綜合策略法評價蒲地藍(lán)消炎片有害元素污染風(fēng)險

劉婷，石婧，陸羚子，張夢奇，周勇，王瓊芬

（浙江省舟山市食品藥品檢驗檢測研究院，浙江舟山 316000）

蒲地藍(lán)消炎片是由黃芩、蒲公英、苦地丁、板藍(lán)根4味中藥組成的復(fù)方制劑，具有清熱解毒、抗炎消腫的功能，廣泛用于癤腫、腮腺炎、咽炎、淋巴腺炎等的治療[1]。目前，蒲地藍(lán)消炎片現(xiàn)行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中并未對重金屬及有害元素的檢查及限量進(jìn)行規(guī)定，現(xiàn)有文獻(xiàn)資料也多集中在對其藥效成分[2-5]和藥理作用[6-8]的研究，對重金屬及有害元素的安全性研究鮮有報道。另有研究表明，處方中黃芩、板藍(lán)根、蒲公英等藥材存在不同程度的重金屬殘留[9-11]，因此有必要對蒲地藍(lán)消炎片中的重金屬及有害元素進(jìn)行測定及風(fēng)險評估，以期了解其殘留情況。

筆者以左甜甜等[12]提出的“綜合策略法”作為研究方法，系統(tǒng)地評價市售蒲地藍(lán)消炎片的安全性，即首先采用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）法測定蒲地藍(lán)消炎片鉛、鎘、砷、汞、銅5 種元素的殘留量；再結(jié)合化學(xué)計量學(xué)分析，對不同企業(yè)生產(chǎn)的制劑中重金屬及有害元素進(jìn)行多元方差分析；接著結(jié)合單因子污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法[13]對其污染情況進(jìn)行評估與分析；最后對其帶來的健康安全風(fēng)險進(jìn)行評估。共收集8個廠家24批蒲地藍(lán)消炎片樣品，按照上述策略進(jìn)行研究，為蒲地藍(lán)消炎片質(zhì)量控制和安全性評價提供參考依據(jù)，同時也為蒲地藍(lán)消炎片安全性限量標(biāo)準(zhǔn)的制定提供數(shù)據(jù)支撐。

1 實驗部分

1.1 主要儀器和試劑

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀：ELAN DRC-e 型，美國鉑金埃爾默有限公司。

微波消解儀：Mars6型，美國CEM公司。

電子天平：XSE205DU 型，感量為0.1 mg，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。

超純水儀：H2O-I-2-TOC-T 型，德國賽多利斯科學(xué)儀器有限公司。

鉛、砷、汞、銅、鍺、銦、鉍單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液：質(zhì)量濃度均為1 000 μg/mL，批號分別為165343-37、1108686、1108360、1108335、711044033C-2、686901-2、974255-29，美國o2si公司。

鎘單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液：1 000 μg/mL，批號為k2-CD02068，美國inorganic公司。

金單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液：100 μg/mL，批號為18D7001，國家有色金屬及電子材料分析測試中心。

蒲地藍(lán)消炎片樣品：24 批，市售，批號分別為ZBB1913、ZAB2013、ZAB2020 (A 廠，編號為S1～S3），120041、121015、121020 (B 廠，編號為S4～S6），20210117、20210502、20210702 (C 廠，編號為S7～S9），2012101、2103201、2106231 (D 廠，編號為S10～S12），20181113、20201010、20210107 (E 廠，編號為S13～S15），200203、201202、210601 (F 廠，編號為S16～S18），200601、201103、210105 (G 廠，編號為S19～S21），20200217、20210118、20210217 (H 廠，編號為S22～S24）。

硝酸：優(yōu)級純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

實驗用水均為超純水。

1.2 儀器工作條件

射頻功率：1 100 w；等離子氣流量：氬氣，15.0 L/min；輔助氣流量：氬氣，1.2 L/min；載氣流量：氬氣，0.9 L/min；重復(fù)次數(shù)：3 次；內(nèi)標(biāo)元素：測定63Cu、75As 時為72Ge，測定111Cd 時為115In，測定202Hg、208Pb時為209Bi。

1.3 溶液配制

系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：精密量取鉛、鎘、砷、汞、銅單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液適量，用10%硝酸溶液稀釋成鉛質(zhì)量濃度分別為0、1、5、10、20 ng/mL，鎘質(zhì)量濃度分別為0、0.5、2.5、5、10 ng/mL，砷質(zhì)量濃度分別為0、1、5、10、20 ng/mL，汞質(zhì)量濃度分別為0、0.2、0.5、1、2 ng/mL，銅質(zhì)量濃度分別為0、50、100、200、500 ng/mL的各元素系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

