川明参Chuanmingshinis Violacei Radix来源于伞形科（Umbelliferae）川明参属Chuanmingshen Sheh et Shan植物川明参Chuanmingshen violaceum Sheh et Shan 的根，主产于四川（青白江、金堂、巴中）、湖北等地，为四川省的道地药材之一，具有润肺化痰、和胃、生津、解毒等功效^{[1, 2, 3]}。由于川明参含大量的多糖、糖蛋白、氨基酸、香豆素等化学成分以及对人体有益微量元素^[4]，川明参也是人们常用的滋补品、营养食品和膳食配料，食用量大；目前，国内年需求量达2×10⁴ t以上。生长在土壤中的植物类药材均含不同种类的重金属元素；重金属在人体内代谢缓慢，容易积累，对人体产生危害^[5]。2001年我国对外贸易经济合作部颁布的《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》对药用植物原料、饮片中的铅（Pb）、镉（Cd）、汞（Hg）、铜（Cu）、砷（As）进行了限量^[6]；美国NSF/ANSI 173-2010标准也规定了“膳食补充剂（dietary supplements）”的原材料中Pb、Cd、Hg、As和Cr⁶⁺的限量及其成品的日摄入量^[7]。然而，对用量很大的川明参，却未见重金属量的检测报道。目前，重金属测定的标准方法多采用原子吸收法和原子荧光法等^{[8, 9]}。而电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法是一种新的重金属检测方法，具有灵敏度高、准确性好、精密度高、检出限低，线性范围宽，并可同时测定多种元素等优点^{[10, 11]}。为此，本研究从8个川明参主产县/区采集了33份样品，先用微波消解法处理样品，再用ICP-MS法测定Pb、Cd、Hg、As和Cr⁶⁺的量，评价川明参的安全性；并根据地理分布和生态环境，将这些川明参样品的产地分为4个产区，对川明参样品中这6种重金属元素进行统计分析及差异显著性检验，以期为川明参适宜种植区的选择提供科学依据。

电感耦合等离子体质谱仪（ELAN DRC-II，美国Perkin Elmer公司），微波消解仪（ETHOS 1，意大利Milestone公司）。

Pb（批号 GSB04-1742-2004）、Cd（批号GSB04-1721-2004）、Hg（批号 GSB04-1729-2004）、Cu（批号 GSB04-1525-2004）、As（批号 GSB04-1714-2004）、Cr（批号 GSB04-1723-2004）、Ge（批号 GSB04-1728-2004）、In（批号 GSB04-1731-2004）、Bi（批号 GSB04-1719-2004）、Au（批号 GSB04-1715-2004）标准液均由国家有色金属及电子材料分析测试中心生产。65%硝酸（分析纯，英国BDH公司），30%过氧化氢（分析纯，德国默克公司）。超纯水（电阻率≥18.2 MΩ/cm）由Milli-Q系统制备（美国密理博公司）。灌木枝叶组合样 [批号 GBW07602（GSV-1），地球物理地球化学勘查研究所]。

33份川明参药材样品于2015年4～5月采于四川中江、金堂等地，由成都中医药大学药学院中药鉴定教研室吕光华教授鉴定为伞形科植物川明参Chuanmingshen violaceum Sheh et Shan 的根。所有样品经过洗净、去皮、蒸至无白心、晒干，备用。样品信息见表 1。

表 1(Table 1)

