杜軍良+楊鳳+萬(wàn)燕+李靜+何志堅(jiān)

摘要：為了利用分光光度法測(cè)定3種中草藥中的重金屬鎘元素含量，從而提供3種中草藥中鎘含量的數(shù)據(jù)，并對(duì)其中鎘含量是否超標(biāo)提供數(shù)據(jù)參考，采用濕法消解（HNO3、HClO4混酸），以雙硫腙為顯色劑，用酒石酸鉀鈉、鹽酸羥胺聯(lián)合掩蔽，用OP乳化劑增色增溶，再用分光光度法測(cè)定鎘含量。結(jié)果表明，分光光度法測(cè)定鎘含量的最佳條件為：最佳吸收波長(zhǎng)為537 nm，NaOH的用量為5.00 mL，顯色時(shí)間為20 min，顯色劑的用量為15 mL;川芎中鎘含量為0.254 μg/g，黃連中鎘含量為0.045 μg/g，地黃中鎘含量為0.195 μg/g。結(jié)果表明，鎘含量大小依次為：川芎>地黃>黃連，其鎘含量都符合我國(guó)制定的藥用植物及制劑進(jìn)出口綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（鎘≤0.3 μg/g），3種中草藥中鎘的回收率在95.0%～99.0%之間，表明結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

關(guān)鍵詞：分光光度法;雙硫腙;中草藥;鎘

中圖分類(lèi)號(hào)： O657.31 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2015）04-0299-03

收稿日期：2014-05-27

基金項(xiàng)目：四川省教育廳自然科學(xué)基金（編號(hào)：14ZB0267）。

作者簡(jiǎn)介：杜軍良（1979—），男，山西運(yùn)城人，碩士，講師，從事中藥和食品成分分析與檢測(cè)。Tel：（0816）2200064;E-mail：358959587@qq.com。

通信作者：何志堅(jiān)，碩士，副教授，從事環(huán)境污染檢測(cè)與生態(tài)修復(fù)研究。E-mail：fengzhongyundong@163.com。

由于中草藥價(jià)格低廉、使用靈活、服用方便，因而具有廣闊的發(fā)展?jié)摿1-2]。尤其是隨著中藥在治療癌癥、艾滋病等方面取得的突破性進(jìn)展，使得中草藥的研究與開(kāi)發(fā)越來(lái)越多地受到了人們的關(guān)注。但是隨著生態(tài)環(huán)境的不斷惡化以及中藥原材料栽培過(guò)程中土壤的污染、農(nóng)藥的過(guò)量使用等，都使得中草藥原料的質(zhì)量越來(lái)越難以得到保證。中草藥中存有過(guò)量有毒物質(zhì)，使其在發(fā)揮“治病”功效的同時(shí)也產(chǎn)生“致病”的副作用，重金屬就是這些有毒物質(zhì)中的一種[3]。

阻礙我國(guó)中草藥出口的一個(gè)重要原因就是中草藥中重金屬等有害物含量超標(biāo)。由于重金屬超標(biāo)，關(guān)于我國(guó)中藥及其產(chǎn)品在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家被查扣的事件時(shí)有報(bào)道，因此許多國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)對(duì)進(jìn)口中藥中重金屬含量提出了嚴(yán)格要求，同時(shí)對(duì)我國(guó)中藥的國(guó)際聲譽(yù)也產(chǎn)生了極大的負(fù)面影響[4]。因此中草藥中重金屬的檢測(cè)、控制、評(píng)價(jià)方法已經(jīng)成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一[5]，也成為毒理學(xué)、中藥藥理學(xué)、生物無(wú)機(jī)化學(xué)、環(huán)境化學(xué)等眾多學(xué)科的研究熱點(diǎn)。

