微波消解ICP-MS法对冬虫夏草不同部位5种重金属元素研究

微波消解ICP-MS法对冬虫夏草不同部位5种重金属元素的分布研究

　　冬虫夏草系麦角菌科真菌冬虫夏草菌Cordyceps sinensis （BerK） Sacc 寄生在蝙蝠蛾科昆虫幼虫上的子座和幼虫尸体的干燥复合体[1]，是我国特产传统名贵中药。研究表明，冬虫夏草主要化学成分为核苷类、氨基酸类、糖醇和甾醇类等[24]。主要的药理作用有调节机体免疫力、抗肿瘤以及保护神经系统等[59]。近年来，随着人民生活水平的提高及保健意识的增强，冬虫夏草产品受到了人们的追捧，价格也一路走高，与此同时，对冬虫夏草有效成分、药理药效和重金属污染等相关方面的研究屡见不鲜[1013]。 
　　然而，已有的关于冬虫夏草重金属的研究多是探讨了其测定方法及含量，对其的分布研究却鲜有报道。分析冬虫夏草中重金属在虫体和子座中含量的分布规律，是了解其重金属超标原因的基础，对冬虫夏草重金属标准的制定具有重要意义。故本实验应用《中国药典》2015年版收录方法微波消解ICPMS法对冬虫夏草各部位中重金属的残留量进行了测定，以阐明冬虫夏草各部位中重金属的分布情况，以期为冬虫夏草重金属的研究及产品的研发提供参考。 
　　1材料 
　　11仪器电子天平（梅特勒托利多公司）；超纯水系统（赛默飞世尔科技有限公司）；电感耦合等离子体质谱仪（ICAP QMS 赛默飞世尔科技有限公司）；聚四氟乙烯微波消解罐、CEM Mars 6微波消解仪、多孔电热板（美国培安公司）。 　　12标准溶液和试剂砷、铜、铅、镉、铬、汞、锗、铑、铋、铟标准溶液（1 g·L-1）、胡萝卜标准物质（GBW10047），购置于中国计量科学研究院；硝酸，购置于默克公司；双氧水（优级纯），购置于国药集团化学试剂有限公司。实验用水来至于赛默飞超纯水系统（电阻率为182 MΩ·cm-1）。 
　　13试药本实验共收集各产地冬虫夏草样品20批，分别编号为1～20号，其中1～8号及18～20号样品为市售，9～11号样品采至青海玉树地区，12～14号样品采至西藏果洛地地区，15～17号样品采至西藏那曲地区。样品采集后，用超纯水洗净泥沙，置烘箱45 ℃干燥后于4 ℃冰箱保存。 
　　2方法 
　　21样品的制备取13中1～17号冬虫夏草样品5 g，置于研钵研磨，粉碎后过50目筛，备用。另取18～20号样品20 g，将样品分为虫体部分（编号为C）和子座部分（编号为S），分别编号为C1，S1，C2，S2，C3，S3。同法研磨过筛后，保存于4 ℃冰箱，备用。 
　　22标准工作曲线及内标溶液的制备精密吸取各标准储备溶液，用5% HNO3稀释，配制成以下相应元素质量浓度的混合系列溶液，铜：0，1，5，10，20，50，100，200 μg·L-1；砷、镉、铅：00，01，05，10，20，50，100，200 μg·L-1；另取汞元素的单标储备液，配制成以下梯度浓度的汞标曲溶液，汞：000，005，010，050，100，500 μg·L-1。另精密吸取铑（102Rh），铋（209Bi），铟（115In），锗（72Ge）内标溶液适量，用5% HNO3稀释成质量浓度为10 μg·L-1的混合溶液，即得内标溶液。 
　　23样品的消解取冬虫夏草粉末约02 g，精密称定，置聚四氟乙烯微波消解罐中，加入硝酸5 mL，预消解过夜，再加入双氧水1 mL，盖紧罐盖置于微波消解仪中并按微波消解程序进行消解，见表1。消解完成后，待消解液冷却至60 ℃以下，取出消解罐，放冷，将消解液转50 mL量瓶中，用少量超纯水洗涤消解罐3 次，洗涤液合并于容量瓶中，用超纯水定容至刻度。摇匀，过045 μm滤膜，待测。按相同方法做空白对照。消解液使用 ICPMS 进行测定。在消解药材的同时，采用国家一级标准物质胡萝卜（GBW10047）作为全程质控，标准物质与待测样品按同样的方法进行处理。标准物质中各重金属测定值在参考值范围内，表明该消解方法可靠，可用于待测样品的消解，见表2。 
