贵州马兰草重金属与有机氯农药残留分析*



贵州马兰草重金属与有机氯农药残留分析*

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.5012.R.20150113.1832.007.html

王正1， 王永林1， 廖尚高2， 关焕玉2， 李勇军2， 刘俊宏2， 何迅2**

(1.贵阳医学院 药学院 贵州省药物制剂重点实验室， 贵州 贵阳550004; 2.贵阳医学院 民族药与中药开发应用教育部工程研究中心， 贵州 贵阳550004)

[摘要]目的： 考查贵州省不同产地马兰草中重金属的含量及有机氯农药残留情况。方法： 采用高压消解对样品进行处理，采用石墨炉-原子吸收光谱法和氢化物-原子荧光光谱法测定马兰草中铅、镉、铜、砷及汞含量，气相色谱法测定马兰草中α-六六六(α-BHC)、β-六六六(β-BHC)、δ-六六六(δ-BHC)、γ-六六六(γ-BHC)、五氯硝基苯(PCNB)、对，对-滴滴涕(p,p′-DDT)、邻，对-滴滴涕(o,p′-DDT)、对，对-滴滴滴(p,p′-DDD)以及对，对-滴滴依(p,p′-DDE)9种有机氯农药残留。结果： 除部分样品砷超标外,其他重金属和有机氯农药残留均符合国家限量标准。结论： 所建立的方法快速、准确、灵敏，可为马兰草以及马兰草为原药材来源的中药制剂质量控制提供参考。

[关键词]马兰草； 分光光度法,原子吸收； 色谱法,气相； 重金属；农药残留量； 有机氯

马兰草[Kalimerisindica(L.) Sch.- Bip.]是菊科马兰属多年生草本植物， 别名又叫鱼鳅串、鸡儿肠及田边菊等。系贵州特色地道苗药材,全草可入药，兼有清热解毒、散瘀止血、消积等功效[1]。中药中重金属元素含量过高，容易在人体内积蓄，导致各种疾病的发生[2]。有机氯农药曾是上世纪各国普遍使用的杀虫剂之一。虽然，世界各国已在上世纪70年代末~80年代初禁止使用，但是由于过去长期广泛使用，不易分解，能在土壤中长期残留，目前仍然可能在土壤、农产品及中药材中检测出来[3]。重金属和农药残留污染不仅降低了中药材的质量，而且对人体健康产生极大的危害，也成为制约我国中药材进入国际市场的重要障碍。以马兰草为主药的中药制剂已上市销售多年，但普遍存在原药材质量控制简单的问题。因此建立灵敏、可靠、规范的检测方法对马兰草药材的重金属及农药残留含量进行评价非常必要，而该研究目前尚未见报道[4]。本研究以高压消解结合石墨炉-原子吸收光谱法和氢化物-原子荧光光谱法对15批贵州产马兰草药材马兰草中铅(Pb)、镉(Cd)、铜(Cu)、砷(As)及汞(Hg)进行含量测定, 采用气相色谱法测定了马兰草中有机氯农药残留，为马兰草药材的质量控制方法提供依据。

