王 成段树卿宋 佳李云霞*
(1.颈复康药业集团有限公司, 河北 承德067000; 2.河北省中药新辅料技术创新中心, 河北 承德067000)
苍术为菊科苍术属植物北苍术Atractylodes chinensis(DC.) Koidz.或茅苍术Atractylodes lancea(Thunb.) DC.的干燥根茎[1]。始载于东汉《神农本草经》,被列为上品,目前收载于2015 年版《中国药典》,具有燥湿健脾、祛风散寒之功效[1]。北苍术多分布于北京、河北、山西、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、安徽等省。
承德有着得天独厚的自然条件,是北苍术药材主要产地之一[2]。研究表明,不同产地、不同采收期的北苍术质量状况存在较大差异[3-8],承德产北苍术中苍术素含有量大多高于内蒙古、辽宁所产[9]。近年来,由于市场需求逐年增加,加之乱采滥挖,致使苍术野生资源日益枯竭,价格日益上涨[10-11]。本研究选取了承德地区野生和家种北苍术药材样本,按2015 年版《中国药典》 方法,从外观性状、显微形态、薄层鉴别和含有量测定等方面作比较分析;并检测重金属及农药残留。以往对苍术中重金属及农药残留并没有进行控制,但是随着苍术种植面积的逐步扩大,有必要增加重金属及农药残留的考察,保证临床用药安全。本研究参照有关文献[12-14]增加了药材中5 种重金属和9 种有机氯农药残留量的检测;苍术素和β -桉叶醇等挥发性成分是北苍术中的主要活性成分[15-18],本研究参照课题之前所建立的方法[9]对野生和种植北苍术中的主要成分及特征图谱进行系统性比较,探究家种与野生北苍术质量的差异,以期为北苍术药材质量均一、稳定及承德地区北苍术的栽培、扩大药源提供依据。
1.1 仪器 Agilent1260(VWD 检测器) 液相色谱仪、Agilent7890 A(FID 检测器) 气相色谱仪、Agilent TC18色谱柱(250 mm×0.46 mm,5 μm)、Agilent HP-5 毛细管色谱柱(30 m×0.32 mm,0.25 μm)(美国Agilent 公司);电子显微镜(奥林巴斯工业有限公司);XSE205DU型电子分析天平、MS204TS/02型电子分析天平(瑞士梅特勒-托利多集团);KQ-500DE型数控超声仪(昆山市超声仪器有限公司)。
1.2 试剂与药物 北苍术对照药材(批号201605) 购于中国食品药品检定研究院;苍术素对照品(批号18071301)、苍术酮对照品(批号18110201)、β-桉叶醇对照品(批号18092503) 均购于成都普菲德生物技术有限公司;石油醚(60~90℃,农残级) 购于天津科密欧化学试剂有限公司;丙酮、甲醇、二氯甲烷、正己烷为色谱纯,购自德国默克公司;纯化水(自制);硅胶G 薄层板(青岛谱科分离材料有限公司)。
北苍术样品经颈复康药业集团有限公司中药材、中药饮片高级鉴别师商春丽鉴定为北苍术Atractylodes chinensis(DC.) Koidz.的干燥根茎,信息见表1。
1.3 试验方法
1.3.1 样品预处理 10 批北苍术样品均用相同条件处理,样本经室内自然阴干1 到2个月,初步干燥后撞去须根。
1.3.2 性状鉴别 参照2015 年版《中国药典》 规定,观察野生与种植北苍术药材的形状、色泽、大小、气味与质地等特征,进行北苍术样品的性状鉴别。
表1 样品信息
1.3.3 显微鉴别 根据2015 年版《中国药典》 规定,分别取各北苍术药材样品粉末少量,置于载玻片上,滴加1到2 滴水合氯醛试液,盖上玻片,将其置于显微镜下进行显微鉴别。
