姜登軍，黃 嬌（1.重慶市萬州食品藥品檢驗所，重慶 404100；2.重慶三峽醫(yī)藥高等專科學校，重慶404120；3.重慶市抗腫瘤天然藥物工程技術(shù)研究中心，重慶 404120）

三峽庫區(qū)不同海拔高度桔梗中重金屬的含量測定與分析Δ

姜登軍1＊，黃 嬌2，3#（1.重慶市萬州食品藥品檢驗所，重慶 404100；2.重慶三峽醫(yī)藥高等專科學校，重慶404120；3.重慶市抗腫瘤天然藥物工程技術(shù)研究中心，重慶 404120）

目的：建立同時測定桔梗藥材中重金屬含量的方法，并探索海拔高度對桔梗藥材重金屬含量的影響。方法：采用氫化物發(fā)生法、氫化物發(fā)生法、石墨爐法、火焰法、石墨爐法分別測定藥材中砷（As）、汞（Hg）、鉛（Pb）、銅（Cu）、鎘（Cd）的含量。采用SPSS 19.0軟件對數(shù)據(jù)進行聚類分析和相關(guān)性分析。結(jié)果：As、Hg、Pb、Cu、Cd檢測質(zhì)量濃度線性范圍分別為0～16μg/L（r＝0.996 0）、0～18μg/L（r＝0.999 6）、0～50μg/L（r＝0.999 7）、0～0.8μg/L（r＝0.999 0）、0～4μg/L（r＝0.998 0）；檢測限分別為1.3×10－3、2.4×10－4、1.9×10－3、0.33、1.8×10－4mg/kg；定量限分別為4.4×10－3、8.0×10－4、6.2×10－3、1.1、6.0×10－3mg/kg；精密性、穩(wěn)定性、重復性的RSD＜3.0%，加樣回收率分別為99.1%～107.1%（RSD＝3.13%，n＝6）、94.1%～100.5%（RSD＝2.36%，n＝6）、98.9%～104.8%（RSD＝1.81%，n＝6）、92.7%～100.3%（RSD＝2.92%，n＝6）、96.6%～99.9%（RSD＝1.26%，n＝6）。海拔高度相近的樣品聚成了一類；各元素的含量隨著海拔升高而降低，5種重金屬間有顯著相關(guān)性。結(jié)論：該方法操作簡便，精密度、穩(wěn)定性、重復性好，可用于桔梗藥材中重金屬含量的同時測定；海拔因素對桔梗藥材的品質(zhì)有一定影響。

三峽庫區(qū)；桔梗；海拔高度；重金屬；含量

桔梗為桔?？浦参锝酃latycodon grandiflorum （Jacq.）A.DC.的干燥根，具有宣肺、利咽、祛痰和排膿之功效，可用于咳嗽痰多、胸悶不暢、咽痛音啞、肺癰吐膿等癥的治療[1]。桔梗主要分布于我國東北、華北以及貴州、四川等地，在朝鮮、日本和東西伯利亞地區(qū)的南部也有分布，生長于海拔2 000 m以下的陽處草叢、灌叢中[2]。桔梗作為藥食兩用的傳統(tǒng)中藥，因具有營養(yǎng)、保健、防病治病等多種功能而越來越受到人們的重視。近年來，海內(nèi)外學者對桔梗中多種成分，特別是三萜皂苷類成分的藥理活性進行了較多研究[3-5]。三峽地區(qū)桔梗大多種植在500～1 500 m處，為綜合評價桔梗藥材質(zhì)量，人工規(guī)范化種植基地環(huán)境條件篩選和保證臨床用藥安全提供科學依據(jù)，本課題組從多方面研究了海拔因素對桔梗藥材質(zhì)量的影響[6-8]。隨著對中藥重金屬含量的重視，對桔梗藥材中重金屬含量研究就顯得非常必要。本課題組采用原子吸收分光光譜法測定其砷（As）、汞（Hg）、鉛（Pb）、銅（Cu）、鎘（Cd）的含量，旨在為三峽庫區(qū)桔梗藥材的重金屬控制和安全食用提供參考依據(jù)。

1 材料

1.1 儀器

AE240型電子分析天平[梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司]；EH20A型電熱板（北京萊伯泰科儀器設(shè)備有限公司）；PinAAcle 900T型原子吸收分光光度計（美國PerkinElmer公司）；MARS6型智能微波消解儀（美國CEM公司）。