1材料与方法

1.1材料

AFS-8220原子荧光光度计(北京吉天)， AAnalyst 800原子吸收分光光度计(美国Perkin-Elmer公司，配置纵向Zeeman效应背景校正器，THGA横向加热石墨炉原子化器)，YY-3型高灵敏度石墨管(北京友谊丹诺科技有限公司，供AAnalyst 800原子吸收分光光度计专用)，Agilent 7890A气相色谱仪(配备电子捕获检测器μ-ECD)，Agilent SimpilQ Florisil 固相萃取小柱(6 mL×1 000 mg) ，GZX-9420 MBE 电热恒温鼓风干燥箱(上海博迅实业有限公司)，EH20A plus数显电热板(莱伯泰科有限公司)，旋转蒸发仪(日本EYELA有限公司)，不锈钢高压消解罐，内罐为聚四氟乙烯罐(体积100 mL，南京瑞尼克科技开发有限公司)，MTN-2800D氮吹仪(天津奥特赛恩斯仪器公司)，ZH-2涡旋混合器(天津药典标准仪器厂)。主要试剂为100 mg/L As标准溶液(GSB04-1725-2000，环境保护部标准样品研究所)，Pb标准溶液(GSB04-1742-2004)、Cd标准溶液 (GSB04- 1721-2004)、Cu标准溶液 (GSB04-1725-2004)、Hg标准溶液 (GSB04-1729-2004)，浓度均为1 000 mg/L，购自国家有色金属及电子材料分析中心；α-六六六(α-BHC)、β-六六六(β-BHC)、γ-六六六(γ-BHC)、δ-六六六(δ-BHC)、五氯硝基苯(PCNB)；对，对-滴滴涕(p,p′-DDT)、邻，对-滴滴涕(o,p′-DDT)、对，对-滴滴滴(p,p′-DDD)、对，对-滴滴依(p,p′-DDE)、环氧七氯标准品，浓度均为100 mg/L，购自农业部环境保护科研监测所；硝酸、盐酸、硼氢化钠、氢氧化钠、硝酸镁等均为优级纯；丙酮、正己烷、硫脲、无水硫酸钠为分析纯；实验用水为去离子水。马兰草药材产自贵州各地，经贵阳医学院生药教研室龙庆德副教授鉴定为马兰草Kalimerisindica(L.) Sch.- Bip的干燥全草。

1.2供试品溶液的前处理

石墨炉原子吸收光谱法供试品前处理：药材经干燥后粉碎，过40目筛，精密称取0.5 g置于聚四氟乙烯消解内罐中，加硝酸5 mL，置于数显电热板上在120 ℃预消解15 min，冷至室温后，补加硝酸2 mL，将聚四氟乙烯消解内罐放于不锈钢高压消解罐外套中，拧紧罐盖，置入烘箱中170 ℃下消解150 min，消解完成后冷却至室温，取出消解罐，置于数显电热板上150 ℃挥酸至1~2 mL，放冷，将消解液转移至25 mL聚丙烯量瓶中，并用去离子水洗涤消解罐3~4次，定容，摇匀，即得；同时制备空白溶液。氢化物-原子荧光光谱法供试品预处理：药材经干燥后粉碎，过40目筛，称取0.25 g置于聚四氟乙烯消解内罐中，加硝酸5 mL，置于数显电热板120 ℃预消解15 min，冷至室温，加硝酸2 mL，将聚四氟乙烯消解内罐放于不锈钢高压消解罐外套中，拧紧罐盖，烘箱中170 ℃下消解150 min，冷却至室温，取出消解罐，置于数显电热板上150 ℃挥酸至1~2 mL，放冷，将消解液转移至50 mL聚丙烯量瓶中，并用去离子水洗涤消解罐3~4次，加入5 mL盐酸储备液及10 mL 10%的硫脲溶液，加入适量去离子水至50 mL，70 ℃水浴充分反应30 min，冷却至室温用去离子水加至刻度，定容，摇匀，即得；同时制备空白溶液。

1.3重金属标准溶液的制备

Pb、Cd、Cu混合标准溶液的制备： 分别吸取浓度为1 000 mg/L的铅、镉、铜标准溶液，加体积分数为1%硝酸稀释成：Pb浓度为5、10、20、40和50 μg/L；Cd浓度为1、2、4、8、10 μg/L ；Cu浓度为50、100、200、400和500 μg/L。As、Hg混合标准溶液的制备：分别吸取浓度100 mg/L的砷和1 000 mg/L的汞标准溶液适量，各加5 mL 30%盐酸和10 mL 10%的硫脲溶液，加去离子水稀释成：As浓度为1、2、5、10和20 μg/L；Hg浓度为0.1、0.2、0.4和0.8、1 μg/L。

1.4供试品的测定

石墨炉原子吸收法测定Pb、Cd及Cu，氢化物-原子荧光光谱法测定As、Hg，各金属离子测定工作条件，见表1和表2。

表1　石墨炉原子吸收法仪器工作参数

表2　氢化物-原子荧光光谱法工作参数

1.5标准曲线的制备

按标准溶液的制备方法制备不同金属元素的不同浓度的标准系列溶液，按供试品测定方法进行测定，以浓度(C)为横坐标，荧光强度(IF)为纵坐标，作标准曲线，得回归方程(表3)。结果表明线性关系良好，相关系数r>0.999。