重金屬鎘（Cd）是人體非必需元素，正常環(huán)境狀況下不會(huì)影響人體健康;當(dāng)環(huán)境受到鎘污染后，鎘可能在生物體內(nèi)富集，且其半衰期較長(zhǎng)，可通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體[1]。研究表明，在當(dāng)今世界研究的主要毒素中，鎘位居第3位;在聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署提出的12 種具有全球性意義的危險(xiǎn)性物質(zhì)中，鎘被列為首位;國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)確定鎘為人類(lèi)、試驗(yàn)動(dòng)物的肺癌、前列腺癌的確認(rèn)致癌物[6]。因此測(cè)定中草藥中重金屬鎘含量具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。2005年我國(guó)就制定了適用于藥用植物及制劑進(jìn)出口的綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并規(guī)定了有害元素的含量限值：鎘≤0.3 mg/kg、汞（Hg）≤0.2 mg/kg、砷（As）≤2.0 mg/kg、鉛（Pb）≤5.0 mg/kg[7]。

川芎（Ligusticum chuanxiong Hort.）中鎘元素含量的測(cè)定方法主要有原子吸收分光光度法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法[8-9];地黃[Rehmannia glutinosa （Gaetn.） Libosch. ex Fisch. et Mey.]中鎘元素含量的測(cè)定方法主要有ICP-AES法、原子吸收分光光度法[7，10];黃連（Coptis chinensis Franch.）中鎘元素含量的測(cè)定方法主要有原子吸收分光光度法、原子吸收光譜法、ICP 發(fā)射光譜法等[11]。雖然其中大多數(shù)方法具有靈敏度高、快速準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，但是由于儀器價(jià)格昂貴而不易推廣[12]，因此對(duì)黃連、地黃、川芎中鎘含量的測(cè)定多偏重于使用大型精密儀器，而對(duì)于如何選取最佳反應(yīng)條件、改變?cè)噭l件等采用更為簡(jiǎn)單易操作的分光光度法測(cè)定這3種中草藥中鎘含量的報(bào)告還少見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)采用儀器設(shè)備簡(jiǎn)單、價(jià)廉、操作方便并具有較高靈敏度的分光光度法測(cè)定來(lái)豐富鎘的測(cè)定方法，以便能更容易、方便、準(zhǔn)確地測(cè)定出中草藥中的鎘含量[13-14]。

1 材料與方法

1.1 儀器與設(shè)備

T6新世紀(jì)紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;FW-100高速萬(wàn)能粉碎機(jī)，北京市永光明醫(yī)療儀器廠;101-2A型恒溫干燥箱，上海瀘南電爐烘箱廠;AUY120電子分析天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司。

1.2 材料與試劑

川芎、黃連、地黃藥材購(gòu)于綿陽(yáng)師范學(xué)院校外天誠(chéng)大藥房，經(jīng)綿陽(yáng)師范學(xué)院天然產(chǎn)物研究所邊清泉教授鑒定認(rèn)可。試驗(yàn)用水均是2次蒸餾水。

