微波消解AAS、AFS法测定不同产地红花中As、Hg、Pb、Cd、Cu含量

王 丽 符德欢 李学芳 高 丽 蒲星宇 周培军

云南省药物研究所/云南白药集团创新研发中心/云南省中药和民族药新药创制企业重点实验室,云南 昆明 650111

药物研究

微波消解AAS、AFS法测定不同产地红花中As、Hg、Pb、Cd、Cu含量

王 丽 符德欢*李学芳 高 丽 蒲星宇 周培军

云南省药物研究所/云南白药集团创新研发中心/云南省中药和民族药新药创制企业重点实验室,云南 昆明 650111

目的：测定云南4个产地红花的重金属含量，了解4份红花样品中重金属元素的蓄积情况。方法：采用微波消解法进行样品前处理，双道原子荧光光度法测定砷(As)、汞(Hg)的含量，石墨炉原子吸收光谱法测定镉(Cd)、铅(Pb)的含量，空气-乙炔火焰原子吸收光谱法测定铜(Cu)的含量。结果：不同产地红花的重金属含量有一定的差异，但各产地红花药材中砷(As)、汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铜(Cu)的含量均符合限量标准。结论：本研究所建立的重金属检测方法，既可用于质量控制，也可为不同种类中药材中重金属含量测定提供参考。

红花；重金属；原子荧光光度法；原子吸收光谱法

红花为菊科植物红花CarthamustinctoriusL.的干燥花[1]。《本草图经》曰“其花红色，叶颇似蓝，故有蓝名。”《农政全书·种植》有“红花，一名红蓝，一名黄蓝，以其花似蓝也。”按：“蓝”为多种可制染料植物，引伸之，凡可染色之植物皆可称蓝。“红蓝”谓可染红之；“黄蓝”谓能染黄之草[2]。红花性辛、温，具有活血通经、散瘀止痛的功效。药理研究表明，红花具有抗血小板聚集、抗心肌缺血[3]等药理作用，是治疗经闭、恶露不行、跌扑损伤、疮痈肿毒必不可少的药物，在中医药方面应用广泛。

随着国家对中药材用药安全的重视，中药材中重金属元素的含量也进行了相应的控制，从而降低重金属含量过高对人体产生的危害。例如，Pb可使人体神经系统、造血系统和血管产生病变，并可导致儿童智力发育障碍和行为异常[4]。Cd对呼吸系统、消化系统及肺、肾等器官产生损伤，并可引发骨痛和贫血等，还可诱发癌症[5-6]。Hg和烷化汞化合物可致人中毒，其中甲基汞和乙基汞毒性极强[7]。As虽不属重金属元素，但它可引发恶性肿瘤、心血管疾病和糖尿病等[8]。Cu是人体所必须的微量元素，但过量会危及健康，较高含量的Cu具有溶血作用，能引起肝、肾坏死[9]。因此，在一定程度上，中药材中重金属含量的高低已成为衡量中药材质量优劣的一个重要指标。笔者通过测定云南省不同产地红花药材中Cu、Cd、Pb、As、Hg五种重金属元素的含量，以期了解红花中重金属的蓄积情况，对其质量控制及合理使用具有重要意义。

1 仪器与材料

1.1 仪器 聚四氟乙烯罐；Speedwave 4微波消解系统(Berghof，Inc.德国)；FA2004N电子天平(上海精密科学仪器有限公司)；101A-2E型鼓风干燥箱(上海安亭科学仪器厂)；ML-3-4可调式电热板(北京市永光明医疗仪器厂)；AFS-3100双道原子荧光光度计(北京科创海光仪器有限公司)；M series Ice-3500原子吸收光谱仪(美国赛默飞世尔有限公司)；空心阴极灯；石墨管；10-100μL 移液枪(北京大龙兴创实验仪器有限公司)；Milli-Q超纯水发生器(美国密理博公司)；冰箱(青岛海尔股份有限公司)。

1.2 材料 Pb、Cd、Hg、As、Cu标准溶液，硝酸(优级纯)，盐酸(优级纯)，氢氧化钠(分析纯)，硼氢化钠(分析纯)，去离子水(超纯)。红花药材分别采集于大理白族自治州巍山县(1号)、永平县(2号)、弥渡县(3号)，以及保山市隆阳区(4号)。经云南省药物研究所天然药物资源研究室符德欢高级工程师鉴定为红花CarthamustinctoriusL.，洗净、干燥后磨成粉备用。

