中药材微量元素及重金属研究的意义与方法

中药材微量元素及重金属研究的意义与方法
张俊清1　刘明生1　符乃光1　熊雪欧2　邢福桑2
(1.海南医学院,海口　570102;2.海南绿色中药科技发展有限公司,海口　570105)
摘　要　中药微量元素研究的内容主要有两方面,一是对中药中所含的元素含量进行分析,以探讨中药中微量元素与其疗效的关系,为中药材的开发利用提供实验数据;二是对中药材中重金属含量进行测定,以期对中药材重金属含量进行控制,为其打入国际市场奠定基础。

关键词　中药材;重金属;意义
1　中药微量元素与重金属研究的重要性
中药材中所含微量元素对人体所缺乏的各种微量元素起到重要的补充与调节作用,同时也能对各种微量元素在人体新陈代谢中的吸收、排泄产生影响,并通过络合、螯合间接起到解毒作用,从而达到治病的目的。

现代医学研究表明,锌元素对人体有清热、凉血、消炎、,锰是多种酶的激活剂,对碳水化合物、脂质代谢蛋白合成具有重要作用,黄芪中锌、锰含量高,可能与其益卫固表、托毒生肌、利水退肿功能有联系。

有人对参类中药进行了分析,发现党参、太子参的铁、锌、锶、硅的含量均比人参为低,这说明不同参类中药补气的作用力之所以有弱有强,其作用机理可能与其微量元素的含量多少有关。

有人测定了气、阴两虚病人中铜、铁、锌的变化,并用中药进行了8例实验性治疗后,其症状消失,铜、铜Π锌比值均恢复到正常水平。

这说明了中药所含微量元素对人体起到补充与重要的调节作用,因而治好了气、阴两虚的病人。

另外,锂元素对神经紊乱症的治疗、降低糖尿病人血液中的血糖,可起到一定的治疗作用。

硒具有抗癌功效。

铝过量则导致慢性铝中毒,诱发铝脑病,同时干扰铁的代谢,抑制血红蛋白的合成[1,2]。

随着绿色中药日益受到人们的青睐,人们对中药重金属残留问题越来越重视,并逐步规定各种中药的重金属含量的限量标准,这对中药走向世界具有重要作用。

重金属对人体的新陈代谢及正常的生理作用具有明显的伤害作用,并抑制人的正常生理作用的发挥,同时人体内重金属含量过量会导致各种疾病的发生。

汞中毒严重影响人的中枢神经系统、听力减弱、语言失控、四肢麻痹甚至白痴。

铅中毒可直接损伤人和动物的甲状腺功能,降低甲状腺摄取碘及血浆蛋白结合碘的能力,降低垂体激素的分泌及肾上腺素皮质的功能,还可损伤生殖细胞及降低性功能。

砷化物的毒性,主要是与人体细胞中酶系统的巯基相结合,致使酶功能发生障碍,影响细胞正常代谢[3]。

综上所述,由于微量元素对人体健康的作用,决定了分析中药中微量元素的重要性,同时,中药中重金属限量的测定是其进入国际草药市场的保证。

2　中药微量元素与重金属研究的种类
中药材作为一种农作物在其生长过程中必然从土壤、水及周围环境中吸取各种微量元素和重金属,中药的品种和来源不同、产地各异,同一品种因药用部位的差别,其所含微量元素与重金属的含量和种类均有差异。

现今人们对中药材研究的元素主要有锌、铁、锰、铜、钙、磷、镁、锶、钴、锂、硒、碘、铝等,重金属有铅、镉、铬、汞、砷,其中主要研究的重金属为铅、汞和砷,并规定了大部分中药的含量限量标准。

3　中药微量元素与重金属检测的前处理方法
3.1　中药材的预处理
药材清洗泥沙后,用自来水冲洗,再用去离子水冲洗,晾干,80℃烘干,6h,粉碎过40目筛,再于80℃烘1h,置干燥器中备用。

3.2　样品的消化
3.2.1　干法消化　精确称取均匀样品干样1g(湿样2g～4g)于瓷坩埚中,小火加热炭化,置高温炉中,于420℃灰化3小时,放冷,加少许双蒸水,稍加热至干,再置于高温炉中灰化至完全为止,冷却,加入1:
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中国野生植物资源 2002年第21卷第3期
1H NO31.0ml,加热溶解后移入25ml容量瓶中,用双
蒸水稀至刻度,待测。

3.2.2　湿法消化　由于H NO3、H2S O4、HClO4等的消化能力各异,各自适合的消化对象也不同。

因此,在实际应用时经常使用两种或两种以上的无机酸,以一定的比例混合在一起来消化样品(如H NO
32 H2S O4、H NO32HClO4、H2S O42H NO32HClO4、)。

