不同产地山楂叶药材重金属含量测定及分析

发布时间：2022-01-19

　　摘 要 目的： 建立山楂叶药材中铅、镉、砷、汞、铜 5 种重金属含量测定方法，并分析不同产地山楂叶药材重金属的分布情况。 方法： 采用电感耦合等离子体质谱法(ICP⁃MS)对不同产地山楂叶中铅、镉、砷、汞、铜 5 种重金属进行含量测定，并运用统计学方法对结果进行聚类分析。 结果： 建立的 ICP⁃MS 测定方法精密度、重复性、稳定性 RSD 均小于 3. 0%，加样回收率( n= 6) 在 92. 47% ～ 101. 71%之间。 测定不同产地 36 批样品铅、镉、砷、汞、铜质量分数分别为 0. 510 0 ～ 2. 154 0 mg·kg-1、0. 032 5～ 0. 180 0 mg·kg-1、0～ 0. 830 0 mg·kg-1、0. 023 2 ～ 0. 101 0 mg·kg-1 和 0. 950 0 ～ 4. 519 0 mg·kg-1。 聚类分析结果表明河北省和辽宁省产地山楂叶样品重金属总体偏低。 结论： 本研究建立的 ICP⁃MS 方法灵敏、准确，可用于山楂叶药材中 5种重金属的同时检测，测定的数据及统计分析结果可为山楂叶的质量评价和临床应用提供参考。

　　关键词 山楂叶;重金属;含量测定;聚类分析

　　山楂叶是蔷薇科山楂属植物山里红 Crataeguspinnatifida Bge. var. majorn. e. Br. 或山楂 Crataeguspinnatifida Bge. 的干燥叶，具有活血化瘀、理气通脉、化浊降脂之功效[1]。 山楂叶始收载于东晋葛洪的《肘后方》，中国药典 2005 年版正式收载。 山楂叶的用药部位直接暴露在空气中，药材品质受生长环境及气候影响较大。 此外，中药材在种植过程中农药、化肥等的不合理使用会导致重金属超标，在体内富集会对人的肝、肾等器官产生实质性损害，从而影响药材品质，制约着我国中药材进入国际市场。因此，准确检测和限定重金属的含量确保用药安全显得尤为重要[2～ 4]。 中国药典 2020 年版尚未对山楂叶重金属残留进行控制，本文参考文献资料[5～ 8]，以中国药典 2020 年版收载的重金属标准为依据，采用微波消解联合电感耦合等离子体质谱法对不同产地 36 批山楂叶药材中 5 种重金属的含量进行测定，并通过统计学分析其分布情况，以期为山楂叶的质量评价和临床安全合理用药提供科学依据。

　　1 仪器与试药

　　1. 1 仪器

　　PE350D 型 电 感 耦 合 等 离 子 体 质 谱 仪 ( 美国 PerkinElmer 公司);CME MARS6 微波消解仪(美国 CEM 公司);MS105DU 电子天平( 瑞士梅特勒公司)。

　　1. 2 试剂

　　1 000 mg·L-1 铅、镉、砷、汞、铜标准溶液均购于坛 墨 质 检⁃标 准 物 质 中 心， 批 号 分 别 为B19110470、 B191214、 B2001018、 B2003146、B1911051;金溶液标准物质(批号：BW1351)购于中国计量院;硝酸为优级纯(美国赛默飞公司)，水为娃哈哈纯净水。

　　1. 3 样品

　　本次实验分析的 36 批样品，主要收集产地为河北、山东、山西、辽宁，经河北民族师范学院董建新教授鉴定为蔷薇科山里红 Crataegus pinnatifida Bge.var. major N. E. Br. 的干燥叶。 见表 1。

　　2 方法与结果

　　2. 1 ICP⁃MS 工作参数

　　射频 功 率： 1. 5 kW; 冷 却 气 流 量： 14. 0 L · min-1;辅助气流量：0. 8 L·min-1;载气流速：0. 91 L ·min-1;采样深度：5 mm。