2 方法与结果

2.1 仪器工作参数的设定 Cu采用空气-乙炔火焰原子吸收光谱法测定，实验最佳的仪器工作条件：测定波长324.7nm，狭缝0.5nm，灯电流75%，燃气流量1.1L/min，燃烧头高度7.0mm；Pb、Cd采用石墨炉原子吸收光谱法测定，仪器测定条件见表1，石墨炉升温程序参数见表2；As、 Hg采用原子荧光光度法测定。仪器测定条件见表3。

表1 Pb、Cd的仪器测定条件

表2 石墨炉升温程序参数

表3 荧光光度计测定As、Hg的条件

2.2 标准品溶液的制备 分别量取一定量的Cu、Cd、Pb、As、Hg标准溶液母液，用2%的硝酸(HNO3)溶液稀释为相应浓度梯度。见表4。

表4 标准溶液浓度

2.3 供试品溶液的制备 分别取不同产地的红花药材，将其粉碎，精密称定各产地药材粗粉3份，每份约0.3g，至聚四氟乙烯消解罐内，加硝酸7～8mL，混匀，浸泡过夜，盖好内盖和防爆膜，旋紧外套，至适宜的微波消解系统内，进行消解(按表5的微波消解程序进行操作)。消解完全后，取出消解罐，冷却，将消解罐内的液体转移至锥形瓶中，用适量的去离子水冲洗消解罐，洗液合并消解液，再将锥形瓶放在电热板上加热至红棕色蒸气挥尽，继续加热至溶液剩2～3mL，取出，冷却，将其转移至25mL的容量瓶中，并用去离子水稀释至刻度，摇匀，即得。

表5 微波消解程序

2.4 标准品的测定及标准曲线的绘制 将标准溶液放入进样盘上，设定测定方法，运行后仪器自动生成回归方程。不同浓度下标准溶液测得的吸收值为纵坐标，对应浓度为横坐标，绘制标准曲线并计算回归方程，在所配置浓度范围内呈良好的线性关系，各元素回归方程、相关系数、线性范围见表6。

表6 各元素回归方程考察

2.5 仪器灵敏度和精密度试验

2.5.1 仪器检出限试验 将空白溶液平行测试11次，其中铜(Cu)、镉(Cd)、铅(Pb)用检出限的计算公式计算即得，砷(As)、汞(Hg)的检出限为仪器自动生成。计算公式为：检出限=3×sd×V/k(sd为测试11次的标准偏差，k为标准曲线的斜率，V为取样体积(μL))。经计算，As、Hg、Pb、Cd、Cu的检测限均能达到检测要求。

2.5.2 仪器精密度试验 取标准溶液中标准五重复测试10次所得的RSD值。经检测As、Hg、Pb、Cd、Cu的RSD均值分别为：1.2%、3.7%、2.4%、3.3%、0.3%，均能达到检测要求。

2.5.3 重复性及稳定性试验 取3号样品6份，按照2.3项下方法进行处理后，测定As、Hg、Pb、Cd、Cu含量并计算，结果RSD均小于5%。将处理好的样品放置2、4、8、12、24h后分别进行测定，各元素的含量变化较小，RSD均小于5%。

2.5.4 加样回收率试验 精密称取3号样品约0.3g 6份，分别精密加入砷、汞、铅、镉、铜标准溶液适量，按样品测定项下方法测定，计算回收率。结果砷的平均回收率为96.85%，RSD为3.87%；汞的平均回收率为98.76%，RSD为2.02%；铅的平均回收率为107.25%，RSD为2.34%；镉的平均回收率为100.25%，RSD为1.16%；铜的平均回收率为100.13%，RSD为1.64%。

2.6 样品测定 用标准曲线法测定药材的重金属含量，样品中所含As、Cd、Cu、Pb和Hg的含量均测量3次，取其平均值，即为红花中该重金属元素的含量。经测定后样品中所含As、Cd、Cu、Pb和Hg残留量结果见表7。

表7样品中砷、镉、铜、铅、汞的残留量(n=3)

