當(dāng)歸中4種金屬微量元素的檢測(cè)及其健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

周驍騰 ,盧 恒 ,侯靜怡 ,魏英勤 ,孟繁蘊(yùn) * (1.中藥資源保護(hù)與利用北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100875；2.北京師范大學(xué)資源學(xué)院資源生態(tài)與中藥資源研究所,北京 100875)

當(dāng)歸是臨床常用中藥材,為傘形科植物當(dāng)歸(Radix Angelicae Sinensis)的干燥根,具有補(bǔ)血活血、調(diào)經(jīng)止痛、潤腸通便的功效,主要治療血虛萎黃、暈眩心悸、月經(jīng)不調(diào)、閉經(jīng)痛經(jīng)、跌打損傷等癥[1].當(dāng)歸藥材全部來源于家種,甘肅作為當(dāng)歸的道地產(chǎn)區(qū),其年產(chǎn)量占全國產(chǎn)量的80%以上.但是,由于甘肅省礦產(chǎn)資源也較為豐富,目前已發(fā)現(xiàn)各類礦產(chǎn)173種,占全國已發(fā)現(xiàn)礦種數(shù)的74%,礦業(yè)的開發(fā)導(dǎo)致大量有毒有害金屬元素進(jìn)入環(huán)境,環(huán)境中的金屬微量元素通過當(dāng)歸的種植過程富集到植株體內(nèi),再通過直接或間接的方式進(jìn)入人體.如果這些微量元素的含量過高則會(huì)對(duì)人體健康構(gòu)成威脅,例如,鐵攝入量過多時(shí),會(huì)引起肝硬化、骨質(zhì)疏松、軟骨鈣化,甚至?xí)?dǎo)致糖尿病;鉬攝入量過高時(shí),易引起痛風(fēng)癥;銅和錳攝入過量會(huì)引起明顯的毒性.

另外,當(dāng)歸是“四物湯”“當(dāng)歸補(bǔ)血湯”等方劑的主要組成藥物,在臨床上屬于大宗藥材.因此,了解長期服用含當(dāng)歸處方的健康風(fēng)險(xiǎn),對(duì)于藥材的安全種植和使用都有著重要的指導(dǎo)意義.本文在當(dāng)歸的道地產(chǎn)區(qū)進(jìn)行選點(diǎn)采樣,通過合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定當(dāng)歸中錳、鐵、鉬、銅4種金屬微量元素的含量,并計(jì)算服用含當(dāng)歸中藥的健康風(fēng)險(xiǎn).

1 材料與方法

1.1 樣地調(diào)查與材料采集

2011年9月份當(dāng)歸采收期間,根據(jù)當(dāng)歸種植地的情況,選擇9個(gè)采樣點(diǎn)采集(共27株),采樣樣地分布見表1.

表1 當(dāng)歸藥材的采樣點(diǎn)Table 1 Sampe areas of Radix Angelicae Sinensis

1.2 分析方法

1.2.1 儀器與試劑 高效毛細(xì)管電泳儀(P/ACE MDQ,美國貝克曼公司);超純水(18.2M Ω/cm);硼酸(北京化工廠,批號(hào):0060120);乙腈(J.T.Baker,9017-03);氫氧化鈉(西隴化工股份有限公司,批號(hào):1002261);95%乙醇(北京化工廠,20110408);雙硫腙(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,F20100728);四氯化碳(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,20110818);硫酸銅(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);氯化鎘(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,20100517);硫酸錳(天津市化學(xué)試劑三廠,990723);鉬酸鈉(天津市化學(xué)試劑四廠,20000423);Aminobenzyl-EDTA(DOJINDO,CV605).

1.2.2 內(nèi)標(biāo)溶液的配制 分別稱取一定量的錳鹽、鐵鹽、鉬鹽、銅鹽,用0.1%的稀硝酸配制離子濃度為100mg/L的溶液,即得.

1.2.3 供試品溶液的制備及測(cè)定[2]采用濕法消解對(duì)粉碎后的當(dāng)歸樣品進(jìn)行處理.用超純水將樣品洗出用1mol/L NaOH溶液調(diào)pH值至 7.0后,定容至 5mL.量取含 30μL四氯化碳的無水乙醇 500μL,除去當(dāng)歸消解液中的過量酸.采用 3000mg/L的雙硫腙四氯化碳溶液50μL萃取當(dāng)歸消解液中的微量金屬元素后,將四氯化碳層置于85℃水浴鍋中揮干.然后加入 100μL雙氧水,于 120℃烘箱中放置 30min.待雙氧水揮干后,加入含10μL AB-EDTA的超純水50μL超聲溶解,最后將溶液轉(zhuǎn)移至HPCE樣品瓶中.

毛細(xì)管電泳測(cè)定條件:經(jīng)1mol/LNaOH調(diào)pH 9.5的90mmol/L的硼酸溶液-乙腈(5:0.956)作為緩沖溶液,電壓 17kV,壓差進(jìn)樣 5s,檢測(cè)波長254nm,32Karat Software工作站.

2 當(dāng)歸中微量金屬元素的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型

研究長期長期服用當(dāng)歸制劑或含當(dāng)歸的成方制劑的健康風(fēng)險(xiǎn),將危險(xiǎn)商(HQ)運(yùn)用到當(dāng)歸中金屬元素的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中,具體公式(USEPA,1989)如下:

式中:ADD 是微量元素的日攝入量,mg/(kg·d);RfD是微量元素的每日攝取量,mg/(kg·d),其值來源于中國營養(yǎng)學(xué)會(huì)編著的《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量Chinese DRIs》[3]中微量元素的可耐受最高攝入量(ULs);Ci是當(dāng)歸中微量金屬元素的平均含量,g/kg;IR是長期服用當(dāng)歸藥材的患者的日攝入量,g/(人·d);BW 是成年人的平均體重,以60kg計(jì).

