男宝胶囊中重金属及有害元素的残留量测定及风险评估*

黄强燕，李莉，薛平

常州市食品药品纤维质量监督检验中心，常州213000

男宝胶囊由31 味中药组成，临床上用于肾阳不足引起的性欲淡漠，阳痿滑泄，腰腿酸痛，肾囊湿冷，精神萎靡，食欲不振等症，具有壮阳补肾的作用[1，2]。方中含有黄芪、人参、麦冬及熟地黄等多味根或根茎类药材，以及鹿茸、狗肾、驴肾、海马等动物药。相关文献[3，4]表明部分动植物药的重金属及有害元素残留量较高，且重金属及有害元素难以降解，中药材及其成方制剂一旦被污染，在人体中蓄积，可能会严重危害人体健康，故需对其采取有效的风险控制措施以提高用药安全。

本文采用电感耦合等离子体质谱法测定男宝胶囊中9 种重金属及有害元素钒（V）、铬（Cr）、钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）、砷（As）、镉（Cd）、汞（Hg）和铅（Pb）的残留量，考察市场上不同生产单位的男宝胶囊中重金属及有害元素的残留概况，并进行风险评估，为该品种质量保障提供参考。

1 仪器与试药

1.1 仪器

ICP Q 电感耦合等离子质谱仪（美国赛默飞世尔科技有限公司）；CEM Mars5 Express 微波消解仪（美国培安公司）；XP504 电子天平（万分之一，瑞士梅特勒-托利多公司）；Milli-Q Reference 超纯水处理系统（美国密理博公司）。

1.2 试药与试样

单元素标准溶液：Pb[编号GBW（E）080129，批号21093]、As[编号GBW（E）080117，批号21114]、Cd[编号GBW（E）080119，批号21062]和Hg[编号GBW（E）080124，批号20050635]质量浓度均为100 μg·mL-1，Cu[编号GBW（E）08615，批号22083]质量浓度为1000 μg·mL-1，均购自于中国计量科学研究院；V（批号20041435）、Co（批号20041435），Ni（批号20041435）、Cr（批 号22D11018）、锗（Ge，批号为22D10060）、铟（In，批号21DA0173）、铋（Bi，批号21DC0252）、钪（Sc，批号19090235）和金（Au，批号21DB0264）质量浓度均为100 μg·mL-1，均购自于国家有色金属及电子材料分析测试中心。65%硝酸（优级纯，德国默克公司，批号K53085256），水为去离子水。收集的80 批样品来自10 个生产单位。

2 溶液的制备

2.1 混合对照品贮备液

分别精密量取Pb、Cd、As、Hg、Cu、V、Co、Ni和Cr 单元素标准溶液适量，用2%硝酸溶液稀释制成每1 mL 分别含Pb、As、V、Co、Cr 和Ni 0.5 μg 以及分别含Cu、Cd、Hg 为5、0.1、0.2 μg 的溶液。

2.2 内标溶液

精密量取Au 单元素标准溶液1mL，用2%硝酸溶液稀释至100mL，制成每1mL 含Au 1μg 的溶液。

2.3 供试品溶液

取男宝胶囊样品内容物约0.3 g，精密称定，置耐压耐高温微波消解罐中，加硝酸5 mL，放置过夜，密闭、消解。消解程序为在0～5 min，由初始温度升温到120℃，维持2 min，在7～13 min，由120℃升温到160℃，维持3 min，在16～20 min，由160℃升温到190℃，维持20 min。

消解完全后，消解液冷却至60℃以下，取出消解罐，放冷，将消解液转入50 mL 聚四氟乙烯量瓶中，用少量水洗涤消解罐3次，洗液合并于聚四氟乙烯量瓶中，加入Au 单元素溶液（1 μg·mL-1）200 μL，用水稀释至刻度，摇匀。

在同样的分析条件下进行空白试验，除不加样品内容物外，同法制备空白溶液。

3 方法与结果[5，6]

3.1 ICP-MS 测定法

射频功率1550 W；蠕动泵40 r·min-1；冷却气流量14 L·min-1；载气补偿气流速0.8 L·min-1；雾化气流量0.9 L·min-1；雾化室温度2.7℃；碰撞氦气流速4.95 mL·min-1；采样深度5.00 mm；延迟时间35 s；积分时间5.8 s，扫描次数10 次。

测定时选取的同位素为51V、52Cr、60Ni、63Cu、75As、114Cd、202Hg和208Pb，其中51V和52Cr以45Sc 作为内标，60Ni、63Cu和75As以72Ge 作为内标，114Cd以115In作为内标，202Hg、208Pb以209Bi 作为内标，通过蠕动泵在线加入内标溶液，测定时仪器的内标管始终插入内标溶液中，样品管按要求放入相应的溶液中进行测定，取3 次读数的平均值。在仪器的数据分析软件中将内标法设置为在线内标实时校正，即数据采集点的信号以实时内标点的信号进行校正。按仪器数据分析软件的要求，设置相关参数，各个元素以内标校正的信号值（cps）为纵坐标，相应的质量浓度（ng·mL-1）为横坐标，得到各元素的标准曲线及供试品溶液中各元素的浓度并计算样品中待测元素的含量。

