不同來源龍牙楤木中4種重金屬含量分析

施 琳，潘 望，郭靜茹，安麗萍，蘇吉益，韓 笑*

(1.北華大學 藥學院，吉林 吉林 132013；2.吉林化工學院 材料科學與工程學院，吉林 吉林 132022)

龍牙楤木Aralia elata(Miq.)Seem 為五加科植物遼東楤木的根皮，又稱遼東楤木，別名刺老鴉、虎陽刺，可藥食兩用，其根皮和樹皮多為藥用部分[1].龍牙楤木其藥理作用包括補氣、安神、祛風除濕、活血、止痛功能.臨床上常用于治療氣虛乏力、風濕性關節炎、胃病等[2-3].目前，有關龍牙楤木的研究多集中在化學成分與藥理作用方面[4-5]，只有少數文獻報道重金屬限度檢查.鑒于對龍牙楤木中不同重金屬含量缺乏系統測定方法和限量標準，本文對4種重金屬含量測定以及限量進行了評估，為龍牙楤木重金屬限度質量標準提供參考.

目前，由于中藥材需求量增加，種植普及.受農業生產施肥量大、農藥殘留、污水灌溉等影響，使得一些耕地土壤中重金屬含量超標，導致中藥材受重金屬污染，質量下降.使用受重金屬污染的中藥后，有害元素蓄積在人體臟器、骨骼中，對臟器及正常生理作用產生破壞，給人們用藥安全帶來隱患[6].近年來，美國、日本等均已提出中藥材中重金屬含量具體要求，中國藥典2020年版一部也對常用中藥材提出具體要求[7].因此，建立多種重金屬含量測定方法與評估意義明顯.

微波消解法效率高、效果好，常用于樣品前處理，相對濕法消解，特點為升溫快、溶劑使用少、用時短，避免損失，回收試驗結果良好[8].微波消解法配合原子吸收光譜法測定重金屬含量，被廣泛應用.本文采用微波消解-原子吸收光譜法對采集于東北三省的10批不同來源龍牙楤木進行鉛、鎘、砷、汞含量測定，為制訂龍牙楤木質量標準提供依據.

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

1.1.1 試劑

鉛、鎘、砷、汞單元素標準溶液購自國家環境保護總局標準樣品研究所，規格1 000 μg·mL-1；硝酸、磷酸二氫銨、硝酸鎂、硼氫化鉀、氫氧化鉀、硫酸(均為優級純)；30%過氧化氫，高錳酸鉀，鹽酸羥胺，抗壞血酸(均為分析純).實驗用水為去離子水.

1.1.2 儀器

原子吸收分光光度計(型號：240FS-GTA240DUO)；鉛、鎘空心陰極燈，砷、汞無極放電燈；電子天平(型號：BS110S)；微波消解儀(型號：CEM MARS)；趕酸儀(DP25-20).實驗所用容器均需20%硝酸溶液浸泡過夜，洗凈晾干使用.

1.1.3 材料

龍牙楤木，5～6月分別采自吉林省吉林市、黑龍江伊春市、遼寧省沈陽市3個地區，共10批,見表1.均由吉林市食品藥品檢驗所欒國華教授鑒定.

表1 供試材料

1.2 實驗過程

1.2.1 樣品處理

取龍牙楤木，45 ℃烘干，粉碎過80目篩，備用[9].

1.2.2 鉛、鎘、砷、汞儲備液制備

精密量取鉛、砷、汞、鎘單元素標準溶液適量，用2%硝酸溶液稀釋濃度為1 μg·mL-1鉛、砷、汞標準儲備液、濃度為0.4 μg·mL-1鎘標準儲備液(0～5 ℃貯存).

1.2.3 樣品溶液制備

供試品溶液的制備：精密稱取龍牙楤木藥材粉末0.5 g，置于聚四氟乙烯消解罐中，加消解液(4 mL硝酸和2 mL過氧化氫)混勻，浸泡過夜，按微波消解程序消解14 min，見表2.程序結束后，取出消解罐，冷卻后置趕酸儀內，緩緩加熱并繼續緩緩濃縮至2 mL，冷卻，用去離子水少量多次轉入至25 mL量瓶，定容至刻度，搖勻.同法同時制備試劑空白溶液[10-11].

