煅制对紫石英中有害元素铅、镉、铜、砷、汞影响的研究

谭朝阳，袁宏佳，刘文龙，郑 宇

（湖南中医药大学中药药性与药效研究实验室，湖南 长沙 410208）

煅制对紫石英中有害元素铅、镉、铜、砷、汞影响的研究

谭朝阳，袁宏佳，刘文龙，郑 宇

（湖南中医药大学中药药性与药效研究实验室，湖南 长沙 410208）

目的 探讨煅制过程中各工艺参数对紫石英中有害元素的影响。方法 采用正交实验法，以原子吸收分光光度法测定铅、镉、砷、汞、铜的含量为指标，对煅制温度、煅制时间、醋用量、醋淬次数进行考察。结果 煅制温度、煅制时间、醋用量、煅制次数4个因素对铅、镉、砷、铜的含量均有非常显著性影响（P＜0.01）；煅制温度对汞含量有非常显著性影响（P＜0.01），煅制次数对汞含量有显著性影响（P＜0.05），而煅制时间、醋用量对汞含量无显著性影响（P＞0.05）。结论 经煅淬后，紫石英中所含铅、镉、砷、汞、铜等有害元素的含量均有不同程度的降低，经优选的最佳炮制工艺为700℃煅制20 min，每100 g紫石英每次加醋15 mL，煅淬3次。

紫石英；煅制；有害元素；正交试验；原子吸收分光光度法；铅；镉；铜；砷；汞

紫石英始载于《神农本草经》，列为上品，来源于氟化物类矿物萤石族萤石，主含氟化钙（CaF2），主治肾阳亏虚，宫冷不孕，惊悸不安，失眠多梦，虚寒咳喘[1]。由于紫石英来源于天然矿物，杂质含量高，不可避免杂带有铅（Pb）、砷（As）、镉（Cd）、汞（Hg）、铜（Cu）等有害元素。煅制是紫石英最主要的炮制方法，但目前对紫石英煅制的研究多限于对其主要成分Ca2+影响的研究[2-3]，而对其中所含有害元素的影响未见报道。本文采用正交实验，以紫石英中铅、镉、砷、汞、铜有害元素的含量为指标，对紫石英炮制过程中的煅制温度、煅制时间、醋用量、煅淬次数4个参数进行考察，以探讨合理的炮制工艺。

1 实验材料

1.1 仪器

TAS-Super 990型原子吸收分光光度计（北京普析通用仪器有限公司）；MDS-8微波消解仪（上海新仪微波化学科技有限公司）；ECH-Ⅱ微机控温加热板（上海新仪微波化学科技有限公司）；AUW220D电子天平（日本岛津）；SX2-5-12型马弗炉（长沙远东电炉厂）。

1.2 试剂及药材

盐酸、硝酸、硫酸、盐酸羟胺、高锰酸钾、硼氢化钠、氢氧化钠均为优级纯，其余均为分析纯，水为超纯水。铅、镉、铜、砷、汞单元素标准溶液均购自国家标准物质研究中心。长康陈醋(湖南省长康实业有限责任公司，批号20090717，含酸量3.5 g/100 mL)。紫石英购自湖南省振兴药材饮片公司。

2 方法与结果

2.1 紫石英煅制的正交试验设计

采用四因素三水平试验，以铅、镉、砷、汞、铜的含量为指标，对煅制温度、煅制时间、醋用量、煅淬次数进行考察。选用L9（34）正交表进行实验，见表1。

表1 紫石英炮制的因素水平表

2.2 紫石英的炮制

取紫石英粉碎过40目筛，105℃干燥1 h。称取10 g，置马弗炉中，按因素水平表安排正交试验，见表2，每组3份，共27份样品。样品煅淬后挥干醋，再置105℃干燥2 h，粉碎过100目筛，备用。

2.3 铅、镉、铜、砷、汞有害元素含量的测定

取各紫石英样品0.1 g，精密称定，置微波消解罐中，加入盐酸15 mL，硝酸5 mL，氢氟酸2 mL，放置反应片刻后，盖紧，置微波消解仪中，依次于120、160、200 ℃ 以 1 000 W 功 率 分 别 消 解 10、8、15 min，冷却后取出，再加热浓缩至约2～3 mL，用超纯水定容至25 mL，作为铅、镉、铜测定的供试品溶液。