內(nèi)標(biāo)溶液：精密量取鍺、銦、鉍單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液適量，用10%硝酸溶液稀釋，制成1 μg/mL 的混合溶液。

1.4 樣品處理

取蒲地藍(lán)消炎片樣品10片，研細(xì)，取粉末約0.5 g，精密稱定，置微波消解罐內(nèi)，加入硝酸6.0 mL，70 ℃預(yù)消解20 min，置于微波消解儀中，以5 ℃/min升溫至120 ℃，恒溫5 min，再以6 ℃/min 升溫至180 ℃，恒溫20 min。待消解完全后，取出消解罐，緩慢釋放壓力，用水分次轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，精密加入1 μg/mL 金單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液0.2 mL (作用是固汞，汞在水溶液中不穩(wěn)定，加金起穩(wěn)定作用)，用水稀釋至標(biāo)線，搖勻，得樣品溶液。除不加金單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液外，同法制備試劑空白溶液。

1.5 實驗步驟

按照1.2儀器工作條件，測定各元素混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，以標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，響應(yīng)值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，將待測溶液上機(jī)分析，計算目標(biāo)物含量；含量結(jié)果采用SPSS 24.0軟件統(tǒng)計進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；安全性評價采用單因子污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法；風(fēng)險評估采用每日最大可耐受量和靶標(biāo)危害系數(shù)作為評估模型。

2 結(jié)果與討論

2.1 實驗條件的優(yōu)化

2.1.1 樣品消解方法

蒲地藍(lán)消炎片是由4 味中藥組成的復(fù)方制劑，基質(zhì)比較復(fù)雜。采用微波消解法，通過升溫加壓使硝酸沸點從121 ℃升高至200 ℃，從而促進(jìn)樣品的分解。與濕法消解和干灰化法相比，微波消解能克服易揮發(fā)性元素(汞)的損失，同時減少酸的使用量并降低空白值，適合多元素的痕量分析[14]。

2.1.2 樣品預(yù)消解及微波消解程序

樣品預(yù)處理部分增加了低溫預(yù)消解的步驟，是為了避免因基質(zhì)復(fù)雜導(dǎo)致反應(yīng)劇烈，壓力驟增引發(fā)爆罐，其中設(shè)置低溫為70 ℃，可避免汞的損失，加標(biāo)回收試驗結(jié)果表明，汞的回收率達(dá)到89.6%，符合實驗預(yù)期。

此外，比較不同的微波消解升溫程序?qū)ζ训厮{(lán)消炎片中各元素測定值的影響。除1.4消解條件外，嘗試其它升溫程序：（1）初始溫度為70 ℃，以5 ℃/min升溫至120 ℃，恒溫5 min；再以4 ℃/min升溫至160 ℃，恒溫5 min；然后以4 ℃/min 升溫至180 ℃，恒溫10 min；(2）初始溫度為70 ℃，以5 ℃/min 升溫至120 ℃，恒溫10 min；再以6 ℃/min 升溫至180 ℃，恒溫20 min。通過比較，試驗表明，前者消耗時間更短，步驟更簡便，同時能夠保證較高的回收率。

2.1.3 內(nèi)標(biāo)元素

考慮到蒲地藍(lán)消炎片基質(zhì)的復(fù)雜性，采用內(nèi)標(biāo)校正的標(biāo)準(zhǔn)曲線法來減少物理干擾和基體抑制，內(nèi)標(biāo)元素選擇了與63Cu、75As、111C、202Hg、208Pb質(zhì)量數(shù)接近，且干擾小的72Ge、115In和209Bi。

2.2 線性方程和檢出限

依次測定各元素系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，以標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)（x），響應(yīng)值為縱坐標(biāo)（y），繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。連續(xù)測定空白溶液11次，以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差與斜率的比值作為檢出限[15]。各目標(biāo)元素的線性關(guān)系及檢出限考察結(jié)果見表1。

表1 各目標(biāo)元素線性關(guān)系及檢出限

2.3 精密度試驗

取同一批蒲地藍(lán)消炎片（S6）樣品0.5 g，精密稱定，共6份，按照1.4方法制備樣品溶液并測定，計算測定值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果列于表2。

表2 精密度試驗結(jié)果

由表2 可知，Pb、Cd、As、Hg、Cu 的測定值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為1.3%、3.8%、1.5%、2.1%、0.80%，表明該方法重復(fù)性良好。

