关于水蛭药材重金属元素富集原因的研究

王文祎，杨瑶珺，吕晓娜，李 梦

北京中医药大学中药学院，北京 100102

关于水蛭药材重金属元素富集原因的研究

王文祎，杨瑶珺△，吕晓娜，李 梦

北京中医药大学中药学院，北京 100102

目的：探究铬（Cr）、砷（A s）、铝（Pb）、镉（Cd）、汞（H g）5种重金属元素在水蛭体内富集的趋势和影响因素。方法：通过对水蛭进行为期60天的不同生长环境下的模拟养殖，采用电感耦合等离子质谱(ICP-M S)技术对水蛭药材重金属元素进行检测研究。结果与结论：水蛭药材重金属元素残留随着养殖时间的增加而富集，这可能与养殖过程中的进食行为和生长环境有关；以泥土为基质饲养水蛭可能会促进水蛭体内重金属元素的代谢。

水蛭；蚂蟥；重金属；富集

水蛭为水蛭科动物蚂蟥（Whitmania pigra Witman）、水蛭（Hirudo nipponica whitman）或柳叶蚂蟥（Whitmania aCuanulata whitman）的干燥全体，是一味传统药材。水蛭在临床多用于治疗脑血栓、冠状动脉粥样硬化性心脏病［1-3］。另据报道，水蛭亦可用于小儿呼吸系统疾病、痛风、慢性肾脏病的治疗［4-6］。随着水蛭药材功效的不断被开发，以水蛭为原料的中成药及保健品日渐增多［7］，临床用量不断增大［8］，蚂蟥的野生资源日渐枯竭。目前各产地人工养殖技术尚未完全成熟，蚂蟥生长的过程中仍会受到重金属的污染，而中药材中重金属元素含量超标也成为影响中药质量安全、制约中药出口的重要因素。本实验通过模拟不同环境对蚂蟥进行养殖、动态监测、定期采样，采用电感耦合等离子质谱(ICP-MS)技术测定样品铬（Cr）、砷（As）、铝（Pb）、镉（Cd）、汞（Hg）5种重金属元素含量、探究重金属元素残留与蚂蟥日常生长的关系。

1 材料与方法

1.1 材料 于2014年10月20日在山东微山湖水蛭养殖基地采集日龄30天蚂蟥(经北京中医药大学杨瑶珺教授鉴定)青年苗400条，体质量为2～4 g。

1.2 仪器 100 W防爆加热棒(广东西龙水族产品有限公司提供)，20 W制氧泵(广东西龙水族产品有限公司提供)，水族玻璃箱(60 cm×30 cm× 35 cm)，LB-SM6型电脑智能温控器(乐清朗本电器有限公司提供)，ICP-MS型电感耦合等离子质谱(美国Agilent公司提供)，CP2250D型电子天平(d=0.001 mg，SARTORIUS公司提供)，Ultra WAVE型微波消解系统(意大利Milestone公司提供)，DFT-100型手提式高速中药粉碎机(温岭市大德中药机械有限公司提供)。

1.3 实验方法

1.3.1 组别设置 实验在3个水族玻璃箱中进行，每箱投放水蛭80条，其中设清水养殖对照组1箱、土壤养殖组2箱。

1.3.2 蚂蟥养殖日常管理 本实验养殖周期60天，实验用水为自来水，定期更换部分养殖用水，清水养殖组水位高15 cm，其余3箱水位高17 cm，养殖温度控制在21～23℃，电子温控器实时监控，定时定量投喂圆田螺，每天定时充氧2小时，定期清理饵料残渣，每日记录并清除死亡蚂蟥。

1.3.3 实验样品采集 实验共采集样品4次，每15天每箱采集水蛭8～10条，置烘箱50℃低温烘干，粉碎过3号筛，采用ICP-MS技术测定每批水蛭药材粉末的铜含量，同时测定在药材市场采集的样品及基质土壤中铜元素的含量。

1.3.4 重金属元素含量测定方法 重金属元素的测定采用ICP-MS法测定。水蛭药材用粉碎机粉碎，过3号药典筛，准确称取样品0.5 g，加入HNO33.0 mL，微波消解，时间：5～20 min；温度：室温～150℃，150～190℃，190～190℃；功率：1 200 W，予加压40 bar；石英消解管消解，消解试剂为HNO3∶H2O2=1∶2，以纯水定容15 mL。消化液稀释5倍，上机测定，雾化其流量：1.0 L/min，辅助气流量：0.80 L/min，等离子体气流量：15.0 L/min，积分时间：300 s，扫描方式：单点跳峰，同步制备空白溶液。