表2 微波消解程序

供試品溶液的制備：精密稱取龍牙楤木藥材粉末0.5 g，置于聚四氟乙烯消解罐中，加消解液(4 mL硝酸和2 mL過氧化氫)混勻，浸泡過夜，按微波消解程序消解14 min，見表2.程序結束后，取出消解罐，冷卻后置趕酸儀內，緩緩加熱并繼續緩緩濃縮至2 mL，冷卻，加20%硫酸溶液2 mL、5%高錳酸鉀溶液0.5 mL，搖勻，滴加5%鹽酸羥胺溶液至紫紅色恰消失，用去離子水少量多次轉入至25 mL量瓶，定容至刻度，搖勻.同法同時制備試劑空白溶液.

1.2.4 分析方法

鉛、鎘以石墨爐原子吸收法測定含量，基體改進劑為1%磷酸二氫銨和0.2%硝酸鎂[12]；實驗發現，干燥過程溫度迅速升至設定溫度時，緊密度較差[13].故采用斜坡升溫方式，儀器工作條件見表3.

表3 儀器工作條件

砷含量以氫化物原子吸收法測定，測量方式為標準曲線，計算方式為峰高，檢測波長：193.7 nm；載氣為氮氣(分壓：0.3 MPa)；還原劑為1.2%硼氫化鉀和0.2%氫氧化鉀溶液(臨用前配制)；載液為鹽酸溶液(1→100).

汞含量以冷原子吸收法測定，測量方式為標準曲線，計算方式為峰高，檢測波長：253.6 nm；載氣為氮氣(分壓：0.3 MPa)；還原劑為0.5%硼氫化鉀和0.2%氫氧化鉀溶液(臨用前配制)；載液為鹽酸溶液(1→100)[14-15].

1.2.5 線性方程

制備標準曲線：分別精密量取鉛、鎘、砷、汞準儲備液，依照2020年版《中國藥典》四部通則《2321鉛、鎘、砷、汞、銅測定法》制備標準曲線，依照“1.2.4”項下分析方法進行測定.

1.2.6 方法學考察

檢出限：根據國際純化學與化學聯盟中規定，依照“1.2.3”項下同法制備試劑空白對照溶液，連續測得鉛、鎘、砷、汞空白對照溶液11次，求出溶液吸光值標準偏差，檢出限LOD=3SD/K.

精密度試驗：依照“1.2.4”項下分析方法對1號樣品溶液連續測定5次，計算鉛、鎘、砷、汞測定值RSD.

重現性試驗：依照“1.2.3”項下分析方法，對1號樣品分別平行制備6份溶液，依照“1.2.4”項下方法進行測定.

回收率試驗：取編號1樣品，精密稱定0.5 g，各5份，每份分別精密加入鉛、鎘、砷、汞標準儲備液各0.2 mL、30、20、10 μL.依照“1.2.3”項下方法制備回收率溶液.依照“1.2.4”項下分析方法測定[16].

1.2.7 樣品測定

依照“1.2.4”項下分析方法對10批不同來源的龍牙楤木中的鉛、鎘、砷、汞含量進行測定.

2 結果與討論

2.1 線性試驗結果

依照“1.2.4”項下分析方法測定，以吸光度(A)為縱坐標，濃度(C)為橫坐標，儀器得出標準曲線，回歸方程、相關系數，鉛元素回歸方程為y=0.006x+0.0166(r=0.998 8)；鎘元素回歸方程為y=0.1009x+0.0781(r=0.997 4)；砷元素回歸方程為y=0.0136x+0.0157(r=0.998 2)；汞元素回歸方程為y=0.0156x+0.0785(r=0.998 7)，見表4.

表4 線性試驗結果

2.2 檢出限

連續測得鉛、鎘、砷、汞空白對照溶液11次，求出溶液吸光值標準偏差，結果：鉛、鎘、砷、汞檢出限分別為0.041、0.004 8、0.033、0.021 μg·L-1.

2.3 精密度試驗

對1號樣品溶液連續測定5次，依照“1.2.4”項下方法測定，結果：鉛、鎘、砷、汞測定值RSD分別為1.9%、2.2%、2.8%、3.2%.

2.4 重現性試驗

對1號樣品分別平行制備6份溶液，依照“1.2.4”項下方法測定，結果：鉛、鎘、砷、汞RSD為4.2%、5.2%、3.9%、4.8%.

