甘草不同粒級對重金屬形態提取的影響

潘 蘭，劉海濤，2，石明輝，賈新岳*，邱殿光(.新疆維吾爾自治區中藥民族藥研究所，烏魯木齊 830002；2.中國醫學科學院藥用植物研究所，北京 0093)

現代研究表明，重金屬的生物可給性、毒性，不僅與其總量有關，并且在更大程度上與其各個形態的含量或濃度相關[1]。重金屬在中草藥中的存在狀態反映了其進入人體的難易程度及對人體的危害性。重金屬在藥材中的殘留等問題，與藥材中的重金屬形態及有機質活性組分的含量有密切關系。因此，只有詳細研究藥材中重金屬的形態特征，探尋粒級、提取溶劑、提取方法等對藥材重金屬形態提取的影響，才能全面客觀地評價藥材中重金屬的潛在危害性。

本研究以常用藥材甘草為例，參考Tessier連續提取法[2]，將藥材中重金屬的存在狀態分為水溶態、離子交換態、碳酸鹽結合態、鐵錳氧化物結合態、有機結合態以及殘渣態，其中水溶態、離子交換態、碳酸鹽結合態容易被生物體利用，又稱為可利用態[3]；采用超聲波連續提取法進行提取；利用AAS對重金屬進行測定分析；研究不同粒徑甘草與重金屬各形態溶出的關系，為藥材的生物可給性研究提供參考依據。

1 儀器與試藥

1.1儀器 AA-7003原子吸收分光光度計(北京東西分析儀器有限公司)；SH230N重金屬消解儀(濟南海能儀器股份有限公司)；HH-S2恒溫數顯水浴鍋(金壇市醫療儀器廠)；KQ5200超聲波清洗器(昆山超聲儀器廠)；TDL-40C型低速臺式離心機(上海安亭科學儀器廠)。

1.2試藥 甘草(批號：110305；產地：新疆；瀘州百草堂中藥飲片有限公司)；鉛、鎘、汞、砷、銅標準溶液(國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院)；實驗用水為去離子水；其余試劑均為優級純。

2 方法

2.1測定方法 石墨爐原子吸收法測定鉛、鎘的含量；火焰原子吸收法測定銅的含量；氫化物原子吸收法測定汞、砷的含量。測定條件參考2010年版《中國藥典》一部附錄ⅨB[4]。

2.2樣品制備方法 樣品制備參考Tessier連續提取法及相關文獻[2,5-9]進行制備，具體如下。

(1)水溶態 取一定量的樣品，加入10倍量的中性去離子水，搖勻，置于超聲波清洗器中，間歇超聲1 h，離心，收集上清液。殘渣用去離子水洗滌，離心，收集上清液。將上清液置于石墨爐重金屬消解儀中濃縮后，加濃硝酸回流消解，定容，待測。

(2)離子交換態 在(1)的殘渣中加入pH 7的氯化鎂(1 mol·L-1)溶液，搖勻，置于超聲波清洗器中，間歇超聲1 h，其余步驟同上。

(3)碳酸鹽結合態 在(2)的殘渣中加入pH 5的醋酸鈉(1 mol·L-1)溶液，搖勻，置于超聲波清洗器中，間歇超聲2 h，其余步驟同上。

(4)鐵錳氧化物結合態 在(3)的殘渣中加入鹽酸羥胺鹽酸(0.04 mol·L-1)溶液，搖勻，置于超聲波清洗器中，間歇超聲2 h，其余步驟同上。

(5)有機結合態 在(4)的殘渣中加入5倍量的硝酸(0.02 mol·L-1)、3倍量的過氧化氫(pH 2)，搖勻，間歇超聲0.5 h，冷卻后加入3倍量的過氧化氫(pH 2)，間歇超聲0.5 h，取出冷卻至室溫后，加入5倍量醋酸銨硝酸溶液(3.2 mol·L-1)，間歇超聲0.5 h，其余步驟同上。

(6)殘渣態 將(5)的殘渣晾干，用高氯酸、硝酸消解，濾過定容，待測。

3 結果與分析

樣品粉碎后經過機械篩分，分為DⅠ、DⅡ、DⅢ 3個粒級進行研究，其中DⅠ粒徑小于0.25 mm，DⅡ粒徑為0.25～0.42 mm，DⅢ的粒徑為0.42～0.84 mm。重金屬可利用態與粉碎粒度的相關性分析(表1)表明，在本研究的粒徑范圍內，Cu、Pb、Hg 3種重金屬可利用態與藥材的粉碎粒度表現出極顯著的負相關關系，相關系數在-0.8～-0.96之間，即3種重金屬可利用形態含量具有隨藥材粉碎粒徑增大而降低的規律，說明小粒級更利于這3種重金屬的溶出。Cd、As 2種重金屬可利用態與藥材的粉碎粒度表現出極顯著的正相關關系，相關系數在0.81～0.96之間，即2種重金屬可利用形態含量具有隨藥材粉碎粒徑減小而降低的規律。通過對不同粒徑甘草中可溶態重金屬含量分析可知(表1)，在本研究的粒徑范圍內，粒徑對甘草中Cu的溶出幾乎無影響，RSD<1%；不同粒徑甘草中的Cd和As的可利用態重金屬含量RSD<5%，Cd和As的重金屬溶出與藥材粒徑關系不大；不同粒徑甘草中的Hg和Pb的可利用態重金屬含量RSD>15%，說明Hg和Pb的溶出與藥材的粉碎粒徑相關。在本研究的粒徑范圍內藥材的粉碎粒徑大小會影響藥材重金屬的溶出，但并不一致。

表1 粉碎粒度與重金屬可利用態含量相關性分析

由圖1可知，甘草中的Cu碳酸鹽結合態比例最高，其余各態含量也較高；Cd以水溶態、離子交換態、鐵錳氧化物結合態、殘渣態為主；Pb以水溶態、有機態、殘渣態含量所占比例較高；As各形態的含量差異較小，其中以水溶態、鐵錳氧化物結合態及殘渣態含量占總量的50%以上；Hg以水溶態、離子交換態為主，其余各形態的含量差異較小。

圖1 不同粒級甘草重金屬各形態含量

4 討論

重金屬各形態的提取率與藥材的比表面積及有機質等組分的含量有密切關系。雖然粉碎粒徑越小其提取效果越好，但對重金屬的吸附量也越大。藥材粒徑越小，其組織中大量細胞破裂，致使細胞內大量不溶物及較多的樹脂、黏液質等成分被提出，使提出雜質增加，黏度增大，影響重金屬的溶出。因此，合適的粒徑是藥材重金屬各形態提取的關鍵因素之一。

由研究結果可知，不同粒級對甘草中不同重金屬的不同形態的提取影響各異，有以下幾種模式：(1)隨著粒級的減小，重金屬的溶出率升高；(2)隨著粒級的減小，重金屬的溶出率降低；(3)隨著粒級的減小，重金屬的溶出率先降低后升高。不難看出，同一粒徑對不同元素的不同形態提取影響不一，為了找出合適的藥材粒徑，研究以重金屬的可利用態含量作為藥材粒徑研究的指標。

本研究中甘草的Cu、Pb、Hg的總量較高，超出了《中華人民共和國外經貿行業標準藥用植物及制劑進出口綠色行業標準》[10]中的規定，可能與甘草的生長環境以及微量元素肥料的應用密切相關。因此，需加強甘草生產、加工及流通過程中的質量控制，提高中藥材的質量，保證用藥安全。

參考文獻：

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