煅制對(duì)紫石英中有害元素鉛、鎘、銅、砷、汞影響的研究

譚朝陽(yáng)，袁宏佳，劉文龍，鄭 宇

（湖南中醫(yī)藥大學(xué)中藥藥性與藥效研究實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410208）

煅制對(duì)紫石英中有害元素鉛、鎘、銅、砷、汞影響的研究

譚朝陽(yáng)，袁宏佳，劉文龍，鄭 宇

（湖南中醫(yī)藥大學(xué)中藥藥性與藥效研究實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410208）

目的 探討煅制過(guò)程中各工藝參數(shù)對(duì)紫石英中有害元素的影響。方法 采用正交實(shí)驗(yàn)法，以原子吸收分光光度法測(cè)定鉛、鎘、砷、汞、銅的含量為指標(biāo)，對(duì)煅制溫度、煅制時(shí)間、醋用量、醋淬次數(shù)進(jìn)行考察。結(jié)果 煅制溫度、煅制時(shí)間、醋用量、煅制次數(shù)4個(gè)因素對(duì)鉛、鎘、砷、銅的含量均有非常顯著性影響（P＜0.01）；煅制溫度對(duì)汞含量有非常顯著性影響（P＜0.01），煅制次數(shù)對(duì)汞含量有顯著性影響（P＜0.05），而煅制時(shí)間、醋用量對(duì)汞含量無(wú)顯著性影響（P＞0.05）。結(jié)論 經(jīng)煅淬后，紫石英中所含鉛、鎘、砷、汞、銅等有害元素的含量均有不同程度的降低，經(jīng)優(yōu)選的最佳炮制工藝為700℃煅制20 min，每100 g紫石英每次加醋15 mL，煅淬3次。

紫石英；煅制；有害元素；正交試驗(yàn)；原子吸收分光光度法；鉛；鎘；銅；砷；汞

紫石英始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，列為上品，來(lái)源于氟化物類礦物螢石族螢石，主含氟化鈣（CaF2），主治腎陽(yáng)虧虛，宮冷不孕，驚悸不安，失眠多夢(mèng)，虛寒咳喘[1]。由于紫石英來(lái)源于天然礦物，雜質(zhì)含量高，不可避免雜帶有鉛（Pb）、砷（As）、鎘（Cd）、汞（Hg）、銅（Cu）等有害元素。煅制是紫石英最主要的炮制方法，但目前對(duì)紫石英煅制的研究多限于對(duì)其主要成分Ca2+影響的研究[2-3]，而對(duì)其中所含有害元素的影響未見報(bào)道。本文采用正交實(shí)驗(yàn)，以紫石英中鉛、鎘、砷、汞、銅有害元素的含量為指標(biāo)，對(duì)紫石英炮制過(guò)程中的煅制溫度、煅制時(shí)間、醋用量、煅淬次數(shù)4個(gè)參數(shù)進(jìn)行考察，以探討合理的炮制工藝。

1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1 儀器

TAS-Super 990型原子吸收分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限公司）；MDS-8微波消解儀（上海新儀微波化學(xué)科技有限公司）；ECH-Ⅱ微機(jī)控溫加熱板（上海新儀微波化學(xué)科技有限公司）；AUW220D電子天平（日本島津）；SX2-5-12型馬弗爐（長(zhǎng)沙遠(yuǎn)東電爐廠）。

1.2 試劑及藥材

鹽酸、硝酸、硫酸、鹽酸羥胺、高錳酸鉀、硼氫化鈉、氫氧化鈉均為優(yōu)級(jí)純，其余均為分析純，水為超純水。鉛、鎘、銅、砷、汞單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液均購(gòu)自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心。長(zhǎng)康陳醋(湖南省長(zhǎng)康實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司，批號(hào)20090717，含酸量3.5 g/100 mL)。紫石英購(gòu)自湖南省振興藥材飲片公司。

2 方法與結(jié)果

2.1 紫石英煅制的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用四因素三水平試驗(yàn)，以鉛、鎘、砷、汞、銅的含量為指標(biāo)，對(duì)煅制溫度、煅制時(shí)間、醋用量、煅淬次數(shù)進(jìn)行考察。選用L9（34）正交表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，見表1。

表1 紫石英炮制的因素水平表

2.2 紫石英的炮制

取紫石英粉碎過(guò)40目篩，105℃干燥1 h。稱取10 g，置馬弗爐中，按因素水平表安排正交試驗(yàn)，見表2，每組3份，共27份樣品。樣品煅淬后揮干醋，再置105℃干燥2 h，粉碎過(guò)100目篩，備用。

