藥食兩用資源川黨參重金屬含量的測(cè)定及其健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

趙春雪 李響 明鑫 木林 任艷 吳發(fā)明

摘 要：通過(guò)對(duì)29批不同產(chǎn)地的川黨參樣品進(jìn)行重金屬含量測(cè)定，進(jìn)而評(píng)估川黨參健康風(fēng)險(xiǎn).采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定川黨參鉻、砷、鎘、鉛和汞5種重金屬元素含量，結(jié)合膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)、非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)和致癌健康風(fēng)險(xiǎn)對(duì)不同產(chǎn)地川黨參藥材質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估.結(jié)果顯示，川黨參中的鉻元素對(duì)成人存在一定的膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)，其他4種重金屬元素暫無(wú)膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)；川黨參的鉛和鉻對(duì)兒童均存在一定的膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)，其他3種重金屬元素暫無(wú)膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)；對(duì)成人和兒童而言，不同產(chǎn)地的川黨參均不存在非致癌風(fēng)險(xiǎn)和致癌風(fēng)險(xiǎn).本研究的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估將為不同產(chǎn)地川黨參質(zhì)量評(píng)價(jià)提供一定參考.

關(guān)鍵詞：川黨參；重金屬；電感耦合等離子體質(zhì)譜法；健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

中圖分類(lèi)號(hào)：R284.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引 言

川黨參來(lái)源于桔?？浦参铮–odonopsis tangshen Oliv.）的干燥根，是中藥黨參的主流來(lái)源之一，入藥后味甘、性平，入脾、肺經(jīng)，具有補(bǔ)中益氣、健脾益肺之功效^[1].川黨參不僅是大宗中藥材，更是常見(jiàn)食材^[1].由于根類(lèi)藥材有效成分的積累與不同產(chǎn)地土壤因子關(guān)系密切，特別是對(duì)土壤中重金屬元素的富集，而中藥材重金屬含量超標(biāo)直接關(guān)系到人類(lèi)或動(dòng)物的用藥安全，人體內(nèi)重金屬含量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生^[2-4].因此，了解藥食兩用植物川黨參中重金屬含量并評(píng)估使用后可能存在的健康風(fēng)險(xiǎn)是十分必要的.

本研究共收集29批不同產(chǎn)地的川黨參樣品，采用具有靈敏度高與檢測(cè)限低等特點(diǎn)的電感耦合等離子體質(zhì)譜（inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）技術(shù)，對(duì)藥材中鉻（Cr）、砷（As）、鎘（Cd）、鉛（Pb）和汞（Hg）5種重金屬進(jìn)行含量測(cè)定，利用危害系數(shù)（hazard quotient，HQ）和危害指數(shù)（hazard index，HI）進(jìn)行重金屬的非致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并對(duì)其進(jìn)行致癌風(fēng)險(xiǎn)和膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，為不同產(chǎn)地川黨參的質(zhì)量評(píng)價(jià)提供參考.

1 材 料

1.1 儀 器

ICAP-Q型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（賽默飛世爾科技公司）.

1.2 試 劑

Cr、As、Cd、Pb和Hg標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 μg/mL）、錸混合內(nèi)標(biāo)溶液，均購(gòu)自中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院；硝酸（電子純），購(gòu)自默克化工技術(shù)有限公司.

1.3 樣品收集與制備

對(duì)陜西省、湖北省、四川省、重慶市與貴州省等地川黨參樣品進(jìn)行收集采樣，采樣信息見(jiàn)表1.樣品經(jīng)過(guò)遵義醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院吳發(fā)明教授鑒定為桔梗科植物（Codonopsis tangshen Oliv.）的干燥根.樣品采集后，除去泥沙，洗凈攤開(kāi)，揉搓，40～50℃烘干，打粉（過(guò)4號(hào)篩）備用.

