固本安神胶囊中5 种重金属和有害元素残留量测定及健康风险评估*
2020-09-10张玉昆郭珊珊牛雯颖冯月男卞敬琦
张玉昆,郭珊珊,牛雯颖△,冯月男,卞敬琦
(1. 黑龙江中医药大学,黑龙江 哈尔滨 150040; 2. 河北省沧州市人民医院,河北 沧州 061000)
固本安神胶囊是由葛根、黄芩、五味子、生地、淫羊藿、巴戟天等12 味中药经粉碎灌装而成[1]有滋阴补阳,交通心肾之功效,用于绝经前后诸证属阴阳两虚者,是临床有效经验方剂制成的医院制剂。中医学认为,绝经前后诸证多发生在女子七七前后,常伴有月经周期紊乱、月经量异常,潮热,汗出,心烦失眠,情绪改变等症状[2]。绝经前后诸证的发生与发展持续时间多则数年,一般都需要用药治疗。但长时间的用药治疗,重金属及有害元素就会在机体富集,从而产生一定的潜在安全隐患[3]。2015 年版《中国药典(一部)》对部分中药材或中药饮片中砷(As)、汞(Hg)、铅(Pb)、镉(Cd)、铜(Cu)5 种元素的含量限度要求分别为As<2 mg/kg,Hg<0.2 mg/kg,Pb <5 mg/kg,Cd <0.3 mg/kg,Cu <20 mg/kg。本研究中应用原子吸收光谱仪检测固本安神胶囊中重金属及有害元素的含量,并通过风险评估,评价固本安神胶囊中As,Hg,Pb,Cd,Cu 的健康风险,为临床提供安全的医院制剂奠定基础。现报道如下。
1 仪器与试药
仪器:novAA400P 型原子吸收光谱仪,TOPwavePL100型微波消解炉,均购自德国耶拿分析仪器股份公司。
试药:固本安神胶囊细粉(黑龙江中医药大学实验实训中心自制);优级纯硝酸(天津科密欧公司);As,Hg,Pb,Cd,Cu 5 种元素的标准溶液(质量浓度均为1 000 μg/mL,批 号 分 别 为GBW08611-13051027,GBW08617-17203402,GBW08601-17201301,GBW08612-17020613,GBW08615-16011006),均购自中国计量科学研究院;纯净水(实验室自制)。
2 方法与结果
2.1 溶液制备
标准溶液:以As 元素为例,取1 mL As 元素标准溶液(质量浓度为1 000 μg/mL),用2%硝酸溶液定容至100 mL,作为母液;再取400,200,100,50,0 μL 定容至100 mL,最终As 元素标准溶液质量浓度为40,20,10,5,0 ng/mL。同法制备其余4 种元素的标准溶液。详见表1。
表1 5 种元素标准溶液质量浓度
供试品溶液:称取样品内容物细粉0.20 g,精密称定,精密量取8.00 mL 硝酸。分先后置消解罐中,微波消解炉中消解50 min,取出,置120 ℃控温电热板赶酸至约1.5 mL,分别多次用2%硝酸溶液润洗消解罐,并转移至25 mL 容量瓶中,用2%硝酸定容,混匀,即得。
空白溶液:同供试品溶液制备方法,不加入固本安神胶囊细粉,制备空白溶液。
2.2 测定方法[4 -7]
原子吸收光谱仪参数见表2。As,Hg 2 种元素采用氢化物法进行测定,相关参数见表3;Pb,Cd 2 种元素采用石墨炉法测定,相关参数见表4 及表5;Cu 元素采用火焰法测定。火焰原子化器装置参数设置:Cu 元素模式为火焰法;助燃气为乙炔-空气;积分模式为平均值;读数时间为3 s;燃烧头高度为6 mm。
表2 原子吸收分光光度计参数
表3 氢化物发生原子化器参数
表4 测定Pb 元素石墨炉升温参数
表5 测定Cd 元素石墨炉升温参数
2.3 方法学考察
线性关系考察:取2.1 项下各元素不同质量浓度的标准溶液,按2.2 项下设定参数进行测定,以标准溶液质量浓度(X)为横坐标、吸光度(Y,3 次测量的平均值)为纵坐标绘制标准曲线,得线性方程YAs=0.573 855 0+0.068 943 3 X(R =0.999 7),YHg=0.008 581 0 +0.0376303X(R=0.9991),YPb=0.1352755+0.0044456X(R=0.997 3),YCd=0.016 762 3+0.044 322 8 X(R=0.996 3);YCu=0.008 270+0.142 073 X(R=0.999 3)。
检测限和定量限确定:取空白溶液连续进样11 次,计算出空白值的标准偏差,灵敏度为标准曲线斜率。检测限=3×标准偏差/灵敏度;定量限=10×标准偏差/灵敏度。结果As,Hg,Pb,Cd,Cu 5 种元素的检测限分别为0.021,0.012,0.033,0.005 1,0.17 mg/kg;定量限分别为0.07,0.04,0.11,0.017,0.57 mg/kg。
