顧 媛,張碧月,梅 陽(yáng),陳曉風(fēng)
糯稻根為禾本科植物糯稻(Oryza sativa L.)的根狀莖及須根[1,2],是挖取糯稻的地下部分洗凈曬干而得,味甘辛、性平、無(wú)毒,具有補(bǔ)氣化痰、滋陰壯胃、除風(fēng)濕、除寒安胎、養(yǎng)胃清肺、健脾、退虛熱、止盜汗等多種功效[3-5]。臨床常用于治療陰虛發(fā)熱、自汗盜汗、口渴咽干、肝炎、乳糜尿、驅(qū)馬來(lái)絲蟲(chóng)等癥[3]。中藥材從生長(zhǎng)到炮制的過(guò)程中容易引入金屬元素,其中一些是人體需要的微量元素,但還有一些元素如鉛(Pb)、鎘(Cd)、砷(As)、汞(Hg)、銅(Cu)是有害的,如果在體內(nèi)蓄積到一定量會(huì)危害人體健康[6]。本研究采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,ICP-MS)對(duì)不同購(gòu)買(mǎi)地的11批糯稻根中5種重金屬含量進(jìn)行測(cè)定[7],一方面建立糯稻根中重金屬方便準(zhǔn)確的定量分析方法,另一方面也為糯稻根的質(zhì)量控制、品質(zhì)評(píng)價(jià)及安全性評(píng)估提供基礎(chǔ)資料和理論依據(jù)。
1.1 實(shí)驗(yàn)儀器 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(NexIon350,美國(guó)鉑金埃爾默公司),電子天平(XS-205,梅特勒-托利多公司),微波消解儀(Mulitiwave PRO,奧地利安東帕有限公司),ZM200型超離心研磨儀(德國(guó))。Pb、Cd、As、Hg、Cu、鍺(Ge)、銦(In)、鉍(Bi)、金(Au)單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液均來(lái)源于美國(guó)o2si smart solutions公司,含量均為1 000 mg/L;調(diào)諧液由美國(guó)Perkin Elmer公司提供;芹菜成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW10048 GSB-26,地球物理地球化學(xué)勘查研究所);收集了不同購(gòu)買(mǎi)地的糯稻根藥材,均經(jīng)鎮(zhèn)江市食品藥品監(jiān)督檢驗(yàn)中心中藥室鑒定。硝酸(Merck優(yōu)級(jí)純),水為一級(jí)水(電阻率≥18.2 MΩ·cm)。糯稻根成分分析樣本采用1~11編號(hào)表示。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 ICP-MS儀工作條件及樣品測(cè)定
1.2.1.1 ICP-MS儀工作條件 采用調(diào)諧液將儀器調(diào)至最佳工作環(huán)境。射頻功率1 100 w;等離子體氣流量為15 L/min;載氣流量0.8 L/min;輔助氣流量1.2 L/min;分析模式:碰撞反應(yīng)池,重復(fù)次數(shù)3次。
1.2.1.2 樣品測(cè)定與計(jì)算 設(shè)定75As、65Cu以72Ge為內(nèi)標(biāo),114Cd以115In為內(nèi)標(biāo),208Pb、202Hg以209Bi為內(nèi)標(biāo),測(cè)定時(shí)將樣品進(jìn)樣管依次插入各個(gè)濃度的標(biāo)準(zhǔn)品溶液中,濃度由低到高依次遞增進(jìn)樣,內(nèi)標(biāo)進(jìn)樣管始終插在內(nèi)標(biāo)溶液中,以響應(yīng)值為縱坐標(biāo),濃度為橫坐標(biāo),得到標(biāo)準(zhǔn)曲線。再將樣品進(jìn)樣管插入供試液中進(jìn)行測(cè)定,需扣除空白,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線得出相應(yīng)的濃度(ng/ml)。各元素的含量計(jì)算公式如下:含量(mg/kg)= 測(cè)定濃度(ng/ml)×50(ml)/稱樣量 ×103(g)。
1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)品溶液的制備 分別精密量取5個(gè)單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液適量,用5%硝酸溶液稀釋制成每1 ml分別含 Pb、Cd、As、Hg、Cu 為 1 μg、1 μg、0.5 μg、1 μg、10 μg的標(biāo)準(zhǔn)品貯備液。分別精密量取Pb、Cd、As、Cu元素標(biāo)準(zhǔn)品貯備液適量, 用5%硝酸溶液稀釋制成每1 ml分別含Pb與As 0、2、5、10、20、50 ng, 含 Cd 0、0.2、1、5、10、15 ng, 含 Cu 0、10、50、100、250、500 ng的系列濃度混合溶液。另精密量取Hg元素標(biāo)準(zhǔn)品貯備液適量, 用5%硝酸溶液稀釋至每1 ml含Hg 0、0.1、0.5、1、2、5 ng的溶液,分別加入Au單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液 適量使Au元素的濃度為4 ng/ml,作為汞的標(biāo)準(zhǔn)系列濃度溶液(需臨用新制)。