　　2. 2 溶液的制备

　　2. 2. 1 对照品储备液 分别精密量取 Pb、Cd、As、Hg、Cu 单元素标准溶液适量，用 10%的硝酸溶液稀释配制成每 1 ml 分别含 Pb、Cd、As、Hg、Cu 为 1，0. 5，1，1，10 μg 的溶液，即得。

　　2. 2. 2 对照品溶液 分别精密量取 Pb、Cd、As、Cu对照品储备液适量，用 10%硝酸溶液稀释成每 1 ml含 Pb、As 为 0、1、5、10、20 ng，含 Cd 为 0，0. 5，2. 5，5，10 ng，含 Cu 为 0，50，100，200，500 ng，含 Hg 为 0，0. 2，0. 5，1. 0，5. 0 ng 的系列浓度混合溶液(临用新制)。 精密量取金单元素标准溶液 1 ml，用 10%硝酸溶液稀释成 1 μg·ml-1 的金元素标准溶液。

　　2. 2. 3 供试品溶液 取 60℃ 下干燥 2 h 的山楂叶样品粉碎，粉末过 5 号筛，精密称取 0. 5 g，置聚四氟乙烯消解罐中，精密加入硝酸 6 ml，进行消解。 消解程序：温度 130℃ 保持 10 min，150℃ 保持 20 min，180℃保持 20 min，功率均为 1 800 W。 消解完毕后，冷却至室温，在 140℃ 将酸赶至约 1 ml，转移至50 ml 量瓶中，加入金标准溶液 0. 2 ml，用水定容至刻度，摇匀，作为供试品溶液。 除不加样品和金单元素标准液外，同法制备试剂空白溶液。

　　2. 3 线性关系考察

　　分别精密吸取“2. 2. 2” 项下不同浓度 Pb、Cd、As、Hg、Cu 的混合对照品溶液，注入到 ICP⁃MS 仪器进样分析，以浓度(X，ng·ml-1)为横坐标，元素计数(Y) 为纵坐标，计算回归曲线方程，结果见表 2。

　　2. 4 精密度试验

　　分别取 Pb、Cd、As、Hg、Cu 3 号标准品混合溶液，连续进样 6 次，依法测定，测得 5 种金属元素含量的 RSD 分别为 1. 2%，1. 5%，2. 1%，0. 9%，0. 5%(n = 6)，表明仪器的精密度良好。

　　2. 5 重复性试验

　　取山楂叶样品(HBCD⁃1)6 份，按“2. 3”项下方法制备并依法测定。 测得 5 种金属元素平均含量分别为 0. 941 1，0. 121 5，0. 109 1，0. 024 5，1. 492 0 mg· kg-1， RSD 分 别 为 1. 0%， 0. 8%， 1. 5%， 1. 7%， 0. 4%(n = 6)，表明方法的重复性良好。

　　2. 6 稳定性试验

　　取同一供试品溶液，依法于 0，4，8，12，24 h 进样测定，记录各元素的响应值。 结果 5 种元素测定值的 RSD 分别为 1. 5%，0. 6%，1. 1%，2. 2%，0. 9%(n = 6)，表明供试品溶液 24 h 内稳定性良好。

　　2. 7 加标回收率试验

　　精密称取已知含量的山楂叶样品(HBCD⁃1)约0. 25 g，置于聚四氟乙烯消解罐中，平行 6 份，另取 “2. 2. 1”项下对照品储备液适量作为加标溶液，Pb、Cd、As、Hg、Cu 加标体积分别为 0. 24，0. 06，0. 03，0. 01，0. 038 ml，加入到上述 6 份样品中，精密加入硝酸 6 ml，按“2. 3”项下方法制备加样回收供试品溶液并依法测定，分别计算各元素的平均回收率。 结果表明，Pb、Cd、As、Hg、Cu 的平均回收率分别为 99. 50%，100. 24%，95. 11%， 97. 03%， 100. 32%， RSD 分 别 为0. 71%，0. 92%，0. 84%，3. 16%，0. 97%(n = 6)。

