马留辉 庞婷 何欢 李泰球 戴传勇 周媛 黄少军

（广西农业职业技术学院，广西 南宁 530007）

牛大力又名牛大力藤、山莲藕、大力薯等，为豆科蝶形花亚科崖豆藤属植物美丽崖豆藤（Millettia speciosa Champ）的干燥根，广泛分布于广西、广东、海南等地[1]。其性甘、味平，具有补虚润肺，强筋活络的功效，主治肺虚咳嗽、咳血、肾虚腰膝酸痛、风湿痹病、慢性肝炎、肺结核等症[2]。现代研究表明，牛大力的化学成分主要有生物碱、三萜类化合物、植物甾醇、多糖和微量元素等，具有提高免疫功能、保肝、祛痰、镇咳、平喘及抗氧化、抗炎、抗肿瘤、抗疲劳、抗应激等药理作用[3]。牛大力是一味具有多种药理作用和良好保健功效的中草药，是壮腰健肾丸、强力健身胶囊等中成药的主要原料药材，亦可作为保健酒、保健茶、保健饮料、药膳等的原料，为岭南地区著名的药食两用植物药[4]。

近几年的研究表明，我国中药材重金属超标的形势十分严峻，一些中药材中的重金属含量远远超过了《药用植物及制剂外经贸绿色行业标准》的重金属限量值，严重制约了中药材产业的发展[5]。目前，中药材、保健品、食品等中的Pb、Cd、As、Cu、Hg等重金属元素的测定，多参照国家规定的原子吸收分光光度法、原子荧光法等方法进行测定，不同元素的测定中消解处理方法各异，耗时费力，工作量大，因此，建立一种快速的牛大力重金属残留检测方法十分有必要。关于牛大力的研究大多集中于生药学特征、栽培技术、化学成分、药理作用等方面，而对牛大力重金属含量的测定及其安全评价还鲜有报道[6-9]。

电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）是一种新的重金属检测方法，具有灵敏度高、准确性好、精密度高、检出限低、线性范围宽、并可同时测定多种元素等优点，目前已经广泛用于知母[13]、金线莲[14]、胖大海[15]等中药材重金属的测定。本研究采用ICPMS 法对牛大力药材中的砷(As)、汞(Hg)、铅(Pb)、镉(Cd)、铜(Cu)5 种重金属元素进行测定和分析，以期为牛大力的质量控制、安全性评价和临床药用等提供科学的参考依据。

1 仪器与材料

1.1 仪器与试剂

NexION 350 型电感耦合等离子体质谱仪（美国PerkinElmer公司）；FA1004分析天平（浙江力辰仪器科技有限公司）；微波消解仪（上海屹尧仪器科技发展有限公司）等。各元素的标准溶液均购自国家有色金属及电子材料分析测试中心；硝酸优级纯；水为超纯水等。

1.2 试验材料

牛大力药材，产地分别为广西壮族自治区钦州市浦北县（编号201901）、钦州市灵山县（201902）、南宁市马山县（编号201903）、河池市罗城县（编号201904）。样品经超纯水洗涤干净后，自然风干2h后，于50 ℃烘干备用。

表1 样品来源

2 实验方法

2.1 供试品溶液的制备

样品经50 ℃烘干，粉碎过60目筛后备用。称取0.4g（精确到0.0001g）样品，置于微波消解罐中，加入硝酸8 mL，混匀，在赶酸仪上100 ℃预消至无浓厚的棕色气体，放入微波，进行消解，消解程序见表2。消解完毕后将微波消解罐取出，放入赶酸仪，150 ℃赶酸至0.5 mL 左右，取出后用1%硝酸溶液少量洗涤烧杯，洗液并于25mL 容量瓶，定容、摇匀，即为元素待测液。

2.2 ICP-MS 工作条件

RF 功率：1200W；雾化器流量：0.88 L/min；等离子体流量0.88 L/min；辅助气流量1.20 L/min；偏转板电压：-12.0 V。

2.3 混合内标的制备

表2 微波消解程序

分别吸取Ge、In、Bi、Sc标准液适量，加1%硝酸稀释，制备含Bi、In、Ge、Sc 均为20μg/L 混合内标溶液。其中以Bi为内标物测定Pb、Hg，以In为内标物测定Cd，以Ge为内标物测定As，以Sc为内标物测定Cu的量。

