麻仁丸中15种元素的含量测定及风险评估
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麻仁丸中15种元素的含量测定及风险评估
薛平,李莉,黄强燕*
作者简介薛平,男,主管中药师
E-mail: xuepinggo@163. com
*通讯作者 黄强燕,女,主管药师 E-mail: **************** 收稿日期 2020-06-15 修回日期 2020-08-14
常州市食品药品监督检验中心,常州213000
摘 要 目的:测定麻仁丸中重金属及有害元素的含量,并进行风险评估。
方法:微波消解后
采用电感耦合等离子体质谱法测定麻仁丸中重金属及有害元素;以人工胃液模拟人体消化过程,
测定重金属的溶出率。
结果:15种元素线性关系良好,相关系数r !0.9990;精密度、稳定性和重复 性试验的RSD <5%(”=6);回收率在86.56%〜95.26%,RSD <5.0%(”=6)。
在麻仁丸样品中,Pb 含量 相对较高,在人工胃液中,:L i 、V 、Cr 、Sn 、Sb 几乎不溶出,其他元素均有溶出。
风险评估结果显示15 种元素均无显著的重大健康风险。
结论:考察了麻仁丸的重金属及有害元素残留情况和模拟人体
消化过程在人工胃液中重金属元素的溶出率,为麻仁丸的安全用药和质量控制提供研究基础。
关键词麻仁丸;重金属及有害元素;风险评估;仿生提取
中图分类号 R927.2 文献标志码 A 文章编号1673-7806(2020)06-430-05
麻仁丸为常用中成药,有润肠通便之功效,主 治肠热津亏所致的便秘、习惯性便秘等#麻仁丸处 方由火麻仁、苦杏仁、大黄、枳实(炒)、姜厚朴和白
芍(炒)6味中药材粉末组成叫
麻仁丸的质量控制研究主要集中在:高效液相
色谱法测定五种蔥醌类化学成分(大黄素、大黄酚、大 黄酸、大黄素甲醚和芦荟大黄素)厚朴酚及和厚朴酚
等卒。
严格把控药品中有害物质残留量,并对其风险
评估是安全用药的必要趋势叫
由于麻仁丸是生药粉末直接入药,可能存在较
高的重金属及有害元素健康风险,这是质量控制的
应有之义。
本文采用电感耦合等离子体质谱法测定
麻仁丸中 Li 、V 、Cr 、Co 、Ni 、Cu 、As 、Se 、Cd 、Sn 、Sb 、
Ba 、Hg 、Tl 和Pb [6-8]等15种元素的含量,采用ICH Q3D #61和《中药中外源性有害残留物安全风险评估技
术指导原则》[9-11]两种风险评估方式相结合来评估上
述元素的健康风险;同时仿生提取测定这些有害元
素的溶出率[112],为有害物质风险评估、安全用药和 质量控制提供基础。
1材料
1.1仪器
电感耦合等离子质谱仪(ICP Q ,美国赛默飞世
尔科技有限公司);微波消解仪(CEM mars5 express
美国培安公司);XP504电子天平(万分之一,瑞士 梅特勒-托利多公司);赶酸器(BHW-09C20,上海博
通化学科技有限公司)+
1.2药品与试剂
单元素标准溶液:锂(Li ,批号20041435)、钒
(V ,批号 20041435)、铬(Cr ,批号 20041435)、钻 (Co ,批号 20041435)、鎳(Ni ,批号 20041435)、铜 (Cu ,批号 19052735)、砷(As ,批号 19052965)、硒 (Se ,批号 20041435)、镉(Cd ,批号 19031965)、锡 (Sn ,批号 20041435)、锑(Sb ,批号 20041435、汞 (Hg ,批号 18111975)、铊(T1,批号 20041435)和铅
(Pb ,批号 18081073)浓度均为 100 !g ・mL -1,钡(Ba ,
批号20041435,浓度1000 !g ・mL -1),均购自于钢研
纳克检测技术股份有限公司。
内标元素:钪(Sc ,批号19090235,浓度100 !g-
mL -1)、错(Ge ,批号 19070365,浓度 1000 !g ・mL -1)、 铟(In ,批号 18083075,浓度 100 !g ・mL -1)、铋(Bi ,批
号19032965,浓度100 !g ・mL -1),均购自于钢研纳
克检测技术股份有限公司。
65%硝酸(优级纯,德国默克公司,批号
K50980056902);盐酸、胃蛋白酶(优级纯,上海国药 化学试剂有限公司);水为超纯水。
麻仁丸为南京同仁堂药业有限公司生产的小
蜜丸,6个批次分别为190307(编号A )、190802(编
号 B )、191001(编号 C )191105(编号 D )、191106(编
号E )和191116(编号F ) +
430
2方法"]
2.1ICP-MS仪器工作参数
射频功率:1550W;蠕动泵:40r-min"1;冷却气流量:14L-min"1"载气补偿气流速:0.80L-min"1;雾化气流量:0.9893L•min"1"雾化室温度:2.7!;碰撞气体:氮气;碰撞气流速:4.70mL-min"1;采样深度:5.00mm;延迟时间45s;积分时间0.02s,扫描次数:50次;测定重复次数:3次。