3.2 方法验证

3.2.1 线性关系考察 分别精密吸取混合对照品贮备液适量，用2%硝酸溶液稀释制成每1 mL 含Pb、As、V、Co、Cr 和Ni 为0、0.1、1、2.5、10、20、50 ng；含Cu 为0、1、10、25、100、200、500 ng，含Cd 为0、0.02、0.2、0.5、2、4、10 ng，含Hg 为0、0.04、0.4、1、4、8、20 ng 的系列浓度混合对照溶液。按“3.1”项下测定条件，依次将仪器的样品管插入各个浓度的标准品溶液中进行测定（浓度依次递增），各元素回归方程与线性范围见表1。

表1 9 种元素ICP-MS 测定方法验证（n=6）

3.2.2 精密度试验 取线性关系中第4 个浓度点的对照品溶液，按“3.1”项下试验条件测定溶液中各元素的浓度。根据测得的浓度值计算相对标准偏差（RSD）值均小于5%，表明仪器精密度良好（表1）。

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3.2.3 重复性试验 取样品约0.3 g（编号H16），精密称定，按“2.3”项下方法制备供试品溶液6 份并分析，测得各元素的浓度并计算其含量，RSD 值均小于5%，表明本方法重复性良好（表1）。

3.2.4 回收率试验 取样品约0.3 g（编号H17），精密称定，置聚四氟乙烯消解罐内，精密加入混合对照品贮备液1 mL，按“2.3”项下方法平行制备6 份供试品溶液，按“3.1”项下方法测定各元素浓度并计算含量，扣除样品（编号H17）中元素本底的含量，分别计算各元素的回收率及RSD，详见表2，结果表明本试验准确度良好。

表2 回收试验结果（n=6）

3.3 结果

取不同生产单位的男宝胶囊，按“2.3”项下方法制备供试品溶液，按“3.1”项下条件测定各元素浓度，分别计算样品中各元素的残留量，详见表3。

表3 男宝胶囊中元素残留量测定结果（n=2，mg·kg-1）

3.4 测定结果分析

3.4.1 热图直观分析[7]热图现被广泛应用于数据分析，能清晰表现数据的疏密、频数高低和差异变化。利用Image GP 网页制图工具将80 批次男宝胶囊的测定结果绘制成热图（图1）。各元素的残留量跟其均值相比，用蓝色向红色表示，颜色越红，差异程度越大。

图1 9 种有害元素残留量热图

热图结果表明80 批次样品中Cr、As、Pb 和Hg 4 种元素的残留量存在一定的差异性，其中Hg 差异最为显著，颜色呈阶梯式变化。Hg 残留量的高低对应颜色的变化过程大致可分为3 个梯度（残留量由低到高）：第一梯度（J5 ＜J7 ＜J8 ＜J4 ＜J1 ＜I3 ＜J9 ＜J6 ＜I1 ＜J2 ＜E2 ＜E1 ＜A1 ＜I4 ＜I2 ＜E3 ＜I5 ＜J10 ＜E4 ＜H14 ＜C15 ＜J3 ＜A2 ＜F4 ＜F2 ＜F5 ＜F1 ＜H3 ＜F3 ＜F7 ＜H4 ＜F8 ＜H12 ＜H5 ＜F6 ＜H6 ＜H15 ＜H13 ＜H9 ＜H11 ＜H16 ＜H8 ＜B7 ＜C9 ＜C13 ＜H2 ＜H1 ＜H10 ＜C14 ＜B3 ＜H17 ＜H7 ＜C1 ＜B6 ＜C11 ＜C12 ＜B5 ＜C10 ＜B1 ＜D6 ＜B4 ＜D7）由深蓝转逐渐变为蓝色；第二梯度（C5 ＜D1 ＜D2 ＜D4 ＜D3 ＜D9 ＜C6 ＜D5 ＜B2 ＜C8 ＜C7 ＜E5 ＜D8）由蓝色逐渐变为黄色；第三梯度（C4 ＜G2 ＜C3 ＜G1 ＜C2）由黄色逐渐变为红色。图中各元素的颜色差异清晰表现了样品间残留量的差异，左边生产单位聚类分析的情况表明J、H、D这3 个生产单位批次间出现明显的聚类现象，其他7 个生产单位批次间未出现明显的聚类现象。

