李明華，李耀磊，魯毅，劉啟昌，何菊，程顯隆，王禮中，魏鋒*，馬雙成*

1.中國(guó)食品藥品檢定研究院，北京 100050；2.普洱市食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中心，云南 普洱 665000；3.普洱良寶生物科技有限公司，云南 普洱 665000

白及為蘭科植物白及Bletillastriata(Thunb.)Reichb.f.的干燥塊莖，于夏、秋二季采挖，除去須根，洗凈，置沸水中煮或蒸至無(wú)白心，曬至半干，除去外皮，曬干。其味苦、甘、澀，性微寒，歸肺、肝、胃經(jīng)，具有收斂止血、消腫生肌之功效，用于咯血、吐血、外傷出血、瘡瘍腫毒、皮膚皸裂[1]，主產(chǎn)于貴州、云南、四川、湖北等地。白及飲片為白及洗凈，潤(rùn)透，切薄片，曬干所得[1]。目前，針對(duì)白及的研究主要集中在質(zhì)量控制方法，特別是真?zhèn)蝺?yōu)劣鑒別方面[2-14]，主要涉及生藥學(xué)[2-6]、分子生物學(xué)[7-9]、指紋圖譜[10-12]、含量測(cè)定[13-14]研究，而安全性方面的研究甚少，尤其是重金屬及有害元素檢查。朱迪等[15]采用原子吸收光譜法和原子熒光分光光度法對(duì)栽培和野生白及藥材中重金屬及有害元素進(jìn)行了殘留量測(cè)定及評(píng)價(jià)。重金屬及有害元素對(duì)人體的神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、造血系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)等均具有一定的危害[16]。因此，對(duì)白及中重金屬及有害元素殘留量的測(cè)定及評(píng)價(jià)尤顯重要。本研究按照《中華人民共和國(guó)藥典》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《中國(guó)藥典》)2020年版(四部)通則2321鉛(Pb)、鎘(Cd)、砷(As)、汞(Hg)、銅(Cu)測(cè)定法項(xiàng)下電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)[17]，對(duì)從種植基地、藥材市場(chǎng)和白及專(zhuān)項(xiàng)抽驗(yàn)收集的63批樣品進(jìn)行測(cè)定，考察白及藥材及飲片中重金屬及有害元素殘留情況，對(duì)其風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行初步評(píng)價(jià)，為白及種植、監(jiān)管提供參考。

1 材料

1.1 試藥

從云南白及種植基地、安徽亳州及四川荷花池藥材市場(chǎng)和白及專(zhuān)項(xiàng)抽驗(yàn)收集63批白及藥材及飲片，經(jīng)中國(guó)食品藥品檢定研究院中藥材室魏鋒研究員鑒定為蘭科植物白及Bletillastriata(Thunb.)Reichb.f.的干燥塊莖或薄片。

Pb、Cd、As、Hg、Cu單元素標(biāo)準(zhǔn)品溶液(批號(hào)分別為17031、17022、17031、17032、17061，質(zhì)量濃度為1000 μg·mL-1，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院)；鋰(Li)、釔(Y)、鈰(Ce)、鈦(Ti)、鈷(Co)混合標(biāo)準(zhǔn)品溶液(批號(hào)：5185-5959，質(zhì)量濃度為1 μg·mL-1，美國(guó)Agilent公司)；Li、鈧(Sc)、鍺(Ge)、銠(Rh)、銦(In)、鋱(Tb)、镥(Lu)、鉍(Bi)混合內(nèi)標(biāo)溶液(批號(hào)：5188-6525，質(zhì)量濃度為100 μg·mL-1，美國(guó)Agilent公司)；硝酸(批號(hào)：20120221，北京化學(xué)試劑研究所)；水為高純水；柑橘葉成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(批號(hào)：GBW10020-GSB11，地球物理地球化學(xué)勘查研究所)。

1.2 儀器

AE-240型電子天平(瑞士Mettler公司)；7700X型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(美國(guó)Agilent公司)；Mill-Q型純水儀(美國(guó)Millipore公司)；Mars 5型微波消解儀(美國(guó)CEM公司)。