1.2.3 內(nèi)標(biāo)溶液的制備 分別精密量取Ge、In、Bi單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液適量, 用水稀釋成每1 ml中各含1μg的混合溶液。
1.2.4 供試品溶液的制備 取糯稻根藥材適量,粉碎過(guò)4號(hào)篩,精密稱取粉末約0.5 g,置微波消解罐中, 加硝酸6 ml浸泡過(guò)夜,第2天進(jìn)行微波消解,設(shè)定消解程序?yàn)椋?20 ℃,保持20 min;150 ℃,保持10 min;190 ℃,保持20 min。消解完畢后,于120 ℃趕酸至近干,轉(zhuǎn)移至50 ml量瓶中,用水洗滌消解罐,合并至量瓶中,加入Au單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液適量使Au元素的濃度為4 ng/ml,用水稀釋至刻度,即得。供試液中元素的測(cè)定值如超出標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍, 則將供試液用水稀釋至濃度落在相應(yīng)元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍內(nèi)。
1.2.5 空白溶液的制備 除不加樣品和Au單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液外,余同1.2.4項(xiàng)下制備試劑空白溶液。
1.2.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法
1.2.6.1 線性關(guān)系的考察 取1.2.2項(xiàng)下的Pb、As、Cd、Cu系列濃度標(biāo)準(zhǔn)品混合溶液及Hg系列濃度標(biāo)準(zhǔn)品溶液分別進(jìn)樣,以濃度(ng/ml)為橫坐標(biāo),響應(yīng)值為縱坐標(biāo),得到5個(gè)元素的線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)。
1.2.6.2 方法檢出限的考察 取1.2.5項(xiàng)下的空白溶液重復(fù)進(jìn)樣11次,分別以各元素測(cè)定值的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差除以各元素標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率,即為各元素的方法檢出限。
1.2.6.3 重復(fù)性試驗(yàn) 精密稱取同一批號(hào)的糯稻根粉末約0.5 g,稱取6份,按1.2.4項(xiàng)下供試品溶液的制備方法操作,按照1.2.1項(xiàng)下進(jìn)行測(cè)定,計(jì)算各元素的含量,計(jì)算出相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(relative standard deviation,RSD)。
1.2.6.4 準(zhǔn)確度試驗(yàn) 包括兩種試驗(yàn)。(1)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)驗(yàn)證試驗(yàn):為了考察儀器在測(cè)定條件下的準(zhǔn)確性,將國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)芹菜(GBW10048)按照1.2.4項(xiàng)下供試品溶液的制備方法操作,按照1.2.1項(xiàng)下進(jìn)行定量分析。(2)加標(biāo)回收率試驗(yàn):取已知各元素含量的糯稻根樣品6份,每份取約0.5 g,精密稱定,分別精密加入Pb、Cd、Hg、As、Cu元素標(biāo)準(zhǔn)品溶液適量,使加入的標(biāo)準(zhǔn)元素的濃度與供試液中各元素的濃度相當(dāng),按照1.2.4項(xiàng)下供試品溶液的制備方法操作,按照1.2.1項(xiàng)下進(jìn)行測(cè)定,根據(jù)各元素的測(cè)定值與加入的對(duì)照品溶液的值計(jì)算出回收率及RSD值。
2.1 線性關(guān)系考察 結(jié)果表明Pb、As、Cd、Hg和Cu 濃度分別在 1~50 ng/ml、1~50 ng/ml、0.2~15 ng/ml、0.1~5 ng/ml和10~500 ng/ml范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。各元素的線性與相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表1。