由于金屬微量元素對(duì)人體健康的影響一般是多種元素共同作用的結(jié)果,因此,將危險(xiǎn)指數(shù)(HI)運(yùn)用到全面評(píng)價(jià) Mn、Fe、Mo、Cu對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)中,具體計(jì)算公式如下:

如果危害指數(shù)小于 1,暴露量低于產(chǎn)生不良反應(yīng)的閾值,不具有非致癌風(fēng)險(xiǎn);如果危害指數(shù)大于 1,暴露量高于產(chǎn)生不良反應(yīng)的閾值,對(duì)人體健康產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)的可能性很大.

3 結(jié)果

3.1 中藥材當(dāng)歸中4種金屬微量元素的含量

中藥材當(dāng)歸中Mn、Fe、Mo、Cu四種微量元素的平均測(cè)定結(jié)果見表2.

3.2 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

通過查閱《中華人民共和國藥典》[1](2010年版)中規(guī)定當(dāng)歸的日攝入量為 6～12g,采用平均值9g作為成年患者的日攝入量.根據(jù)中國營養(yǎng)學(xué)會(huì)編著的《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量Chinese DRIs》[3],確定Mn、Fe、Cu的可耐受最高攝入量(ULs)分別 10,50,8mg/(kg·d),Mo為 350 μg/(kg·d).據(jù)(1)～(3),計(jì)算得到的中藥材當(dāng)歸樣品中Mn、Fe、Mo、Cu的ADD、HQ、HI值,結(jié)果如表3所示.當(dāng)歸中4種金屬微量元素在健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的貢獻(xiàn)率見圖1.

表2 當(dāng)歸中4種微量元素的平均含量Table 2 The average contents of Mn, Fe, Mo, Cu in Radix Angelicae Sinensis

表3 當(dāng)歸中4種金屬微量元素的ADD、HQ、HI值Table 3 ADD、HQ、HI values of Mn, Fe, Mo, Cu in Radix Angelicae Sinensis

圖1 當(dāng)歸中4種微量元素在健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的貢獻(xiàn)率Fig.1 Contribution percentages of Mn, Fe, Mo, Cu for HI in Radix Angelicae Sinensis

4 討論

本文選取的9個(gè)采樣點(diǎn)中,有5個(gè)采樣點(diǎn)的危害指數(shù)大于 1,這可能與采樣點(diǎn)附近受到金屬元素污染有關(guān).實(shí)驗(yàn)結(jié)果中,Mn元素的最高含量是 1.14mg/kg,低于相關(guān)報(bào)道,如陳飛等[4]測(cè)定結(jié)果為26.2mg/kg;尹志剛[5]甘肅、岷縣、紅軍3個(gè)不同地點(diǎn)測(cè)定結(jié)果分別為 17.53、24.00、16.99mg/kg.這可能與本文的 9個(gè)樣點(diǎn)與甘肅省的錳礦相距較遠(yuǎn)有關(guān),甘肅省的錳礦主要分布在北山、祁連山、西秦嶺地區(qū)[6].此外,嚴(yán)輝等[7]研究報(bào)道了不同產(chǎn)地當(dāng)歸中的微量元素含量,并證明當(dāng)歸對(duì)Mn元素的富集作用相對(duì)貧化.

采樣點(diǎn)1、3、8中的Mo含量都較高,9個(gè)采樣點(diǎn)中Mo的平均含量為6.44mg/kg,這與采樣附近礦產(chǎn)的分布一致,但結(jié)果低于已報(bào)道的14.10mg/kg[8].采樣點(diǎn)附近的岷縣寨是國家重點(diǎn)勘查的馬鎢金鎢鉬礦,此外,通渭縣徐家灣鉬礦點(diǎn)距采樣點(diǎn)也較近.

銅元素既是微量元素也屬于重金屬元素,根據(jù)2001年7月1日起實(shí)施的《藥用植物及制劑進(jìn)出口綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定單一銅的含量不得超過20.0mg/kg,本研究的27株當(dāng)歸中,Cu的超標(biāo)率為 22.22%.健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果表明,無論哪個(gè)采樣點(diǎn),Cu的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的貢獻(xiàn)率都占有一定的比例,在采樣點(diǎn)2、6、7、9中Cu的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的貢獻(xiàn)率最高.另外,曹志源等[9]研究報(bào)道當(dāng)歸中的微量元素,測(cè)定Cu的含量為23.10mg/kg,也超過綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).

本研究采用美國USEPA推薦的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型對(duì)當(dāng)歸中 4種微量元素進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),但是,這4種金屬元素均屬于人體生命活動(dòng)所必須的微量元素,只有在超過一定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)才對(duì)人體產(chǎn)生危害.所以,本研究采用《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量Chinese DRIs》[3]中規(guī)定的微量元素的可耐受最高攝入量(ULs)作為金屬微量元素的每日攝取的最大量.

5 結(jié)論

對(duì)道地產(chǎn)區(qū)的當(dāng)歸藥材中 Mn、Fe、Mo、Cu 4種金屬微量元素進(jìn)行了高效毛細(xì)管電泳檢測(cè),并采用健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型對(duì)當(dāng)歸藥材中這 4種金屬微量元素進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià).結(jié)果發(fā)現(xiàn) 9個(gè)采樣點(diǎn)中有5個(gè)采樣點(diǎn)當(dāng)歸的危害指數(shù)HI值大于 1,這 5個(gè)采樣點(diǎn)當(dāng)歸存在不同程度的微量元素含量過高問題,在所研究的 4種微量元素中,Cu和Mo是影響服用患者健康的主要因子.

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