表3　各元素标准曲线回归方程及相关系数

1.6精密度实验

取同一批次马兰草药材，按供试品溶液的前处理方法制成供试品溶液，按供试品测定方法连续测定6次吸光度值，As、Hg、Pb、Cd及Cu荧光强度值的RSD在2.37%~3.51%之间，说明仪器精密度良好。

1.7重复性实验

称定6份同一批次马兰草药材，按供试品溶液的前处理方法制成供试品溶液，按供试品测定方法测定吸光度值，计算平均含量(mg/kg)和RSD。结果分别是：Cu 16.36 mg/kg，RSD 1.43%；Cd 0.15 mg/kg，RSD 1.76%；Pb 2.76 mg/kg，RSD 2.09%；Hg 0.03 mg/kg，RSD 2.29%；As 0.45 mg/kg，RSD 1.05%。提示方法的重复性良好。

1.8加样回收率实验

称取马兰草药材0.5 g各9份，按高、中、低3个水平分别加入一定量的Pb 、Cd及Cu标准品溶液，按供试品溶液的前处理方法制成供试品溶液，按供试品测定方法测定，计算回收率。Pb的回收率98.03%~100.01%，Cd的回收率98.55%~101.45%，Cu的回收率99.92%~101.02%，RSD为3.45%~5.35%。称取药材0.25g各9份，分为高、中、低3个水平分别加入一定量的As、Hg标准品溶液，按供试品溶液的前处理方法制成供试品溶液，按供试品测定方法测定，计算回收率。As的回收率101.34%~102.22%, Hg的回收率100.30%~102.55%, RSD 1.88%~4.89%，提示准确度良好。

1.9有机氯农药残留测定

1.9.1对照品溶液配制先分别配制浓度为10 mg/L的α-BHC、β-BHC、δ-BHC、γ-BHC、PCNB、p,p′-DDT、o,p′-DDT、p,p′-DDD、p,p′-DDE储备液，再加用正己烷配制成浓度为400 μg/L的有机氯农药混合对照品溶液。

1.9.2供试品溶液的制备药材经丙酮、正己烷超声后，分液取正己烷层蒸干，溶解，经固相萃取小柱洗脱，收集洗脱液于氮吹仪吹干，加含内标环氧七氯的正己烷溶液溶解得供试品溶液[5]。

1.9.3气相色谱条件 色谱柱、升温程序及其他色谱条件参见文献[5]。

2结果

2.1重金属

按供试品溶液的前处理方法制成供试品溶液，按供试品测定方法测定，15批贵州省不同种植区的马兰草中重金属，结果见表4。依据《药用植物及制剂进出口行业绿色标准》(2001)中各元素的限量指标：≤2.0 mg/kg， Hg≤0.2 mg/kg，Pb≤5.0 mg/kg，Cd≤0.3 mg/kg，Cu≤20.0 mg/kg，贵州不同地区所产马兰草除黔西南安农药材砷含量超标，其余元素均符合标准。

表4　贵州省不同产地马兰草中有害元素

2.2有机氯农药残留

按供试品溶液的制备方法制成供试品溶液，按气相色谱条件对15批不同种植区的马兰草进行有机氯农药残留测定。各批药材中均未检出α-BHC、β-BHC、δ-BHC、γ-BHC、PCNB、p,p′-DDT、o,p′-DDT、p,p′-DDD、p,p′-DDE 9种有机氯农药残留。

3讨论

在对中药材样品进行消解之前，需要对药材进行洗净和粉碎处理，洗净的目的在于减少药材附着泥土对测定结果的影响，而粉碎处理是为了尽可能地使样品便于消解以达到较好的均匀性[6]。高压反应罐-酸消解法处理样品，消解效率高，能消解许多采用传统方法难以消解的样品，消耗酸溶剂少，空白值低[7]，是较为方便快捷的处理样品方法。原子吸收光谱法和原子荧光光谱法具有检出限低，准确度高，选择性高，干扰少，分析速度快等优点，适用于中药重金属的检测[8]。另外采用石墨炉原子吸收法将Cu与Pb、Cd同时在同一原子吸收分光光度计上进行重金属含量测定，可以很好的提高工作效率；Hg由于高挥发性和石墨炉中杂质的干扰而不采用石墨炉-原子吸收光谱法，采用氢化物-原子荧光法能灵敏、准确的测定砷的含量。