2.4 加標(biāo)回收試驗

取同一批已知含量的蒲地藍(lán)消炎片（S6）樣品0.25 g，精密稱定，共6 份，置于聚四氟乙烯消解罐中，各分別加入鉛、鎘、砷、銅、汞單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液0.5 mL，使其質(zhì)量濃度分別為0.4、0.2、0.4、20、0.08 μg/mL的，按1.4方法制備樣品溶液，按1.2條件進(jìn)行測定，計算樣品加標(biāo)回收率，結(jié)果見表3。由表3 可知，鉛、鎘、砷、汞、銅的回收率分別為99.8%、104.6%、98.4%、89.6%、96.5%，表明該方法準(zhǔn)確性良好。

表3 樣品加標(biāo)回收試驗結(jié)果

2.5 樣品測定結(jié)果分析

蒲地藍(lán)消炎片中各有害元素的限量值參考《藥用植物及制劑進(jìn)出口綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》[16]中的限度標(biāo)準(zhǔn)：即Pb的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于5.0 mg/kg，Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0.3 mg/kg，As 質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于2.0 mg/kg，Hg 質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0.2 mg/kg，Cu 質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于20 mg/kg。研究結(jié)果顯示，24 批樣品中有1 批樣品砷超過限度值，合格率為95.8%。不同廠家之間蒲地藍(lán)消炎片Pb、Cd、As、Hg、Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定結(jié)果分別為0.136 ～ 0.871、0.031 ～ 0.076、0.566 ～ 2.213、0.001 ～ 0.013、2.517 ～ 7.784 mg/kg。

采用SPSS 24.0進(jìn)行單因素方差分析，對不同廠家生產(chǎn)蒲地藍(lán)消炎片樣品中各有害元素含量進(jìn)行顯著性分析。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)果表明各廠家產(chǎn)品中Cd和Hg殘留量較小，Pb殘留量最高為B 廠家，最低為H 廠家；As 殘留量最高為C廠家，最低為E廠家；Cu殘留量最高為C廠家，最低為D廠家。不同廠家產(chǎn)品之間各元素含量存在顯著差異（P＜0.05），結(jié)果見表4、表5。

表4 不同廠家蒲地藍(lán)消炎片中有害元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定值

表5 不同廠家蒲地藍(lán)消炎片中有害元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)方差分析結(jié)果

2.6 安全性評價

2.6.1 單項污染指數(shù)法

單項污染指數(shù)法是用來反映某一元素的污染情況。其計算公式為：

式中：Pi——某一元素的單項污染指數(shù)；

wi——某一元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定值，mg/kg；

wL,i——某一元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)限定值，mg/kg。

其中，P≤0.7 表明非污染、0.7＜P≤1 表明尚未污染、P＞1表明受到污染。

24 批蒲地藍(lán)消炎片樣品中Pb、Cd、As、Hg、Cu單項污染指數(shù)見表6。

表6 24批樣品重金屬及有害元素安全性評價結(jié)果

由表6 可知，Pb、Cd、As、Hg、Cu 單項污染指數(shù)分別為0.03～0.17，0.10～0.25，0.28～1.11，0.01～0.07，0.13～0.39。其中Pb、Cd、Hg、Cu均小于0.7，表明這3 種元素污染程度為非污染；而As 有6 批樣品0.7＜P≤1，表明尚未污染，但需引起注意，另有1 批樣品P＞1表明受到污染，這7批樣品分別來自A廠（2批）、C廠（3批）、F廠（2批）。

2.6.2 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法能全面反映樣品的污染狀況，可同時兼顧單元素污染指數(shù)的平均值和最大值[17]。其計算公式為：

式中：PT——綜合污染指數(shù)；

Pave——各單項污染指數(shù)的平均值；

Pmax——各單項污染指數(shù)的最大值。

以PT值的大小來分級，共劃分為5個等級：安全級（PT≤0.7）、警戒級（0.7＜PT≤1）、輕度污染（1＜PT≤2）、中度污染（2＜PT≤3），重度污染（PT＞3）。

結(jié)合表5 可知，24 批蒲地藍(lán)消炎片樣品中Pb、Cd、As、Hg、Cu 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)范圍為0.23～0.82，其中，21批樣品P＜0.7，處于安全級，另有3批樣品0.7＜P≤1，處于警戒級，這3批樣品分別來自A廠（1批）、C廠（2批）。

