重金屬吸附材料用于丹參水提液脫除重金屬的研究△

張艷紅，藍閩波，唐英

(1.國家中藥制藥工程技術(shù)研究中心，上海 201203；2.上海中藥制藥技術(shù)有限公司，上海 201203；3.華東理工大學(xué)，上海 200237)

·中藥工業(yè)·

重金屬吸附材料用于丹參水提液脫除重金屬的研究△

張艷紅1，2，藍閩波3*，唐英1，2

(1.國家中藥制藥工程技術(shù)研究中心，上海 201203；2.上海中藥制藥技術(shù)有限公司，上海 201203；3.華東理工大學(xué)，上海 200237)

目的：本研究利用系列材料進行中藥丹參提取物中的重金屬離子吸附性特性測試，考察所選材料對丹參提取物中重金屬的去除效果。方法：通過靜態(tài)吸附法進行脫重金屬實驗，以干膏得率、圖譜相似度、有效成分得率和重金屬脫除率為考察指標，比較幾種重金屬吸附材料對有關(guān)指標的影響。結(jié)果：4個重金屬脫除材料對丹參提取物均具有一定的脫除效果。其中，PEP12對丹參提取物中的重金屬元素脫除效率較高，且對丹酚酸B的影響較小。結(jié)論：PEP12是適合丹參水提液中重金屬脫除的材料。

重金屬脫除；吸附材料；丹參水提物

隨著中藥事業(yè)的不斷發(fā)展，中藥、天然藥物及其制劑在世界范圍內(nèi)防病、治病的作用被重新認識，提高中藥制劑的內(nèi)在質(zhì)量，制訂合理的質(zhì)控標準愈來愈受到人們的關(guān)注。由于種植環(huán)境、加工過程的污染及提取過程中藥液濃縮工藝存在的不合理因素，使得某些中藥提取物中重金屬濃度存在不同程度的超標現(xiàn)象[1-2]。Pb、Cd、Hg、As、Bi、Sb等是目前公認對人體有害的微量元素。這些重金屬被人體吸收后在生物體內(nèi)富集，當(dāng)蓄積到一定量時可引起免疫系統(tǒng)障礙，神經(jīng)、內(nèi)分泌、肝、腎功能受損，而引起一系列嚴重的中毒癥狀[3]。重金屬含量偏高影響中藥提取物本身的品質(zhì)，更是中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)長遠發(fā)展的瓶頸。因此，研究和提出控制中藥提取物中重金屬離子含量的技術(shù)具有重要的理論意義與實際應(yīng)用價值。目前，對于中藥重金屬的脫除主要包括超聲波、膜過濾、大孔吸附樹脂、超臨界萃取、殼聚糖吸附法、沸石吸附法、離子交換法等[4-6]。

中藥丹參為唇形科植物丹參SalviamiltiorrhizaBge.的干燥根和根莖，是常用藥材之一。本文選擇被廣泛應(yīng)用于清除化工行業(yè)、制藥行業(yè)金屬廢液的金屬吸附劑，考察其在脫除丹參提取物中重金屬的可行性與適應(yīng)性。

1 儀器與試藥

1.1 儀器

Agilent型高效液相色譜；Baird PS-6型ICP-AES、FR-2型消化罐(四川省分析測試研究所)。

1.2 試藥

PEP03、PEP07、PEP12和PEP15重金屬吸附材料(phospphonics公司)；丹參藥材購于上海華宇藥業(yè)有限公司，經(jīng)上海中醫(yī)藥大學(xué)陶建生教授鑒定為唇形科植物丹參SalviamiltiorrhizaBge.的根和根莖；對照品丹酚酸B(中國食品藥品檢定研究院，批號:111562-201514)；迷迭香酸(上海源葉科技有限公司，批號：YY900004-20mg)。

2 方法

2.1 藥材提取及重金屬脫除工藝

丹參藥材粉碎成粗顆粒，加水8倍量，煎煮2次，每次1 h，煎液濾過，合并。

本實驗采用200 g丹參水提液，加入1 g吸附材料PEP03、PEP07、PEP12和PEP15，精密稱定，共沸1 h后過濾除去吸附材料，稱定濾液質(zhì)量，并用水補足減失重量。取10 g樣品供電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)測試，另取100 g低溫濃縮，干燥計算浸膏粉得率及供HPLC測試。

2.2 丹酚酸B含量測定

2.2.1 色譜條件與系統(tǒng)適用性試驗 以十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑；以甲醇-乙腈-甲酸-水(30∶10∶1∶59)為流動相；檢測波長為286 nm[7]。理論板數(shù)按丹酚酸B峰計算應(yīng)不低于2000。

