香附中5 種重金屬元素含量分析及健康風險評估

馬曉靜，王丹，崔業波，王丹彧，馬彧

（四平市食品藥品檢驗所，吉林 四平 136000）

香附為莎草科植物莎草（Cyperus rotundus L.）的干燥根莖，臨床上主要用于肝郁氣滯，胸脅脹痛，疝氣疼痛，乳房脹痛，脾胃氣滯，脘腹痞悶，脹滿疼痛，月經不調，經閉痛經等病癥。現代研究表明，香附的化學成分主要包括萜、黃酮、生物堿、糖和甾醇等類成分，具有抗腫瘤、抗抑郁、抗炎、抑菌、抗氧化和降血糖等藥理作用[1-4]。

現階段對香附的研究主要集中在化學成分研究、不同炮制方法的研究、快速鑒別及藥理藥效方面研究。香附為根莖類藥材，其生長環境、土壤等因素均會影響香附中的重金屬殘留量。2020 年版《中國藥典》一部香附質量標準未規定對其重金屬及有害元素進行檢查。中藥材外源性有害殘留物是目前國內外關注的焦點，其中重金屬及有害元素污染是中藥材外源性污染的風險之一。本研究采用ICP-MS 技術對收集的10 批香附樣品進行5 種重金屬及有害元素（Cu、Pb、Hg、As、Cd）的測定[5-8]，并結合靶標危害系數（Target hazard quotients,THQ）和每日最大可耐受攝入量（Estimated daily intake,EDI），進行了風險評估，為香附的質量控制及用藥安全提供理論參考[9-11]。

1 儀器設備與藥品

電子天平（125-1CN 賽多利斯）；電感耦合等離子體質譜儀（NexION-350X 鉑金埃爾默）；微波消解儀（MA093 型MILESTONE）。標準溶液（Cu、Pb、Cd、As、Hg）、內標溶液（In、Ge、Bi）及金元素均購自國家有色金屬及電子材料分析測試中心，濃度均為1 mg/mL。硝酸為優級純，水為去離子水。10 批香附均為藥店采購，分別來自河北省、黑龍江省、安徽省和北京市等地區的飲片生產企業，經四平市食品藥品檢驗所崔業波副主任藥師鑒定為香附，并通過2020 年《中國藥典》一部檢驗均合格。

2 試驗方法

2.1 ICP-MS 條件

氬氣流速1.0 L/min，輔助氣流速1.0 L/min，等離子體流速15.0L/min，射頻功率1.6kW；泵流速20r/min模擬階段電壓為 1 670 V；脈沖階段電壓為1 250 V；偏轉裝置電壓 11 V；掃描次數20 次，重復3 次，鉛、鎘、砷和銅采用氦氣碰撞反應池（KED）模式，汞元素采用標準（Standard）模式；停留時間為50 ms；積分時間為60 ms。測試時選擇元素同位素豐度大的原子量。采用在線內標法，63Cu、75As 以72Ge 為內標，114Cd 以115In 為內標，202Hg、208Pb 以209Bi 為內標。

2.2 各元素標準溶液的制備

精密吸取各元素標準溶液適量，以2%硝酸制備成系列標準曲線溶液，其中濃度Pb、As 為0.0、1.0、5.0、10、20 ng/mL；Cd 為0.0、0.5、2.5、5.0、10.0 ng/mL；Cu為0.0、50、100、200、500 ng/mL；Hg為0.0、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0 ng/mL。取72Ge、115In、209Bi 標準溶液，用2%硝酸制成濃度為20 ng/mL 的內標溶液。再取金元素標準溶液，用2%硝酸溶液稀釋制成1μg/mL的溶液。

2.3 樣品溶液的制備

取香附樣品粉碎（過3 號篩），精密稱取0.5 g，置消解罐中，加硝酸8 mL，過夜處理，按表1 的消解程序進行消解。消解完全后，將消解罐置于恒溫加熱器中，110 ℃將消解液濃縮至約1 mL，冷卻，并用水逐次洗滌并轉移至50 mL 量瓶中，加入200μL 金元素標準溶液（1μg/mL），加水至刻度，即可。同法制備空白溶液（金單元素標準溶液除外）。

表1 微波消解程序Table 1 Microwave digestion program

2.4 方法學

2.4.1 線性關系考察 取2.2 項下的溶液，在2.1 項下條件測定不同濃度的標準溶液，見表2，各元素線性關系良好。

表2 線性關系、線性范圍和檢出限Table 2 Linear relation,linear range and detection limit

2.4.2 檢出限 空白溶液同條件連續分析11 次，計算各元素信號值的標準偏差，取標準偏差3 倍值帶入方程計算得質量濃度，即為檢出限，見表2。

2.4.3 精密度試驗 精密吸取2.2 項下的第3 點標準曲線溶液（Pb、Cd、As、Hg、Cu濃度依次5.0、2.5、5.0、100、0.5 ng/mL）同條件分析6 次，計算相應元素響應值的RSD。結果表明，各元素響應值的RSD 在1.6%～2.5%范圍內，表明所用儀器精密度良好。

2.4.4 重復性試驗 取香附樣品（過3 號篩）0.5 g（批號：20220219），精密稱定，共6 份，按照擬定方法制備供試品溶液并測定，5種元素含量的RSD在1.8%～4.1%之間，方法重復性良好。