测定时选取的同位素为7Li、51V、52Cr、59Co,60Ni,63Cu&75As&77Se&114Cd&118Sn&121Sb&137Ba&202Hg>205Tl 和^Pb,其中7Li、51V、52Cr和59Co以45Sc作为内标,%°Ni、63Cu、75As、77Se以72Ge作为内标,114Cd、118Sn、121Sb和137Ba 以115In作为内标严Hg、2®/和208Pb以209Bi作为内标,测定时仪器的内标管始终插入内标溶液中。
2.2溶液的配制
2.2.1混合对照品贮备液分别精密吸取Li、V、Co、As、Se、Cd、Sn、Sb、Hg、Tl单元素标准溶液各1mL, Cr、Ni、Cu、Pb单元素标准溶液各5mL,Ba单元素标准溶液5mL置100mL量瓶中,用2%硝酸溶液稀释至刻度,摇匀,得混合对照品贮备液%Li、V、Co、As、Se、Cd、Sn、Sb、Hg、Tl的浓度为1|!g・mL J1,Cr、Ni、Cu、Pb的浓度为5!g-mL_1,Ba的浓度为50!g-mL"1o 2.2.2内标溶液分别精密吸取Sc、In、Bi单元素标准溶液各250!L,Ge单元素标准溶液50“L,置500mL 量瓶中,用2%硝酸溶液稀释至刻度,摇匀,制成每毫升含Sc、In、Bi各50ng,含Ge100ng的内标溶液。
2.2.3供试品溶液I(元素总量溶液)取麻仁丸样品,研细,混匀,精密称取约0.3g,置聚四氟乙烯消解罐内,加硝酸5mL,混匀,盖好内盖,旋紧外套,浸泡过夜,置微波消解仪内按消解程序(见表1)进行消解;消解完全后,待消解液冷却至60!以下,取出消解罐,放冷,将消解液转移至50mL聚四氟乙烯量瓶中,用少量水洗涤消解罐3次,洗液合并于聚四氟乙烯量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀即得。
表1微波消解程序
功率(瓦)升温时间(min)温度(!)保持时间(min)160061205
160051605
1600318020
2.2.4供试品溶液#(仿生提取液)取麻仁丸样品,研细,混匀,称取约0.3g,精密加入人工胃液30mL (取稀盐酸16.4mL,加水约800mL与胃蛋白酶10g,摇匀后,加水稀释成1000mL,pH调至1.5-1.8,即得),置于37!恒温摇床振荡提取4h,3500r-min"1离心5min,倒出上清液,精密量取上清液25mL,置聚四氟乙烯消解罐内,赶酸器低温浓缩至5mL左右,冷却后,加入硝酸5mL,盖上罐盖后置于微波消解仪中,按消解程序(见表1)进行消解,消解完全后,待消解液冷却至60!以下,取出消解罐,放冷,将消解液转移至50mL聚四氟乙烯量瓶中,用少量水洗涤消解罐3次,洗液合并于聚四氟乙烯量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,即得。
除不加样品粉末外,同法制备空白溶液%
2.3方法学验证
2.3.1线性关系考察精密吸取“2.2.1”项下的混合对照品贮备液5mL至50mL量瓶中,用2%硝酸溶液稀释至刻度,得多元素混合对照品溶液。
精密吸取上述多元素混合对照品溶液适量,用2%硝酸溶液稀释,制成每1mL含Li、V、Co、As、Se、Cd、Sn、Sb、Hg、Tl为0、0.2、0.5、2、4、10ng;含Cr、Ni、Cu、Pb为0、1、2.5、10、20、50ng;含Ba为0、10、25、100、200、500ng的系列混合标准对照品溶液。
按“2.1”项下的仪器工作条件测定,测定时仪器的内标管始终插入内标溶液中,依次将仪器的样品管插入各个浓度的混合对照品溶液中进行测定(浓度依次递增),以信号值(3次读数的平均值)为纵坐标,浓度为横坐标,绘制各元素的标准曲线。
回归方程等见表2。
2.3.2进样精密度试验取“2.3.1”项下标准曲线第四个浓度点的对照品溶液Li、V、Co、As、Se、Cd、Sn、Sb、Hg、Tl浓度为2ng・mL"1,Cr、Ni、Cu、Pb浓度为10ng・mL"1,Ba浓度为100ng・mL"1,按“2.1”项下仪器工作条件测定,连续进样6次,根据测得值计算RSD,结果表明仪器精密度良好,15种元素的RSD均<5%。
见表2。
2.3.3重复性试验精密称取样品0.3g(编号A),按上述“224”项下供试品溶液I制备方法平行制成6份供试品溶液,按“2.1”项下仪器工作条件测定,根据测得值计算RSD,结果表明仪器重复性良好,15种元素的RSD均<5%。
见表2。
2.3.4稳定性试验取同一份供试品溶液(编号A),按“2.1”项下仪器工作条件测定,在3h内间隔30min连续测定6次,以测得值计算RSD,结果表明仪器稳定性良好,15种元素的RSD均<5%。
见表2。
2.3.5加样回收率试验取同一批次已知含量的样品(编号A)0.3g,精密称定,置聚四氟乙烯消解罐内,加“2.3.1”项下多元素混合对照品溶液0.5mL,按上述“2.2.4”项下供试品溶液$制备溶液,按“2.1”项下仪器工作条件测定,测得加样样品中的含量,计算回收率,结果见表3。
431
麻仁丸中15种元素的含量测定及风险评估
表2线性、精密度、重复性、稳定性和检出限结果(!=6)