1.3.4 薄层鉴别 根据2015 年版《中国药典》 苍术项下的薄层法(通则0502),取本品粉末0.8 g,加甲醇10 mL,超声处理15 min,滤过,取滤液作为供试品溶液。另取北苍术对照药材0.8 g,同法制成对照品溶液。再取苍术素对照品,加甲醇制成每1 mL 含0.2 mg 的溶液,作为对照品溶液。吸取供试品溶液和对照药材溶液各6 μL、对照品溶液2 μL,分别点于同一硅胶G 薄层板上,以石油醚(60~90℃) -丙酮(9∶2) 为展开剂,展开,取出,晾干,喷以10%硫酸乙醇溶液,加热至斑点显色清晰。供试品色谱中,在与北苍术对照品色谱对应的位置上有相同颜色的斑点。
1.4 样品含有量测定
1.4.1 药典方法
1.4.1.1 色谱条件 填充剂为十八烷基硅烷键合硅胶;流动相甲醇-水(79∶21);检测波长340 nm。理论板数按苍术素峰计算应不低于5 000。
1.4.1.2 对照品溶液制备 取苍术素对照品适量,精密称定,加甲醇制成质量浓度为0.020 81 mg/mL 的溶液,即得。
1.4.1.3 供试品溶液制备 取本品粉末(过3 号筛) 约0.2 g,精密称定,置具塞锥形瓶中,精密加入甲醇50 mL,密塞,称定质量,超声(250 W,40 kHz) 处理1 h,放冷,再称定质量,用甲醇补足减失的质量,摇匀,滤过,取续滤液,即得。
1.4.2 文献方法 参考文献[9]。
1.4.2.1 色谱条件 HP-5 石英毛细管柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);进样口温度250℃,检测器温度250℃;柱温130℃;载气为高纯氮气,进样量2 μL;分流比10∶1;程序升温(初始温度130℃,保持8 min,以5℃/min的速率升温至145℃,保持8 min,以10℃/min的速率升温至190℃,保持1 min,再以5℃/min 的速率升温至230℃,保持13 min)。
1.4.2.2 对照品溶液制备 分别称取苍术素、苍术酮和β-桉叶醇对照品适量,精密称定,加正己烷配制成含苍术素0.048 4 mg/mL、苍术酮 0.082 2 mg/mL、β-桉叶醇0.045 9 mg/mL的混合对照品贮备液。
1.4.2.3 供试品溶液制备 取北苍术粉末(过3 号筛)0.5 g,精密称定,置具塞锥形瓶中,精密加入正己烷15 mL,超声30 min,放冷,再称定质量,用正己烷补足减失的质量,摇匀,滤过,取续滤液即得。
2.1 外观性状 外观性状是中药材最为显著、直观的指标,传统经验鉴别认为苍术以个大、质坚实、朱砂点多、香气浓者为佳。将野生与家种的北苍术药材进行性状比较,野生样本大多成长块状和结节状圆柱形,横走,直径相对较小;家种样本大多成疙瘩块状,较粗壮,直径相对较大。两者表面黑棕色,断面黄棕色或黄白色,质较疏松。断面均散有多数黄棕色油室,香气浓郁。均符合2015 年版《中国药典》 中对苍术的性状控制要求,与传统鉴别中的优质苍术相近。
2.2 显微鉴别 按“1.3.3” 项下方法对10 批北苍术样品进行显微鉴别,结果见图1~2。各北苍术样品中均可见图中所示的草酸钙针晶、、纤维、石细胞、菊糖、导管。其中,草酸钙针晶较为细小,不规则的充塞于薄壁细胞中;纤维木质化,呈现长梭形、成束出现,直径约40 μm,壁甚厚;导管多为短网纹形;石细胞木质化,数量较多,呈多角或类长方形,壁极厚,直径约20~80 μm;菊糖多数呈块状或扇形,其表面有放射状的纹理。
2.3 薄层鉴别 按“1.3.4” 项下方法对10 批样品进行了薄层鉴别,结果见图3。
图3 10 批样品薄层鉴别
2.4 苍术素含有量测定 按“1.4.1” 项下方法测定10 批北苍术中的苍术素含有量,结果见图4。
图4 苍术素含有量测定结果
3.1 气相色谱法 按“1.4.2” 项下方法,对β-桉叶醇、苍术酮、苍术素3 种成分,配制不同浓度的对照品溶液,绘制标准工作曲线,r均大于0.999,β-桉叶醇、苍术酮、苍术素线性范围分别为20.00~406.10、35.00~348.70、16.46~329.30 μg/mL。结果见表3。
