江西省白花蛇舌草中40種無機元素含量及其安全性分析

鄒藝榮 王裕成 洪家順

江西省道地藥材質量評價研究中心，江西 贛州 330029

白花蛇舌草屬茜草科植物，其含有的化學成分有蒽醌類、甾醇類、黃酮類［1］、環烯醚萜類成分［2］、總多糖［3］、對香豆酸和蘆?。?］和無機元素［5-10］，現代藥理研究表明，這些化學成分具有抗癌［11，12］、抗炎［13-15］、抗腫瘤［16-22］、抗氧化［23］、抗抗腎纖維化［24］、抑菌［25］的作用。黃家輝、程琪慶等分別從高效液相色譜指紋圖譜［26］、形態、性狀、顯微鑒別［27］方面來識別白花蛇舌草，未檢索到采用無機元素指紋圖譜的方式來識別白花蛇舌草的研究。

因此，本研究以江西省的白花蛇舌草為研究對象，利用ICP 和ICP-MS 測定了樣品中40 種無機元素含量，比較分析白花蛇舌草樣品的元素含量特征，分析其安全性，建立白花蛇舌草樣品的無機元素指紋圖譜，以期為白花蛇舌草的真假鑒別和質量安全控制提供基礎數據。

1 儀器與材料

1.1 材料試劑

（Al、As、B、Ba、Be、Bi、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Ga、Li、Mg、Mn、Ni、Pb、Sb、Sn、Sr、Ti、Tl、V、Zn）多元素標準溶液（批號：GSB04-1767-2004，100μg/mL），（La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Lu、Yb、Y）多元素標準溶液（批號：GSB04-1789-2004，100μg/mL），Ca（〔GSB4-1720-2004（b）〕單元素標準溶液；Mg標準溶液〔批號：GSB04-1735-2004（b），1000μg/mL〕；Fe標準溶液〔批號：GSB04-1726-2004，1000μg/mL〕；K標準溶液（批號：GSB04-1733-2004，1000μg/mL）；Mn（批號：GSB04-1736-2004，1000μg/mL）采購于國家有色金屬及電子材料分析測試中心；Ge（批號：22072635，1000μg/mL）、In（批號：21122035，1000μg/mL）采購于國家鋼鐵材料測試中心；UP 級硝酸（蘇州晶銳化學試劑公司）；過氧化氫（優級純，國藥）實驗用水為一級水。

白花蛇舌草藥材編號S1～S5，S1 江西省宜春市；S2 江西省新余市；S3 江西省宜春市；S4 江西省宜春市；S5江西省新余市。

1.2 儀器設備

ETHOS UP 微波消解儀及VB48 UP 型趕酸器（北京萊伯泰科）；ICAP RQ 電感耦合等離子體質譜（美國賽默飛）；ICAP 7400 型全譜直讀電感耦合等離子體發射光譜儀（美國賽默飛）；XSR205DU/A型電子天平（瑞士梅特勒-托利多），DHG-9240A 型臺式電熱恒溫鼓風干燥箱（上海一恒），Pulverisette 11 刀式研磨儀（德國Fritsch）。

2 方法

2.1 標準溶液的制備

分別精密吸取適量（Al、As、B、Ba、Be、Bi、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Ga、Li、Mg、Mn、Ni、Pb、Sb、Sn、Sr、Ti、Tl、V、Zn）多元素標準溶液（100μg/mL）配置成質量濃度為0、1.0、5.0、10.0、20.0、50.0、100.0μg/L 混合標準工作液，稀硝酸定容至刻度搖勻，供ICP-MS 上機測試。

分別精密吸取適量（La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Lu、Yb、Y）多元素標準溶液多元素標準溶液（100μg/mL）配置成質量濃度為0、0.5、1.0、2.0、4.0、8.0、20.0μg/L 混合標準工作液，稀硝酸定容至刻度搖勻，供ICP-MS上機測試。

分別精密吸取適量Mn、Mg、Fe、K、Ca標準溶液的配成質量濃度為0、400、2000、4000、8000、16000μg/L混合標準工作液，稀硝酸定容至刻度搖勻，供ICP上機測試。

