微波消解ICPMS法對冬蟲夏草不同部位5種重金屬元素研究

微波消解ICP-MS法對冬蟲夏草不同部位5種重金屬元素的分布研究

　　冬蟲夏草系麥角菌科真菌冬蟲夏草菌Cordyceps sinensis （BerK） Sacc 寄生在蝙蝠蛾科昆蟲幼蟲上的子座和幼蟲尸體的干燥復合體[1]，是我國特產傳統名貴中藥。研究表明，冬蟲夏草主要化學成分為核苷類、氨基酸類、糖醇和甾醇類等[24]。主要的藥理作用有調節機體免疫力、抗腫瘤以及保護神經系統等[59]。近年來，隨著人民生活水平的提高及保健意識的增強，冬蟲夏草產品受到了人們的追捧，價格也一路走高，與此同時，對冬蟲夏草有效成分、藥理藥效和重金屬污染等相關方面的研究屢見不鮮[1013]。 
　　然而，已有的關于冬蟲夏草重金屬的研究多是探討了其測定方法及含量，對其的分布研究卻鮮有報道。分析冬蟲夏草中重金屬在蟲體和子座中含量的分布規律，是了解其重金屬超標原因的基礎，對冬蟲夏草重金屬標準的制定具有重要意義。故本實驗應用《中國藥典》2015年版收錄方法微波消解ICPMS法對冬蟲夏草各部位中重金屬的殘留量進行了測定，以闡明冬蟲夏草各部位中重金屬的分布情況，以期為冬蟲夏草重金屬的研究及產品的研發提供參考。 
　　1材料 
　　11儀器電子天平（梅特勒托利多公司）；超純水系統（賽默飛世爾科技有限公司）；電感耦合等離子體質譜儀（ICAP QMS 賽默飛世爾科技有限公司）；聚四氟乙烯微波消解罐、CEM Mars 6微波消解儀、多孔電熱板（美國培安公司）。 　　12標準溶液和試劑砷、銅、鉛、鎘、鉻、汞、鍺、銠、鉍、銦標準溶液（1 g·L-1）、胡蘿卜標準物質（GBW10047），購置于中國計量科學研究院；硝酸，購置于默克公司；雙氧水（優級純），購置于國藥集團化學試劑有限公司。實驗用水來至于賽默飛超純水系統（電阻率為182 MΩ·cm-1）。 
　　13試藥本實驗共收集各產地冬蟲夏草樣品20批，分別編號為1～20號，其中1～8號及18～20號樣品為市售，9～11號樣品采至青海玉樹地區，12～14號樣品采至西藏果洛地地區，15～17號樣品采至西藏那曲地區。樣品采集后，用超純水洗凈泥沙，置烘箱45 ℃干燥后于4 ℃冰箱保存。 
　　2方法 
　　21樣品的制備取13中1～17號冬蟲夏草樣品5 g，置于研缽研磨，粉碎后過50目篩，備用。另取18～20號樣品20 g，將樣品分為蟲體部分（編號為C）和子座部分（編號為S），分別編號為C1，S1，C2，S2，C3，S3。同法研磨過篩后，保存于4 ℃冰箱，備用。 
　　22標準工作曲線及內標溶液的制備精密吸取各標準儲備溶液，用5% HNO3稀釋，配制成以下相應元素質量濃度的混合系列溶液，銅：0，1，5，10，20，50，100，200 μg·L-1；砷、鎘、鉛：00，01，05，10，20，50，100，200 μg·L-1；另取汞元素的單標儲備液，配制成以下梯度濃度的汞標曲溶液，汞：000，005，010，050，100，500 μg·L-1。另精密吸取銠（102Rh），鉍（209Bi），銦（115In），鍺（72Ge）內標溶液適量，用5% HNO3稀釋成質量濃度為10 μg·L-1的混合溶液，即得內標溶液。 