待测元素分类回归方程线性范围
(ng-mL"1)
精密度RSD
(%)
重复性RSD
/
稳定性RSD
2
检测限
(ng-mL"1)
Li3"=1.1083x104#+3.784x1020.99920~10 2.01 2.98 1.920.078 62A"=1.374x104#+1.092x1030.99990~10 1.08 2.79 1.350.013 Cr3"=1.526x104#+3.723x1020.99930~50 1.28 3.04 2.110.007 Co2A"=1.674x104#+2.370x1020.99950~10 1.09 2.96 1.990.026 Ni2A"=1.523x104#+2.984x1020.99930~500.99 2.18 1.470.013 Cu3"=1.982x104#+1.083x1030.99980~50 1.05 3.21 1.890.012 As1"=1.523x104#+1.981x1020.99950~10 1.65 3.00 2.030.008 Se2B"=1.422x103#+99.1380.99960~10 1.99 2.72 2.380.010 Cd1"=1.219x104#+92.6650.99970~10 1.35 2.88 2.670.0004 Sn3"=1.062x104#+1.223x1020.99950~10 2.01 4.27 2.330.006 Sb3"=1.028x104#+2.026x1020.99960~10 1.90 3.79 2.870.004 Ba3"=1.7112x108#+1.130x1030.99920~5000.79 2.13 1.900.014 Hg1"=5.140x104#+2.114x1020.99910~10 2.11 3.24 2.390.005 T12B"=1.482x104#+1.939x1020.99950~10 1.92 3.85 1.970.001 Pb1"=1.893x104#+3.458x1020.99930~50 1.78 3.13 2.130.001注:表中元素分类来源于ICH Q3D
表3加样回收试验(!=6)
待测元素加样回收率(%)平均加样回收率(%)RSD(%) Li87.64~91.8689.50 1.84
685.47~91.4688.08 2.76
Cr90.93~98.5295.26 2.97
Co85.05~89.1986.56 1.92
Ni89.11~94.1791.74 2.14
Cu88.29~91.6289.81 1.54
As89.16~94.6291.90 2.42
Se86.60~92.4689.15 2.35
Cd89.03~91.6690.62 1.00
Sn92.52~94.3593.450.89
Sb89.12~90.7690.050.64
Ba91.99~95.6493.17 1.51
Hg86.08~90.5888.37 1.74
T189.01~92.4291.27 1.35
Pb85.36~90.3687.93 2.13
2.4样品含量测定
2.4.1元素总含量测定精密称取不同批号的麻仁丸,按“223”项下供试品溶液I制备供试品溶液,按“2.1”项下仪器工作条件测定,分别计算样品中各元素的含量,结果见表4。
2.4.2风险评估1冋参考ICH Q3D按公式(%)计算最大允许浓度,PDE为每日允许暴露量;根据说明书每日口服一次9g,—日1~2次,按日最大服用剂量为18g计算,结果见表4,其中Pb含量超过最大允许浓度。
最大允许浓度=PDE/日服最大服用剂量(1)
表4样品中各元素的含量(!g
*g1,«=2)
元素
A B
各元素含量
E F
平均浓
度
PDE
($g
*
d')
C D
Li0.1570.1220.1420.1390.1770.1650.15031550 V0.1430.1030.1350.1190.1350.1680.1346100 Cr 3.248 1.694 2.995 3.145 2.662 2.157 2.65061111000 Co0.1020.0730.1180.0990.1050.0550.092350 Ni 1.602 1.028 1.058 1.006 1.017 1.712 1.23711200 C? 3.323 3.059 2.985 3.162 3.220 3.485 3.2061673000 As0.0620.0600.0780.0580.0790.0990.073115 Se0.0550.0530.0480.00320.0590.0720.0488150 Cd0.0150.0200.0160.0110.0130.0920.0280.35 Sn0.004—0.0050.0030.0050.0020.0043336000 Sb0.003—0.0040.006—0.0030.004671200 Ba9.53611.76210.6599.9969.05812.15310.527781400 Hg0.0170.0390.0290.0280.0350.0480.033230 T10.0060.0060.0060.0050.0030.0020.0050.48 Pb0.6470.1610.5260.4580.3900.7160.4830.35注:-为未检出;PDE数据来源于ICH Q3D