2.2 內標溶液的制備

分別精密吸取Ge（1000μg/mL）、In（1000μg/mL）標準溶液配置質量濃度為20ng/mL 的Ge、In 混合標準使用液，搖勻，通過在線三通進行內標校正。

2.3 供試品溶液的制備

準確稱取0.5g（精確至0.1mg）于60℃烘干2 小時的白花蛇舌草樣品粉末于聚四氟乙烯消解罐中，少量水潤濕樣品，緩緩加入5mL 高純硝酸和2mL 過氧化氫溶液后，預消解過夜，前10min 進行1100W 的功率爬坡到100℃，維持3min，再經過5min 的1200W 功率爬坡到120℃，維持10min，再經過5min 的1300W 功率爬坡到150℃，維持30min，試樣消解完成后，自然冷卻至40℃以下后取出。將消解液轉入50mL 量瓶中，用少量水潤洗消解罐3次，洗滌液合并于量瓶中,超純水定容至刻度,搖勻，即得（如有少量沉淀，必要時離心分取上清液）。同法制備試劑空白溶液。

2.4 安全性評價

為了能更全面的了解重金屬對中藥材的污染程度及其綜合污染程度，本實驗采用單因子污染指數法和內梅羅綜合污染指數法進行評價，參照《中國藥典》（2020 年版）一部對梔子中重金屬及有害物質的限量標準值（Cu20.0mg/kg，Hg0.2mg/kg，As2.0mg/kg，Cd1mg/kg，Pb5.0mg/kg）［28］選取了Cu、As、Cd、Pb、Hg作為評價因子。

單因子污染指數法：Pi=Ci/ Si

式中：Pi為目標物中污染元素i的單因子污染指數，Ci為污染元素i的實測濃度值(mg/kg)，Si為i種污染元素的評價標準（mg/kg）［29］。

綜合污染指數法：

式中：P綜合為綜合污染指數，Pi（max）為各單項污染指數中的最大值［25］。

表1 安全性評價表

3 結果與分析

3.1 方法的線性及檢出限

儀器經30 分鐘預熱穩定下測定制備好的混合標準溶液，Mg、Fe、K、Ca、Mn 采用ICP 測定，其他元素采用ICP-MS測定,結果見表2。

表2 元素線性方程、線性范圍及相關系數

3.2 精密度和加標回收實驗

精密度試驗：按照設定的檢測方法進行測定，平行測試6 次，計算25 種無機元素峰強度的RSD 為0.9%～5.3%，表明儀器精密度良好。

重復性試驗：取同一批樣品進行6次平行測定，計算得到25種無機元素峰強度的RSD為2.8%～8.2%，表明該方法重復性良好。

加標回收試驗：在白花蛇舌草品中添加一定量的標準溶液，按照設定的檢測方法處理并測試，計算得到25 種元素的平均加標回收率為80%～105%，RSD 為0.5%～5.7%，表明所建立的檢測方法準確可靠，可用于白花蛇舌草中25種無機元素的同時測定分析。

3.3 元素含量特征

將消解完的白花蛇舌草樣品上機進行測試，結果見表3。由表3 可知，所測無機元素中，白花蛇舌草中元素含量均值從高到低依次為Ca（9147.329～15374.828mg/kg），K（15933.746～20650.713 mg/kg），Mg（1941.068～3869.407mg/kg），Fe（327.038～1207.303mg/kg），Mn（314.607～590.270mg/kg），Ba（84.547～131.356mg/kg），Zn（78.997～112.406mg/kg），Sr（33.290～55.157mg/ kg），Ti（15.706～26.643），Cu（5.240～6.285mg/ kg），Ni（2.427～2.680mg/ kg），Cr（3.946～7.295mg/kg），其中稀土元素Ce、La、Nd、Y 含量在1～20mg/kg，其他元素含量小于1mg/kg。重金屬及其有害元素濃度為：Cu（5.240～6.285mg/kg），As（0.395～1.409mg/ kg），Cd（1.924～3.072mg/ kg），Hg（0.018～0.027mg/kg），Pb（2.587～5.132mg/kg），Cu、As、Pb、Hg未超過《中國藥典》（2020 年版）的限值，Cd 含量均值為2.653mg/kg，各產地Cd 含量則全部超過規定值1 mg/kg，與楊香林［9］研究江西產地白花蛇舌草測定Cd（3.28mg/kg）結果相近，說明白花蛇舌草對種植地土壤有一定的富集能力，在種植前需要篩選種植地的土壤中鎘的含量，同時在白花蛇舌草藥材臨床使用時，應當注意外源性有害元素引起的危害。