　　2. 8 样品测定

　　取 4 个不同产地 36 批样品依上述方法测定，结果见表 3 和图 1。 Pb、Cd、As、Hg、Cu 质量分数分别为0. 510 0～ 2. 154 0 mg·kg-1，0. 032 5 ～ 0. 180 0 mg· kg-1，0 ～ 0. 830 0 mg·kg-1，0. 023 2 ～ 0. 101 0 mg · kg-1，0. 950 0 ～ 4. 519 0 mg · kg-1。 参 考 中 国 药 典2020 年版中部分药材重金属限度要求(铅≤5 mg· kg-1，镉≤0. 3 mg·kg-1，砷≤2 mg·kg-1，汞≤0. 2 mg ·kg-1，铜≤20 mg·kg-1) ，山楂叶样品重金属含量远低于指标，均符合要求。

　　由图 1 可知，4 个产地山楂叶药材样品中，Pb含量以山西产偏高，河北、山东、辽宁产含量相近;Cd 和 Hg 含量 4 个产地样品基本相近;砷含量以山西和山东产偏高;Cu 含量以山东产最高，其他 3 个产地样品间差异无统计学意义(P>0. 05)。

　　2. 9 聚类分析

　　采用 SPSS 20. 0 统计软件对上述 36 批不同产地的山楂叶药材中的 Pb、Cd、As、Hg、Cu 含量进行分析，采用组间联接方法，平均 Euclidean 距离，进行层次聚类[9，10]。 结果显示，当平均 Euclidean 距离为10 时，4 个产地样品共分为 2 类，其中 19、28、30、31、32、33 归为一类，主要为山东产地;其余归为第二类，主要为河北、辽宁、山西产地 。 见图 2。

　　3 讨论

　　本文建立了微波消解辅助的 ICP⁃MS 法测定河北、山东、山西和辽宁 4 个省份山楂叶药材中 5 种重金属含量。 利用 SPSS20. 0 软件，通过聚类分析将 5种重金属的含量分为两大类，山东产地重金属总体与其他产地差异较大为一类，河北、山西、辽宁产地接近为一类。 参考中国药典 2020 年版金银花、山楂等植物药材的限度要求，4 个产地的 36 批次山楂叶样品中 5 种重金属含量均在限度之内，其中铜的含量较低。 山西产山楂叶的重金属铅、汞、砷整体含量高于其他 3 省，可能与山西省发达的煤炭行业有关[11]。 重金属镉的含量以山东省样品偏低，辽宁产整体偏高，河北和山西镉含量范围较广，在 0. 03 ～0. 18 mg·kg-1 之间。

　　植物药材中的重金属影响因素众多，其中植物用药部位[12]、土壤母质[13，14]、空气沉降[13，15]、农药化肥的使用[16，17]等因素应允以重视，以便从源头控制质量。 据了解，山楂对生长环境的适应能力较强，药农对山楂叶药材干预较少，重金属含量与种植过程中所使用的农药、化肥关系不大。 而本文研究结果表明不同产地的山楂叶药材重金属含量略有差异，可能与土壤、空气等生长环境以及海拔高度、经纬度等地理条件有关，建议山楂叶种植当首先选择固定的种植采收基地，对药材生长的土壤中重金属定时监测、积极修复[14];其次中药材种植基地应尽量远离重工业污染园区，避免重金属污染，真正从源头上控制好药材品质，使山楂叶药材质量“安全、有效、稳定、可控”。

　　本文建立的方法分析速度快、5 种重金属元素同时测定，操作简单、准确度高，可以为完善山楂叶药材的质量标准提供依据，测定的数据及分析结果可以为山楂叶药材质量评价和临床应用提供参考。——论文作者：杨桦1 高婧1 周维维1，2 王志轩1 马丽1 富煜1 潘海峰2

　　参 考 文 献

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