2 方法與結(jié)果

2.1 質(zhì)譜條件

等離子體射頻功率為1550 W；采樣深度為10 mm；霧化室溫度為2 ℃；等離子氣流速為15.0 L·min-1；載氣流速為1.02 L·min-1；氦氣碰撞模式，氦氣流速為4.3 L·min-1；蠕動(dòng)泵載液提升速率為0.10 r·s-1；定量環(huán)體積為200 μL；采集時(shí)間為0.3 s/點(diǎn)，重復(fù)3次[18]。

2.2 溶液制備

2.2.1混合標(biāo)準(zhǔn)品溶液 精密量取As標(biāo)準(zhǔn)品溶液1 mL、Pb標(biāo)準(zhǔn)品溶液2 mL，置10 mL量瓶中，加5%硝酸溶液定容至刻度，配成As、Pb混合標(biāo)準(zhǔn)品儲(chǔ)備溶液；另精密量取Cd標(biāo)準(zhǔn)品溶液1 mL、Hg標(biāo)準(zhǔn)品溶液1 mL置100 mL量瓶中，加5%硝酸溶液定容至刻度，配成Cd、Hg混合標(biāo)準(zhǔn)品儲(chǔ)備溶液。分別精密量取Cd、Hg標(biāo)準(zhǔn)品儲(chǔ)備溶液1 mL，As、Pb標(biāo)準(zhǔn)品儲(chǔ)備溶液1 mL，Cu標(biāo)準(zhǔn)品溶液1 mL置100 mL量瓶中，加5%硝酸溶液定容至刻度，搖勻，制成質(zhì)量濃度分別為Cu 10 μg·mL-1、Pb 2 μg·mL-1、As 1 μg·mL-1、Cd 0.1 μg·mL-1、Hg 0.1 μg·mL-1的混合標(biāo)準(zhǔn)品溶液(現(xiàn)用現(xiàn)配)。

2.2.2內(nèi)標(biāo)溶液 精密量取混合內(nèi)標(biāo)溶液適量，置量瓶中，加5%硝酸溶液稀釋至刻度，搖勻，制成Ge、In、Bi質(zhì)量濃度分別為1 μg·mL-1的內(nèi)標(biāo)溶液。

2.2.3供試品溶液 取樣品0.5 g，精密稱(chēng)定，置微波消解罐中，加硝酸8 mL，按操作規(guī)程安裝好裝置，消解(程序：3 min升溫至120 ℃，保持3 min；2 min升溫至150 ℃，保持3 min；2 min升溫至190 ℃，保持10 min)，冷卻至60 ℃以下，取出消解罐，在110 ℃下趕酸至1～2 mL，放冷，將消解液轉(zhuǎn)入50 mL量瓶中，用少量水洗滌消解罐3次，洗液合并量瓶中，用水定容至刻度，搖勻，即得。

2.2.4空白對(duì)照溶液 同2.2.3項(xiàng)下方法同時(shí)制備試劑空白對(duì)照溶液。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線與線性范圍

分別精密量取混合標(biāo)準(zhǔn)品溶液5.0、2.0、1.0 mL，各置于100 mL量瓶中，加5%硝酸溶液稀釋至刻度，得標(biāo)準(zhǔn)曲線第六點(diǎn)、第五點(diǎn)和第四點(diǎn)混合標(biāo)準(zhǔn)品溶液；再分別精密量取標(biāo)準(zhǔn)曲線第六點(diǎn)混合標(biāo)準(zhǔn)品溶液5.0、2.0、1.0 mL，各置于50 mL量瓶中，加5%硝酸溶液稀釋至刻度，得標(biāo)準(zhǔn)曲線第三點(diǎn)、第二點(diǎn)和第一點(diǎn)混合標(biāo)準(zhǔn)品溶液。按2.1項(xiàng)下條件進(jìn)樣測(cè)定，以計(jì)數(shù)比率為縱坐標(biāo)(Y)，質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(X)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，見(jiàn)表1。

表1 各元素標(biāo)準(zhǔn)品的標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.4 加樣回收試驗(yàn)

取樣品0.5 g，精密稱(chēng)定，精密加入混合對(duì)照品溶液1 mL，按2.2.3項(xiàng)下方法自“加硝酸8.0 mL”起操作。按2.1項(xiàng)下條件進(jìn)樣測(cè)定，結(jié)果表明，各元素加樣回收率均為99%～114%，RSD均小于2.0%，符合痕量分析要求。