2.4.5 穩定性試驗 取2.4.4 項下的批號為20220219的樣品溶液，分別于0、2、6、10、16、24 h 測定，考察其含量的RSD 值。結果表明，各元素含量的RSD 范圍在2.0%～3.8%內。

2.4.6 準確度試驗 精密稱取已知含量的香附樣品0.5 g（批號：20220219），共6 份，分別精密加入一定量的各元素標準溶液，按照2.3 項同法處理，按照2.1 項下分析測定，并計算各元素的回收率及RSD。結果表明，As、Hg、Pb、Cd、Cu 平均回收率在88.6%～96.8%范圍內，RSD 在1.6%～4.9%之間。

2.5 香附重金屬健康風險評估

2.5.1 每日最大可耐受攝入量（Estimated daily intake,EDI）的計算 采用公式（1）計算香附中重金屬的每日最大可耐受攝入量，比較EDI 與每日暫定可耐受攝入量（Provisional tolerable daily intake,PTDI），當EDI ＜PTDI 時認為人體負荷重金屬的量無明顯健康影響。

式中C 為香附中重金屬含量（mg/kg）；IRD 是香附每日攝入量，成人取10 g，兒童為6 g；BW 為人的平均體質量，成人為55.9 kg，兒童為32.7 kg。

2.5.2 靶標危害系數（Target hazard quotients,THQ）的計算 THQ 用于評估特定食品或藥材在特定服用劑量下污染物含量的非致癌性健康風險，當THQ ＜1 時，認為重金屬量對人體健康沒有明顯的影響；當THQ ＞1 時，認為重金屬對人體健康存在潛在影響。計算公式見（2）。

式中C、IRD、BW 同公式（1）；EF 為每年香附中重金屬暴露的天數，設定為30 d；ED 為香附中重金屬暴露的年數，設定為30 年；AT 為香附中重金屬的平均接觸的時間，定為平均人均壽命70 年365 d；RFD為重金屬的參考劑量，USEPA提供的日參考劑量為Cd為0.001μg/g、As 為0.000 3μg/g、Hg 為0.000 3μg/g、Cu 為0.04μg/g、Pb 為0.0015μg/g[12-23]。

3 結果與分析

3.1 樣品測定結果

分別取各批次香附樣品各2 份，每份0.5 g，精密稱定，按擬定方法制備供試品溶液并測定各元素含量，見表3。

表3 香附重金屬含量Table 3 Heavy metals content of 單位：mg/kg

表3 香附重金屬含量Table 3 Heavy metals content of 單位：mg/kg

3.2 香附重金屬健康風險評估

3.2.1 每日最大可耐受攝入量（Estimated daily intake,EDI）評估 由表4 分析可知，本研究的香附中成人和兒童的EDI 值均小于PTDI，因此，認為本研究的香附在服用后，重金屬的量對人體健康無明顯影響。

表4 香附中重金屬的平均EDI 值Table 4 The average EDI value of heavy metals in

表4 香附中重金屬的平均EDI 值Table 4 The average EDI value of heavy metals in

3.2.2 靶標危害系數（Target hazard quotients,THQ）評估 由表5 分析可知，本研究的香附中5 種重金屬的THQ 值均小于1，因此，可認為本研究的香附中的重金屬元素對暴露人群的健康不會產生明顯的影響。

表5 香附中重金屬的平均THQTable 5 The average THQ of heavy metals in

表5 香附中重金屬的平均THQTable 5 The average THQ of heavy metals in

3.3 討論

香附藥材為傳統大宗藥材，其質量標準收載于2020 年版《中國藥典》一部中，主要包括性狀、鑒別（顯微鑒別和薄層色譜鑒別）、檢查（水分、總灰分）、浸出物、含量測定（揮發油）；然而，重金屬及有害元素未列入正文中。本文采用ICP-MS 對10 批香附中的5 種重金屬的殘留量進行了測定，結果表明，10 批次樣品均不同程度的檢出了5 種重金屬的殘留。

香附產地炮制主要有2 種方式，即為略煮或蒸透后曬干和直接曬干，富含揮發油等成分，其營養物質較為豐富，基質復雜，樣品經微波消解后，采用原子吸收光譜儀直接測定，會使Cd 測定的含量結果偏高。本文對Pd、Cd、As 和Cu 采用碰撞模式，很好的消除了基質效應，并通過不斷優化內標物濃度，使質量數與電離能相接近，提高方法的靈敏度及準確度。Hg易在容器、試管壁吸附，用2%硝酸介質配制的標樣放置幾天后，信號響應強度降低，故Hg 測定需要盡快測定，高濃度的Hg 容易滿載，在測定過程中，由于吸附效應[24]，影響下一個樣的測定。為了保證溶液Hg 價態穩定性，需要加入Au+離子，形成穩定的絡合物，然后再進行測定。

本文建立的方法靈敏度高、檢測速度快、方法學考察結果良好，適用于香附藥材中重金屬及有害元素殘留量的測定。本文采用THQ 健康風險評估對測定結果進行了風險評估，表明5 種重金屬含量對健康風險較低，本文所有樣品均未超出標準，說明香附藥材中5種重金屬殘留量基本可控。