2 方 法

2.1 溶液的制備

2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)品溶液的制備

1）Hg標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備.精密移取Hg標(biāo)準(zhǔn)溶液0.5 mL，至50 mL容量瓶中，用5%硝酸溶液定容，混勻，得10 μg/mL的Hg標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，精密移取Hg標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液適量，用5%硝酸溶液稀釋?zhuān)脻舛葹?.0、50.0、100.0、300.0和500.0 ng/mL的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液.

2）Cr、As、Cd和Pb標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備.精密移取Pb標(biāo)準(zhǔn)溶液0.25 mL，用5%硝酸溶液定容至500 mL，配制成濃度為0.5 μg/mL的Pb標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，精密移取Pb標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液適量，用5%硝酸溶液稀釋?zhuān)脻舛葹?.0、1.0、5.0、10.0、30.0和50.0 ng/mL的Pb標(biāo)準(zhǔn)系列溶液.同法制得As、Cd和Cr的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液.

2.1.2 內(nèi)標(biāo)溶液的制備

取100 μg/mL含錸混合內(nèi)標(biāo)溶液0.5 mL至50 mL容量瓶中，用5%硝酸溶液定容，混勻得1 μg/mL內(nèi)標(biāo)溶液，再移取內(nèi)標(biāo)溶液5.0 mL至100 mL容量瓶中，用5%硝酸溶液定容，混勻得50 ng/mL內(nèi)標(biāo)溶液.

2.1.3 供試品溶液的制備

精密稱(chēng)取川黨參樣品于消解罐中，加入6.00 mL

硝酸，加蓋放置1 h，旋緊罐蓋，微波消解（消解液澄清透明，無(wú)沉淀），冷卻后取出，緩慢打開(kāi)罐蓋排氣，少量水沖洗內(nèi)蓋，將消解罐置于100℃趕酸器中，加熱30 min排氣，再用水少量多次洗滌罐，洗液合并于25 mL容量瓶中并定容至刻度，混勻備用.采用濃硝酸溶液同樣方式消解得到空白對(duì)照溶液.

2.2 方法學(xué)考察

2.2.1 線(xiàn)性關(guān)系和檢測(cè)限

取制備好的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，以測(cè)量值（3次讀數(shù)的平均值）為縱坐標(biāo)（y），濃度為橫坐標(biāo)（x），繪制線(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，得到5種元素的線(xiàn)性回歸方程.重復(fù)測(cè)定空白對(duì)照溶液11次，空白對(duì)照溶液中各元素測(cè)定值的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差對(duì)應(yīng)的各待測(cè)元素濃度，即為檢測(cè)限.

2.2.2 精密度

分別取10 ng/L的As、Cd、Pb和Cr標(biāo)準(zhǔn)溶液，50 ng/mL的Hg標(biāo)準(zhǔn)溶液，重復(fù)進(jìn)樣 6次，測(cè)定5種重金屬含量，計(jì)算對(duì)應(yīng)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）.

2.2.3 加樣回收率

精密稱(chēng)取黨參樣品粉末適量，分別精密加入一定量的各元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，按“2.1.3”項(xiàng)下方法制備供試品溶液，平行6次實(shí)驗(yàn)，計(jì)算加樣回收率.

2.3 膳食暴露評(píng)估參數(shù)及方法

采用“點(diǎn)評(píng)估法”^[5]及各元素每月可耐受輸入量（PTMI），與本研究所用樣品中金屬的每月評(píng)估攝入量（EMI），單位為μg/（kg·BW）進(jìn)行比較^[6]，以評(píng)估食用川黨參的膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)，公式^[7]為，

EMI=C×IR×1000×30/BW??? （1）

式中，C為食物中重金屬元素含量，mg/kg；IR為黨參藥材每日服用量，kg/d，根據(jù)藥品標(biāo)準(zhǔn)量計(jì)算，以2020年版《中華人民共和國(guó)藥典》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《中國(guó)藥典》）中規(guī)定的黨參藥材最大用量0.03 kg為每日服用量；BW為平均體量，成人以55.9 kg計(jì)，兒童以32.7 kg計(jì).