2.7 風(fēng)險評估

2.7.1 5種有害元素每日最大可耐受量

每日最大可耐受量(EDI，WE)代表每日估計攝入量，其計算公式為：

式中：c——各重金屬殘留量，mg/kg；

md——每日中藥攝入量，g；

mB——人體的平均體重,kg。

不同廠家之間由于片劑規(guī)格不同用法用量上略有差異（6.0～10.24 g），成人每日最大用量取10.24 g，兒童每日最大用量取6.0 g。人體的平均體重國際通用標(biāo)準(zhǔn)成人為55.9 kg，兒童為32.7 kg。將WE與每日暫定耐受攝入量（PTDI，WP）對比，可以得到蒲地藍(lán)消炎片中有害元素可能導(dǎo)致的健康風(fēng)險水平。

Pb、Cd、As、Hg、Cu 的WP分別為0.003 57、0.000 85、0.002 14、0.000 57、0.500 00 mg/(kg·d)[18]，一般認(rèn)為，當(dāng)WE

不論成人還是兒童，24批蒲地藍(lán)消炎片樣品中各有害元素的WE均小于WP，因此以WE作為評估標(biāo)準(zhǔn)時，各有害元素計算值見圖1。由圖1 可知，各廠家蒲地藍(lán)消炎片中有害元素殘留對人體健康無顯著影響。

圖1 蒲地藍(lán)消炎片5種重金屬的EDI

2.7.2 5種有害元素的THQ

THQ 值(WT)是用于評估人體通過食物攝取重金屬風(fēng)險的參數(shù)，其計算公式為：

式中：mF——每年暴露于重金屬及有害元素的天數(shù)，30 d；

me——暴露的年數(shù)，30 a；

ma——平均接觸非致癌毒物的時間，70×365=25 550 d；

mR——參考劑量，USEPA 提供的Pb、Cd、As、

Hg、Cu 日參考劑量分別為0.004、0.001、0.000 3、0.000 3、0.04 μg／g[19]。

式（4）中的c、md、mB等參數(shù)的意義和數(shù)值同公式（3）。

根據(jù) 《中國居民膳食指南(2016)》 給出的人每天攝入各類食物種類與質(zhì)量，估算每天的食物攝入量成人約為1 500 g，兒童約為800 g[20]，故當(dāng)成人WT＜0.006 8、兒童WT＜0.007 5 時，則認(rèn)為蒲地藍(lán)消炎片未對健康造成明顯影響。

24批蒲地藍(lán)消炎片Pb、Cd、Hg、Cu的WT均低于其標(biāo)準(zhǔn)WT，但As 的WT均高于其標(biāo)準(zhǔn)WT，另外，總WT最高的廠家（C 廠）高出標(biāo)準(zhǔn)6 倍多，可見蒲地藍(lán)消炎片中As 和總WT會對身體健康帶來明顯的風(fēng)險，結(jié)果見圖2。

圖2 蒲地藍(lán)消炎片5種重金屬的THQ

3 結(jié)論

通過五步“綜合策略法”對蒲地藍(lán)消炎片中5種有害元素進(jìn)行研究，并對不同廠家生產(chǎn)的制劑進(jìn)行安全性評價，對其健康風(fēng)險進(jìn)行評估，為中成藥的有害元素限量制定提供一種新的研究模式。總體而言，蒲地藍(lán)消炎片重金屬殘留情況質(zhì)量可控，鎘和汞的風(fēng)險較小，砷可能會對部分人群的健康產(chǎn)生一定的風(fēng)險。

分析蒲地藍(lán)消炎片重金屬及有害元素殘留的原因如下：從處方成分看，不同藥材的成長環(huán)境、產(chǎn)地、種植方式會導(dǎo)致重金屬污染水平的差異；從制法上看，處方中一部分黃芩藥材是以生粉形式加入，黃芩為唇形科植物的干燥根，而根作為植物攝取營養(yǎng)和其它物質(zhì)的重要部位，對有害元素富集能力也強(qiáng)于其它部位[21]，由藥材直接帶入的外源性污染風(fēng)險增加；從生產(chǎn)工藝看，藥材的炮制過程以及制劑生產(chǎn)過程中也可能會引入重金屬殘留物。綜上所述，各廠家應(yīng)加強(qiáng)處方中各藥材砷含量的控制，嚴(yán)格控制原藥材中重金屬殘留，對重金屬超標(biāo)的樣品應(yīng)不允許投料使用；對工藝過程中可能引入重金屬的情況應(yīng)予以重視，防止交叉污染。