藥食兩用資源川黨參重金屬含量的測定及其健康風險評估

趙春雪 李響 明鑫 木林 任艷 吳發明

摘 要：通過對29批不同產地的川黨參樣品進行重金屬含量測定，進而評估川黨參健康風險.采用電感耦合等離子體質譜法測定川黨參鉻、砷、鎘、鉛和汞5種重金屬元素含量，結合膳食暴露風險、非致癌健康風險和致癌健康風險對不同產地川黨參藥材質量進行評估.結果顯示，川黨參中的鉻元素對成人存在一定的膳食暴露風險，其他4種重金屬元素暫無膳食暴露風險；川黨參的鉛和鉻對兒童均存在一定的膳食暴露風險，其他3種重金屬元素暫無膳食暴露風險；對成人和兒童而言，不同產地的川黨參均不存在非致癌風險和致癌風險.本研究的風險評估將為不同產地川黨參質量評價提供一定參考.

關鍵詞：川黨參；重金屬；電感耦合等離子體質譜法；健康風險評估

中圖分類號：R284.1

文獻標志碼：A

0 引 言

川黨參來源于桔?？浦参铮–odonopsis tangshen Oliv.）的干燥根，是中藥黨參的主流來源之一，入藥后味甘、性平，入脾、肺經，具有補中益氣、健脾益肺之功效^[1].川黨參不僅是大宗中藥材，更是常見食材^[1].由于根類藥材有效成分的積累與不同產地土壤因子關系密切，特別是對土壤中重金屬元素的富集，而中藥材重金屬含量超標直接關系到人類或動物的用藥安全，人體內重金屬含量過高會導致各種疾病的發生^[2-4].因此，了解藥食兩用植物川黨參中重金屬含量并評估使用后可能存在的健康風險是十分必要的.

本研究共收集29批不同產地的川黨參樣品，采用具有靈敏度高與檢測限低等特點的電感耦合等離子體質譜（inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）技術，對藥材中鉻（Cr）、砷（As）、鎘（Cd）、鉛（Pb）和汞（Hg）5種重金屬進行含量測定，利用危害系數（hazard quotient，HQ）和危害指數（hazard index，HI）進行重金屬的非致癌風險評估，并對其進行致癌風險和膳食暴露風險評估，為不同產地川黨參的質量評價提供參考.

1 材 料

1.1 儀 器

ICAP-Q型電感耦合等離子體質譜儀（賽默飛世爾科技公司）.

1.2 試 劑

Cr、As、Cd、Pb和Hg標準溶液（1 000 μg/mL）、錸混合內標溶液，均購自中國計量科學研究院；硝酸（電子純），購自默克化工技術有限公司.

1.3 樣品收集與制備

對陜西省、湖北省、四川省、重慶市與貴州省等地川黨參樣品進行收集采樣，采樣信息見表1.樣品經過遵義醫科大學藥學院吳發明教授鑒定為桔?？浦参铮–odonopsis tangshen Oliv.）的干燥根.樣品采集后，除去泥沙，洗凈攤開，揉搓，40～50℃烘干，打粉（過4號篩）備用.

2 方 法

2.1 溶液的制備

2.1.1 標準品溶液的制備

1）Hg標準溶液的制備.精密移取Hg標準溶液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標準儲備溶液，精密移取Hg標準儲備溶液適量，用5%硝酸溶液稀釋，得濃度為0.0、50.0、100.0、300.0和500.0 ng/mL的標準系列溶液.

2）Cr、As、Cd和Pb標準溶液的制備.精密移取Pb標準溶液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標準儲備溶液，精密移取Pb標準儲備溶液適量，用5%硝酸溶液稀釋，得濃度為0.0、1.0、5.0、10.0、30.0和50.0 ng/mL的Pb標準系列溶液.同法制得As、Cd和Cr的標準系列溶液.

2.1.2 內標溶液的制備

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

2.1.3 供試品溶液的制備

精密稱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，無沉淀），冷卻后取出，緩慢打開罐蓋排氣，少量水沖洗內蓋，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照溶液.

2.2 方法學考察

2.2.1 線性關系和檢測限

取制備好的系列標準溶液，以測量值（3次讀數的平均值）為縱坐標（y），濃度為橫坐標（x），繪制線性標準曲線，得到5種元素的線性回歸方程.重復測定空白對照溶液11次，空白對照溶液中各元素測定值的3倍標準偏差對應的各待測元素濃度，即為檢測限.