2 结果

养殖水蛭重金属含量检测结果见表1、图1—5。

表1 养殖水蛭重金属含量检测结果 μg/g

图1 养殖水蛭Cr含量检测结果

图2 养殖水蛭A s含量检测结果

图3 养殖水蛭Cd含量检测结果

图4 养殖水蛭H g含量检测结果

图5 养殖水蛭Pb含量检测结果

3 讨论

3.1 水蛭药材重金属富集情况 从实验结果可看出，水蛭药材重金属含量与动物蚂蟥的生长时间存在一定关系。清水养殖组水蛭体内除Pb元素富集含量在第30天较第15天有所下降，随即继续上升，其余4种重金属元素都呈逐步上升的趋势，重金属元素含量峰值多出现在实验期末。而2组土壤养殖模式的水蛭药材重金属含量的累积均呈升降交替的趋势，实验末期的含量值除土2组的Cd含量外，都不是实验期间的最高值，而重金属含量峰值多集中于第45天的数据，个别元素峰值出现在第30天。虽然重金属含量富集过程有差异，但数据表明实验末期与实验初期相比，水蛭药材重金属残留量均有较大幅度的提升，这或许说明水蛭药材重金属残留量与蚂蟥的养殖生长时间存在相关性，会随着养殖时间的增加而增加，而清水养殖组和养殖组的富集趋势差异或许与蚂蟥的不同生长环境有关。

3.2 水蛭药材重金属元素的主要来源 通过本次实验结果或许可得出重金属元素的来源主要为蚂蟥的食物。蚂蟥是杂食性动物，以吸食动物的体液为主要生活方式，而目前又以圆田螺饵料最为普遍，因此本实验中水蛭药材重金属元素的主要来源之一或许为被重金属元素污染的田螺。通过实验期间对水蛭进食过程的观察，笔者发现蚂蟥在进食过程中，只钻进活田螺身体内部吸取里面的汁液，进食行为持续1～2个小时，没有对田螺暴露在外肉质较厚的部分进行摄食活动，所以对于蚂蟥吸食田螺的部分进行样品采集和重金属元素含量的精确测定。本实验设置的清水养殖组可排除土壤中多种重金属元素对蚂蟥体内残留的干扰，而通过清水养殖组的数据可看出养殖采样期间水蛭药材的重金属元素含量一直呈上升趋势。因此在日后的蚂蟥养殖过程中，应该加强对饵料质量的监督管理，尽量减少或避免因为饵料的污染导致蚂蟥体内重金属元素的大量富集。

3.3 养殖模式对水蛭药材重金属含量的影响 本实验通过设置清水养殖组和土壤养殖组对2种主流养殖模式进行对比，而且土壤养殖组分别测定了养殖前和养殖后泥土内重金属元素的含量。通过实验的最终结果可看出，几种元素的最终富集数据中，清水养殖组的重金属元素含量均高于土壤养殖组的含量；通过对不同阶段的土壤中重金属元素含量测定可看出，除Hg元素外，实验末期比实验初期土壤中的重金属元素含量分别有所提高，而且通过对蚂蟥日常生活的观察，发现在土壤养殖组里的蚂蟥平日活动多在泥土里进行，而在泥土表面和水中活动相对较少，或许在这种更接近蚂蟥适合生活的环境中，蚂蟥可以在平日的活动中通过土壤代谢出一些体内的重金属元素，而土壤中重金属元素的前后变化或许能佐证这一点，因此在蚂蟥的养殖模式选择方面，以泥土为基质饲养或许对蚂蟥生长期间重金属元素的控制更有利。