表 1 川明参样品的来源及重金属元素的量 Table 1 Sources and contents of heavy metal elements in samples of Chuanmingshinis Violacei Radix 编号 产区 产地 质量分数/(μg·g−1) Pb Cd Hg Cu As Cr 1 A 四川省中江县 未检出 未检出 0.033 0.850 未检出 0.102 2 A 四川省中江县 未检出 0.010 0.029 3.963 未检出 0.161 3 A 四川省中江县 未检出 0.014 未检出 3.344 未检出 0.186 4 A 四川省中江县 未检出 0.066 未检出 3.539 未检出 0.120 5 A 四川省金堂县 0.087 0.025 未检出 2.606 未检出 0.353 6 A 四川省金堂县 0.099 0.075 未检出 1.656 未检出 1.805 7 A 四川省青白江区 未检出 0.017 未检出 1.751 未检出 0.171 8 B 四川省盐亭县 未检出 0.026 未检出 2.264 未检出 0.623 9 B 四川省盐亭县 未检出 0.025 未检出 0.621 未检出 0.353 10 B 四川省盐亭县 未检出 0.023 未检出 2.860 未检出 0.499 11 C 四川省阆中市 未检出 0.039 未检出 未检出 未检出 0.419 12 C 四川省阆中市 未检出 0.028 未检出 1.685 未检出 0.151 13 C 四川省阆中市 未检出 0.090 未检出 1.655 未检出 0.407 14 C 四川省巴州区 未检出 0.008 未检出 2.578 未检出 0.384 15 C 四川省巴州区 0.256 0.066 未检出 1.954 未检出 0.338 16 C 四川省巴州区 未检出 0.037 未检出 2.395 未检出 0.615 17 C 四川省巴州区 0.248 0.157 未检出 3.337 未检出 0.373 18 C 四川省巴州区 未检出 0.009 0.026 2.033 未检出 0.907 19 C 四川省巴州区 未检出 0.030 未检出 3.059 未检出 0.999 20 C 四川省苍溪县 未检出 0.068 0.031 2.064 未检出 0.117 21 C 四川省苍溪县 未检出 0.005 0.024 1.854 未检出 0.152 22 C 四川省苍溪县 0.207 0.063 0.123 2.333 未检出 0.357 23 C 四川省苍溪县 未检出 0.020 未检出 2.260 未检出 0.172 24 C 四川省苍溪县 未检出 0.019 未检出 2.509 未检出 0.162 25 C 四川省苍溪县 未检出 0.024 未检出 1.947 未检出 0.253 26 C 四川省苍溪县 未检出 0.029 未检出 3.238 未检出 1.585 27 D 四川省万源市 0.060 0.030 未检出 2.038 未检出 2.145 28 D 四川省万源市 未检出 0.019 未检出 1.724 未检出 0.779 29 D 四川省万源市 0.047 0.235 未检出 3.186 未检出 0.293 30 D 四川省万源市 未检出 0.020 未检出 2.879 未检出 0.510 31 D 四川省万源市 未检出 0.114 0.088 1.872 未检出 0.942 32 D 四川省万源市 未检出 0.117 未检出 1.854 未检出 0.770 33 D 四川省万源市 未检出 0.117 未检出 3.876 未检出 1.262

表 1 川明参样品的来源及重金属元素的量 Table 1 Sources and contents of heavy metal elements in samples of Chuanmingshinis Violacei Radix

分别吸取Ge、In、Bi标准溶液0.1 mL于100 mL量瓶中，加入Au元素标准溶液0.1 mL，再加超纯水定容至刻度，即为质量浓度1 μg/mL混合内标溶液。以Ge为内标物测定Cu、As、Cr元素，以In为内标物测定Cd元素，以Bi为内标物测定Pb、Hg元素的量。

功率：1 200.00 W；冷却气体积流量（氩气）：15.00 L/min；辅助气体积流量（氩气）：1.00 L/min；雾化气体积流量（氩气）：0.99 L/min；采样锥和截取锥：镍；采样深度：8.0 mm；测量方式：跳峰模式；扫描次数：20；重复次数：3；采用碰撞反应池模式；蠕动泵转速：24 r/min。

分别吸取Pb、Cd、Hg、Cu、As、Cr标准溶液1 mL置于100 mL量瓶中，加超纯水定容，即为质量浓度1 μg/mL混合标准溶液贮备液。分别吸取本贮备液为0、5、25、50、150、250、500 μL置于50 mL量瓶中，各加入65%硝酸溶液5 mL和30%双氧水溶液2 mL，再加入1 mL混合内标溶液，经超纯水定容后，得到质量浓度0、0.1、0.5、1、3、5、10 μg/L混合标准品溶液。分别进样测定Pb、Cd、Hg、Cu、As、Cr元素。以待测元素与内标元素信号值之比对元素质量浓度进行线性回归，得到回归方程（表 2）。结果表明，6种重金属元素在0～10 μg/L线性关系良好。

表 2(Table 2)

表 2 重金属元素的回归方程及相关系数 Table 2 Regression equations and correlation coefficients of heavy metal elements 元素 回归方程 r Pb Y＝0.039 5 X＋0.030 6 0.999 6 Cd Y＝3.69×10−3 X＋1.72×10−3 0.999 6 Hg Y＝4.85×10−3 X＋1.42×10−3 0.999 9 Cu Y＝0.049 1 X＋0.060 5 0.999 4 As Y＝3.73×10−3 X＋8.30×10−3 0.999 9 Cr Y＝0.083 1 X＋0.066 8 0.999 4

表 2 重金属元素的回归方程及相关系数 Table 2 Regression equations and correlation coefficients of heavy metal elements

