,应采用,纯化水,，储藏水的容器宜用聚丙烯塑料材料制成，不宜选用玻璃容器长期储存。,5,试剂,应采用,优级纯及以上级别试剂,。,四、实验的注意事项,6,试验中所用容器及器皿均需在每次使用前用盐酸溶液（浓盐酸：水,/1:1,）浸泡,1h,，再用硝酸溶液（浓硝酸：水,/1:1,）浸泡,1h,，,再用纯化水冲洗干净后使用。微波消解容器应采用仪器清洗程序清洗,，不得,采用铬酸清洗液,洗涤容器。,7,铬对照贮备溶液应密封，冷暗处保存。,8,结果判断：,标准规定不得过百万分之二,(2mg/kg),。由于是微量测定，测定结果的偏差会较大，一般两份样品的相对偏差,10%,，取平均值即可（,低浓度尤其明显,）。,2.,实验的注意事项,9,样品检测应严格遵守,中国药典,2010,年版（二部）“明胶空心胶囊”铬项下方法试验，,如因试验需要改变样品前处理方法及检测波长，应按照实验室有关质量管理程序,(,偏离,),进行。,10,若试剂空白溶液测定值过高（,宜不超过标准曲线最低浓度点吸光度值的,50%,），应换用空白干扰小的溶液重新试验。,11,注意试验所需的所有仪器均应在计量检定合格效期内。,12,若供试品溶液浓度过高，可稀释到标准曲线范围内进行测定。,四、实验的注意事项,13,由于硬、软胶囊壳中含有不同比例的甘油,(,软胶囊比例较高，甘油：明胶比例可达,1:2),，在进行微波消解时，甘油可与硝酸产生反应，容易爆罐，请注意消解时的安全监控，尽量在前处理时预消解。,样品检测应严格遵守,中国药典,2010,年版（二部）“明胶空心胶囊”铬项下方法试验，,如因试验需要改变样品前处理方法及检测波长，应按照实验室有关质量管理程序,(,偏离,),进行。,