3.4 水蛭药材H g含量的变化 通过实验结果表明，清水养殖组的水蛭药材Hg元素在实验末期达到了峰值，而2个土壤养殖组的峰值在第30天或45天时达到峰值，然后含量下降，最终低于清水养殖组的数值。上文土壤可促进蚂蟥在生长过程中促进重金属元素代谢的结论或许可以解释2个土壤养殖组水蛭药材Hg元素下降的现象，但土壤中重金属元素含量也大幅度减少的现象值得注意。水蛭是一味有小毒的动物药，其主要功效抗凝血或许与其本身毒性有关，而土壤中汞元素的减少可能说明蚂蟥在日常活动中吸收了部分土壤中存在的汞，而水蛭药材本身汞元素一定幅度的减少或许说明了汞元素在其体内转化参与抗凝血酶类物质的产生，这在以后的实验中值得进一步研究与验证。

3.5 水蛭药材Cr含量与土壤的关系 本次实验的2组养殖用土中的Cr含量存在较大差异，其中浓度高的土壤中Cr元素的初始含量是浓度低的4倍，但实验结果显示2组水蛭药材的Cr含量并无明显差异，这或许可以说明土壤Cr污染对于水蛭药材Cr元素超标的影响能力有限，而2组Cr元素的富集趋势也并无不同，可能表明在Cr浓度含量较高的污染环境下，会对蚂蟥的Cr元素代谢产生一定干扰。

本实验通过在不同环境下对水蛭的模拟养殖，初步探究了重金属元素在水蛭体内富集的原因。本次实验的养殖周期为60天，15天为采样周期，虽然初步得到养殖时间与重金属元素含量的关系，但是在今后的实验中有必要延长养殖时间，深入探究养殖时间与重金属元素含量的关系，同时缩短采样周期，或许可以确定能控制不同重金属元素含量的养殖时间；通过实验室内水族玻璃箱养殖可直观清楚地观察到蚂蟥的进食、活动、休息等日常活动，通过研究蚂蟥的生长习性来选择适合蚂蟥生长的条件，也许会给水蛭药材的安全评价、质量评价带来积极的影响。

［1］ 中华人民共和国药典委员会.中国药典［M］.北京：化学工业出版社，2010：77.

［2］ 刘晓帆，杨瑶珺，吴丽洁，等.中药水蛭生药学与化学成分的研究进展与展望［J］.环球中医药，2012，5(8)：637-640.

［3］ 于海青.复方水蛭胶囊治疗冠心病心绞痛112例［J］.光明中医，2012，27(11)：2228-2229.

［4］ 徐惟永，邓彰恂，苏承武，等.水蛭生物治疗痛风的效果观察［J］.蛇志，2014，26(1)：28-29.

［5］ 任耀全，周维维，石宗珂，等.水蛭在儿科的临床应用进展［J］.中医儿科杂志，2013，9(5)：63-65.

［6］ 刘盛娟，舒惠荃，张骁.水蛭治疗慢性肾脏病的应用［J］.吉林中医药，2012，32(9)：924-925.

［7］ 郭巧生，刘飞，史红专.水蛭及其养殖基地农药与重金属残留分析［J］.中国中药杂志，2006，31(21)：1763-1765.

［8］ 张涛，于翔，龚元，等.宽体金线蛭室内繁殖的初步研究［J］.水产学杂志，2014，27(2)：52-55，60.

Study on the Reason of Enrichment of Heavy Metal Elements of Medicinal Leech

WANG Wenyi,YANG Yaojun△,LYU Xiaona,LI Meng
School of Traditional Chinese Materia Medica of Beijing University of Chinese Medicine,Beijing 100102,China

Objective:To explore the enrichment trends and influence factors of the five heavy metal elements Cr,As,Pb,Cd,Hg in the body of medicinal leech.Methods:The heavy metal elements of medicinal leech were detected and studied through the simulated breeding of medicinal leech for sixty days in different growing environment and ion mass spectrometry (ICP-MS)techniques such as jigger coupling.Results and Conclusion:The residual of heavy metal elements of medicinal leech enriched with the increase of culture time.It would be related to the feeding behavior and growing environment during the breeding;feeding leeches with soil as the matrix would promote the metabolism of the heavy metal elements in the body of the medicinal leech.

medicinal leech;leech;heavy metal;enrichment

R284

A

1004-6852(2016)08-0029-04

2016-03-10

王文祎(1990—)，男，在读硕士研究生。研究方向：中药品种鉴定与质量研究。

△通讯作者：杨瑶珺(1969—)，女，博士学位，硕士研究生导师，教授。研究方向：中药品种及质量鉴定。