廣東道地藥材高良姜中重金屬含量測定及質量評價

張鑫 李克杰 楊全 程軒軒 張春榮 唐曉敏 周良云 潘利明

摘要：對21批不同品種、不同等級、不同產地的高良姜藥材進行鉛（Pb）、鎘（cd）、砷（As）、汞（Hg）、銅（cu）5種重金屬元素的含量測定。采用HNO3-HCIO4-HF消解火焰原子吸收分光光度法測定全鉛（Pb）、全鎘（cd）、全銅（cu）的含量，二乙基二硫代氨基甲酸銀分光光度法測定全砷（As）的含量，冷原子吸收分光光度法測定全汞（Hg）的含量;采用相似性分析、聚類分析、主成分分析等數理統計方法對測定結果進行分析處理。21批藥材中鉛（Pb）的含量范圍為0.376～1.297mg/kg;鎘（cd）的含量范圍0.01～0.09mg/kg;砷（As）的含量范圍為0.077～0.142mg/kg;汞（Hg）的含量范圍為0.005～0.021mg/kg;銅（cu）的含量范圍為1.662～4.703mg/g。所測21批樣品中重金屬含量符合《藥用植物及制劑進出口綠色行業標準》，為高良姜質量標準的制定奠定基礎，對保證臨床用藥安全具有重大意義。

關鍵詞：高良姜;原子吸收分光光度法;重金屬;含量測定

中圖分類號：R284.1文獻標志碼：A 文章編號：1674-5124（2019）04-0068-05

0引言

高良姜為姜科山姜屬Alpmia植物高良姜Alpiniaoffcinarum Hance的干燥根莖，別名良姜、小良姜（廣西、廣東），是我國著名的十大廣藥之一，始載于《名醫別錄》，列為中品，在歷版藥典中均有記載。本品味辛，性熱，歸脾、胃經，具有溫胃止嘔，散寒止痛的功效，主要用于治療脘腹冷痛，胃寒嘔吐，噯氣吞酸等癥。現代藥理學研究表明，高良姜具有抗氧化、抗腫瘤、抗菌、促滲透、抗炎鎮痛、抗潰瘍、止嘔止瀉、降血糖、降脂減肥、抗凝血等藥理作用。同時，除藥用外高良姜也廣泛被應用于食品、調味品、保健品等領域。但是，由于藥材受環境污染或藥材自身特點，或多或少含有一定量的重金屬等有害元素，如鉛、鎘、砷、汞、銅等，對人體造成重大傷害。本文采用原子吸收分光光度法等對21批高良姜藥材中Pb、Cd、As、Hg、Cu 5種重金屬元素進行含量測定及比較，為進一步制定藥材質量標準、提高藥材質量和保證臨床用藥安全提供科學依據。

1材料

1.1儀器

Z-2300火焰原子吸收分光光度計（日本日立公司）;UV-1800紫外可見分光光度計（上海美譜達儀器有限公司）;PB2002-N分析天平[梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司];ES-1020電爐（三角牌）、DC-B馬弗爐（北京獨創科技有限公司）、DHG-9140A電熱恒溫風干燥箱（上海齊欣科學儀器有限公司）、電熱板（常州國華DB-4）等。

1.2試劑

鉛標準品（GSB04-1742-2004），鎘標準品（GSB04-1721-2004），砷標準品（GSB 04-1714-2004），汞標準品（GSB 04-1729-2004），銅標準品（GSB04-1725-2004）均來自中國藥品生物制品檢定所;硝酸、鹽酸、高氯酸為分析純。

1.3藥材

所需藥材來源于高良姜道地產區廣東徐聞、廣西、海南等地（見表1）。

2實驗方法

2.1樣品處理

Pb、Cd、Cu的測定：準確稱取過篩樣品1.0g，放人聚四氟乙烯燒杯中，加入少許去離子水濕潤，然后加入15mL濃HNO3浸泡，置電熱板上緩慢加熱使其分解，并進行回流，蒸至近干。取下燒杯稍冷后加人混酸（HNO3：HCIO4=1：4）10mL，放于加熱板上使樣品繼續分解，蒸至近干。稍冷后反復加入5mL HF和2mL HCIO4，蒸至近干，樣品蒸至近白色。取下加入10%HNO3溶液，定容于50mL的容量瓶中待測。同法制備試劑空白溶液。

As的測定：準確稱取1.0g樣品于凱氏燒瓶中，加5mL硝酸一高氯酸（4：1）混合溶液，浸泡過夜。放于電熱板上加熱消解，保持微沸，持續加熱至溶液澄明后升高溫度，繼續加熱至冒濃煙，至白煙散盡，待消解液呈無色透明或略帶黃色，冷卻，置50mL容量瓶中，加2%硝酸溶液洗滌容器，合并洗液于容量瓶中，并稀釋至刻度，搖勻，即得。同法制備試劑空白溶液。

rig的測定：準確稱取過篩樣品0.25g，置聚四氟乙烯杯中，加適量3：1的HNO3-H2O2，混合液，使其充分反應，將聚四氟乙烯杯移至高壓消解罐，旋緊消化罐，將其放置烘箱中加熱一定時間，冷卻，取出，將聚四氟乙烯杯移至電熱板低溫加熱排酸至大約l mL，用適量1%鹽酸洗滌內壁，并轉移至50mL量瓶中，1%鹽酸定容至刻度，待測。同法制備試劑空白溶液。