表3 無機元素含量測定結果（n=3，mg/kg）

3.4 重金屬及其有害元素安全性評價

白花蛇舌草中重金屬及有害元素安全性評價如表4所示。

表4 重金屬及有害元素安全性評價

依據單因子污染指數評價方法，除S3（宜春市）樣品單因子污染指數為1.03，為輕污染，其他各產地Cu、As、Hg、Pb 的0.7 為優良，各產地樣品內梅羅綜合污染指數為1.49～1.87，污染等級為輕污染，其主要的貢獻因子為Cd，需要加強白花蛇舌草中Cd含量的控制。

3.5 無機元素指紋圖譜

因白花蛇舌草樣品中40 種無機元素含量數量級差別較大，為了比較直觀準確地繪制質量分數分布無機元素指紋圖譜，將不同元素的含量擴大或縮小至同一數量級，其中Ti、Zn、Ba縮小10倍，K、Mg、Fe、Mn縮小100倍,Ca縮小1000倍。然后以元素種類為橫坐標，相對含量為縱坐標，得到元素指紋圖譜（見圖1）。將5批白花蛇舌草樣品的平均值生成元素對照圖譜，見圖2。白花蛇舌草樣品峰形相似，因產地和生長環境因素影響，相對含量有差異，但其譜線的形狀及走勢具有較高的相似性，可作為鑒別江西白花蛇舌草的依據。

圖1 白花蛇舌草無機元素指紋圖譜

3.6 相關性分析

為了探究白花蛇舌草樣品中各種無機元素間的相互關系，依據測試結果，對白花蛇舌草樣品中的無機元素進行相關性分析，結果見圖3。蘄白花蛇舌草中37 對元素間極顯著正相關（P＜0.01），如As 與Fe、Mg，Ti 與Ga,呈極顯著正相關，39 對元素之間呈顯著正相關（P＜0.05），如As 與Sb、K 與Cd,Cu與Hg 等呈顯著正相關，表明白花蛇舌草在富集以上元素時均為相互促進吸收的作用。從圖3 可知，稀土元素間呈極顯著正相關的有35 對，呈顯著正相關的元素有25 對，共有60 對稀土元素呈顯著正相關，說明白花蛇舌草在吸收稀土元素時總體是促進吸收的。有害元素與其他元素間存在正相關的有：As與Fe，As 與Sb、K 與Cd,Cu 與Hg，為減少有害元素在藥材中積累，可以更深入的研究其含量間相互作用的影響。

白花蛇舌草中1 對元素之間Cd 與Sn 呈極顯著負相關（P＜0.01），1 對元素Fe 與Sn 之間呈顯著負相關（P＜0.05），揭示白花蛇舌草在富集Cd、Sn、Fe 這些元素時存在相互抑制吸收。

4 討論

實驗采用快速、省時、省試劑耗材的微波消解作為樣品的前處理方法，基于ICP 和ICP-MS 法測定多種無機元素，使檢測結果更準確可靠，白花蛇舌草樣品中含有豐富的無機元素，含量較高的依次為：Ca、K、Mg、Fe、Mn、Ba、Zn，重金屬及有害元素中Cu、As、Pb、Hg 符合藥典要求，Cd 含量均值為2.653mg/kg，超過藥典限值，內梅羅綜合污染指數為1.49～1.87，污染等級為輕污染，需要加強藥材中Cd 含量的監控，保證藥材的安全使用。相關性分析表明76 對元素間呈顯著正相關，其中有60 對稀土元素呈顯著正相關，說明白花蛇舌草在富集稀土元素時可能都是相互促進吸收，僅2 對元素Sn 與Cd、Fe 呈顯著負相關。樣品中重金屬及有害元素的內梅羅綜合污染指數為1.49～1.87，污染等級為輕污染。

本實驗結果可為白花蛇舌草臨床使用的安全提供數據支撐。