2.2 方法檢出限的考察 結(jié)果表明該方法檢出限低,Hg元素的檢出限可達(dá)到ng/L級(jí)別,見(jiàn)表1。
2.3 重復(fù)性試驗(yàn) 由表1可見(jiàn)各元素的重復(fù)性RSD值均小于3%,表明該方法重現(xiàn)性良好。
2.4 準(zhǔn)確度試驗(yàn)
2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)驗(yàn)證試驗(yàn) 芹菜標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)得值均在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi),結(jié)果見(jiàn)表2,表明該方法準(zhǔn)確度較好。
2.4.2 加標(biāo)回收率試驗(yàn) 由表1可見(jiàn),樣品中各元素的回收率均在92.25%~103.02%之間,且RSD值均小于4%,說(shuō)明此方法準(zhǔn)確度高,能滿足樣品中各元素的分析要求。
表1 糯稻根中各元素的線性、檢出限和重復(fù)性檢測(cè)結(jié)果
表2 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)芹菜標(biāo)準(zhǔn)值與測(cè)得值比較(mg/kg)
2.5 各批次糯稻根中重金屬的含量測(cè)定 將11批不同采購(gòu)地的糯稻根藥材按1.2.4項(xiàng)下供試品溶液的制備方法操作,照1.2.1項(xiàng)進(jìn)行元素的含量測(cè)定及計(jì)算,結(jié)果顯示11批糯稻根中有2批Cd含量超標(biāo),2批Cu含量超標(biāo),而As元素全部超標(biāo),見(jiàn)表3。我國(guó)現(xiàn)行的重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)可參照:《藥用植物及制劑進(jìn)出口綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》[8]、GB-14882-94《食品中放射性物質(zhì)限制濃度標(biāo)準(zhǔn)》[9]和《中國(guó)藥典》2015年版,限量值均為:Pb≤5.0 mg/kg,Cd≤0.3 mg/kg,Hg≤0.2 mg/kg,As≤2.0 mg/kg,Cu ≤20.0 mg/kg。
表3 11批糯稻根中5種重金屬含量測(cè)定結(jié)果
本研究采用微波消解將11批糯稻根藥材進(jìn)行了前處理,用ICP-MS儀同時(shí)檢測(cè)了樣品中5種重金屬元素的含量[10,11],還驗(yàn)證了芹菜標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)控樣品,測(cè)定值都在證書(shū)標(biāo)示值的范圍內(nèi),結(jié)果表明該檢測(cè)方法操作方便快捷、檢測(cè)限低、線性關(guān)系良好、準(zhǔn)確度好,可用于糯稻根中5種重金屬元素的定量分析。
本研究對(duì)11批糯稻根中5種重金屬含量進(jìn)行檢測(cè),如參照限量標(biāo)準(zhǔn),發(fā)現(xiàn)只有Pb和Hg元素含量在限度范圍內(nèi),有2批Cd含量超標(biāo),2批Cu含量超標(biāo),而As元素全部超標(biāo),部分藥材中As元素超標(biāo)量超10倍。由于中藥用藥期一般較長(zhǎng),若服用重金屬超標(biāo)的中藥,長(zhǎng)此以往,這些重金屬可在體內(nèi)蓄積,當(dāng)蓄積到一定量,即可呈現(xiàn)毒性作用,從而危害人體健康。中藥中重金屬一般來(lái)源于以下幾個(gè)方面:藥材對(duì)某些元素的主動(dòng)吸收及自身的富集特性等;中藥生長(zhǎng)的環(huán)境,如土壤、農(nóng)藥化肥及水的影響,工業(yè)廢水廢氣的污染等;在采收運(yùn)輸、飲片加工及制劑過(guò)程中引入的污染等[12,13]?,F(xiàn)如今,世界各國(guó)也都已經(jīng)重視重金屬的含量超標(biāo)問(wèn)題,對(duì)重金屬的限量標(biāo)準(zhǔn)做出了嚴(yán)格的規(guī)定[14,15]。故我國(guó)應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)糯稻根藥材生長(zhǎng)環(huán)境、運(yùn)輸生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)管,杜絕重金屬污染的根源,同時(shí)盡快完善糯稻根藥材及其飲片的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),將重金屬及有害元素納入檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的檢查項(xiàng)下,全方面確保用藥的安全性。