3.4.2 Hg 残留差异分析 统计工具Minitab 能科学地分析复杂的数据与数据组，被广泛应用于质量控制领域[8]。热图可见Hg 残留量存在显著的差异性，进一步应用Minitab 19 绘制了男宝胶囊Hg 残留量对于生产单位的多变异源图（图2），图中将生产单位作为因子，Hg 残留量作为响应。

图2 Hg 残留量对于生产单位多变异图

变异图结果表明样品中Hg 残留量在不同生产单位中存在一定程度的波浪式分布。图谱表明有8个生产单位Hg 残留量水平相当，趋于均值，说明生产单位的生产工艺等相对稳定；C 生产单位不同批次间Hg 残留量差异较大，大部分在均值（4.632），有5 批残留差异较大（分别为9.862、13.336、17.080、17.471、35.412），对这5 批进行溯源，发现他们批号相近，仅一个月之差，说明是生产单位批次间原料投料把控不严，建议生产单位严把质量关；G 生产单位Hg残留量相近且高于均值较多，只有两个批次，批次太少难以确定异常的原因，但仍建议生产单位重视。

4 重金属及有害元素残留风险评估[9]

4.1 计算Pb、Cd、As、Hg、Cu 的最大限量理论值（L）进行风险评估

根据《中国药典》2020 年版四部9302 中药有害残留物限量制定指导原则中重金属及有害元素最大限量理论值的规定，按式（1）计算该制剂中Pb、Cd、As、Hg 及Cu 的最大限量理论值。

式1中，L 为最大限量理论值（mg·kg-1）；A 为每日可接受摄入量（μg·kg-1）；W 为人体质量，一般按63 kg 计；M 为每日最大摄入量，本品每次2～3粒，每日2次，每粒0.3 g，每日最大服用量约为1.8 g（0.0018 kg）；AT 为365 天×70 年；EF 为中药服用频率每年90 d；ED 为20 年；t 为中药经煎煮或提取后，重金属元素的转移率100%；10 为安全因子。计算时A 取值：Pb 为1.3 μg·kg-1，As 为3.0 μg·kg-1，Hg 为0.57 μg·kg-1，Cd 为0.83 μg·kg-1，Cu 为50 μg·kg-1。由于WHO 在2010 年将Pb 的暂定每周耐受摄入量（provisional tolerated weekly intake，PTWI）值取消，故将健康指导值A 参照成年人心血管收缩压基准剂量下限值（benchmark dose lower，BMDL01），为每千克体质量1.3μg。计算结果见表4。

表4 Pb、Cd、As、Hg、Cu 的参考值及男宝胶囊最大限量理论值表

通过实验发现，79 批次男宝胶囊样品中Pb、Cd、As、Hg、Cu 的残留量均低于最大限量理论值和香港中成药注册安全性技术指引中相关规定值；仅1 批次Hg 的残留量高于最大限量理论值和香港中成药注册安全性技术指引中相关规定值。提示该批次样品存在一定的健康风险，需引起生产单位的重视。

4.2 计算V、Cr、Co、Ni 的最大允许浓度进行风险评估[10]

参考ICH Q3D 按公式2 计算最大允许浓度，PDE（permitted daily exposure）为每日允许暴露量；根据说明书每次2～3粒，每日2次，每粒0.3 g，每日最大服用量约为1.8 g 计算，结果详见表5。

表5 V、Cr、Co、Ni 最大允许浓度

实验结果表明80 批次男宝胶囊样品的V、Cr、Co、Ni 元素残留量均低于最大允许浓度，从另一方面表明这四种有害元素含量的健康风险相对较低。

5 讨论

ICH Q3D 引入控制阈值的概念，通常为药品中元素杂质PDE 的30%。作为元素杂质水平显著性的衡量指标，控制阈值可用于判断药品中的元素杂质是否需要额外的控制。故课题组以Pb、Cd、As、Hg、Cu 5 种有害元素最大限量理论值的30%作为阈值，对80 批次男宝胶囊样品的实验测定结果进行统计。样品的Pb、Cd、As 及Cu 元素残留量均低于阈值，然而有2 个生产单位共5 批次汞残留量超过了汞元素最大理论值的30%（8.5 mg·kg-1）。分析原因可能是生产单位原材料质量控制不稳定导致的，建议严格控制原料药中重金属及有害元素的残留量。

本研究旨在对男宝胶囊中重金属及有害元素残留量进行安全风险评估，为其临床安全用药及质量控制提供参考。根据预实验结果选择了9 种有害元素，80 批次样品结果表明男宝胶囊整体安全风险较低，不同生产单位或同一生产单位不同批次样品中Cr、As、Pb 和Hg 4 种元素的残留量存在一定的差异性，同时存在个别批次样品有害元素残留高于控制阈值，警示相关男宝胶囊生产单位必须加强重视，严把质量关，进一步降低药品质量安全风险。