優(yōu)級(jí)純硝酸、優(yōu)級(jí)純高氯酸，成都市科龍化工試劑廠;分析純NaOH，成都市聯(lián)合化工試劑研究所;分析純鹽酸羥胺、分析純OP乳化劑鹽酸羥胺、分析純酒石酸鉀鈉、分析純雙硫腙，天津科密歐化學(xué)試劑有限公司;優(yōu)級(jí)純鎘粉，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 分光光度法測(cè)定鎘最佳條件的選擇 （1）最大吸收波長(zhǎng)的選擇。吸取20 mL鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液于50 mL比色管中，加入5 mL 1 mol/L NaOH溶液（此時(shí)溶液pH值約為12），再依次加入15 mL 0.002%雙硫腙、1 mL 20%鹽酸羥胺、1 mL 50%酒石酸鉀鈉、1 mL 20%OP乳化劑，用蒸餾水稀釋至刻度線，靜置;以空白試劑為參比，用紫外-可見(jiàn)分光光度法制作該溶液的光譜掃描曲線。（2）顯色劑用量的選擇。在5支已標(biāo)號(hào)的潔凈比色管中，各加入20 mL 1 μg/mL的鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液，再各加入5 mL 1 mol/L NaOH溶液，再分別加入9、12、15、18、21 mL 0.002%雙硫腙、1 mL 20%鹽酸羥胺、1 mL 50%酒石酸鉀鈉、1 mL 20%OP乳化劑，用蒸餾水稀釋至刻度線，搖勻、靜置;在紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)上，于最大吸收波長(zhǎng)537 nm處用1 cm的比色管測(cè)定吸光度D537 nm，以空白試劑作為參比。（3）顯色時(shí)間的選擇。在5支已標(biāo)號(hào)的潔凈比色管中，各加入20.00 mL 1μg/mL的鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液，再分別加入5 mL 1 mol/L NaOH溶液、15 mL 0.002%雙硫腙、1 mL 20%鹽酸羥胺、1 mL 50%酒石酸鉀鈉、1 mL 20%OP乳化劑，用蒸餾水稀釋至刻度線，搖勻，靜置時(shí)間依次設(shè)為10、15、20、25、30 min;在紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)上用1 cm的比色管測(cè)定吸光度D537 nm，采用空白試劑作為參比。（4）NaOH用量的選擇。在5支已標(biāo)號(hào)的潔凈比色管中，各加入20 mL 1 μg/mL鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別加入3、4、5、6、7 mL 1 mol/L NaOH溶液，再分別加入15 mL 0.002%雙硫腙、1 mL 20%鹽酸羥胺、1 mL 50%酒石酸鉀鈉、1 mL 20%OP乳化劑，用蒸餾水稀釋至刻度線，搖勻，靜置 20 min;在紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)上用1 cm的比色管測(cè)定吸光度，采用空白試劑作為參比。（5）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。分別準(zhǔn)確吸取0.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mL 1 μg/mL 鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液，依次加入到50 mL比色管中，再分別加入5 mL 1 mol/L NaOH溶液、15 mL 0.002%雙硫腙、1 mL 20%鹽酸羥胺、1 mL 50%酒石酸鉀鈉、1 mL 20%OP乳化劑，每加入1種試劑后都要充分混勻，最后加去離子水至刻度處，搖勻，靜置20 min;以空白溶液作為參比，在537 nm波長(zhǎng)下用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)量上述各溶液的吸光度D537 nm。endprint

1.3.2 樣品前處理 將市售川芎用水洗凈后用去離子水洗滌，除去樣品表面附著的雜質(zhì)以及由于其他因素帶來(lái)的金屬離子。然后將水瀝干，置于烘箱中（ 70～80 ℃ ）烘干至恒質(zhì)量，最后用粉粹機(jī)將樣品粉碎且過(guò)100目篩，裝于試劑袋中，放入干燥器中待用。準(zhǔn)確稱(chēng)取2.000 0 g待用的川芎樣品于潔凈干燥的小燒杯中，加入30 mL混合酸（HClO4 ∶ HNO3=1 ∶ 5），將燒杯置于電熱板上低溫加熱消解，保持溶液處于微沸狀態(tài)。當(dāng)棕色煙揮發(fā)盡、HClO4白煙冒盡、消化液變?yōu)橥该魃⒔蓵r(shí)取下燒杯，冷卻后轉(zhuǎn)移至10 mL容量瓶中定容。黃連、地黃的處理方法相同。

1.3.3 樣品的測(cè)定 分別準(zhǔn)確吸取5.00 mL川芎、黃連、地黃樣品溶液于50 mL比色管中，分別加入5 mL 1 mol/L NaOH溶液（此時(shí)溶液pH值約為12），再分別加入15 mL 0.002%雙硫腙、1 mL 20%鹽酸羥胺、1 mL 50%酒石酸鉀鈉、1 mL 20%OP乳化劑，用蒸餾水稀釋至刻度線，靜置20 min，在紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)上用1 cm的比色管測(cè)定吸光度，以空白溶液作參比。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程求出各樣品中的鎘含量，同時(shí)進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 紫外-可見(jiàn)分光光度法測(cè)定鎘含量的最佳條件選擇結(jié)果