精密吸取上述消解液10 mL，置25 mL量瓶中，加25%碘化钾溶液（临用前配制）1 mL，摇匀，加10%抗坏血酸溶液（临用前配制）1 mL，摇匀，用盐酸溶液（20→100）稀释至刻度，摇匀，密塞，置80℃水浴中加热3 min，取出，放冷，作为砷测定的供试品溶液。

精密吸取上述消解液1 mL，加4%硫酸溶液5 mL、5%高锰酸钾溶液0.5 mL，摇匀，滴加5%盐酸羟胺溶液至紫红色恰好消失，转入10 mL量瓶中，用4%硫酸溶液洗涤容器，洗液合并于量瓶中，并稀释至刻度，摇匀，作为汞测定的供试品溶液。同时按相应方法制备各元素测定液的试剂空白。

取各元素标准溶液分别用2%硝酸配制成相应浓度，采用原子吸收分光光度法[1]分别测定并计算紫石英样品中各有害元素的含量。

2.4 正交试验结果及分析

紫石英各煅制品中铅、镉、砷、汞、铜测定结果见表2，其中综合评分系将铅、镉、砷、汞、铜的含量分别乘以相应的系数 14、50、23.4、70、1 后再相加得到的。经采用SPSS 15.0软件进行方差分析，结果见表3，方差分析表明：煅制温度、煅制时间、醋用量、煅淬次数4个因素对铅、镉、砷、铜的含量均有非常显著性影响（P＜0.01）；A（煅制温度）对汞含量有非常显著性影响（P＜0.01），D（煅淬次数）对汞含量有显著性影响（P＜0.05），而 B（煅制时间）、C（醋用量）对汞含量无显著性影响（P＞0.05）。

由于炮制过程中各因素对各有害元素的影响程度各不相同，经综合评分，其影响的大小分别为D（煅淬次数）＞B（煅制时间）＞C（醋用量）＞A（煅制温度），最佳炮制工艺参数为A2B2C2D3，即煅制温度700℃，煅制时间20 min，每100 g紫石英每次加醋15 mL，煅淬3次。

表2 紫石英不同炮制法的正交试验测定结果 （n=3）

2.5 验证实验

根据优选的最佳炮制条件A2B2C2D3，进行验证实验，所得的煅紫石英经按“2.3”项下的方法测定，其铅、镉、砷、铜的含量分别为 2.491、0.224、3.167、29.593 mg/kg，汞未检出，其综合评分为150。

2.6 生紫石英样品的测定

取生紫石英粉碎过40目筛，105℃干燥1 h，按“2.3”项下的方法测定，其铅、镉、砷、汞、铜的含量分 别 为 411.030、0.315、8.593、0.707、62.284 mg/kg，其综合评分为6 083。

表3 紫石英炮制的方差分析

3 结论

紫石英质地坚硬，通常认为火煅醋淬后有利于粉碎，也有研究表明煅淬后有效成分Ca2+的溶出量增加[4]。本文研究表明，紫石英经过煅淬后，其所含铅、镉、砷、汞、铜等有害元素的含量均有不同程度的降低，因此紫石英的煅制除易于粉碎外，更具有减毒增效的作用，这不是机械粉碎可以替代的。煅淬能使矿物药中有害元素含量降低，一方面是由于在高温下，某些元素如砷、汞本身易挥发，本研究结果也表明，煅制温度是影响砷、汞含量的主要因素。另一方面可能是在高温煅淬过程中醋的加入能使部分有害元素迅速溶解，并随着醋液的挥发而带走。

传统炮制方法中对紫石英煅制工艺要求仅为“煅红”、“煅透”，至于煅制至红、至透所需温度、时间、次数等均无具体要求，缺乏科学、可控的炮制规范，由于对紫石英炮制程度的把握仅凭感官经验，会造成炮制品质量差异较大。从表2中可以看出，不同炮制工艺条件下，其有害元素残留量差异很大，且均比生品的含量低。通过对市售紫石英药材的检测，也发现各有害元素含量差异非常大[5]。