2.4.3风险评估2[9,14!在ICH Q3D中,风险评估计算简单,一般常用于化学药,对中药制品可能会出现评估灵敏度过高的现象%故根据ICH Q3D评估的结果和元素的危害程度,选取元素Cu、As、CB、Hg和Pb,参照《中药中外源性有害残留物安全风险评估技术指导原则》[9"11],按公式(2)计算最大限量理论值($)%
$=%/100°!&!AT!⑵M x10EF x ED''
432
公式(2)中#为最大限量理论值(mg-kg-1);"为每日允许摄入量(!g-kg-1);$为人体平均体重(kg),—般按63kg 计;M为每日人均可服用的最大剂量(kg);AT为平均寿命天数,一般为365天/年X70年;EF为中药服用频率(天/年);ED 为一生的服用中药的暴露年限;t为中药经煎煮或提取后,重金属元素的转移率(%);10为安全因子,表示每日由中药材及其制品中摄取的重金属量不大于日总暴露量(包括食物和饮用水)的10%。
计算时EF为每年90d,Ed为20年,中成药t 为100%N11,12),麻仁丸M按日最大服用剂量为18g,计算结果见表5。
由表5可知,最大限量理论值L均远远大于麻仁丸样品的平均浓度。
表55种元素"和HI值
元素样品平均浓度
C(mg
*k g-1)(!g*k g-1)
L
(mg
*k g-1)
HI
Cu 3.206500.0024840.001 As0.073 3.00150.005 Cd0.0280.8040.010 Hg0.0330.5730.010 Pb0.483 1.3060.070
同时考察Pb、Cd、As、Hg、Cu元素危害指数(HI)N9-110o HI可以反映中药中重金属及有害元素的健康风险,HI<1则表明健康风险较低,HI>1则表明需要关注风险。
先计算日暴露量(Exp),可按照公式(3)计算危害指数。
匸EF x ED x IR x C UT Exp x10
Exp=—HI=^^⑶
公式(3)中IR为日最大服用剂量(g),即为麻仁丸IR= 18g;10为安全因子;C为麻仁丸样品平均浓度(mg-kg-1),其余与公式(2)中一致&
危害指数计算结果见表5,由表5可知,HI均小于1,表明麻仁丸样品中Pb、Cd、As、Hg、Cu元素健康风险较低&
2.4.4仿生提取元素含量测定s精密称取不同批号的麻仁丸,按“224”项下供试品溶液"制备供试品溶液,按“2.1”项下仪器工作条件测定,分别计算样品中各元素仿生提取出的含量和平均溶出率,结果见表6。
3讨论
3.1仿生提取条件的选择
利用人工胃液模拟人体药物的消化过程,进而采用仿生提取的方法,考察麻仁丸中可溶性重金属及有害元素。
为了确保实验的合理性和测量结果的准确性,取样量0.3g较为合适&人体正常消化时的胃排空时间3~4h,故仿生提取时间设置为4h〔120。
表6溶出元素的含量("=2)
元素
A
溶岀元素含量(!g*-1)
B C D E F
平均溶岀
率(%) Li0
V0
Cr0.0910.0180.0640.0420.0560.034 1.84 Co0.0370.0300.0470.0470.0460.02341.74
Ni0.5560.3400.3550.2940.3590.60233.51 Cu 2.359 2.125 2.081 2.177 2.221 2.26668.84 As0.0290.0250.0320.0260.0380.04043.61 Se0.0190.0240.0170.0010.0240.02940.39 Cd0.0100.0190.0140.0100.0110.08389.09 Sn0
Sb0
Ba 6.1617.7657.502 6.497 5.7067.39464.97 Hg0
T10.0050.0050.0050.0040.0020.00283.45 Pb0.2160.0250.1730.1490.1130.19428.41注:-为未检出
3.2麻仁丸元素风险评估
321两种风险评估方式的比较在ICH Q3D 中,把风险评估的元素分为三类:1类是对人体有害元素(在药品生产中禁用或限制使用);2类元素为通常被认为是给药途径依赖型的人体有害元素(根据出现的概率分为2A和2B亚类);3类元素为口服给药途径的毒性相对较低,一般在吸入和注射给药途径的风险评估中考察。
评估中使用的计算公式用简单方便、能快速完成样品重金属及有害元素的风险评估,优势明显;缺点是未考虑中国人群使用中药个性化的评估参数(使用频率、使用时间等),对中药制品可能出现评估灵敏度过高的现象[9'10]o 《中药中外源性有害残留物安全风险评估技术指导原则》,适用于中药材及其饮片中有害残留物限量的制定,对中成药的有害残留物最大限量的计算有指导作用。
此种风险评估符合中国国情、符合中药使用特点;缺点是计算公式相对复杂,目标元素每日允许摄入量查询相对困难&总体来说,两种评估方式各有优势,可以相互结合使用,能较快地完成样品中有害元素的安全风险评估。
