基于ICP-MS分析牡丹皮不同炮制品煎液及沉淀物重金属转移率变化

夏成凯，方成武

(1.安徽省中医药科学院 亳州中医药研究所，安徽 亳州 236800；2.亳州职业技术学院，安徽 亳州 236800；3.安徽中医药大学，安徽 合肥 230031)

牡丹皮为毛茛科植物牡丹PaeoniasuffruticaosaAndr.的干燥根皮，具有清热凉血，活血化瘀之功效，用于温毒发斑，吐血钮血，夜热早凉，痈肿疮毒，跌扑伤痛[1]。牡丹皮是常用传统中药材，在临床使用中，主要使用其生品、酒炙品和炒(炭)制品，起到减毒增效的作用。

近年来中药材中的重金属问题引发关注，中药材重金属超标引发的安全问题也是中药材产业发展面临的重要问题。中药汤剂是临床应用较为广泛的剂型，通常患者使用其饮片煎液，服用前弃去其沉淀，因此只有药材饮片中的重金属转移到煎液中才会被人体吸收，对人体造成影响。因此，研究水煎液中重金属转移率就显得尤为重要。中药材不同的炮制方法及炮制程度会对其主要成分及微量元素产生影响，因此炮制方法及过程是否会对饮片中重金属转移率有所影响，炮制前后的重金属转移率是否发生变化，与炮制后达到的减毒增效是否具有相关性都值得探讨。

电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)检测微量元素具有简便、灵敏、准确的特点，广泛应用于中药微量元素分析中[2-4]，刘威等[5]采用ICP-MS对牡丹皮中24种微量元素的特性做过研究，牡丹皮中重金属金属元素铁、锌、铜、锰及有害元素的检测也有相关研究[6-7]，甘彦雄等[8]发现莪术醋制前后重金属转移率有所变化。本实验采用ICP-MS法测定牡丹皮生品、酒炙品与炒(炭)制品，煎液，沉淀物中重金属含量并分析其转移变化情况。

1 材料与方法

1.1 供试材料

莱伯泰科Milestone ETHOS UP微波消解仪(意大利迈尔斯通)；NexlON 350X 电感耦合等离子体质谱仪(美国PerkinElmer公司)；DHG-9140A型电热恒温鼓风干燥箱(上海三发科学仪器有限公司)；高速粉碎机(浙江省永康市溪岸五金药具厂)。

高纯度硝酸(美国贝克公司)；调谐液(美国PerkinElmer公司)。钪(Sc)、锗(Ge)、铟(In)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、砷(As)、镉(Cd)、铅(Pb)、汞(Hg)标准溶液(国家有色金属及电子材料分析测试中心，浓度为1 000 μg/mL)。胡萝卜标准物质(地球物理地球化学勘查研究所，编号为GBW10047)。

牡丹皮饮片，分别购于安徽协和成药业有限公司(批号15092409)，安徽普仁中药饮片有限公司(批号16070911)，亳州永刚饮片厂有限公司(批号18031419)，铜陵禾田药业有限公司(批号18011312)，亳州沪谯药业有限公司(批号16122720)，安徽康博药业有限公司(批号17122315)。经安徽中医药大学方成武教授鉴定为PaeoniasuffruticaosaAndr.的干燥根皮生品。

1.2 实验方法

1.2.1 样品的制备 酒牡丹皮：取牡丹皮饮片，每500 g牡丹皮加60 g黄酒拌匀后闷透，放锅内用文火炒干，取出放凉。

牡丹皮炭：取500 g牡丹皮，用中火加热炒至表面黑褐色，内部黄褐色，喷淋少许清水，取出放凉，筛去碎屑。

饮片样品的制备：分别取适量的牡丹皮生品，酒炙品，炭制品饮片于打粉机中粉碎后，过80目筛，既得，样品用密封袋密封保存，并置于干燥处备用。

煎液及沉淀样品样品的制备：分别精密称取牡丹皮生品约80 g，牡丹皮酒炙品约80 g、牡丹皮炭制品约60 g，生品及炮制品分别加8倍量超纯水，浸泡30 min煎煮3次，每次30 min，合并所得滤液，使之混匀，静置15 min后倒出上清液，剩下沉淀液约有50 mL，用电热锅加热使其浓缩成恒重干膏并精密称定重量，即得煎液及沉淀样品(表1)，用陶瓷研钵研成细微粉末无大颗粒即得。

