[通讯作者] 3杨美华,Tel :(010)62899730,E -mail :yangmeihua15@hotmail 1com 。
Special manuscript专稿中药材中重金属检测及脱除技术研究进展杨美华13,吴剑威1,2,赵润怀2(11中国医学科学院中国协和医科大学药用植物研究所,北京 100094;21中国药材集团公司科技研发部,北京 102600)[摘要] 对中药材重金属污染分析及其脱除方法研究进展作一综述。
[关键词] 中药材;重金属;分析方法;脱除我国中草药资源储量丰富,品种齐全,2004年全国中药产业总产值达810126亿元,比2003年增长10166%,成为我国快速增长的产业之一,但在世界中草药市场上所占分额仅有约5%[1],中药在国际化进程中遭遇了十分尴尬的“瓶颈”。
究其原因,中药材中重金属污染问题是重要原因之一。
中药材重金属污染已经成为当前中药材种植、生产以及使用中亟待解决的重要问题[2]。
本文就国内外中药材中重金属分析及其脱除方法研究进展作一综述。
1 样品前处理中药材中重金属在分析检测之前通常要进行必要的前处理。
目前较为常用的前处理方法包括高压密封溶样法、灰化法以及湿式消解法等。
高压密封溶样法又称压力消解罐消解法,是将样品置于聚四氟乙烯内罐中,加入硝酸、过氧化氢等,密封后于120～140℃保持3～4h ,最终达到消解样品目的的一种方法[3]。
灰化法是指将样品先用小火炭化至无烟,移入高温电阻炉高温灰化完全,冷却后稀酸溶解灰分并定量转移至量瓶中的一种前处理方法[4]。
高压密封溶样法虽然简便,但需要特殊的耐高压高热的器皿;灰化法操作起来耗时较长且不易灰化完全,因为高温易引起元素的挥发,对元素有选择性和局限性,实际应用时常通过加入基体改性剂改善该方法适用性[5]。
相比较前两种方法,湿式消解法是普通实验室较常采用的消化方法,该法采用单一或混合强酸,在适度加温下,将样品中的有机成分氧化破坏,金属化合物转变为离子状态,具有简便、重复性好、消化时间短且适用于大多数金属元素等优点[6]。
2 分析方法211比色法比色法被《中国药典》收载。
该方法的最低检测限适用于常规重金属的有效控制,其缺点是精确度略差,但设备简单,操作方便,容易推广,可用于普查重金属污染的程度。
窦忠花等[7]依照《中国药典》2000年版一部附录“砷盐检查法(第一法)”检测牛黄消炎片样品中可溶性砷盐的含量,实验平均回收率为97155%。
212紫外分光光度法紫外分光光度法是利用重金属元素与试剂反应后显色在紫外光下有吸收的原理来测定重金属的含量。
李耀根等[8]将砷的常量分析检测方法进行了改进,用紫外分光光度法测定板蓝根冲剂等中药制剂中砷的含量。
该法准确、灵敏度高、反应试剂毒性较低且无需改变《中国药典》中规定的装置和分析方法,实验回收率为8916%～10918%,最低检测限为01054μg ・g -1,检测波长为400nm 。
吴巧凤[9]采用紫外分光光度法测定了元胡生品与醋制品中重金属含量,分析波长为214nm ,实验平均加样回收率为100175%,并在分析研究中发现生元胡重金属含量为140110μg ・g -1,醋制元胡为29115μg ・g -1,元胡醋制后其重金属含量大大降低。
此外,相关的文献报道还可见金仁达等[10]、陈远航等[11]对甘草、枸杞、川贝母、丹参等多种中药材的分析检测。
213高效液相色谱法高效液相色谱法本身具有高选择性、高分离效・3・能、高灵敏度等优点。
董黎等[12]采用高效液相色谱法,利用金属离子与二硫腙体系反应后的色谱行为,建立了在同一波长下测定独活中Hg、Cu、Pb的分析方法,为重金属的测定研究提供了新方法。