1.2 試劑

As、Hg、Pb、Cu、Cd標準品溶液（國家標準物質(zhì)研究中心，批號分別為GSB04-17422004、GSB04-17422004、GSB04-17422004、GSB04-17422004、GSB04-17422004，質(zhì)量濃度均為1 000μg/mL）；試驗所用試劑均為分析純，水為超純水。

1.3 藥材

桔梗藥材于2014年采自三峽庫區(qū)不同海拔高度（見表1），藥材采集后清洗去除泥沙，刮去根皮后干燥，即得藥材樣品，經(jīng)重慶萬州食品藥品檢驗所孟家安教授鑒定為真品。

表1 桔梗藥材來源Tab 1 Resource of P.grandiflorum

2 方法與結(jié)果

2.1 儀器測定條件

儀器測定條件見表2。

2.2 溶液的制備

表2 儀器測定條件Tab 2 Instrumental determination condition

2.2.1 標準品溶液 （1）As：取As標準品溶液1.0 mL，置于100 mL量瓶中，加0.2%硝酸溶液定容，制成As質(zhì)量濃度為10 μg/L的標準品貯備液。取上述As標準品貯備液1.0 mL，置于100 mL量瓶中，加0.2%硝酸溶液定容，得As質(zhì)量濃度為100 μg/L的標準品溶液。精密量取上述As標準品溶液0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0 mL，分別置于25 mL量瓶中，分別精密加25%碘化鉀溶液1 mL，搖勻，加10%抗壞血酸溶液1 mL，搖勻，加鹽酸溶液（20→100）定容，搖勻，密塞，置于80水浴中加熱3 min，取出，放冷，得As質(zhì)量濃度分別為0、2、4、8、12、16 μg/L的系列標準品溶液。（2）Hg：按“2.2.1（1）”項下方法制成Hg質(zhì)量濃度為100 μg/L的標準品溶液。精密量取上述Hg標準品溶液0、1.0、3.0、5.0、7.0、9.0 mL，置于5 mL量瓶中，分別精密加20%硫酸溶液0.5 mL，5%高錳酸鉀溶液10 mL，搖勻，滴加5%鹽酸羥胺溶液至紫紅色恰好消失，加水定容，搖勻，得Hg質(zhì)量濃度分別為0、2、6、10、14、18 μg/L的系列標準品溶液。（3）Pb：按“2.2.1 （1）”項下方法制成Pb質(zhì)量濃度為100 μg/L的標準品溶液A。量取上述Pb標準品溶液A 1.0 mL，置于10 mL量瓶中，加0.2%硝酸溶液定容，制成Pb質(zhì)量濃度為10 μg/ L的標準品溶液B；另取上述Pb標準品溶液A5.0 mL，置于10 mL量瓶中，用0.2%硝酸溶液定容，制成Pb質(zhì)量濃度為50 μg/L的標準品溶液C。取上述Pb標準品溶液B、C各適量，加0.2%硝酸溶液制成Pb質(zhì)量濃度分別為0、5、10、20、40、50 μg/L的系列標準品溶液。（4）Cu：按“2.2.1（1）”項下方法制成Cu質(zhì)量濃度為10 mg/L的標準品貯備液。取上述Cu標準品貯備液1.0 mL，置于10 mL量瓶中，加0.2%硝酸溶液定容，制成Cu質(zhì)量濃度為1 μg/mL的標準品溶液。精密量取上述Cu標準品溶液0、0.25、1、2、3、4 mL，置于10 mL量瓶中，加0.2%硝酸溶液定容，得Cu質(zhì)量濃度分別為0、0.05、0.2、0.4、0.6、0.8 μg/ L的系列標準品溶液。（5）Cd：按“2.2.1（1）”項下方法制成Cd質(zhì)量濃度為100 μg/L的標準品溶液A。取上述Cd標準品溶液A 1.0 mL，置于25 mL量瓶中，加0.2%硝酸溶液定容，得Cd質(zhì)量濃度為4 μg/L的標準品溶液。取上述Cd標準品溶液適量，加0.2%硝酸溶液制成質(zhì)量濃度分別為0、0.8、1、2、3、4 μg/L的系列標準品溶液。