表1 饮片及其煎液干膏、沉淀干膏的重量

1.2.2 样品的消解 分别精密称取牡丹皮不同炮制品样品粉末0.1 g，置于消解罐中，加5 mL硝酸至反应停止，加入2 mL双氧水，不断轻摇消解罐，使样品充分混匀，放置过夜，按照以0.5 MPa、1 000 W、100 s，10 MPa、1 000 W、100 s，15 MPa、1 000 W、150 s的程序进行样品消解，待消解程序结束，降至室温将所得的消解液转移到50 mL容量瓶中，用超纯水润洗消解罐数次，将润洗液合并至50 mL容量瓶，定容，摇匀，即得供试品溶液。按照样品消解的方法制备胡萝卜标准物质供试品和空白对照溶液。

1.2.3 标准溶液及内标溶液的制备

1.2.3.1 标准储备液的制备 精密吸取各标准品原液(浓度为1 000 μg/mL)50 μL，分别置于50 mL的容量瓶中，用10%的硝酸定容，制备成1 μg/mL的标准品储备液[9]。

1.2.3.2 标准溶液的制备 精密吸取一定量的标准品储备液，放置于50 mL的容量瓶中，并用10%硝酸定容，配制成一系列不同浓度的标准品待测液。标准溶液：汞：0.01、0.05、0.1、0.5、1 μg/L；混标(砷、镉)：0.1、0.5、1、10、50、100 μg/L；混标(铜、铅、锰、锌)：0.5、1、10、50、100、500 μg/L。

1.2.3.3 内标溶液的制备 精密量取In、Ge、Sc单元素标准溶液适量，制备成1 μg/mL的混合溶液。

1.2.4 ICP-MS 测定工作条件 工作参数：射频功率1 100 W；冷却气流速15 L/min；辅助气流量1.2 L/min；载气流量0.9 L/min；驻留时间20 s；数据采集方式：跳峰；KED模式；氦气流速1.2 L/min。

1.2.5 方法学考察

1.2.5.1 线性关系 将制备的各标准品待测液依次经过ICP-MS测定，5种元素的线性关系r值均在0.999 5～0.999 7范围之内，表明其线性关系良好。具体数据见表2。

表2 线性关系考察(n=6)

1.2.5.2 准确度及精密度实验 准确称取胡萝卜标准物质0.1 g，同法制备供试品溶液，按照上述方法进行测定。计算5种无机元素含量(mg/kg)，比较测定值与标准值，结果表明5种元素的含量均在标准值的范围内，表明试验方法有较好的准确性。具体数据见表3。

精密称取胡萝卜标准物质0.1 g，制备供试品溶液，按照上述方法进行测定，重复进样6次，计算5种重金属元素的相对标准偏差RSD<1.6%，表明试验方法的精密度良好。具体数据见表3。

表3 标准物质验证(n=6)

1.2.5.3 重复性试验 精密称取同一批胡萝卜标准物质6份，每份0.1 g，制备供试品溶液，以ICP-MS工作参数连续测定。计算5种重金属元素含量的RSD值，结果显示均在1.1%～1.6%范围内，表明试验方法的重复性良好。

2 结果与分析

2.1 重金属含量测定结果

2.1.1 测定数据 按上述操作方法，测定各批次牡丹皮生品、酒炙品、炭制品的饮片、煎液和沉淀物中5种重金属的含量，每份样品平行测定3次，所得数据见表4。

表4 样品中重金属元素质量分数

2.1.2 样品转移率 计算牡丹皮不同炮制品饮片及其所得的煎液、沉淀物中重金属转移率。

表5 样品中重金属元素的转移率

2.2 结果分析

研究结果表明牡丹皮不同炮制品饮片中5种重金属含量差距较大，酒牡丹皮、牡丹皮炭中的重金属含量全部小于牡丹皮生品饮片中含量，而且各批次饮片均未超过《药用植物及制剂进出口绿色行业标准(WM2-2001)》中对于中药材中重金属含量的限定值[10]，各重金属元素的限量标准为Pb≤5.0 mg/kg、Cd≤0.3 mg/kg、Cu≤20.0 mg/kg、As≤2.0 mg/kg、Hg≤0.2 mg/kg。