精密度试验:取5 种元素标准溶液单一浓度,重复检测6 次,记录各元素的吸光度。结果As,Hg,Pb,Cd,Cu 吸光度的RSD 分别为2.35%,2.08%,1.32%,1.04%,1.88%(n=6),表明仪器精密度良好。
重复性试验:取同批(批号为181201)固本安神胶囊细粉0.20 g,精密称定,平行制备6 份供试品溶液,检测5 种元素含量。结果As,Hg,Pb,Cd,Cu 的平均含量分别为0.38,0.053,2.03,0.03,7.01 mg/kg,RSD 分别为3.62%,4.10%,2.33%,2.08%,4.85%(n=6),表明方法重复性良好。
加样回收试验:取同批(批号为181201)固本安神胶囊细粉0.20 g,共6 份,其中As,Hg,Pb,Cd,Cu 含量已知,分别加入等量As,Hg,Pb,Cd,Cu 标准溶液,微波消解后重新制成6 份供试品溶液,检测5 种元素的含量,并计算回收率。结果见表6。
表6 5 种元素加样回收试验结果(n=6)
2.4 样品中5 种元素含量测定
对5 批固本安神胶囊细粉中As,Hg,Pb,Cd,Cu 元素的含量进行测定,结果Cu 元素的残留量最多,其次为Pb 元素。详见表7。
2.5 固本安神胶囊重金属健康风险评估
2.5.1 每日最大可耐受摄入量EDI 计算
EDI=(C× F)/ BW
式中,C 为固本安神胶囊中重金属质量比(mg/kg);F 为固本安神胶囊的每日服用量(4.8 g);BW 为我国成年女性的平均体质量(57.3 kg)。
每日暂定可耐受摄入量(PIDI)参照食品添加剂专家联合委员会(JECFA)的报告,As,Hg,Pb,Cd,Cu 的PIDI分 别 为 0.002 14,0.000 57,0.003 57,0.000 83,0.500 00 mg/kg[8-12]。当EDI/ PIDI <1 时,可认为负荷的重金属量对人体无明显健康影响。
2.5.2 风险评估
在无明显健康影响基础上进行风险评估,目标危险商值(THQ)是广泛认同的用于人体通过饮食摄取重金属风险的评估方法。每日服用药物的质量与每日总体饮食的质量比值是影响计算THQ 的重要因素。固本安神胶囊每日服用量为4.8 g,估算成人每天饮食量为1 500 g,故当THQ <0.003 2 时,固本安神胶囊不会对人体造成明显风险影响;反之,则会造成明显风险影响。
式中,C 为固本安神胶囊中重金属质量比(mg/kg);F 为固本安神胶囊的每日服用量为4.8 g;ED 为暴露于含重金属固本安神胶囊的年数(按30 计);EF 为每年暴露于重金属的天数(按30 计);BW 为我国成年女性的平均体质量(57.3 kg);AT 为平均接触含重金属固本安神胶囊的时间(按平均人寿命70年×365天/年)。RFD 为美国环保署(US EPA)的日参考剂量:As,Hg,Pb,Cd,Cu 分别为0.000 3,0.000 3,0.001 5,0.001,0.04 mg/kg)[13]。重金属及有害元素对人体健康的影响通常会是多种有害元素共同发挥作用,故总危险商值用TTHQ 表示,计算方法如下列公式。
TTHQ≤1.0,表明无明显风险影响;TTHQ >1.0,表明对人体健康产生风险影响的可能性大;TTHQ>10.0 ,表明存在慢性毒性效应。
2.5.3 评估结果
固本安神胶囊中As,Hg,Pb,Cd,Cu 5 种元素的EDI/ PTDI <1。可认为人体负荷固本安神胶囊中重金属的量无明显健康影响。以目标危险商值THQ <0.003 2为评价标准时,固本安神胶囊中As,Hg,Cd,Cu 的单一元素均未对人体健康产生风险影响;但Pb 元素的THQ=0.004 226 >0.003 2,可能对人体健康产生风险影响。Pb 元素过多也会导致TTHQ 指数超标,Pb 元素的贡献度超过54%。详见表8。
表8 固本安神胶囊安全风险评估结果
3 讨论
重金属及有害元素富集在中药材中,与其毒副作用密切相关[14]。重金属易在人体富集,不易分解,蓄积到一定程度会引起系列疾病[15]。固本安神胶囊用于女性更年期前后诸症,需长期用药。因此,对其中As,Hg,Pb,Cd,Cu 5 种重金属及有害元素的限量进行鉴定具有重要意义。本研究中应用原子吸收光谱仪对固本安神胶囊中以上5 种重金属及有害元素进行了限量检测,并对检测方法学进行了考察。结果显示,仪器设备精密度和准确度符合要求,试验方法合理;固本安神胶囊中的重金属及有害元素的含量符合2015 年版《中国药典(一部)》的要求[16]。基于以上5 种重金属及有害元素符合标准的情况下,本研究中对固本安神胶囊又进行了健康风险评估,结果显示固本安神胶囊不会对人体造成明显健康影响,但其中Pb 元素的THQ >0.003 2,可能对人体健康产生风险影响,故批量生产过程中应严格控制投料药材中的Pb 元素的内控标准。