　　32冬虫夏草各部位中重金属的含量本研究测定的冬虫夏草中，Cu，Pb，Cd，Hg在子座中的含量均高于其在虫体中的含量，其中，Cu，Hg在虫体和子座中的含量较接近，但3号样品中，子座中Cu的含量大概是虫体的3倍；Pb，Cd在子座中的含量明显高于虫体，约为虫体含量的2～3倍；冬虫夏草中As则主要集中于虫体部分，虫体中的As为1174～1359 mg·kg-1，子座中As为110～166 mg·kg-1，虫体中As含量为子座含量的7～12倍，见图1。子座中As的含量符合《中医药中药材重金属限量》ISO国际标准和《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》要求。 
　　对虫体和子座2个部位所含重金属的含量进行显著性检验，结果为：PCu=0275，PPb=0145，PAs=0001，PCd=0029，PHg=0171。结果表明，冬虫夏草中Cu，Pb，Cd，Hg的含量在子座和虫体中没有显著性差异，而As在子座和虫体中含量的差异极为显著。 
　　4讨论 
　　本研究中17批冬虫夏草样品依据《中医药中药材重金属限量》ISO国际标准，重金属铅，镉，汞的含量均符合要求；依据《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》，除铅和汞各有一批样品含量超标外，其余样品重金属铜，铅，镉，汞含量均符合要求。且此4种重金属在子座中的含量高于在虫体中的含量，此研究结果与汪琼等[14]研究结果基本一致。 
　　近年来有关冬虫夏草砷超标的报道层出不穷，本研究的17批冬虫夏草，根据《中医药中草药重金属》国际标准，砷超标率为8824%；根据《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》，砷超标率为100%。冬虫夏草中砷分布分析显示，其砷主要集中在虫体部分，虫体部分的砷含量超标率为100%，而子座中砷的含量符合相关标准。 
　　大量研究表明，植物中砷含量及形态与动物和菌类有极大差别，张文德等[15]对乌贼，大虾，沙丁鱼等多种海洋动物中砷的形态进行分析，发现海洋动物中总砷含量普遍较高，但主要以有机砷为主，无机砷的含量极低，约占总砷含量的1%～30%。郝春莉等[16]分析了15种中药材中砷的形态，发现植物类中药中无机的砷的含量明显高于动物药，且主要以有毒的As（V）形态存在。林燕奎等[17]在分析多种食用菌重金属情况后发现，食用菌对重金属具有较强的富集能力，一些食用菌样品中虽然总砷含量很高，但有毒形态的无机砷含量却较低。在植物，动物和菌类砷含量及形态存在明显差异，且砷的无机形态毒性远远高于有机形态毒性的情况下，将适用于植物类药材的砷标准限量作为冬虫夏草中砷的标准限量显然不合理。台湾地区自2016年10月1日起已不再对海带，海藻，冬虫夏草等特定药材做砷限量规定。 
　　综上所述，冬虫夏草重金属限量标准有待修正。参考真菌类，动物类食品或药品制定冬虫夏草中砷限量标准是冬虫夏草砷标准限量制定的关键。由于冬虫夏草生命周期的特殊性，导致相关砷富集实验研究很难开展。在虫草人工繁育取得重要进展之前，加强对冬虫夏草中砷的形态研究，分析有机砷和无机砷的含量和所占比例，利用国际公认的风险暴露模型，科学地评估冬虫夏草中砷对人体健康的影响，是制定其砷限量标准的重要手段。此外，冬虫夏草砷残留普遍超标的事实，提示砷对冬虫夏草的生长是否存在特殊作用还有待研究。