本次实验中样品来源差异大，部分所测数据差距较大，其中本批牡丹皮样品中重金属Cu的含量最高，Pb次之，Hg的含量最低。从检测所得数据发现，沉淀物中的重金属含量多于煎液中重金属含量，但沉淀物的重金属转移率低于煎液中重金属转移率。虽然重金属Cu的含量最高，但它的总转移率最低，多为3.0%±1.0%，对此可推测Cu在牡丹皮中多以难溶于水的形态存在，而且炮制后的转移率相差不大；从整体来看，重金属As的转移率最高，生品的总转移率为(35%±25%，酒炙品多为(35%±15%，炭制品为(10%±6%，酒炙后显著升高，炭制后显著下降，可能与As为非金属元素，炭化温度较高有关。总体来看Cd的含量降低了，总转移率变化不大。Hg总转移率生品与酒炙品的差距不大，可以推测酒炙对牡丹皮中重金属Hg含量的改变影响不大。炭制后的牡丹皮5种重金属的总转移率略有降低但仍低酒炙饮片的转移率；酒炙煎液中As重金属总转移率均偏高，可推测酒炙后可促进牡丹皮中重金属的转移。

3 结论与讨论

3.1 重金属危害的分析

中药材中重金属残留是影响中药材产业发展的因素，虽然重金属Cu的含量最高，但它的总转移率最低，由此可推测Cu在牡丹皮中多以难溶于水的形态存在，煎煮使用后对患者的影响不大。当前中药材及饮片中重金属采用一定的限量标准具有较好的意义，中药材使用应兼顾炮制方法等，制定较为合理的不同中药炮制品的重金属限量标准，科学对待中药材的重金属。

3.2 消除实验中的干扰因素

每次样品消解完成后，消解罐会残留部分样品残留对进行下一次样品消解产生影响，所以每次消解完一批次样品后可以对消解罐进行清洗。先用超纯水润洗，再加入少许硝酸后，进行微波消解，待消解程序结束后冷却至60 ℃以下打开消解罐，再用超纯水冲洗数遍，放置与避光处，晾干，下次即可用。因部分样品为煎液浓缩成的干膏与沉淀物，单加入硝酸，样品可能无法完全消解，存在沉淀物与絮凝物，没有完全消解成功，所以在进行消解时，可以加2 mL过氧化氢，使样品消解完全。

3.3 影响重金属含量的因素

从实验结果分析，部分批次牡丹皮中重金属含量与转移率差异较大，与牡丹皮的产地因素有关，之前有学者研究过安徽三个产区的牡丹皮中的农残与重金属含量的差异[11]以及比较不同产地牡丹皮中无机元素的含量[12]，推测药材中重金属的含量与产地栽培环境是相关的。有研究川附子的炮制过程进行研究发现炮制前后药材重金属的浓度发生了变化[13]，牡丹皮饮片经过炮制后多数重金属的转移率是有所降低的，而转移到沉淀物中的重金属含量大于煎液中的含量，而一般这些沉淀物在患者饮用前弃去，所以煎液中存在的重金属含量只占小部分，而这些微量的重金属元素对人体影响不大，所以建议患者在饮药前滤去药渣，静置数分钟后舍去底部的沉淀物与肉眼可见的絮凝物。实验结果为中药炮制技术的科学性提供了依据，也有利于今后进一步制定与研究中药炮制标准。重金属对人体产生影响，往往是多种重金属共同的作用[14]，因此对于重金属在药材中的存在形态和控制药材的重金属污染[15]，以及人体对于进入体内重属元素的吸收与积累状况也是值得大家去探究的。