经实验
证明,以H NO
32HClO4为消化液的低温消化法最优。

具有操作简单,一次性可消化多个样品,而且准确、精密度相当满意,适合于在实际中使用。

具体做法为:准确称取样品1g(湿样2g～4g,饮料等液体样品5～10g)于10ml消化管中,加5ml H NO3、1ml HClO4浸泡过夜,在管式自控电热消化器上,加热消化至溶液清亮并继续加热至近干,放冷,加水5ml、微沸数分钟,以水定容于50ml容量瓶中,待测。

这种消化方法适合于锌、铁、锰、铜、钙、、镁、锶、钴、镍、铬、镉、锂、铝、铅等大多数元素的测定。

对于锂元素来说,由于高氯酸对锂具有较强的抑制作用,采用干法消化优于湿法消化。

测汞、砷的样品消化方法:精密称取药材样品0.5g于10ml消化管中,加入浓硝酸-浓硫酸(5∶1) 5ml,放置过夜,在管式自控电热消化器上加热,保持沸腾,难消化样品补加浓硝酸-水(1∶1)2ml,消化至溶液透明,小心蒸发至近干,用去离子水定容至25ml,混匀待测[4]。

4　中药材微量元素与重金属测定的方法
用于微量元素测定的方法主要有分光光度法、火焰萃取法、冷蒸气原子吸光谱法、火焰原子吸收法、石墨炉原子吸收法、氢化物原子吸收法、原子荧光法、等离子发射光谱法、分子荧光法等。

各种元素据其本身性质及仪器检出限度的不同测定方法又各不相同。

火焰原子吸收法适于大部分元素的测定,如锌、铁、铜、锰、钠、钾、钙、镁、钴、铝、镍、锶、铅等;等离子发射光谱法与火焰原子吸收法相比,除了可用于上述大部分元素的测定,同时具有操作简便、快速,可测定数个元素避免各种元素之间的相互干扰的优点;而火焰原子吸收法则每测一个元素需要换一个灯,相对比较费时和麻烦;石墨炉原子吸收法具有更高的灵敏度,除了可测定上述大部分元素以外,对于火焰原子吸收法和等离子发射光谱法检测灵敏度比较低的某些重金属具有较高的灵敏度,这是其优势所在。

然而,其缺点是石墨管耗价昂贵,同时不具有等离子发射光谱法可同时测定多个元素避免各种元素之间相互干扰的优点。

综上所述,作者认为如果在等离子发射光谱议的基础上,再配置一台原子荧光光度计,用于测定砷、镉、汞等重金属,不失为一种最佳选择方案。

对于某些特殊元素的测定方法需要特加说明,硒元素根据样品含量情况可用原子吸收石墨炉、原子荧光法及分子荧光法进行测定。

汞元素除了可用原子吸收石墨炉、原子荧光法测定外,还可用测汞仪采用冷原子吸收法测定。

铅元素根据样品含量情况可采用原子吸收法、等离子发射光谱法及石墨炉原子吸收法进行测定,但相对来说原子吸收石墨炉法对铅的灵敏度更高,适于较低组分样品的测定。

实践证明砷的测定用原子荧光法,采用硼氢化钾2硫酸作还原体系比硼氢化钾2盐酸体系更优[5]。

5　问题及展望
(1)人们往往对中药材微量元素测定的预处理方法选用不合适,对微量元素的“微”理解不够深刻。

在预处理时一是由于使用工具不当、取样部位不合理或处理方法不妥等造成取样的不平均,从而使测定结果出现误差;另外样品的消化方案选择不当,忽视了基体干扰现象,使测定结果出现偏差。

这些问题应引起足够的重视。

(2)在药材微量元素测定过程中要进行质量控制,才能保证测定结果的准确性,才能对药材微量元素含量与中药功效的研究得出正确的结论。

(3)我国中药材中的重金属污染,是造成中药材质量下降的重要因素,并成为制约我国中药走向世界,打入国际草药市场的主要障碍。

所以对中药材中重金属含量检测并控制其限量标准,将日益引起人们的重视。

参考文献
[1]　叶福媛等.不同品种的黄芪微量元素比较.广东微量元素科学,1999;
(9):54.
[2]　曹继华等.中药微量元素与健康.广东微量元素科学.1999;(10):10.
[3]　卢业玉等.冷蒸汽原子吸收光谱法测定四种中成药中汞含量.广东微量
元素科学.1999;(5):61
[4]　茅向军.贵州杜仲中铅、砷、汞含量的研究.药物分析杂志.2000;(3):172
[5]　刘子文.保健食品的快速消解及汞、砷、铅定量分析.中国卫生检验杂志,
2000;(4):27
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