2.2.2 對照品溶液的制備 取丹酚酸B對照品適量，精密稱定，加75%甲醇制成質(zhì)量濃度為0.14 mg·mL-1的丹酚酸B對照品溶液。

2.2.3 供試品溶液的制備 取本品粉末(過三號篩)約0.2 g，精密稱定，置具塞錐形瓶中，精密加入75%甲醇50 mL，稱定重量，加熱回流1 h，取出，放冷，再稱定重量，用75%甲醇補足減失的重量，搖勻，濾過，取續(xù)濾液，即得。

2.2.4測定法 分別精密吸取對照品溶液與供試品溶液各10 μL，注入液相色譜儀，測定，即得。

2.3 樣品指紋圖譜的測定

2.3.1 色譜條件與系統(tǒng)適用性試驗 以十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑；以乙腈為流動相A，以0.05%磷酸溶液為流動相B，按表1的規(guī)定進行梯度洗脫；檢測波長為286 nm；柱溫為30 ℃；流速為1 mL·min-1[7]。

2.3.2 對照品溶液的制備 取迷迭香酸對照品和丹酚酸B對照品適量，精密稱定，分別加水制成每1 mL含迷迭香酸7 μg、丹酚酸B 60 μg的對照品溶液，即得。

2.3.3 供試品溶液的制備 取供試品5 mg，精密稱定，置5 mL量瓶中，加水使溶解，并稀釋至刻度，搖勻，濾過，取續(xù)濾液，即得。

表1 HPLC流動相條件

2.4 樣品中重金屬離子測定

取約1 mL丹參提取物溶液，精密稱定，置于70 mL消化罐中，加入4.0 mL過氧化氫和1.0 mL濃硝酸，進行消解，消解好的溶液轉(zhuǎn)入10 mL容量瓶，用去離子水定容。定容液過微孔濾膜后，通過ICP測試砷元素(As)、汞元素(Hg)、鉻元素(Cd)、銅元素(Cu)、鉛元素(Pb)含量。

3 結(jié)果

3.1 脫重金屬后干膏得率

丹參提取物經(jīng)上述脫重金屬工藝處理后的浸膏得率、標示成分含量結(jié)果見表2。經(jīng)過重金屬脫除工藝后，PEP07對浸膏得率產(chǎn)生較大影響，約有17.16%的損失，有效成分的含量損失達到16.40%。而PEP03在浸膏得率方面雖然沒有顯著下降，但丹酚酸B的損失較大，達到17.47%。從有效成分的損失方面考慮PEP07和PEP03的損失大，不適用于丹參提取物的重金屬脫除。而PEP12和PEP15對丹酚酸B的影響較小(損失小于5%)。

表2 重金屬脫除前后丹參提取物中成分及得率變化

3.2 各組提取物重金屬含量測定結(jié)果

測定方法參照《中華人民共和國藥典》2010年版一部附錄I鉛、鎘、砷、汞、銅測定法，采用原子吸收分光光度法測定。結(jié)果見表3。通過實驗發(fā)現(xiàn)，提取物中Cu元素的含量較高，在0.836×10-6左右，其他元素含量相對較低。

從幾個重金屬脫色材料的脫色效果來看，4個重金屬脫除材料對丹參提取物均具有一定的脫除效果。其中，PEP12對丹參提取物的砷元素(As)(脫除率85.71%)、鉻元素(Cd)(脫除率57.14%)、汞元素(Hg)(脫除率77.00%)的脫色效果相對較好。而PEP07對鉻元素(Cd)(脫除率57.14%)、銅元素(Cu)(脫除率72.01%)、鉛元素(脫除率92.00%)脫除效率較高。

表3 重金屬脫除前后丹參提取物中重金屬含量變化

3.3 指紋圖譜研究

使用中藥指紋圖譜相似度評價系統(tǒng)2004版(國家藥典委員會)進行數(shù)據(jù)處理，圖譜匹配后考察相似度。通過對比重金屬脫除前后指紋圖譜的變化發(fā)現(xiàn)，脫重金屬工藝前后丹參提取物的指紋圖譜變化較大，PEP03與PEP07的指紋圖譜與空白相比小于0.98，而PEP12與PEP15與空白樣品相似度大于0.98。說明PEP12與PEP15對丹參水提成分沒有強的吸附。見圖1～2。