鎘的最大吸收波長(zhǎng)選擇結(jié)果見(jiàn)圖1，分析可知，用紫外-可見(jiàn)分光光度法得出鎘的最佳吸收波長(zhǎng)在537 nm處。

由表1顯色劑用量的選擇結(jié)果可知，雙硫腙的用量為 15 mL 時(shí)測(cè)定的吸光度達(dá)到最大且比較穩(wěn)定，因此在鎘含量測(cè)定試驗(yàn)中選用的顯色劑用量為15 mL。

表1 不同雙硫腙的用量所對(duì)應(yīng)的D537 nm

雙硫腙用量（mL） D537 nm

9 0.025

12 0.080

15 0.139

18 0.124

21 0.097

由表2顯色時(shí)間的選擇結(jié)果可知，顯色時(shí)間為20 min時(shí)測(cè)定的吸光度D537 nm達(dá)到最大值且比較穩(wěn)定，因此在鎘含量測(cè)定的試驗(yàn)中選用的顯色時(shí)間為20 min。

表2 不同顯色時(shí)間所對(duì)應(yīng)的D537 nm

顯色時(shí)間（min） D537 nm

10 0.087

15 0.126

20 0.137

25 0.132

30 0.130

由表3 NaOH用量的選擇結(jié)果可知，NaOH的用量為 5 mL 時(shí)測(cè)定的吸光度達(dá)到最大且比較穩(wěn)定，因此在鎘含量測(cè)定的試驗(yàn)中，選擇NaOH的用量為5 mL。

表3 不同NaOH所對(duì)應(yīng)的D537 nm

NaOH用量（mL） D537 nm

3 -0.042

4 0.079

5 0.143

6 0.122

7 0.078

鎘標(biāo)準(zhǔn)樣品的濃度及相應(yīng)的吸光度結(jié)果見(jiàn)表4?；貧w方程及相關(guān)系數(shù)為：

y=7.657 1x+0.035 1，r2=0.997 7。

以濃度為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo)繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線，詳見(jiàn)圖2，可以看出，鎘濃度在0～0.20 μg/mL間有良好的線性關(guān)系。

表4 鎘標(biāo)準(zhǔn)樣品的濃度對(duì)應(yīng)的D537 nm

濃度（μg/mL） D537 nm

0 0.036

0.004 0.063

0.008 0.097

0.012 0.131

0.016 0.154

0.020 0.189

2.2 樣品的測(cè)定結(jié)果

從表5的樣品測(cè)定結(jié)果可以看出，3種中草藥中都含有微量的重金屬鎘，其中川芎中含量最多，黃連中含量最少，但都在國(guó)家藥用植物的規(guī)定范圍內(nèi)（≤0.3 μg/g）。