称取0.25 g药材样品粉末（过50目筛）于聚四氟乙烯高压微波消解罐中，依次加入65%硝酸溶液5 mL和30%双氧水2 mL，静置过夜。第2天置于微波消解仪中，用2步梯度升温法消解（12 min内温度由室温升至140 ℃，保持5 min；再于3 min内升至180 ℃，保持8 min）。然后，逐渐冷却至室温。消解液经0.22 μm滤膜滤过，转至50 mL量瓶中，加入1 mL混合内标溶液，再加超纯水定容到刻度，摇匀，得供试品溶液。

除不加川明参样品粉末外，其余制备方法与供试品溶液的制备方法相同，制成空白对照溶液。

取混合标准品溶液连续进样6次，测定这6种元素的量，Pb、Cd、Hg、Cu、As、Cr的RSD分别为1.04%、1.56%、3.49%、0.27%、1.51%、1.07%。表明仪器的精密度良好。

取同一川明参样品粉末6份，制备成供试品溶液，测定这6种元素的量。除As在这6份平行样品中低于检测限未计算RSD外，Pb、Cd、Hg、Cu、Cr的RSD值分别为2.23%、2.02%、3.22%、1.88%、0.77%。表明方法的重复性良好。

取同一川明参样品供试液，在选定样品测定条件下，分别于制样后0、5、10、15、20、25、30、35 h进样，测定这6种元素的量。除As元素在该样品中低于检测限未检出，Pb、Cd、Hg、Cu、Cr的RSD值分别为1.22%、1.05%、2.87%、1.18%、0.89%，表明在样品制备35 h内各成分量是稳定的。

在“2.2”项条件下，测定国家一级标准物质灌木枝叶组合样品中这6种元素的量，将各元素的测定值与标准值比较（表 3）。结果表明，除Hg标准液未提供质量浓度标准值之外，其余5种元素的测定值与标准值相符，说明本方法的测定结果准确。

表 3(Table 3)

表 3 标准溶液中各元素的测定值与标准值比较 Table 3 Comparison on measured value and certified value in each element ofreference solution (n = 3) 元素 标准值/(μg·g−1) 测定值/(μg·g−1) Pb 7.10±1.10 7.720 Cd 0.14±0.06 0.150 Hg 未知 63.59 Cu 5.20±0.50 5.160 As 0.95±0.12 0.780 Cr 2.30±0.30 2.040

表 3 标准溶液中各元素的测定值与标准值比较 Table 3 Comparison on measured value and certified value in each element ofreference solution

吸取5 mL HNO₃和2 mL H₂O₂溶液，混合；在“2.2”项条件下，重复6次测定本混合溶液。以某元素测定结果标准偏差的3倍值（3σ）除以该元素回归方程的斜率（k），即为该元素的检测限。Pb、Cd、Hg、Cu、As、Cr的检测限分别为0.134、0.741、0.111、0.020、0.009、0.069 μg/L。

按照“2.4”项制备川明参样品的供试品溶液；在选定的实验条件下，测定供试品溶液中这6种元素的量，再扣除空白对照溶液的各元素的量，即为川明参样品中元素的量。33份川明参样品中6种重金属的量见表 1。

从四川省8县/区川明参主产地采集的33份川明参药材中Pb、Cd、Hg、Cu、As元素的量（表 1）均低于2001年我国对外贸易经济合作部颁布的《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》对药用植物原料、饮片等的限量标准^[6]，即Pb≤5.0 μg/g，Cd≤0.3 μg/g，Hg≤0.2 μg/g，Cu≤20.0 μg/g，As≤2.0 μg/g。说明这些川明参中重金属元素的量符合我国安全性的相关规定。

美国NSF/ANSI 173-2010标准中规定“膳食补充剂”原材料中重金属的限量指标分别为Pb≤10.0 μg/g，Cd≤0.3 μg/g，Hg≤0.2 μg/g，As≤5.0 μg/g，Cr⁶⁺≤2.0 μg/g^[7]。在本研究中测定的33份川明参样品中，有32份样品符合这个标准。虽然有1份川明参样品（27号样品）中Cr元素的总量（2.145 μg/g）大于2.0 μg/g；但是，Cr元素在植物中以Cr³⁺和Cr⁶⁺ 2种价态存在，只有Cr⁶⁺具有较高的毒性。由此推测，这份川明参样品中Cr⁶⁺的量小于2.0 μg/g，应该符合美国NSF/ANSI 173-2010标准；但需要进一步证实。可见，本研究收集川明参药材的覆盖面广，代表性强；表明四川产的川明参药材中重金属的量合格、安全。