3.2 特征图谱比较 按“1.4.2” 项下方法,对10 批北苍术挥发性成分进行分析,得到特征图谱。以10 批野生和家种北苍术的特征图谱生成平均谱图作为对照图谱。见图5。
图5 10 批样品特征图谱及对照图谱
3.3 重金属及农药残留 按2015 年版《中国药典》 四部铅、镉、砷、汞、铜测定法(通则2321) 和农药残留量测定法(通则2341 第一法) 对10 批北苍术中的5 种重金属铅、镉、砷、汞、铜含有量及α-BHC、β-BHC、五氯硝基苯、γ-BHC、δ-BHC、PP'-DDE、PP'-DDD、OP'-DDT、PP'-DDT 等9 种农药残留量进行检测,结果见表2。
表2 10 批北苍术新增检测项目检测结果
4.1 数据分析 检测结果表明,承德地区野生和家种北苍术的显微图像及薄层鉴别均符合药典要求。家种和野生北苍术中苍术素的含有量分别为0.31%~0.70%、0.33%~0.68%,均满足药典中苍术素含有量不得低于0.30% 的要求,承德地区家种及野生北苍术均符合药用要求。运用SPSS 19.0 软件对10 批样品中苍术素含有量进行方差分析,结果见表3。方差分析表明,家种和野生北苍术中苍术素含有量的差异无统计学意义(P>0.05),表明两者苍术素含有量没有显著性差别。
表3 苍术素含有量方差分析结果
4.2 气相色谱测试结果分析 运用SPSS 19.0 软件对表3中10 批样品中苍术素、苍术酮和β-桉叶醇3 种挥发性成分的含有量进行方差分析,结果见表4~5、图6。
表4 10 批北苍术中3 种挥发性成分的平均含有量(%)
表5 10 批样品中各成分的平均含有量方差分析结果
图6 10 批样品中各成分的平均含有量
表4 表明,家种北苍术中苍术素、苍术酮和β-桉叶醇的含有量均值均高于野生北苍术,二者中β-桉叶醇含有量的差异较大。其中家种北苍术中苍术素、苍术酮和β-桉叶醇的总含有量均值为1.176%、野生北苍术中这3 种成分的含有量均值为0.89%。表5 表明,家种和野生北苍术中这些成分含有量的差异无统计学意义(P>0.05),表明承德地区野生和家种北苍术中的各主要挥发性成分的含有量没有显著性差别。
5 批野生北苍术与对照图谱比较,相似度均大于等于0.867,5 批家种北苍术与对照图谱的相似度均大于等于0.878。5 批野生北苍术生成的平均谱与5 批家种北苍术生成的平均谱的相似度为0.925。由此可知,野生和家种北苍术二者挥发性成分的特征图谱有良好的相似度。
4.3 重金属及农药残留检测结果分析 依据2015 年版《中国药典》 一部、四部相关规定及相关文献[12-13]对重金属和农药残留量的限量要求,表3 中采自承德市宽城县和鹰手营子的2个野生北苍术镉元素含有量高于0.3 mg/kg(可能与矿区土质有关),其余样品的重金属含有量符合要求。有1个样品中五氯硝基苯含有量大于0.1 mg/kg,超出参考限度要求,其余农药残留均合格。由于在现代工业的飞速发展过程中环保措施及监管不到位,使得工业产出的废气、废水、污水等进入土壤,造成重金属和残留农药在土壤中累积,作为农产品的中药材难以幸免。承德市区及其周边地区野生北苍术生长过程中缺乏管理和质量监控,易于产生重金属和农药残留超标现象。在北苍术种植过程中,对土壤中有害物质进行监测是保证北苍术质量的重要环节。
北苍术药材的质量研究需要进行长期的考察检测,积累更多的数据,对药材种植地的土壤进行系统管理和评估,规范种植过程中的农药使用。
承德地区的野生和家种北苍术药材的外观性状、显微鉴别、薄层鉴别及苍术素含有量测定结果均符合2015 年版《中国药典》 要求。且野生与家种北苍术的主要挥发性成分含有量无显著性差异,二者特征图谱相似。表明在承德地区采用家种北苍术替代野生北苍术是可行的。为避免重金属和农药残留量超标,应该对药材种植地的土壤进行系统管理和评估,规范种植过程中的农药使用。