该方法汞、铜最低检出量为015μg,铅最低检出量为2μg。
实验色谱条件为Sbim-Pack CL C-ODS柱(610mm×150mm,5μm),甲醇-水-三氯甲烷为流动相,流速110mL・min-1,检测波长254nm。
另外,Yang等[13]同样采用高效液相色谱法,使用Waters Xterra TM RP18色谱柱(319mm×150mm, 5μm)测定了4种中药材中铅、镉、汞、镍、铜、锌、锡等重金属的含量,检测波长为435nm,最低检测限分别为4,3,6,5,2,6,4ng・L-1。
214原子吸收光谱法根据各种元素本身的性质及原子化的方法不同,原子吸收光谱法又分为石墨炉原子吸收法和冷原子吸收法。
其中铅、砷、镉、铜等应用最广的是石墨炉原子吸收法。
汞的含量测定常用冷原子吸收法。
原子吸收光谱法能精确定量,是国内外分析中药材重金属较为常见的方法之一。
冷原子吸收法主要是利用汞在常温下蒸气压较高和在空气中不易氧化的特点,将样品消化后还原生成汞,用载气将汞蒸气吹出通过石英吸收池,汞蒸气对汞空心阴极灯的辐射产生吸收,从而达到定量分析的目的。
周国华等[14]利用此法测定了六味地黄丸、乌鸡白凤丸、大活络丹中汞的含量,实验平均回收率为9815%,最低检测限为018ng・mL-1。
石墨炉原子吸收法是利用石墨管高温下使样品原子化通过炉内光路产生吸收的原理进行分析测定。
由于汞的高挥发性等干扰因素,造成石墨炉原子吸收法测定汞含量灵敏度较低、重现性较差。
顾萱等[15]应用平台技术,使原子在光路中的停留时间趋于一致,又选择钯镍混合剂作为基体改进剂,并在试样预处理时加入钯作稳定剂,从而有效地抑制了汞在热分解阶段的挥发损失及石墨炉中杂质对测定的干扰,使汞分析的重现性和灵敏度都十分理想,汞的检测限为6171ng・mL-1,回收率9216%～10313%。
该研究为中药材中汞含量的检测提供了又一可靠方法。
田义杰[16]用冷原子吸收法及石墨炉原子吸收法考察甘肃临夏产藏药蕨麻被汞、铅、砷、镉、铜污染的程度,结果发现汞、铅、砷、铜、镉含量均符合我国绿色行业标准规定。
实验中汞、铅、砷、铜、镉的最低检测限分别为010608,,010411,010434,010608,010122ng,回收率为9112%～105%。
李国强等[17]检测杞菊地黄丸中铅、砷、镉、铜、汞的含量,在样品中加入硝酸镍、磷酸氢二铵基体改进剂,用石墨炉原子吸收法测定铅、砷、镉、铜的含量;在样品中加入酸性氯化亚锡,用冷原子吸收法测定汞含量。
测定结果均符合国家外经贸部《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》,可作为检测杞菊地黄丸重金属含量的有效分析方法。
邓世林等[18]认为传统的砷分析测定法间断氢化物发生法分析进度较慢,在进样速度和进样体积上容易带来误差并且操作繁琐。
经改进,邓世林等采用将流动注射氢化物发生(FI-H G)进样技术与原子吸收仪联用,测定中药材及中成药中的砷含量,以弥补间断氢化物发生法的不足,实现在线测定。
方法操作简便、快速,灵敏度及自动化程度较高。
实验回收率为9411%～105%,最低检测限为0158μg・L-1。
215原子发射光谱法原子发射光谱法是根据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线对待测元素进行分析的方法,该方法同样广泛应用于中药材重金属含量分析检测中。