2.4 标准品的制备及线性关系的考察

取各元素的标准液适量，加1%硝酸稀释成每1mL 含Pb、Cd、As 各0、1、5、10、30、50mg，含Cu 各0、10、50、100、300、500mg，含Hg各0、0.1、0.4、0.8、1.5、2mg 的六个系列浓度的混合溶液，即得标准品溶液的贮备液。以元素强度和内标强度的比值为纵坐标（Y），以质量浓度为横坐标（X）进行线性回归，绘制标准曲线。另取空白溶液，连续测定11 次，以其响应值3倍的标准偏差除以相应元素标准曲线的斜率作为不同元素的检出限（见表3）。

表3 重金属元素的回归方程及相关系数

2.5 方法质量控制检验

2.5.1 精密度试验 取混合标准品溶液连续进样6次，测定这5 种重金属元素的含量。计算可得Pb、Cd、Hg、Cu、As 的RSD 分别为1.3%、1.6%、3.8%、2.2%、2.4%。表明仪器的精密度良好。

2.5.2 重复性试验 取同一牛大力样品粉末6 份，按照“2.1”项下制备成供试品溶液，测定这5 种重金属元素的含量。计算得出Pb、Cd、Hg、Cu、Cr 的RSD值分别为1.5%、3.3%、1.8%、1.9%、2.7%，表明方法的重复性良好。

2.5.3 稳定性试验 取牛大力样品，按照“2.1”项法制备供试液，于0、6、12、18、24h 分别测定Pb、Cd、Hg、Cu、As 的含量，计算得出其RSD 分别为1.2%、3.8%、1.5%、1.6%、3.7%，表明供试品溶液在24 h 内稳定性良好。

2.5.4 加样回收率 取已测定的牛大力样品供试品溶液，添加1mL 混合标准溶液，6 个平行，进行加样回收试验。结果显示，Pb、Cd、As、Cu、Hg 的加样回收率均在93.3%～109.6%之间，RSD 均小于5.0%，表明该方法准确性良好。

表4 各元素样品含有量测定结果单__位___：_m_g/kg

3 样品测定

3.1 样品含量

选取Sc、Ge、In、Bi 为内标，按照“2.1”项下方法制备供试品溶液，按“2.3”项下方法进样测定，结果牛大力样品中5种重金属的含量见表4。

由表4可知，各个样品中Cu元素的平均含量最高，达到了4.15 mg/kg；其次是Pb，为1.093 mg/kg；Hg 元素含量最低，只有南宁市马山县有检测出。参考《药用植物及制剂进出口行业绿色标准》重金属及有害元素限度值（Pb≤5.0mg/kg、Cd≤0.3mg/kg、Hg≤0.2 mg/kg、As≤2.0mg/kg、Cu≤20.0mg/kg）所有样品均符合标准。

3.2 污染评价

参考知母[10]、茯苓[11]、枸杞子[12]等中药材的重金属评价方法，采用单因子指数法和内梅罗综合指数法对牛大力的重金属污染进行评价。其中单因子污染指数计算公式为：

其中，Pi为污染物i 的单因子指数；Ci为污染物i 的实测值；Si为污染物i 的评价标准值（《药用植物及制剂进出口行业绿色标准》五种重金属的最高限定值为标准值）。Pi＞1 表明受到污染，Pi 越大表明污染程度越高。

然后采用内梅罗综合指数法对重金属污染指数进行计算。内梅罗计算公式如下：

其中，P综合为综合污染指数；Pmax 为所有污染物单因子指数中的最大值；Pave 为污染物单因子指数的平均值，分级标准见表5。

表5 重金属污染等级划分

由表6 可见，本次研究的牛大力样品中，各个重金属的单因子指数均小于1，综合污染水平均处于安全水平。

表6 五种重金属污染评价

4 讨论与结论

本实验采用微波消解法处理样品，ICP-MS测定牛大力中Cu、As、Cd、Hg、Pb 元素的方法，结果表明Pb、Cd、As、Cu、Hg 的标准曲线线性良好，R2 均大于0.999，加样回收率均在94%～110%之间，RSD 均小于5.0%，证明ICP-MS 法可用于测定牛大力药材中Pb、Cd、As、Cu、Hg 5 种重金属的量。

另外，通过对广西不同产区牛大力样品中Cu、As、Cd、Hg、Pb 5 种重金属进行测定和评价，发现钦州市所产的牛大力重金属元素含量最低，南宁市产区牛大力重金属元素含量相对较高，但是，广西区所有产地的牛大力样品均符合《药用植物及制剂进出口行业绿色标准》中5 种重金属限量的规定。内梅罗综合指数法综合评价表明，所有产区的牛大力样品综合污染水平均属于安全水平，主产区适宜牛大力的种植。