从表 1看出，33份川明参样品中重金属的量不同。川明参种植于四川省不同市、县，其生态环境不同。为了比较不同产地、不同生态环境中川明参样品中重金属量的差异，根据地理分布和生态环境，将这8个县/区川明参样品的产地分为4个产区（图 1）：A区包括四川省德阳市中江县、成都市金堂县和青白江区，有7份样品（样品1～7）；B区为四川省绵阳市盐亭县，有3份样品（样品8～10）；C区为四川省南充市阆中市、巴中市巴州区、广元市苍溪县，有16份样品（样品11～26）；D区为四川省达州市万源市，有7份样品（样品27～33）。表 4列出各产区川明参样品中这6种重金属元素的平均量；并用SPSS 19.0软件，以不同产区作为一个独立组，对各组（产区）川明参样品中同一元素之间进行独立样本t检验，判别差异是否显著。结果表明，这4个产区川明参样品中这6种元素的量不同。但是，除C区与D区的川明参样品中Pb的量有显著性差异（P为0.029＜0.05）之外，其余产区及元素的量之间均无显著性差异。

图 1 川明参不同产区的地理分布图 Fig.1 Geographical distribution of different cultivation areas of C. violaceum

表 4(Table 4)

表 4 川明参不同产区样品中6种重金属元素的量比较 Table 4 Comparison on contents of heavy metal elements in Chuanmingshinis Violacei Radix samples among different cultivation areas 产区 质量分数/(μg·g−1) Pb Cd Hg Cu As Cr A 0.027 0.030 0.009 2.530 未检出 0.414 B 未检出 0.024 未检出 1.915 未检出 0.492 C 0.044 0.043 0.013 2.181 未检出 0.462 D 0.015 0.093 0.013 2.490 未检出 0.957

表 4 川明参不同产区样品中6种重金属元素的量比较 Table 4 Comparison on contents of heavy metal elements in Chuanmingshinis Violacei Radix samples among different cultivation areas

对这6种重金属元素在4个产区川明参样品之间的比较结果表明，Pb元素在C区样品中的量最高（0.044 μg/g），并且与D区样品的量（0.015 μg/g）有显著差异（P＜0.05）。Cd元素在D区样品中的量（0.093 μg/g）最高，高于其他产区2～3倍；如果对土壤进行改良，可施加磷酸盐类化肥，使Cd元素生成磷酸Cd沉淀，降低土壤中Cd元素的浓度^{[12, 13]}。Hg元素在C区和D区川明参样品中较高。Cu元素在这4个产区样品中的量相近。As元素在所有样品中均低于检测限。Cr元素的总量在D区样品的量最高，为其余3个产区样品的2倍。Cr元素被认为是人体必需的微量元素；但只有Cr³⁺具有参与机体糖、脂肪代谢、增加细胞膜的稳定性等生理作用；而Cr⁶⁺具有较高的毒性，易被人体吸收后在体内蓄积，引起慢性中毒^{[14, 15]}。美国NSF/ANSI 173-2010标准规定“膳食补充剂”的原材料中Cr⁶⁺量不得超过2.0 μg/g；产品中Cr⁶⁺摄入量不得超过0.02 mg/d。我国暂无Cr的限量标准。建议对日服用量较大的中药材增加对Cr元素的测定。综合分析这4个产区川明参样品中这6种重金属量，C、D区样品中重金属的量相对较高，A、B区样品中重金属的量相对较低。

在用ICP-MS测定Hg元素时容易产生记忆效应以及吸附效应，影响测定结果的准确性。研究结果表明，在样品溶液和标准溶液中加入少量的Au元素，可抑制Hg的吸附、记忆效应，提高结果的准确性。

由于基体效应会对待测元素产生抑制作用，内标法对基体效应具有补偿作用。故本研究以Ge、In、Bi元素为内标，测定Pb、Cd、Hg、Cu、As、Cr元素。

由于ICP-MS测定痕量元素或同位素比值时，多原子质谱干扰影响分析结果的准确性，故采用四极杆池技术（DRC）消除干扰，提高了测定结果的准确性和精密度。

通过对供试品制备方法和测定条件的优化，建立了ICP-MS测定川明参中Pb、Cd、Hg、Cu、As、Cr元素的方法；本方法的准确性高，灵敏度好，适合于川明参样品中这6种重金属元素的测定。四川省8县/区川明参主产地样品中这6种重金属元素的量既符合我国《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》标准，又符合美国NSF/ANSI 173-2010标准，表明川明参中重金属合格、安全。对四川省不同产区川明参样品的比较结果表明，虽然这6种元素的量不同，但差异不显著，这些产区适合于川明参的种植。

志谢：四川蜀科药业有限公司，四川省参延生农产品开发有限公司，四川省巴中市恩阳区渝溪中药材种植产业协会，四川省阆中市西山川明参专业合作社，四川省绵阳市盐亭县金孔镇灵岩村等协助采集川明参样品。