2.3 鉛、鎘、銅、砷、汞有害元素含量的測(cè)定

取各紫石英樣品0.1 g，精密稱定，置微波消解罐中，加入鹽酸15 mL，硝酸5 mL，氫氟酸2 mL，放置反應(yīng)片刻后，蓋緊，置微波消解儀中，依次于120、160、200 ℃ 以 1 000 W 功 率 分 別 消 解 10、8、15 min，冷卻后取出，再加熱濃縮至約2～3 mL，用超純水定容至25 mL，作為鉛、鎘、銅測(cè)定的供試品溶液。

精密吸取上述消解液10 mL，置25 mL量瓶中，加25%碘化鉀溶液（臨用前配制）1 mL，搖勻，加10%抗壞血酸溶液（臨用前配制）1 mL，搖勻，用鹽酸溶液（20→100）稀釋至刻度，搖勻，密塞，置80℃水浴中加熱3 min，取出，放冷，作為砷測(cè)定的供試品溶液。

精密吸取上述消解液1 mL，加4%硫酸溶液5 mL、5%高錳酸鉀溶液0.5 mL，搖勻，滴加5%鹽酸羥胺溶液至紫紅色恰好消失，轉(zhuǎn)入10 mL量瓶中，用4%硫酸溶液洗滌容器，洗液合并于量瓶中，并稀釋至刻度，搖勻，作為汞測(cè)定的供試品溶液。同時(shí)按相應(yīng)方法制備各元素測(cè)定液的試劑空白。

取各元素標(biāo)準(zhǔn)溶液分別用2%硝酸配制成相應(yīng)濃度，采用原子吸收分光光度法[1]分別測(cè)定并計(jì)算紫石英樣品中各有害元素的含量。

2.4 正交試驗(yàn)結(jié)果及分析

紫石英各煅制品中鉛、鎘、砷、汞、銅測(cè)定結(jié)果見表2，其中綜合評(píng)分系將鉛、鎘、砷、汞、銅的含量分別乘以相應(yīng)的系數(shù) 14、50、23.4、70、1 后再相加得到的。經(jīng)采用SPSS 15.0軟件進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表3，方差分析表明：煅制溫度、煅制時(shí)間、醋用量、煅淬次數(shù)4個(gè)因素對(duì)鉛、鎘、砷、銅的含量均有非常顯著性影響（P＜0.01）；A（煅制溫度）對(duì)汞含量有非常顯著性影響（P＜0.01），D（煅淬次數(shù)）對(duì)汞含量有顯著性影響（P＜0.05），而 B（煅制時(shí)間）、C（醋用量）對(duì)汞含量無(wú)顯著性影響（P＞0.05）。

由于炮制過(guò)程中各因素對(duì)各有害元素的影響程度各不相同，經(jīng)綜合評(píng)分，其影響的大小分別為D（煅淬次數(shù)）＞B（煅制時(shí)間）＞C（醋用量）＞A（煅制溫度），最佳炮制工藝參數(shù)為A2B2C2D3，即煅制溫度700℃，煅制時(shí)間20 min，每100 g紫石英每次加醋15 mL，煅淬3次。

表2 紫石英不同炮制法的正交試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果 （n=3）

2.5 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

根據(jù)優(yōu)選的最佳炮制條件A2B2C2D3，進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，所得的煅紫石英經(jīng)按“2.3”項(xiàng)下的方法測(cè)定，其鉛、鎘、砷、銅的含量分別為 2.491、0.224、3.167、29.593 mg/kg，汞未檢出，其綜合評(píng)分為150。

2.6 生紫石英樣品的測(cè)定

取生紫石英粉碎過(guò)40目篩，105℃干燥1 h，按“2.3”項(xiàng)下的方法測(cè)定，其鉛、鎘、砷、汞、銅的含量分 別 為 411.030、0.315、8.593、0.707、62.284 mg/kg，其綜合評(píng)分為6 083。

表3 紫石英炮制的方差分析

3 結(jié)論

紫石英質(zhì)地堅(jiān)硬，通常認(rèn)為火煅醋淬后有利于粉碎，也有研究表明煅淬后有效成分Ca2+的溶出量增加[4]。本文研究表明，紫石英經(jīng)過(guò)煅淬后，其所含鉛、鎘、砷、汞、銅等有害元素的含量均有不同程度的降低，因此紫石英的煅制除易于粉碎外，更具有減毒增效的作用，這不是機(jī)械粉碎可以替代的。煅淬能使礦物藥中有害元素含量降低，一方面是由于在高溫下，某些元素如砷、汞本身易揮發(fā)，本研究結(jié)果也表明，煅制溫度是影響砷、汞含量的主要因素。另一方面可能是在高溫煅淬過(guò)程中醋的加入能使部分有害元素迅速溶解，并隨著醋液的揮發(fā)而帶走。