根据《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》(2004)对重金属的限量指标： Hg≤0.2mg/kg，Cd≤0.3mg/kg， As≤2.0mg/kg，Pb≤5.0mg/kg，Cu≤20mg/kg，检测结果表明：4份红花样品中的砷(As)、铜(Cu)、汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)均符合限量标准要求。

3 讨论

中药材中重金属的来源主要包括：中药生长的环境条件，如土壤、空气、水和使用农药化肥的影响；工业“三废”对中药材造成的直接和间接污染等；植物本身具有的遗传特性，如主动吸收功能，以及对重金属元素的富集能力等，都与中药材中与重金属的产生和含有量有关。

实验研究表明,4份红花样品中砷(As)、铜(Cu)、汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)含量均符合限量标准要求。笔者通过高温微波消解技术进行红花样品的处理，再根据重金属及有害元素的特性，分别选取AFS法测定砷和汞的含量、AAS法测定铅、镉、铜的含量，操作相对繁琐，但相比ICP-MS等测定方法即减少了基体酸对质谱的干扰，又避免了原子电离的干扰。通过本研究建立的实验方法，既可用于红花药材中重金属及有害元素的含量测定，也可为红花药材质量标准的制定提供依据。

[1]国家药典委员会. 中华人民共和国药典(一部) [M]. 北京: 中国医药科技出版社, 2015: 151.

[2]《中华本草》编委会.中华本草(第7卷)[M].上海: 上海科学技术出版社, 1999.

[3]康丽, 颜晓燕, 辛志伟. 红花的药理作用研究进展[J]. 西南军医, 2008, 10(6): 136-138.[4]章海风, 陆红梅, 路新国.食品中重金属污染现状及防治对策[J].中国食物与营养,2010(8):17-19.

[5]HC Rezende, CC Nascentes, NMM Coelho.Cloud point extraction for determination of cadmium in soft drinks by thermospray flame furnace atomic absorption spectrometry[J]. Miscochemical Journal,2011,97(2):118-121.

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[7]M.I.Castro González,M.Méndez Armenta. Heavymetals:implications associated to fish consumption[J].Enviromental Toxicology and Pharmacology,2008,26(3):263-271.

[8]S Kapaj, H Peterson, K Liber, et al.Human health effects from chronic arsenic poisoning:a review[J].Journal of Environmental Science and Health Part A,2006,41(10):2399-2428.

[9]朱海燕,宋晓冬,丁旭.血清锌铜含量检测在肝脏疾病中的意义[J].中国厂矿医学,2006,19(1):76-77.

Determination of As, Hg, Pb, Cd, Cu and inCarthamustinctoriusfrom Different Habitats by Microwave Digestion or AAS and AFS

WANG Li FU Dehuan*LI Xuefang GAO Li PU Xingyu ZHOU Peijun

Yunnan institute of MateriaMedica/ Yunnan Bai Yao Group Innovation and R&D Center Yunnan Province Company/Key Laboratory for TCM and Ethnic Drug of New Drug Creation,Kunming 650111, China

Objective To determine the heavy metal content in four regions in YunnanCarthamustinctorius, understanding the accumulation of heavy metal elements in different regionsCarthamustinctorius.Methods The sample pretreatment by microwave digestion method, dual channel atomic fluorescence spectrophotometry determination of arsenic(As), mercury(Hg) content, graphite furnace atomic absorption spectrometry determination of cadmium(Cd), lead(Pb) content, air-acetylene flame atomic absorption spectrometry to determine the content of copper(Cu).Results The heavy metal content of safflower different regions have differences, but the origin of safflower medicines of arsenic(As), mercury(Hg), cadmium(Cd), lead(Pb), copper(Cu) content were accord with standard of set limit to.Conclusion The heavy metal detection method established in this study can not only be used for quality control, but also can provide reference for the determination of heavy metals in different kinds of Chinese herbal medicines.

Carthamustinctorius;Heavy Metals; Assaying Atomic-fluorescence Spectrometry; Atomic Absorptiom Spectrometry

云南省技术创新人才培养计划项目(2014HB069)。

王丽(1983-)，女，汉族，本科，工程师，研究方向为中药材质量评价。E-mail：liwangshengyao@163.com

符德欢(1976-)，男，汉族，本科，高级工程师，研究方向为天然药物资源调研与开发。E-mail：Fudehuan@126.com

R284.1

A

1007-8517(2017)15-0018-04

2017-05-22 编辑：程鹏飞)