从对不同产地和批次贵州马兰草中部分重金属元素及有机氯农药残留检测的结果来看，除产自黔西南安龙样品的砷超标外，其他样品中有害元素及有机氯农药残留均符合要求。

参考文献4

[1] 国家中医药管理局《中华本草》编委会.《中华本草·苗药卷》[M].贵阳：贵州科技出版社, 2005：387.

[2] 袁海英.红参药材中重金属的含量测定[J].中国中医急症, 2013 (9):1553-1554.

[3] 焦爱军,冯洁,赖茂祥.GC-MS测定两面针中8种有机氯农药残留量[J].中药材, 2013:528-531.

[4] 刘跃钧,姜根平.野生马兰研究开发现状概述[J].中药材, 2011 (6):992-996.

[5] 王正,王珍,王永林,等. 贵州施秉太子参的重金属含量与有机氯农药残留分析[J]. 贵州农业科学, 2013(6).93-96.

[6] 刘童,王永林,王爱民,等.微波消解-石墨炉原子吸收法测定荭草药材中的铅、镉、铜含量[J]．贵阳医学院学报, 2010(6):551-554.

[7] 孙连伟,韩雪,付爱瑞,等.高压罐消解-氢化物发生原子荧光法测定花生中硒含量的研究[J]. 安徽农业科学, 2011 (19)：11950-11951,11955.

[8] 陈晋红,刘大伟,汤毅珊,等. 中药材重金属和农药残留的研究进展[J]. 中药新药与临床药理, 2009(2):187-190.

(2014-09-03收稿，2014-11-10修回)

中文编辑： 吴昌学； 英文编辑： 周凌

The Residues of Heavy Metals and Organic Chlorine Pesticides

inKalimerisindica( L.) Sch.-Bip. in Guizhou

WANG Zheng1, WANG Yonglin1, LIAO Shanggao2, GUAN Huanyu2, LI Yongjun2, LIU Junhong2, HE Xun2

(1.GuizhouProvincialKeyLaboratoryofPharmaceutics,SchoolofPharmacy,GuiyangMedicalCollege,Guiyang550004,

Guizhou,China;2.EngineeringResearchCenterofEducationMinistryfortheDevelopmentandApplication

ofEthnicMedicineandTCM,GuiyangMedicalCollege,Guiyang550004,Guizhou,China)

[Abstract]Objective: To investigate the heavy metal contents and the residuals of organochlorine pesticides in Kalimeris indica (L.) Sch.-Bip. in Guizhou province. Methods: Samples were digested in the high pressure digestion tank ，the contents of heavy metals were determined by using graphite furnace atomic absorption spectrometry (for Pb, Cd and Cu) and hydride generation atomic fluorescence spectrometry (for As and Hg). The concentrations of nine organochlorine pesticides were determined by capillary gas chromatography. Results: The contents of heavy metals other than As and the residuals of organochlorine pesticides in the various areas of Guizhou were lower than the limits of the national standards, while the contents of As in one sample exceeded the standard. Conclusions: The methods developed are rapid, reliable and sensitive and provide reference for TCM quality control of Kalimeris indica (L.) Sch.-Bip..

[Key words]Kalimeris indica (L.) Sch.- Bip.; spectrophotometry,atomic absorption; chromatography,gas; heavy metals; pesticide residues; organochlorine

[中图分类号]RZ273； S481.8

[文献标识码]A

[文章编号]1000-2707(2015)01-0041-04

通信作者**E-mail:18985123337@189.cn网络出版时间：2015-01-13

[基金项目]*贵州省中药现代化项目[黔科合中药字(2010)5026号]；贵州省中药现代化科技产业研究开发专项[黔科合中药字(2011)5081号，黔科合重G字(2013)4001号]