　　23樣品的消解取冬蟲夏草粉末約02 g，精密稱定，置聚四氟乙烯微波消解罐中，加入硝酸5 mL，預消解過夜，再加入雙氧水1 mL，蓋緊罐蓋置于微波消解儀中并按微波消解程序進行消解，見表1。消解完成后，待消解液冷卻至60 ℃以下，取出消解罐，放冷，將消解液轉50 mL量瓶中，用少量超純水洗滌消解罐3 次，洗滌液合并于容量瓶中，用超純水定容至刻度。搖勻，過045 μm濾膜，待測。按相同方法做空白對照。消解液使用 ICPMS 進行測定。在消解藥材的同時，采用國家一級標準物質胡蘿卜（GBW10047）作為全程質控，標準物質與待測樣品按同樣的方法進行處理。標準物質中各重金屬測定值在參考值范圍內，表明該消解方法可靠，可用于待測樣品的消解，見表2。 
　　32冬蟲夏草各部位中重金屬的含量本研究測定的冬蟲夏草中，Cu，Pb，Cd，Hg在子座中的含量均高于其在蟲體中的含量，其中，Cu，Hg在蟲體和子座中的含量較接近，但3號樣品中，子座中Cu的含量大概是蟲體的3倍；Pb，Cd在子座中的含量明顯高于蟲體，約為蟲體含量的2～3倍；冬蟲夏草中As則主要集中于蟲體部分，蟲體中的As為1174～1359 mg·kg-1，子座中As為110～166 mg·kg-1，蟲體中As含量為子座含量的7～12倍，見圖1。子座中As的含量符合《中醫藥中藥材重金屬限量》ISO國際標準和《藥用植物及制劑進出口綠色行業標準》要求。 
　　對蟲體和子座2個部位所含重金屬的含量進行顯著性檢驗，結果為：PCu=0275，PPb=0145，PAs=0001，PCd=0029，PHg=0171。結果表明，冬蟲夏草中Cu，Pb，Cd，Hg的含量在子座和蟲體中沒有顯著性差異，而As在子座和蟲體中含量的差異極為顯著。 
　　4討論 
　　本研究中17批冬蟲夏草樣品依據《中醫藥中藥材重金屬限量》ISO國際標準，重金屬鉛，鎘，汞的含量均符合要求；依據《藥用植物及制劑進出口綠色行業標準》，除鉛和汞各有一批樣品含量超標外，其余樣品重金屬銅，鉛，鎘，汞含量均符合要求。且此4種重金屬在子座中的含量高于在蟲體中的含量，此研究結果與汪瓊等[14]研究結果基本一致。 
　　近年來有關冬蟲夏草砷超標的報道層出不窮，本研究的17批冬蟲夏草，根據《中醫藥中草藥重金屬》國際標準，砷超標率為8824%；根據《藥用植物及制劑進出口綠色行業標準》，砷超標率為100%。冬蟲夏草中砷分布分析顯示，其砷主要集中在蟲體部分，蟲體部分的砷含量超標率為100%，而子座中砷的含量符合相關標準。 
　　大量研究表明，植物中砷含量及形態與動物和菌類有極大差別，張文德等[15]對烏賊，大蝦，沙丁魚等多種海洋動物中砷的形態進行分析，發現海洋動物中總砷含量普遍較高，但主要以有機砷為主，無機砷的含量極低，約占總砷含量的1%～30%。郝春莉等[16]分析了15種中藥材中砷的形態，發現植物類中藥中無機的砷的含量明顯高于動物藥，且主要以有毒的As（V）形態存在。林燕奎等[17]在分析多種食用菌重金屬情況后發現，食用菌對重金屬具有較強的富集能力，一些食用菌樣品中雖然總砷含量很高，但有毒形態的無機砷含量卻較低。在植物，動物和菌類砷含量及形態存在明顯差異，且砷的無機形態毒性遠遠高于有機形態毒性的情況下，將適用于植物類藥材的砷標準限量作為冬蟲夏草中砷的標準限量顯然不合理。臺灣地區自2016年10月1日起已不再對海帶，海藻，冬蟲夏草等特定藥材做砷限量規定。 
　　綜上所述，冬蟲夏草重金屬限量標準有待修正。參考真菌類，動物類食品或藥品制定冬蟲夏草中砷限量標準是冬蟲夏草砷標準限量制定的關鍵。由于冬蟲夏草生命周期的特殊性，導致相關砷富集實驗研究很難開展。在蟲草人工繁育取得重要進展之前，加強對冬蟲夏草中砷的形態研究，分析有機砷和無機砷的含量和所占比例，利用國際公認的風險暴露模型，科學地評估冬蟲夏草中砷對人體健康的影響，是制定其砷限量標準的重要手段。此外，冬蟲夏草砷殘留普遍超標的事實，提示砷對冬蟲夏草的生長是否存在特殊作用還有待研究。