2.2.2 精密度

分別取10 ng/L的As、Cd、Pb和Cr標準溶液，50 ng/mL的Hg標準溶液，重復進樣 6次，測定5種重金屬含量，計算對應的相對標準偏差（RSD）.

2.2.3 加樣回收率

精密稱取黨參樣品粉末適量，分別精密加入一定量的各元素標準溶液，按“2.1.3”項下方法制備供試品溶液，平行6次實驗，計算加樣回收率.

2.3 膳食暴露評估參數及方法

采用“點評估法”^[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估攝入量（EMI），單位為μg/（kg·BW）進行比較^[6]，以評估食用川黨參的膳食暴露風險，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，根據藥品標準量計算，以2020年版《中華人民共和國藥典》（以下簡稱《中國藥典》）中規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，兒童以32.7 kg計.

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

MOS=EMI/PTMI??? （2）

式中，Pb的PTMI為0.025 mg/kg（每kg體質量計，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MOS≥1表示該物質對人體健康存在一定的風險，MOS<1表示該物質對人體健康的風險可接受.

2.4 重金屬健康風險評估參數及方法

利用HQ和HI對不同產地川黨參進行重金屬的非致癌健康風險和致癌健康風險評估.

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為口服最小風險水平 ，mg/（kg·d）；CR為致癌風險值；EF為暴露于毒物的天數（約30 d/年）；ED為暴露于毒物的年數（假定為30年）；LT為致癌物的平均暴露時間，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].

對于非致癌健康風險評估標準，當HQ≥1時，可能會有一定的危險性；當HQ<1時，可能不具有潛在危害性；當HI≥1 時，表示非致癌風險較大；當 HI<1 時，表示非致癌風險較小.對于致癌健康風險評估標準，當總CR<1×10^-6時，表明重金屬無致癌風險；當1×10^-6<總CR<1×10^-4時，表明處于人體可耐受的致癌風險；當總CR>1×10^-4時，表明處于人體不可耐受的致癌風險.

3 結 果

3.1 方法學考察結果

3.1.1 線性關系和檢測限

5種重金屬元素線性關系和檢測限均符合分析要求，結果見表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，結果見表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%，表明該方法測定結果準確可靠，結果見表2.

3.2 重金屬含量測定

利用ICP-MS法測定29批不同產地川黨參樣品中Pb、Cr、As、Hg和Cd 5種重金屬元素含量，測量結果見表3.

3.3 不同產地川黨參中膳食暴露風險評估結果

評估結果表明（見表4），對于成人來說，川黨參中的Cr元素存在一定的膳食暴露風險，其他4種重金屬元素暫無膳食暴露風險；對于兒童來說，川黨參中的Pb和Cr元素均存在一定的膳食暴露風險，其他3種重金屬元素暫無膳食暴露風險.

3.4 不同產地川黨參重金屬風險評估結果

3.4.1 非致癌風險評估結果

依據文獻^[11]計算川黨參樣品中 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）.非致癌風險相關計算結果見表5，結果表明，無論是成人還是兒童，不同產地川黨參的HQ及HI均小于1，說明本實驗所選取的29批川黨參均不具非致癌風險.

3.4.2 致癌風險評估結果

結果表明（見表6），無論是成人還是兒童，不同產地川黨參5種重金屬的CR與總CR均遠低于癌癥風險的閾值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險.

4 結 論

本研究結果表明，川黨參中的Cr元素對成人存在一定的膳食暴露風險，其他4種重金屬元素暫無膳食暴露風險；川黨參中的Pb和Cr對兒童均存在一定的膳食暴露風險，其他3種重金屬元素暫無膳食暴露風險；對成人和兒童而言，不同產地的川黨參均不存在致癌風險和非致癌風險.值得注意的是，不同地區川黨參重金屬含量差異較大，說明不同產地川黨參藥材受污染情況各異，導致藥材受到污染的原因與環境污染、藥材本身污染，以及生產過程帶入均有關聯^[12]，本研究測得Pb和Cr的膳食風險暴露較大也可考慮此方面原因.鑒于以上原因，對中藥材重金屬的防治應該從源頭抓起，積極推行中藥材無公害和有機栽培技術，減少農藥與化肥的使用，炮制加工過程中減少器具與輔料等的污染，積極改進藥品包裝及儲存環境，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ICP-MS法測定不同產地川黨參重金屬含量，對不同產地川黨參重金屬進行健康風險評估，為中藥材重金屬污染狀況及質量研究提供了參考.

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（責任編輯：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