2.5 空白對(duì)照溶液測(cè)定

按2.1項(xiàng)下條件測(cè)定空白對(duì)照溶液。

2.6 質(zhì)控樣品測(cè)定

為確保測(cè)定方法的準(zhǔn)確性，本研究采用柑橘葉成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為質(zhì)控樣品，對(duì)檢測(cè)過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量控制。取柑橘葉成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)0.5 g，精密稱(chēng)定，按照2.2.3項(xiàng)下方法制備質(zhì)控樣品溶液，按2.1項(xiàng)下條件進(jìn)樣測(cè)定柑橘葉樣品中Pb、Cd、As、Hg、Cu各元素的含量，并與標(biāo)準(zhǔn)值比對(duì)，結(jié)果見(jiàn)表2，各元素的測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值均相吻合，該方法具有良好的準(zhǔn)確性。

表2 柑橘葉樣品中各元素含量測(cè)定結(jié)果 mg·kg-1

2.7 樣品測(cè)定

測(cè)定時(shí)選取的同位素為63Cu、75As、114Cd、202Hg和208Pb，其中63Cu、75As以72Ge作為內(nèi)標(biāo)，114Cd以115In作為內(nèi)標(biāo)，202Hg、208Pb以209Bi作為內(nèi)標(biāo)，并根據(jù)儀器要求選用校正方程對(duì)測(cè)定的元素進(jìn)行校正。按2.1項(xiàng)下條件，對(duì)供試品溶液進(jìn)行進(jìn)樣分析，結(jié)果見(jiàn)表3。參照《中國(guó)藥典》2020年版(四部)通則9302中藥有害殘留物限量制定指導(dǎo)原則中重金屬及有害元素一致性限量指導(dǎo)值，Pb、Cd、As、Hg和Cu殘留量均符合標(biāo)準(zhǔn)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表4。

2.8 白及藥材及飲片中重金屬及有害元素評(píng)價(jià)

2.8.1污染指數(shù)評(píng)價(jià) 中藥材中重金屬質(zhì)量安全評(píng)價(jià)模式主要分為單項(xiàng)污染指數(shù)法和綜合污染指數(shù)法[15，19-20]。單項(xiàng)污染指數(shù)法可以反映每個(gè)評(píng)價(jià)因素的污染程度，便于各因素之間的比較分析，從而判別主要的污染因素，主要用于單一因素污染的評(píng)價(jià)。綜合污染指數(shù)法(內(nèi)梅羅污染指數(shù)法)反映了多種污染物質(zhì)的綜合作用，兼顧了平均值和極大值[21-22]。

表3 白及樣品信息及元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定結(jié)果 mg·kg-1

表4 白及樣品中Pb、Cd、As、Hg和Cu殘留情況

按照公式1～2計(jì)算單項(xiàng)污染指數(shù)(Pi)和綜合污染指數(shù)(P綜)。

(1)

(2)

式中，Pi為污染元素i的污染指數(shù)，Ci為污染元素i的實(shí)測(cè)值，Si為污染元素i的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)Pi≤1時(shí)，表示未受污染；Pi>1時(shí)，表示已受污染，且Pi值越大污染越嚴(yán)重[21-22]。P均為平均單項(xiàng)污染指數(shù)，Pmax為最大單項(xiàng)污染指數(shù)。

借鑒《農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》NYT 395—2000，將P綜進(jìn)行分級(jí)，即P綜≤0.7時(shí)，等級(jí)為Ⅰ級(jí)，為安全級(jí)；0.73.0時(shí)，等級(jí)為Ⅴ級(jí)，視為重污染。并參照《中國(guó)藥典》2020年版(四部)通則9302中藥有害殘留物限量制定指導(dǎo)原則中重金屬及有害元素一致性限量指導(dǎo)值，對(duì)白及污染指數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)表5。結(jié)果表明，白及藥樣品各元素Pi均小于1，表明未受污染。全部樣品P綜處于Ⅰ級(jí)，為安全級(jí)別。