表5 樣品測(cè)定結(jié)果

樣品 D537 nm 濃度

（μg/g）

川芎 0.074 0.254

黃連 0.042 0.045

地黃 0.065 0.195

2.3 川芎加標(biāo)回收率測(cè)定結(jié)果

由表6至表8的川芎加標(biāo)回收率可以看出，試驗(yàn)準(zhǔn)確度較高，穩(wěn)定性較好，結(jié)果可靠。

表6 川芎加標(biāo)回收率的測(cè)定結(jié)果

樣品含量

（μg/g） 加標(biāo)量

（μg/g） 測(cè)定值

（μg/g） 回收率

（%） 平均回收率

（%）

0.254 0.200 0.452 99.0 98.3

0.300 0.551 99.0

0.400 0.641 96.8

表7 黃連加標(biāo)回收率的測(cè)定結(jié)果

樣品含量

（μg/g） 加標(biāo)量

（μg/g） 測(cè)定值

（μg/g） 回收率

（%） 平均回收率

（%）

0.045 0.200 0.243 99.0 97.3

0.300 0.330 95.0

0.400 0.437 98.0

3 結(jié)論

本研究采用濕法消化（HNO3、HClO4混酸），以雙硫腙為

表8 地黃加標(biāo)回收率的測(cè)定結(jié)果

樣品含量

（μg/g） 加標(biāo)量

（μg/g） 測(cè)定值

（μg/g） 回收率endprint

（%） 平均回收率

（%）

0.195 0.200 0.394 99.5 98.6

0.300 0.489 98.0

0.400 0.588 98.3

顯色劑，在強(qiáng)堿性條件下，利用酒石酸鉀鈉、鹽酸羥胺聯(lián)合掩蔽，通過(guò)OP乳化劑增色增溶，用紫外-可見(jiàn)分光光度法在537 nm處測(cè)定川芎、黃連、地黃3種常見(jiàn)中草藥各樣品的吸光度，求出樣品中重金屬鎘的含量。結(jié)果表明，3種常見(jiàn)中草藥中鎘的含量分別為：川芎0.254 μg/g，黃連0.045 μg/g，地黃0195 μg/g，鎘含量大小依次為：川芎>地黃>黃連，但其鎘含量符合我國(guó)制定的藥用植物及制劑進(jìn)出口綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（鎘≤0.3 μg/g）。另外本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，分光光度法測(cè)定鎘的最佳條件為：最佳吸收波長(zhǎng)為537 nm，NaOH的用量為 5 mL，顯色時(shí)間為20 min，顯色劑的用量為15 mL。試驗(yàn)結(jié)果提供了中草藥中重金屬鎘含量的數(shù)據(jù)，對(duì)中草藥是否存在重金屬鎘含量超標(biāo)提供依據(jù)，同時(shí)也為中草藥是否具有安全可靠的食用性提供數(shù)據(jù)參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]丁月云，余大華，孟 云，等. 中草藥復(fù)方對(duì)豬常見(jiàn)致病菌的體外抑菌試驗(yàn)[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（11）：236-238.

[2]陳 虹. 中草藥對(duì)8種畜禽腸道病原菌的體外抑菌試驗(yàn)[D]. 蘭州：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

[3]周勇義. 微波消解-石墨爐原子吸收分光光度法在中藥重金屬含量檢測(cè)中的應(yīng)用[D]. 北京：首都師范大學(xué)，2004.

[4]褚卓棟. 土壤-中草藥重金屬含量及中藥中砷汞生物可給性研究[D]. 保定：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2008.

[5]王超群，朱 玉，王曉華. 石墨爐原子吸收分光光度法測(cè)定瓜蔞皮中鉛和鎘的含量[J]. 中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志，2013，19（14）：158-160.

[6]李學(xué)鵬，段青源，勵(lì)建榮. 我國(guó)貝類(lèi)產(chǎn)品中重金屬鎘的危害及污染分析[J]. 食品科學(xué)，2010，31（17）：457-461.

[7]楊 健，王宏潔，邊寶林. 中藥材鮮地黃中砷、汞、鉛和鎘的含量測(cè)定[J]. 中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志，2010，16（4）：33-34.

[8]李曉念，陳 幸，李 彬. 川芎中重金屬元素鎘含量測(cè)定的研究進(jìn)展[J]. 廣東微量元素科學(xué)，2010，17（10）：8-11.

[9]周斯建，趙印泉，彭培好，等. 川芎微量元素分布特征及影響因子分析[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（5）：427-429.

[10]雷濘菲，彭書(shū)明，李 凜，等. 6種常見(jiàn)中草藥中重金屬元素鉛與鎘的測(cè)定[J]. 時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，2008，19（3）：565-566.

[11]謝光武，范 媛，黎曉敏. 重慶道地黃連、青蒿的重金屬含量研究[J]. 西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2013，38（8）：100-103.

[12]梁信源，鐘偉明，蔡 卓，等. 風(fēng)味食品中痕量鎘的測(cè)定[J]. 廣西大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006，31（3）：237-240.

[13]邱 罡，吳雙桃. 顯色分光光度法在汞（Ⅱ）測(cè)定中的應(yīng)用[J]. 光譜實(shí)驗(yàn)室，2011，28（3）：1112-1118.

[14]李洪剛. 分光光度法測(cè)定土壤中鉻含量的研究[D]. 北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2011.endprint