本文研究表明，煅制过程中各工艺参数如煅制温度、煅制时间、醋用量、煅淬次数对铅、镉、铜、砷的含量均有显著影响，但影响程度各不相同，且各有害元毒素性大小也不一样。为筛选最佳炮制工艺，按其毒性情况进行综合评分分析。参照FAO/WHO(JECFA)推荐的标准 [（Quality Control Methods for Medicinal Plant Materials Revised Draft Update(2005年)]，有害元素的最大日摄入量（按人体质量为 60kg计算）分别是：Pb≤0.214 mg，Cd≤0.06 mg，As≤0.128 mg，Hg≤0.043 mg，Cu ≤3 ～30 mg[6]。 以Cu 最大日摄入量 3 mg为基准，Pb、Cd、As、Hg 最大日摄 入量 分别 是 Cu 的 1/14、1/50、1/23.4、1/70，因此将 Pb、Cd、As、Hg、Cu 含量分别乘以相应的系数14、50、23.4、70、1后再相加为综合评分分值。经综合分析，优选出紫石英的最佳炮制工艺为A2B2C2D3（即于700℃煅制20 min，每100 g紫石英每次加醋15 mL，煅淬3次）。经验证实验，此炮制工艺条件可行，能使各有害元素的含量均降至较低水平。

由于紫石英经煅制后各有害元素的含量较生品大幅减少，而其主要成分CaF的含量按药典方法检测，煅制前后基本无变化，因此在保证功效的前提下，临床上更宜以煅紫石英入药。

[1]国家药典委员会编.中华人民共和国药典[S].北京：中国医药科技出版社，2010：316.

[2]张贞丽，谢鸿霞，吕海平，等.醋煅紫石英炮制工艺的实验研究[J].中成药，1997，19（2）：21-23.

[3]曾祥林.正交试验法研究紫石英的炮制[J].中成药，1989，11（8）：21-22.

[4]陈青莲，王 萍，王身艳.紫石英不同炮制品的成分比较[J].中药材，1999，22（2）：73-74.

[5]谭朝阳，郑 宇，袁宏佳，等.市售紫石英药材中有害元素铅、砷、镉、汞、铜的测定[J].中医药导报，2010，16（12）：83-85.

[6]周跃华.关于含矿物口服中成药中重金属及砷质量控制研究的思考[J].中药新药与临床药理,2008,19(3):234-237.

（本文编辑 杨 瑛）

Effects of calcining on harmful elements Pb,Cd,As,Hg and Cu in fluorite

TAN Zhao-yang,YUAN Hong-jia,LIU Wen-long,ZHENG Yu
(TCM University of Hunan,Changsha,Hunan 410208,China)

Objective To investigate the effects of calcining process on harmful elements Pb,Cd,As,Hg and Cu in fluorite.Methods With the orthogonal experimental design,the content of lead,cadmium,arsenic,mercury and copper,were used as detecting indexes to study the calcining time and temperature,vinegar-quenching processing technology.Results The calcining temperature,calcining time,the amount of vinegar and processing times were significant effective to the content of lead,cadmium,arsenic and copper(P<0.01);Calcining temperature was significant to affect the mercury content(P<0.01);Processing times was significant to affect the Hg content(P<0.05),while calcining time and the vinegar amount were not significant to affect Hg content(P>0.05).Conclusion After calcining,the content of lead,cadmium,arsenic,mercury and copper in Fluorite are decreased in deferent degrees.The optimum processing conditions are as follows：calcining temperature at 700 ℃ for 20 minites,in 100 g quenching with 15 mL vinegar each time,and processing three times.

fluorite;calcine； harmful elements;orthogonal experiment;AAS

谭朝阳（1970-），男，湖南郴州人，博士，副教授，主要从事中药质量与资源研究。

R283.1

B

10.3969/j.issn.1674－070X.2011.05.012.037.04

2011－01－13

国家公益性行业科研专项（200807044）；湖南省科技厅资助项目（2007SK3095）