3.2.2风险评估结果根据文献和预实验结果〔5冏,确定考察所有1类和2A类金属元素,常见的2B和3类部分金属元素见表2。
在测定元素的总量后,采用ICH Q3D风险评估,结果表明,该厂家的6个批次的产品中Pb含量高于最大允许浓度,有一定的健康风险。
故根据《中药中外源性有害残留物安全风险评估技术指导原则》,对Pb、Cu、As、Cd、Hg进
433
麻仁丸中15种元素的含量测定及风险评估
行风险再评估,发现样品中该5种元素含量均小于最大限量理论值,危害风险系数较低,Pb含量相对较高,15种元素均无显著的重大健康风险。
仿生提取测试结果发现,测定元素Li、V、Cr、Sn、Sb、Hg几乎不溶出,Co、Ni、As、Se溶出率中等水平,尽管Pb溶出率不高,但此溶出量仍需要加强关注,Cu、Cd、Ba、Tl具有高溶出率。
4小结
对常用OTC药物麻仁丸进行重金属及有害元素风险评估,旨在科学、合理地研究中药中有害元素的含量,消除公众对于中药重金属及有害元素的误解与恐慌,引导中药健康持续发展,加强中药质量控制,保障公众用药安全。
本实验结果表明,相较于含动物药的中成药,麻仁丸中重金属元素含量普遍较低,15种重金属及有害元素的含量均无显著的重大健康风险。
使用麻仁丸的大多为中老年人,免疫抵抗力相对低下,应该更加确保药物的安全性,加强对麻仁丸中有害物质的控制,降低风险。
本着精益求精的原则,仍应对麻仁丸中Pb的含量加以重视,进一步考察原料和生产工艺,找到带入Pb的原因。
本实验测定了麻仁丸中15种重金属及有害元素的含量,同时仿生提取考察该药品中重金属及有害元素的溶出率,为麻仁丸的安全用药和质量控制提供了研究基础。
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Determination and Risk Assessment of Fifteen Elements in Maren Wan
XUE Ping,LI Li,HUANG Qiangyan4
Changzhou Center for Food and Drug Control^Changzhou213000
ABSTRACT Objective:The contents of metallic elements in Maren Wan were determined for risk assessment.Method:The contents of15inorganic elements in Maren Wan were analyzed by microwave digestion and inductively coupled plasma mass spectrometry(ICP-MS).Artificial gastric digestion model was used to determine transfer rates of metallic elements.Results:The15elements showed good linearities in the selected concentration ranges(r!0.9990).The relative standard deviations(RSDs)of the precision, stability and repeatability were less than 5.0%(n=6).The average recovery ranged from86.56%to95.26%, with RSD<5.0%(n=6).The content of Pb in Maren Wan was relatively high.Li,V,Cr,Sn and Sb were almost insoluble in artificial gastric juice,while the other elements were dissolved.The risk assessment of the15elements showed that there was no significant health risk.Conclusion:The contents of15metallic elements in Maren Wan and the dissolution rates of heavy metals in artificial gastric juice by simulated human digestion can be investigated by the established method,which provides the basis for the safety research and quality control of the medicine.
KEY WORDS Maren Wan;Heavy metals and harmful elements;Risk assessment;Bionic extration
434。