2.5 回收率試驗

對1號樣品進行加樣回收率試驗，結果見表5.

表5 加樣回收率試驗(n=5)

2.6 樣品測定

依照“1.2.3”項下方法制備樣品，依照“1.2.4”項下方法測定10批樣品4種重金屬含量，結果見表6.

表6 樣品測定結果

測定10批樣品中，鉛含量范圍0.227～1.642 mg·kg-1；鎘含量范圍0.016～0.087 mg·kg-1；砷含量范圍為0.021～0.528 mg·kg-1；汞含量范圍為0.018～0.108 mg·kg-1.本研究方法學線性良好(r>0.995)；檢出限范圍0.004 8～0.041 μg·L-1；精密度范圍1.9%～3.2%；重現性范圍3.9%～5.2%；回收率范圍96.4%～99.4%，以上結果表明該法適合龍牙楤木中鉛、鎘、砷、汞含量測定.

3 結 論

(1) 重金屬危害：重金屬元素與人體代謝密切相關，人體內含量極低，對生理功能影響巨大.鉛不易被人體代謝，人體吸收后，在骨骼中積聚，影響外周細胞新陳代謝，導致貧血和鉛含量偏高感染等.鎘進入人體后，抑制抗氧化酶活動，導致代謝發生障礙，致使炎性水腫.農藥中含大量砷，過度使用，導致水土污染、環境破壞.中藥材通過土壤生長，食用這類中藥材，導致砷在體內蓄積，砷可引發中毒，誘發惡性腫瘤.汞來源于工業“三廢”，并將在食物鏈傳遞過程中蓄積在人體內.汞化合物形成疏松的蛋白化合物，對組織有腐蝕作用[17].

(2) 重金屬污染來源：重金屬污染影響中藥材質量，污染途徑主要包括大氣污染、土壤污染、加工過程污染.中藥材重金屬污染狀況因元素、品種、地區的不同，存在較大差異[18].本研究中龍牙楤木樣品來源于不同省市地區共10批，具有代表性.分析結果表明，不同來源龍牙楤木重金屬含量存在差異.每個樣品中鉛、鎘、砷、汞都被檢出，檢出率為100%.其中采自黑龍江省伊春市龍牙楤木鉛含量高于其他產地，該市全年排放工業固體廢棄物90萬噸[19]，大多來自冶金、木材加工等廢渣排放，破壞土壤、對土壤造成污染，這是導致鉛含量偏高的重要原因.采自遼寧省沈陽市龍牙楤木汞含量高于其他產地，沈陽作為老工業城市[20]，化肥、養殖業、污水灌溉都是導致汞含量偏高的原因.不同產地對中藥材品質產生影響.為規范使用，需通過分析檢測，制訂龍牙楤木重金屬限量標準.

(3) 龍牙楤木重金屬限度標準：近年來，中國頒布《藥用植物及制劑進出口綠色行業標準》和《藥用植物及制劑外經貿綠色行業標準》[21]，對中藥材重金屬限量已有明確規定.《IOS國際標準》規定中藥材鉛含量不得過10.0 mg·kg-1、鎘含量不得過2.0 mg·kg-1、砷含量不得過4.0 mg·kg-1、汞含量不得過3.0 mg·kg-1；《中國綠色行業標準》規定草藥鉛含量不得過5.0 mg·kg-1、鎘含量不得過0.3 mg·kg-1、砷含量不得過2.0 mg·kg-1、汞含量不得過0.2 mg·kg-1.2020年版《中國藥典》規定藥材鉛不得過5.0 mg·kg-1；鎘不得過1.0 mg·kg-1，砷不得過2.0 mg·kg-1；汞不得過0.2 mg·kg-1.試驗結果顯示，所測龍牙楤木中重金屬鉛、汞含量高于其他元素，遠低于上述重金屬限量.參考2020年版《中國藥典》藥材重金屬限量標準，研究建議：龍牙楤木藥材重金屬限度標準為鉛不得過3 mg·kg-1；鎘不得過0.3 mg·kg-1；砷不得過2 mg·kg-1；汞不得過0.2 mg·kg-1.為實現臨床用藥、市場供應提供更好科學依據，必須解決當下遇到問題，解決中藥材中重金屬檢測研究難題.