以膳食安全限值（MOS）對(duì)5種重金屬元素進(jìn)行膳食暴露安全性評(píng)估，公式^[8]為，

MOS=EMI/PTMI??? （2）

式中，Pb的PTMI為0.025 mg/kg（每kg體質(zhì)量計(jì)，下同），Cd的PTMI為0.025 mg/kg，As的PTMI為0.015 mg/kg，Hg的PTMI為0.005 mg/kg，Cr的PTMI為0.006 7 mg/kg.當(dāng)MOS≥1表示該物質(zhì)對(duì)人體健康存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，MOS<1表示該物質(zhì)對(duì)人體健康的風(fēng)險(xiǎn)可接受.

2.4 重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估參數(shù)及方法

利用HQ和HI對(duì)不同產(chǎn)地川黨參進(jìn)行重金屬的非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)和致癌健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估.

HI=HQ_（Cr）+HQ_（As）+HQ_（Cd）+HQ_（Hg）+HQ_（Pb）（4）

CR=C×DI×EF×ED×CSFBW×LT??? （5）

式中，DI為日攝入量，mg/（kg·d）；RfD為參考劑量，mg/（kg·d）；C為食物中重金屬元素含量，mg/kg；MRL為口服最小風(fēng)險(xiǎn)水平 ，mg/（kg·d）；CR為致癌風(fēng)險(xiǎn)值；EF為暴露于毒物的天數(shù)（約30 d/年）；ED為暴露于毒物的年數(shù)（假定為30年）；LT為致癌物的平均暴露時(shí)間，取70年（70歲×365 d）；CSF為致癌斜率因子，As的CSF為1.5 mg/（kg·d），Pb為0.008 5 mg/（kg·d），Cd為6.1 mg/（kg·d），Cr為0.5 mg/（kg·d） ^[9-10].

對(duì)于非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)HQ≥1時(shí)，可能會(huì)有一定的危險(xiǎn)性；當(dāng)HQ<1時(shí)，可能不具有潛在危害性；當(dāng)HI≥1 時(shí)，表示非致癌風(fēng)險(xiǎn)較大；當(dāng) HI<1 時(shí)，表示非致癌風(fēng)險(xiǎn)較小.對(duì)于致癌健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)總CR<1×10^-6時(shí)，表明重金屬無(wú)致癌風(fēng)險(xiǎn)；當(dāng)1×10^-6<總CR<1×10^-4時(shí)，表明處于人體可耐受的致癌風(fēng)險(xiǎn)；當(dāng)總CR>1×10^-4時(shí)，表明處于人體不可耐受的致癌風(fēng)險(xiǎn).

3 結(jié) 果

3.1 方法學(xué)考察結(jié)果

3.1.1 線(xiàn)性關(guān)系和檢測(cè)限

5種重金屬元素線(xiàn)性關(guān)系和檢測(cè)限均符合分析要求，結(jié)果見(jiàn)表2.

3.1.2 精密度

As、Cd、Pb、Hg和Cr 5種重金屬元素精密度的RSD分別為5.5%、1.5%、3.3%、6.6%和2.9%，表明儀器的精密度良好，結(jié)果見(jiàn)表2.

3.1.3 加樣回收率

5種重金屬元素的加樣回收率為89.40%～115.20%，表明該方法測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確可靠，結(jié)果見(jiàn)表2.

3.2 重金屬含量測(cè)定

利用ICP-MS法測(cè)定29批不同產(chǎn)地川黨參樣品中Pb、Cr、As、Hg和Cd 5種重金屬元素含量，測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表3.

3.3 不同產(chǎn)地川黨參中膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果

評(píng)估結(jié)果表明（見(jiàn)表4），對(duì)于成人來(lái)說(shuō)，川黨參中的Cr元素存在一定的膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)，其他4種重金屬元素暫無(wú)膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)；對(duì)于兒童來(lái)說(shuō)，川黨參中的Pb和Cr元素均存在一定的膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)，其他3種重金屬元素暫無(wú)膳食暴露風(fēng)險(xiǎn).