2.2測定條件

Pb、Cb、Cu的測定：采用火焰法。采用空氣一乙炔火焰。檢測波長分別為283.3，228.8，324.7nm;狹縫寬度均為0.4nm;空氣流量均為6.5L/min;乙炔流量分別為1.5，1，1L/min。

As的測定：采用二乙基二硫代氨基甲酸銀分光光度法。檢測波長為515nm;參比溶液為三氯甲烷。

Hg的測定：冷蒸氣一氫化物法。檢測波長為253.7nm;以0.5%硼氫化鈉和0.1%氫氧化鈉溶液（臨用前配制）作還原劑;鹽酸溶液（1%）為載液，載氣為N2。

3結果與分析

3.1直觀分析

根據《藥用植物及制劑進出口綠色行業標準》重金屬的規定：Pb≤5.0mg/kg、;Cd≤0.3mg/kg;As≤2.0mg/kg;rig≤0.2mg/kg;Cu≤20mg/kg.與收集來的21批樣品中5種重金屬測定結果（結果如表2、圖1所示，圖1中Cd、As、Hg均以20倍含量在圖中顯示）相比較，發現在規定范圍內21批高良姜藥材中5種重金屬含量未檢出超標現象。

3.2相關分析

利用SPSS軟件對藥材中各重金屬含量進行相關分析，結果顯示Cu的增長與Pb、Cd、Hg有顯著相關性;Pb與As、Hg有極顯著相關性，同時As與Hg也有極顯著相關性，結果見表3。由此推測，重金屬在高良姜藥材中的積累可能存在協同效應。

3.3主成分分析

對不同批次高良姜藥材中5種重金屬元素含量進行主成分分析，即把離散數據標準化處理，以便對樣品中的特征元素進行明確評價。應用SIMCA-P+12.0軟件進行主成分分析（見圖2），結果顯示2l批高良姜藥材可被分為兩類：其中第1、6、8、10批藥材為第一類，剩余批次藥材為第二類。

3.4聚類分析

運用spss軟件對21批高良姜藥材進行系統聚類分析，以組之間的鏈接進行聚類，結果見下圖3。

依據圖3可知，以相似性系數5為閾值，可將21批藥材分為2類。第1類包括第1、6、8、10四批藥材，此類樣品中，Cu的含量相對其他各類品來說是最高的，Pb的含量也相對較高;其余批次藥材歸為一類，此類藥材Cu含量相對較低，與第一類藥材中Cu含量差別較大，而且各含量相對較一致。依據分析結果發現，不同批次高良姜中重金屬元素的積累與其產地、品種、等級關系不大。

4結束語

本文通過運用相關分析、主成分分析和聚類分析3種不同分析方法對21批不同品種、不同等級、不同產地的高良姜藥材進行分析。通過相關分析了解到藥材中重金屬的積累可能存在協同效應，但并不能依據各批次藥材重金屬含量將其進行分類，故運用了主成分分析和聚類分析對各批次藥材進行分類。主成分分析主要利用降維思想，在損失少量信息前提下將多個指標轉化為幾個綜合指標，但該方法存在一定局限性：當其因子負荷的符號有正有負時，綜合評價函數意義就不明確。聚類分析是在不對信息進行刪減的前提下將樣本按照相似程度進行分類，但此方法在樣本量較大時獲得聚類結論有一定困難。本研究運用了兩種原理不同的分析方法得到了相同的結果：即將Cu、Pb含量較高的第1、6、8、10四批藥材歸為了一類，而其余樣品由于Cu含量偏低，與第一類藥材中Cu含量差別懸殊，故被歸為了第二類。2015年《中國藥典》雖未對高良姜藥材中重金屬含量做出明確規定，但重金屬含量對藥材的質量品質具有重大影響，使用不當會對人體造成重大傷害。如鉛是重金屬污染中毒性最大的一種，一旦進入人體將很難排除，可直接傷害人的腦細胞，尤其胎兒的神經系統，可能造成先天智力低下;甲基汞也可侵犯神經系統，可能導致注意力缺陷、語言和記憶障礙等。由此可知，中藥材中重金屬的超標已嚴重影響到藥品的安全性與有效性，成為制約中藥走向國際化市場的主要問題。因此，有必要對中藥材中重金屬及有害元素的含量進行嚴格控制，對我國中藥材中的重金屬限定標準進行完善，從而提高藥材質量，從而保證臨床療效。