表5 白及樣品污染指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果

2.8.2重金屬及有害元素相關(guān)性分析 為進(jìn)一步分析白及藥材及飲片中Pb、Cd、As、Hg和Cu殘留量之間的關(guān)系，采用SPSS 26.0數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析軟件，對(duì)63批白及樣品中各元素殘留量進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果表明，Cd與As、Pb殘留量呈顯著正相關(guān)，As與Pb呈顯著正相關(guān)，其余元素殘留量間相關(guān)性不顯著(表6)。分析原因，可能與植物自身特性有關(guān)，不同植物受發(fā)育、遺傳及生理特性的影響，會(huì)主動(dòng)吸收不同比例的重金屬離子參與自身代謝活動(dòng)[23]。

表6 白及樣品中各元素相關(guān)性

2.8.3白及藥材與飲片中重金屬及有害元素含量比較分析

2.8.3.1主成分分析 通過(guò)ChemPattern(2017專(zhuān)業(yè)版)軟件，對(duì)63批白及藥材及飲片樣品中Pb、Cd、As、Hg和Cu含量進(jìn)行主成分分析。結(jié)果見(jiàn)圖1，未能將白及藥材和飲片區(qū)分，兩者有部分交叉，說(shuō)明白及藥材和飲片間Pb、Cd、As、Hg和Cu 5種元素殘留量差異不明顯。

圖1 白及樣品各元素含量的主成分分析

2.8.3.2聚類(lèi)分析 采用ChemPattern(2017專(zhuān)業(yè)版)軟件對(duì)63批白及藥材及飲片樣品進(jìn)行系統(tǒng)聚類(lèi)分析，各個(gè)樣本間距離的計(jì)算方法為夾角余弦，連接方法為誤差平方和，Pb、Cd、As、Hg和Cu的殘留量作為聚類(lèi)變量，結(jié)果如圖2所示，雖然將樣品分為2類(lèi)，但是未能將白及藥材和飲片分開(kāi)，說(shuō)明白及藥材和飲片間Pb、Cd、As、Hg和Cu 5種元素殘留量沒(méi)有明顯區(qū)別。

圖2 白及樣品各元素含量的聚類(lèi)分析

2.8.3.3P綜比較分析 采用綜合污染指數(shù)法，分別對(duì)白及藥材和飲片中Pb、Cd、As、Hg和Cu殘留量計(jì)算P綜，進(jìn)行分析，并對(duì)其污染等級(jí)和污染程度進(jìn)行歸類(lèi)(表7)。由表7可知，白及藥材和飲片P綜均小于0.7，且兩者相差不大，均屬于Ⅰ級(jí)安全等級(jí)，說(shuō)明白及藥材和飲片間Pb、Cd、As、Hg和Cu 5種元素的污染風(fēng)險(xiǎn)性差異不明顯。綜合主成分分析、聚類(lèi)分析及綜合污染指數(shù)法分析結(jié)果可知，白及藥材在加工成飲片的過(guò)程中，重金屬及有害元素的污染影響較小。

表7 白及藥材和飲片污染指數(shù)評(píng)價(jià)

3 總結(jié)與建議

白及藥材及飲片中Pb、Cd、As、Hg和Cu 5種元素殘留量考察結(jié)果顯示，全部樣品中各元素殘留量均符合《中國(guó)藥典》2020年版標(biāo)準(zhǔn)。污染指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，各元素單項(xiàng)污染指數(shù)均小于1，表明未受污染；P綜均小于0.7，屬于Ⅰ級(jí)安全級(jí)別。各元素間相關(guān)性分析顯示，Cd與As、Pb，As與Pb分別呈顯著正相關(guān)，其余元素間相關(guān)性不顯著。主成分分析和聚類(lèi)分析均未能將白及藥材和飲片分開(kāi)，藥材和飲片P綜相差不大，兩者均屬于Ⅰ級(jí)安全等級(jí)，說(shuō)明白及藥材在加工成飲片的過(guò)程中，重金屬及有害元素的污染影響較小。但據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，中藥中重金屬及有害元素主要來(lái)源于種植土壤、大氣、加工過(guò)程中器皿、包裝材料及倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中重金屬熏蒸劑的使用、炮制用水等[16]。因此，在白及種植、加工和運(yùn)輸過(guò)程中，應(yīng)注意減少重金屬及有害元素的污染殘留。