3.4 不同產(chǎn)地川黨參重金屬風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果

3.4.1 非致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果

依據(jù)文獻(xiàn)^[11]計(jì)算川黨參樣品中 Pb、Cd、As、Hg和Cr的MRL分別為3.5×10^-3、1.0×10^-4、3.0×10^-4、0和9×10^-4mg/（kg·d）.非致癌風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5，結(jié)果表明，無(wú)論是成人還是兒童，不同產(chǎn)地川黨參的HQ及HI均小于1，說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)所選取的29批川黨參均不具非致癌風(fēng)險(xiǎn).

3.4.2 致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果

結(jié)果表明（見(jiàn)表6），無(wú)論是成人還是兒童，不同產(chǎn)地川黨參5種重金屬的CR與總CR均遠(yuǎn)低于癌癥風(fēng)險(xiǎn)的閾值1×10^-6.因此，本研究所選取的29批黨參藥材均不存在潛在的致癌風(fēng)險(xiǎn).

4 結(jié) 論

本研究結(jié)果表明，川黨參中的Cr元素對(duì)成人存在一定的膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)，其他4種重金屬元素暫無(wú)膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)；川黨參中的Pb和Cr對(duì)兒童均存在一定的膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)，其他3種重金屬元素暫無(wú)膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)；對(duì)成人和兒童而言，不同產(chǎn)地的川黨參均不存在致癌風(fēng)險(xiǎn)和非致癌風(fēng)險(xiǎn).值得注意的是，不同地區(qū)川黨參重金屬含量差異較大，說(shuō)明不同產(chǎn)地川黨參藥材受污染情況各異，導(dǎo)致藥材受到污染的原因與環(huán)境污染、藥材本身污染，以及生產(chǎn)過(guò)程帶入均有關(guān)聯(lián)^[12]，本研究測(cè)得Pb和Cr的膳食風(fēng)險(xiǎn)暴露較大也可考慮此方面原因.鑒于以上原因，對(duì)中藥材重金屬的防治應(yīng)該從源頭抓起，積極推行中藥材無(wú)公害和有機(jī)栽培技術(shù)，減少農(nóng)藥與化肥的使用，炮制加工過(guò)程中減少器具與輔料等的污染，積極改進(jìn)藥品包裝及儲(chǔ)存環(huán)境，最大限度地控制和減少重金屬及有害元素的污染^[12].本研究通過(guò)ICP-MS法測(cè)定不同產(chǎn)地川黨參重金屬含量，對(duì)不同產(chǎn)地川黨參重金屬進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，為中藥材重金屬污染狀況及質(zhì)量研究提供了參考.

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（責(zé)任編輯：伍利華）

Determination of Heavy Metal Content and Health Risk Assessment of Medicinal and Edible Codonopsis Tangshen

ZHAO Chunxue¹，LI Xiang¹，MING Xin¹，MU Lin²，REN Yan¹，WU Faming³

（1.School of Pharmacy，Southwest Minzu University，Chengdu 610000，China;2.Chongqing Wanzhou Institute for Food and Drug Control，Chongqing 404100，China;3.School of Pharmacy，Zunyi Medical University，Zunyi 563003，China）

Abstract：Heavy metal content from 29 different origins was determined to assess the health risk of Codonopsis tangshen.Inductively coupled plasma mass spectrometry （ICP-MS） was applied to measure the content of five heavy metal elements，Pb，Cr，As，Hg and Cd in Codonopsis tangshen.Combining dietary exposure risk，non-carcinogenic health risk，and carcinogenic health risk，the quality of Codonopsis tangshen from different origins was assessed.The result shows that the Cr has a certain dietary exposure risk for adults，while the other four metal elements have no dietary exposure risk.Pb and Cr pose certain dietary exposure risks to children whereas the other three metal elements pose no such risks.For adults and children，there is no non-carcinogenic or carcinogenic risk in Codonopsis tangshen from different origins.It can be concluded that the risk assessment in this paper is relevant to the quality assessment of Codonopsis tangshen from various origins.

Key words：Codonopsis tangshen;heavy metal;ICP-MS;health risk assessment