注：1.迷迭香酸；2.丹酚酸B；3.提取物。圖1 丹參水提物及對照品HPLC圖

圖2 不同處理樣品間的指紋圖譜

4 結(jié)論

金屬吸附劑去除中藥提取物中重金屬離子能力的強弱取決于需要清除吸附的金屬元素含量、氧化態(tài)或氧化態(tài)范圍及中藥提取物的主要成分結(jié)構(gòu)特性。中藥提取物中成分復(fù)雜，對其進行重金屬脫除考察除了重金屬脫除效果，對提取液中成分的影響也是實驗應(yīng)該考慮的主要因素。每種植物提取物由于所含成分不同，脫除效果和有效成分的損失差異較大。本文考察提取物脫重金屬工藝前后的重金屬離子含量，脫除前后提取物HPLC指紋圖譜及活性成分丹酚酸B含量的差異，以確定所選吸附材料對丹參提取物的適應(yīng)性。

本研究利用Phospphonics公司系列材料進行中藥丹參提取物中的重金屬離子吸附性特性測試，結(jié)果表明，所選材料對丹參提取物中的有害重金屬離子具有良好的去除效果。Phospphonics系列材料在靜態(tài)吸附條件下，以1∶200的料液比可以對重金屬的脫除率達到50%以上，且對丹參水提取物的出膏率及有效成分含量的影響較小。通過對比實驗發(fā)現(xiàn)，Phospphonics公司的PEP07和PEP12兩款材料對丹參提取物的重金屬清除效果都比較顯著，但PEP07對丹參提取物的成分及含量產(chǎn)生影響較大，綜合考慮PEP12是適合丹參水提液的重金屬脫除材料。

進一步的實驗將對PEP12清除重金屬的機理及攪拌速率、操作溫度、操作時間、提取液濃度、使用吸附劑的配比等脫除工藝進行研究。

[1] 吳聰俊，余以剛，劉欣欣，等.中藥提取物中重金屬離子的去除方法研究[J].現(xiàn)代食品科技，2011，27(10)：1268-1270.

[2] 韓旭，駱驕陽，楊美華，等.中藥飲片中重金屬與有害元素殘留現(xiàn)狀及防控措施[J].世界中醫(yī)藥，2015，10(8)：1152-1156.

[3] 陸宇照，龔躍剛，王興文，等.中藥提取物中重金屬的研究[J].云南中醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2001，24(1)：1-2.

[4] 雷艷華，汪洋，成秉辰.中藥中重金屬檢測及凈化方法研究進展[J].黑龍江醫(yī)藥，2013，6(26)：983-985.

[5] 王先良，王小利，徐順清，等.大孔螯合樹脂可用于處理中藥重金屬污染[J].中成藥，2005，27(12)：1376-1379.

[6] 梁賀升，陳少瑾.中藥重金屬及脫除技術(shù)的研究現(xiàn)狀[J].中國藥業(yè)，2010，19(24)：86-88.

[7] 國家藥典委員.中華人民共和國藥典：一部[S].北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2015.

StudyonFeasibilityofSelectedAdsorbentRemovingHeavyMetalsfromExtractsofSalviamiltiorrhizaBge.

ZHANGYanhong1，2，LANMinbo3*，TANGYing1，2

(1.NationalengineeringandresearchcenterforTCM，Shanghai201203，China；2.ShanghaiChineseMedicinePharmaceuticalTechnologyCo.，Ltd.，Shanghai201203，China；3.EastChinaUniversityofScienceandTechnology，Shanghai200237，China；)

Objective：To study the feasibility of selected adsorbent removing heavy metals from the extracts ofSalviamiltiorrhizaBge.Methods：The experiment was carried out by static adsorption method.With dry ointment yield，comparability of HPLC and removal rate of heavy metal as the indexes，the effects of the selected adsorbent in removing heavy metal were compared.Results：Four selected heavy metal removal materials had certain effect on the removal of water extract ofS.miltiorrhiza.Among them，PEP12 had higher removal efficiency of heavy metal elements in the extract，and had less influence on the yield of salvianolic acid B.Conclusion：PEP12 is suitable for the removal of heavy metals from aqueous extract ofS.miltiorrhiza.

Removing of heavy metals；SalviamiltiorrhizaBge.；adsorbent.

2016-05-10)

治療尖銳濕疣茶參復(fù)方的中藥新藥候選藥物研究(13401900902)

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藍閩波，博士，教授，研究方向：生物醫(yī)學(xué)傳感器的材料試制和器件開發(fā)、植物藥物的發(fā)現(xiàn)；Tel:(021)64250557，E-mail:minbolan@ecust.edu.cn

10.13313/j.issn.1673-4890.2017.3.022