傳統(tǒng)炮制方法中對(duì)紫石英煅制工藝要求僅為“煅紅”、“煅透”，至于煅制至紅、至透所需溫度、時(shí)間、次數(shù)等均無(wú)具體要求，缺乏科學(xué)、可控的炮制規(guī)范，由于對(duì)紫石英炮制程度的把握僅憑感官經(jīng)驗(yàn)，會(huì)造成炮制品質(zhì)量差異較大。從表2中可以看出，不同炮制工藝條件下，其有害元素殘留量差異很大，且均比生品的含量低。通過(guò)對(duì)市售紫石英藥材的檢測(cè)，也發(fā)現(xiàn)各有害元素含量差異非常大[5]。

本文研究表明，煅制過(guò)程中各工藝參數(shù)如煅制溫度、煅制時(shí)間、醋用量、煅淬次數(shù)對(duì)鉛、鎘、銅、砷的含量均有顯著影響，但影響程度各不相同，且各有害元毒素性大小也不一樣。為篩選最佳炮制工藝，按其毒性情況進(jìn)行綜合評(píng)分分析。參照FAO/WHO(JECFA)推薦的標(biāo)準(zhǔn) [（Quality Control Methods for Medicinal Plant Materials Revised Draft Update(2005年)]，有害元素的最大日攝入量（按人體質(zhì)量為 60kg計(jì)算）分別是：Pb≤0.214 mg，Cd≤0.06 mg，As≤0.128 mg，Hg≤0.043 mg，Cu ≤3 ～30 mg[6]。 以Cu 最大日攝入量 3 mg為基準(zhǔn)，Pb、Cd、As、Hg 最大日攝 入量 分別 是 Cu 的 1/14、1/50、1/23.4、1/70，因此將 Pb、Cd、As、Hg、Cu 含量分別乘以相應(yīng)的系數(shù)14、50、23.4、70、1后再相加為綜合評(píng)分分值。經(jīng)綜合分析，優(yōu)選出紫石英的最佳炮制工藝為A2B2C2D3（即于700℃煅制20 min，每100 g紫石英每次加醋15 mL，煅淬3次）。經(jīng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，此炮制工藝條件可行，能使各有害元素的含量均降至較低水平。

由于紫石英經(jīng)煅制后各有害元素的含量較生品大幅減少，而其主要成分CaF的含量按藥典方法檢測(cè)，煅制前后基本無(wú)變化，因此在保證功效的前提下，臨床上更宜以煅紫石英入藥。

[1]國(guó)家藥典委員會(huì)編.中華人民共和國(guó)藥典[S].北京：中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，2010：316.

[2]張貞麗，謝鴻霞，呂海平，等.醋煅紫石英炮制工藝的實(shí)驗(yàn)研究[J].中成藥，1997，19（2）：21-23.

[3]曾祥林.正交試驗(yàn)法研究紫石英的炮制[J].中成藥，1989，11（8）：21-22.

[4]陳青蓮，王 萍，王身艷.紫石英不同炮制品的成分比較[J].中藥材，1999，22（2）：73-74.

[5]譚朝陽(yáng)，鄭 宇，袁宏佳，等.市售紫石英藥材中有害元素鉛、砷、鎘、汞、銅的測(cè)定[J].中醫(yī)藥導(dǎo)報(bào)，2010，16（12）：83-85.

[6]周躍華.關(guān)于含礦物口服中成藥中重金屬及砷質(zhì)量控制研究的思考[J].中藥新藥與臨床藥理,2008,19(3):234-237.

（本文編輯 楊 瑛）

Effects of calcining on harmful elements Pb,Cd,As,Hg and Cu in fluorite

TAN Zhao-yang,YUAN Hong-jia,LIU Wen-long,ZHENG Yu
(TCM University of Hunan,Changsha,Hunan 410208,China)

Objective To investigate the effects of calcining process on harmful elements Pb,Cd,As,Hg and Cu in fluorite.Methods With the orthogonal experimental design,the content of lead,cadmium,arsenic,mercury and copper,were used as detecting indexes to study the calcining time and temperature,vinegar-quenching processing technology.Results The calcining temperature,calcining time,the amount of vinegar and processing times were significant effective to the content of lead,cadmium,arsenic and copper(P<0.01);Calcining temperature was significant to affect the mercury content(P<0.01);Processing times was significant to affect the Hg content(P<0.05),while calcining time and the vinegar amount were not significant to affect Hg content(P>0.05).Conclusion After calcining,the content of lead,cadmium,arsenic,mercury and copper in Fluorite are decreased in deferent degrees.The optimum processing conditions are as follows：calcining temperature at 700 ℃ for 20 minites,in 100 g quenching with 15 mL vinegar each time,and processing three times.

fluorite;calcine； harmful elements;orthogonal experiment;AAS

譚朝陽(yáng)（1970-），男，湖南郴州人，博士，副教授，主要從事中藥質(zhì)量與資源研究。

R283.1

B

10.3969/j.issn.1674－070X.2011.05.012.037.04

2011－01－13

國(guó)家公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（200807044）；湖南省科技廳資助項(xiàng)目（2007SK3095）