2.2.2 供試品溶液 （1）Pb：取藥材樣品粗粉0.2 g，精密稱定，置于聚四氟乙烯消解罐內(nèi)，加硝酸9 mL、氫氟酸0.5 mL和30%過氧化氫溶液0.5 mL，混勻，蓋上內(nèi)蓋，旋緊外套，置于微波消解爐中進行消解。消解完全后，取消解內(nèi)罐置電熱板上緩緩加熱至紅棕色蒸氣揮盡，并繼續(xù)緩緩濃縮至2 mL，放冷，加水定容至25 mL，搖勻，制成Pb供試品溶液。缺藥材樣品，同法制備空白對照溶液。（2）As：取“2.2.2（1）”項下空白對照溶液和Pb供試品溶液各10.0 mL，置于250 mL量瓶中，加入25%碘化鉀溶液1 mL，搖勻，加10%抗壞血酸溶液1 mL，搖勻，用鹽酸溶液（20→100）定容，搖勻，密塞，置于80水浴中加熱3 min，取出，放冷，制成As供試品溶液。缺藥材樣品，同法制備空白對照溶液。（3）Hg：取藥材樣品粗粉0.2 g，精密稱定，置于聚四氟乙烯消解罐內(nèi)，加硝酸9 mL、氫氟酸0.5 mL和30%過氧化氫溶液0.5 mL，混勻，蓋上內(nèi)蓋，旋緊外套，置于微波消解爐中進行消解。120 趕酸，放冷，精密加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好消失，移至10 mL量瓶中，用水洗滌容器，洗液合并于量瓶中，加水定容，搖勻，制成Hg供試品溶液。缺藥材樣品，同法制備空白對照溶液。（4）Cu：按“2.2.2（1）”項下方法制備Cu供試品溶液和空白對照溶液。（5）Cd：按“2.2.2（1）”項下方法制備Cd供試品溶液和空白對照溶液。

2.3 線性關(guān)系考察

精密量取“2.2.1”項下As、Hg、Pb、Cu、Cd系列標準品溶液各適量，按“2.1”項下儀器工作條件進樣測定，記錄吸光度。以待測元素質(zhì)量濃度（x，μg/L）為橫坐標、吸光度（y）為縱坐標進行線性回歸，得回歸方程與線性范圍，詳見表3。

表3 回歸方程、線性范圍與定量限、檢測限Tab 3 Regression equation，linear range and detection limit，quantitation limit

2.4 定量限與檢測限考察

精密量取“2.2.2”項下各待測元素空白對照溶液各適量，按“2.1”項下儀器工作條件進樣測定，以檢測結(jié)果的3倍標準偏差除以標準曲線斜率作為各待測元素的檢測限，10倍標準偏差作為定量限，詳見表3。

2.5 精密度試驗

取“2.2.1”項下各待測元素標準品溶液（As、Hg、Pb、Cu、Cd標準品溶液質(zhì)量濃度分別為2、2、5、0.05、0.8 μg/mL）各適量，按“2.1”項下儀器工作條件連續(xù)進樣測定6次，記錄吸光度。結(jié)果，As、Hg、Pb、Cu、Cd吸光度的RSD分別為1.47%、0.98%、0.92%、1.32%、1.66%（n＝ 6），表明儀器精密度良好。

2.6 穩(wěn)定性試驗

取“2.2.2”項下各供試品溶液（編號：1）各適量，分別于室溫下放置0、2、4、8、12、24 h時按“2.1”項下儀器工作條件進樣測定，記錄吸光度。結(jié)果，As、Hg、Pb、Cu、Cd吸光度的RSD分別為1.25%、1.97%、2.92%、1.52%、1.69%（n＝6），表明供試品溶液在室溫放置24 h內(nèi)基本穩(wěn)定。

2.7 重復性試驗

精密稱取同一批樣品（編號：1）適量，按“2.2.2”項下方法制備供試品溶液，共6份，再按“2.1”項下儀器工作條件進樣測定，記錄吸光度。結(jié)果，As、Hg、Pb、Cu、Cd吸光度的RSD分別為1.4%、1.7%、2.1%、2.5%、2.0% （n＝6），表明本方法重復性良好。

2.8 加樣回收率試驗

取已知含量樣品（編號：1）適量，共6份，分別加入一定質(zhì)量的待測元素標準品，按“2.2.2”項下方法制備供試品溶液，再按“2.1”項下儀器工作條件進樣測定，記錄吸光度并計算加樣回收率，結(jié)果見表4。