魏久宁[19]采用原子发射光谱法对川芎等7种中药材中铜、锰、铅等10种金属元素的含量进行分析测定,并在研究中比较了灰化法和湿式消解法两种前处理方法对实验结果的影响,最终选择HNO3-H202(4∶1)作为湿法的消化体系,以(N H4)2HPO4和NaNO3为灰化法助灰化剂,取得了满意的结果。
张金生等[20]用微波等离子体炬(MP T)为激发光源,氩气为等离子体工作气体,采用原子发射光谱法测定芦荟中铁和铅的含量。
实验同时还考察溶液硝酸浓度、微波前向功率、载气流量、工作气流量、氧屏蔽气流量等实验参数对测定的影响。
实验铁、铅的最低检测限分别为25180,7113ng・mL-1,回收率在7318%～9412%。
陈世忠等[21]以聚四氟乙烯悬浮体(P TFE)为化学改进剂,采用原子发射光谱法分析中药绞股蓝中铜、锰等5种元素含量,并考察了影响分析信号的主要因素。
研究发现,氟化剂P TFE的加入改变了待测元素的化学形态,使不同元素具有相似的蒸发行为;待测元素的浓度低于5mg・mL-1时,基体对待测物的分析信号基本上没有影响。
实验最低检测限为514～420ng・mL-1。
・4・216原子荧光光谱法原子荧光光谱法是介于原子发射光谱和原子吸收光谱之间的光谱分析技术。
它的基本原理是基态原子(一般蒸气状态)吸收合适的特定频率的辐射而被激发至高能态,而后激发过程中以光辐射的形式发射出特征波长的荧光。
该法的优点是灵敏度高,目前已有多种元素的检出限优于原子吸收光谱法和原子发射光谱法。
石杰等[22]应用原子荧光法,采用HNO3-H2O2的湿法消解体系,建立了中药中痕量汞的测定方法,同时对样品的前处理方法和仪器工作条件进行了探讨和优化。
用国标物质桃叶验证结果与推荐值一致,实验结果令人满意。
实验最低检出限为0103μg・L-1。
谢永臻等[23]建立了一套流动注射-氢化物发生-原子荧光测定中药样品微量砷和汞元素的方法,研究了酸度、NaB H4浓度、载气流速等条件对检出限的影响。
在优化的工作条件下,对砷、汞的检出限分别为011,0102ng・mL-1。
此外,李中兴等[24]同样采用原子荧光法测定了生地黄等5种中药材中砷、汞、铅元素的含量,实验方法精密度、重现性良好。
217电感耦合等离子发射光谱-质谱联用法该方法是将电感耦合等离子发射光谱作为电离源,使用合适的接口技术将其与质谱仪联结起来的一种检测方法,不仅检测灵敏度高、选择性好,并且可以定性、定量检测同时进行。
电感耦合等离子发射光谱-质谱联用法测量的是离子质谱,可提供在3～250amu每一个原子质量单位的信息,因此,该法除了元素含量测定外,还可测定同位素含量。
邢增涛等[25]利用电感耦合等离子发射光谱-质谱联用法对不同品种灵芝子实体中生物必需微量元素、有毒的微量元素及重金属元素进行了含量测定,并对其营养性和安全性进行了分析。
发现在所有品种的灵芝中,与砷、镉、汞相比,重金属铅的含量相对较高。
另外,灵芝粗多糖中各种元素的含量均明显高于提取用的灵芝子实体,其中铅和砷含量高于国家标准。
温慧敏等[26]建立微波消解-电感耦合等离子发射光谱-质谱联用法测定4种中药材中砷、汞、铅、镉含量的方法。
实验回收率为9715%～10810%,该方法具有快速、准确的优点,可用于质量控制,并为不同产地不同种类的中药材中重金属含量测定提供了方法。
另外,Wu等[27]、杜程芳等[28]同样采用该法对2种矿物药雄黄和朱砂及2种中药成药、白鲜皮中重金属元素进行分析测定。
218示差脉冲阳极溶出伏安法徐泽民等[29]采用湿法消化,醋酸盐介质示差脉冲阳极溶出伏安法测定了中药川附子中的铅、镉含量,实验回收率为90%～110%。