表4 加樣回收率試驗結(jié)果（n＝6）Tab 4 Results of recovery tests（n＝6）

2.9 樣品含量測定

取12批樣品各適量，分別按“2.2.2”項下方法制備供試品溶液，再按“2.1”項下儀器工作條件進樣測定，記錄吸光度并計算樣品含量，結(jié)果見表5。

表5 樣品含量測定結(jié)果（n＝3，μg/g）Tab 5 Results of contents determination of samples （n＝3，μg/g）

由表5可知，不同桔梗中重金屬元素含量存在一定的差異，可能與其生長的土壤、空氣等環(huán)境中重金屬污染及品種的富集能力有關(guān)。根據(jù)《藥用植物及制劑進出口行業(yè)綠色標準》對中藥材重金屬含量限值規(guī)定：As≤2.0 mg/kg，Hg≤0.2 mg/kg，Pb≤5.0 mg/kg，Cu≤20.0 mg/kg，Cd≤0.3 mg/kg。本研究結(jié)果表明，不同海拔高度的桔梗中重金屬殘留量有差異，但均遠低于國家及行業(yè)標準中重金屬的允許量。

2.10 聚類分析

利用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件對12批不同海拔高度的桔梗藥材進行聚類分析，使數(shù)據(jù)分析的結(jié)果更具客觀性，得聚類樹狀圖，詳見圖1。

圖1 聚類分析樹狀圖Fig 1 Dendrogram of cluster analysis

由圖1可知，12批桔梗藥材最終歸為一類，可以分為A、B兩大類，其中A類分為A1和A2類，S2、S6、S3、S5聚為A1類，S1、S12、S4、S11聚為A2類，S9、S10、S8、S7聚為B類，可以看出海拔高度相近的聚成了一類，A類的重金屬含量比B類的含量要低些，質(zhì)量稍好些。聚類結(jié)果也驗證了含量測定結(jié)果。

2.11 相關(guān)性分析

采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件對各重金屬間進行相關(guān)性分析。結(jié)果表明，各元素之間均存在顯著相關(guān)性，詳見表6。

表6 重金屬之間的Pearson相關(guān)系數(shù)Tab 6 Pearson correlation coefficients among heavy metals

3 討論

三峽庫區(qū)位于南溫帶與亞熱帶過渡地帶，加上主體地形地貌，使該地區(qū)具有高溫、高濕、風力小、霧多、秋雨多、氣象要素日差小等氣候特點，其得天獨厚的自然生態(tài)環(huán)境生存和繁衍了許多的藥用植物。為了更好地指導桔梗的科學栽培，本試驗對桔梗中的重金屬As、Hg、Pb、Cu、Cd進行檢測，結(jié)果表明As、Hg、Pb、Cu、Cd的含量分別為0.38～0.83、0.005～0.053、0.42～0.67、7.03～15.20、0.001 3～0.022 5μg/g，各元素的含量隨著海拔升高而降低。由于重金屬是評價藥材品質(zhì)的重要因素，因此本試驗得出：高海拔的桔梗藥材品質(zhì)優(yōu)于中低海拔，聚類分析結(jié)果也得到了驗證。

許多學者在海拔這一因素對植物品質(zhì)的影響方面做了大量工作，趙廣琦等[9]研究表明，生長在低海拔地區(qū)的黃連質(zhì)量顯著高于高海拔地區(qū)；王惠珍等[10]研究表明，當歸根中阿魏酸量隨海拔升高而增加；張霽等[11]認為，海拔的升高會導致物種密度較少，隨著海拔的增高，物種與黃連的競爭力減少，黃連從土壤中吸收的養(yǎng)分量豐富，使根莖發(fā)育更好；周鎂等[12]研究認為，寬葉纈草根總黃酮含量與海拔無密切相關(guān)性。這些研究結(jié)果說明，海拔對不同植物的影響程度不同，可能同一植物體內(nèi)不同的成分對海拔變化的響應程度也不盡相同。

三峽庫區(qū)地形特殊，更不能忽略海拔因子是影響藥用植物分布及生長發(fā)育的重要環(huán)境因子[13]。潘紅麗等[14]研究表明，海拔梯度造成的溫度、水分和土壤肥力等環(huán)境異質(zhì)性可能會極大地影響到植物的生長，從而導致植物生理生態(tài)適應性發(fā)生變化。三峽庫區(qū)隨著海拔升高而年降水量增多，薄霧天氣相對較多。這可能是由于降雨的頻度和總量大于低中海拔處，受到雨水沖刷，使得高海拔的土壤中化肥和農(nóng)藥較低海拔處相應減少；也有可能是中低海拔處農(nóng)工業(yè)廢水及含有有害物質(zhì)的固體廢棄物的排放等原因，而高海拔藥材生長在偏遠的地區(qū)，受土壤、空氣和水污染比較小[15]。

相關(guān)文獻表明，我國目前的中藥材重金屬污染狀況嚴重，使得我國中藥的國際競爭力不高[16]。重金屬問題已成為影響中藥出口和阻礙我國中醫(yī)藥走向世界的主要問題，因此準確檢測和限定重金屬的含量是保障人民用藥安全，促進中藥走向國際化的關(guān)鍵[17-19]。重金屬的潛在污染與藥用植物生長環(huán)境、產(chǎn)地土壤、采收季節(jié)和加工倉儲等許多復雜因素有關(guān)。不同產(chǎn)地也能造成重金屬的污染程度有差異性，另一方面，不同的植物本身的遺傳特性對重金屬的富集能力也不同[20-22]。整體看來，12批不同海拔高度的桔梗的重金屬含量都沒有超過國家規(guī)定，5種重金屬之間有顯著的相關(guān)性，究竟是受共同的因素影響還是和藥材的遺傳性富集能力有關(guān)，值得進一步深入研究。三峽庫區(qū)的桔梗藥材中，重金屬含量高海拔區(qū)低于中低海拔區(qū)，海拔因素對桔梗藥材的品質(zhì)有影響。因此，在人工規(guī)范化種植基地環(huán)境條件篩選時應考慮海拔這一影響因子，更好地提升桔梗藥材品質(zhì)，以保證臨床用藥安全。

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Analysis and Contents Determination of Heavy Metals in Platycodon grandiflorus at Different Altitudes in the Three Gorges Reservoir Area

JIANG Dengjun1，HUANG Jiao2，3（1.Chongqing Wanzhou Institute for Food and Drug Control，Chongqing Wanzhou 404100，China；2.Chongqing Three Gorges Medical College，Chongqing 404120，China；3.Chongqing Engineering Research Center of Antitumor Natural Drugs，Chongqing 404120，China）

OBJECTIVE：To establish the method for simultaneous determination of heavy metals in Platycodon grandiflorus，and to explore the effects of altitude on the contents of heavy metals.METHODS：The contents of As，Hg，Pb，Cu and Cd were determined by hydride generation，hydride generation method，graphite furnace method，flame spectrometry，graphite furnace method.SPSS 19.0 software was adopted for clustering analysis and correlation analysis.RESULTS：The linear ranges of As，Hg，Pb，Cu and Cd were 0-16μg/L（r＝0.996 0），0-18μg/L（r＝0.999 6），0-50μg/L（r＝0.999 7），0-0.8μg/L（r＝0.999 0）and 0-4μg/L （r＝0.998 0）.Detection limit were 1.3×10－3，2.4×10－4，1.9×10－3，0.33，1.8×10－4mg/kg.Quantitation limit were 4.4×10－3，8.0×10－4，6.2×10－3，1.1，6.0×10－3mg/kg.RSDs of precision，stability and repeatability tests were all lower than 3.0%.Recoveries were 99.1%-107.1%（RSD＝3.13%，n＝6），94.1%-100.5%（RSD＝2.36%，n＝6），98.9%-104.8%（RSD＝1.81%，n＝6），92.7%-100.3% （RSD＝2.92%，n＝6），96.6%-99.9%（RSD＝1.26%，n＝6）.Samples with similar altitudes were clustered into a class；the contents of heavy metals decreased as the increase of altitude；there was significant correlation among 5 heavy metals.CONCLUSIONS：The method is simple，precise，stable and repeatable，and can be used for simultaneous determination of heavy metals’contents in P.grandiflorus.The altitude has a certain effect on the quality of P.grandiflorus.

Three gorges reservoir area；Platycodon grandiflorus；Altitude；Heavy metal；Content

R917

A

1001-0408（2017）12-1687-05

2016-04-22

2017-01-17）

（編輯：張 靜）

重慶市教委科學技術(shù)研究項目（No.KJ131801、KJ1725388）：重慶市高等職業(yè)技術(shù)院校新技術(shù)推廣項目（No.GZTG201603）

＊主管藥師。研究方向：食品藥品分析與評價。E-mail：15503141@qq.com

#通信作者：講師。研究方向：中藥質(zhì)量分析與評價。E-mail：huangjiao1108@126.com

DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2017.12.29