王文祎，楊瑤珺，呂曉娜，李 夢

北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院，北京 100102

關(guān)于水蛭藥材重金屬元素富集原因的研究

王文祎，楊瑤珺△，呂曉娜，李 夢

北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院，北京 100102

目的：探究鉻（Cr）、砷（A s）、鋁（Pb）、鎘（Cd）、汞（H g）5種重金屬元素在水蛭體內(nèi)富集的趨勢和影響因素。方法：通過對水蛭進(jìn)行為期60天的不同生長環(huán)境下的模擬養(yǎng)殖，采用電感耦合等離子質(zhì)譜(ICP-M S)技術(shù)對水蛭藥材重金屬元素進(jìn)行檢測研究。結(jié)果與結(jié)論：水蛭藥材重金屬元素殘留隨著養(yǎng)殖時間的增加而富集，這可能與養(yǎng)殖過程中的進(jìn)食行為和生長環(huán)境有關(guān)；以泥土為基質(zhì)飼養(yǎng)水蛭可能會促進(jìn)水蛭體內(nèi)重金屬元素的代謝。

水蛭；螞蟥；重金屬；富集

水蛭為水蛭科動物螞蟥（Whitmania pigra Witman）、水蛭（Hirudo nipponica whitman）或柳葉螞蟥（Whitmania aCuanulata whitman）的干燥全體，是一味傳統(tǒng)藥材。水蛭在臨床多用于治療腦血栓、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病［1-3］。另據(jù)報道，水蛭亦可用于小兒呼吸系統(tǒng)疾病、痛風(fēng)、慢性腎臟病的治療［4-6］。隨著水蛭藥材功效的不斷被開發(fā)，以水蛭為原料的中成藥及保健品日漸增多［7］，臨床用量不斷增大［8］，螞蟥的野生資源日漸枯竭。目前各產(chǎn)地人工養(yǎng)殖技術(shù)尚未完全成熟，螞蟥生長的過程中仍會受到重金屬的污染，而中藥材中重金屬元素含量超標(biāo)也成為影響中藥質(zhì)量安全、制約中藥出口的重要因素。本實驗通過模擬不同環(huán)境對螞蟥進(jìn)行養(yǎng)殖、動態(tài)監(jiān)測、定期采樣，采用電感耦合等離子質(zhì)譜(ICP-MS)技術(shù)測定樣品鉻（Cr）、砷（As）、鋁（Pb）、鎘（Cd）、汞（Hg）5種重金屬元素含量、探究重金屬元素殘留與螞蟥日常生長的關(guān)系。

1 材料與方法

1.1 材料 于2014年10月20日在山東微山湖水蛭養(yǎng)殖基地采集日齡30天螞蟥(經(jīng)北京中醫(yī)藥大學(xué)楊瑤珺教授鑒定)青年苗400條，體質(zhì)量為2～4 g。

1.2 儀器 100 W防爆加熱棒(廣東西龍水族產(chǎn)品有限公司提供)，20 W制氧泵(廣東西龍水族產(chǎn)品有限公司提供)，水族玻璃箱(60 cm×30 cm× 35 cm)，LB-SM6型電腦智能溫控器(樂清朗本電器有限公司提供)，ICP-MS型電感耦合等離子質(zhì)譜(美國Agilent公司提供)，CP2250D型電子天平(d=0.001 mg，SARTORIUS公司提供)，Ultra WAVE型微波消解系統(tǒng)(意大利Milestone公司提供)，DFT-100型手提式高速中藥粉碎機(溫嶺市大德中藥機械有限公司提供)。

1.3 實驗方法

1.3.1 組別設(shè)置 實驗在3個水族玻璃箱中進(jìn)行，每箱投放水蛭80條，其中設(shè)清水養(yǎng)殖對照組1箱、土壤養(yǎng)殖組2箱。

1.3.2 螞蟥養(yǎng)殖日常管理 本實驗養(yǎng)殖周期60天，實驗用水為自來水，定期更換部分養(yǎng)殖用水，清水養(yǎng)殖組水位高15 cm，其余3箱水位高17 cm，養(yǎng)殖溫度控制在21～23℃，電子溫控器實時監(jiān)控，定時定量投喂圓田螺，每天定時充氧2小時，定期清理餌料殘渣，每日記錄并清除死亡螞蟥。

1.3.3 實驗樣品采集 實驗共采集樣品4次，每15天每箱采集水蛭8～10條，置烘箱50℃低溫烘干，粉碎過3號篩，采用ICP-MS技術(shù)測定每批水蛭藥材粉末的銅含量，同時測定在藥材市場采集的樣品及基質(zhì)土壤中銅元素的含量。

1.3.4 重金屬元素含量測定方法 重金屬元素的測定采用ICP-MS法測定。水蛭藥材用粉碎機粉碎，過3號藥典篩，準(zhǔn)確稱取樣品0.5 g，加入HNO33.0 mL，微波消解，時間：5～20 min；溫度：室溫～150℃，150～190℃，190～190℃；功率：1 200 W，予加壓40 bar；石英消解管消解，消解試劑為HNO3∶H2O2=1∶2，以純水定容15 mL。消化液稀釋5倍，上機測定，霧化其流量：1.0 L/min，輔助氣流量：0.80 L/min，等離子體氣流量：15.0 L/min，積分時間：300 s，掃描方式：單點跳峰，同步制備空白溶液。

2 結(jié)果

養(yǎng)殖水蛭重金屬含量檢測結(jié)果見表1、圖1—5。

表1 養(yǎng)殖水蛭重金屬含量檢測結(jié)果 μg/g

圖1 養(yǎng)殖水蛭Cr含量檢測結(jié)果

圖2 養(yǎng)殖水蛭A s含量檢測結(jié)果

圖3 養(yǎng)殖水蛭Cd含量檢測結(jié)果

圖4 養(yǎng)殖水蛭H g含量檢測結(jié)果

圖5 養(yǎng)殖水蛭Pb含量檢測結(jié)果

3 討論

3.1 水蛭藥材重金屬富集情況 從實驗結(jié)果可看出，水蛭藥材重金屬含量與動物螞蟥的生長時間存在一定關(guān)系。清水養(yǎng)殖組水蛭體內(nèi)除Pb元素富集含量在第30天較第15天有所下降，隨即繼續(xù)上升，其余4種重金屬元素都呈逐步上升的趨勢，重金屬元素含量峰值多出現(xiàn)在實驗期末。而2組土壤養(yǎng)殖模式的水蛭藥材重金屬含量的累積均呈升降交替的趨勢，實驗?zāi)┢诘暮恐党?組的Cd含量外，都不是實驗期間的最高值，而重金屬含量峰值多集中于第45天的數(shù)據(jù)，個別元素峰值出現(xiàn)在第30天。雖然重金屬含量富集過程有差異，但數(shù)據(jù)表明實驗?zāi)┢谂c實驗初期相比，水蛭藥材重金屬殘留量均有較大幅度的提升，這或許說明水蛭藥材重金屬殘留量與螞蟥的養(yǎng)殖生長時間存在相關(guān)性，會隨著養(yǎng)殖時間的增加而增加，而清水養(yǎng)殖組和養(yǎng)殖組的富集趨勢差異或許與螞蟥的不同生長環(huán)境有關(guān)。

3.2 水蛭藥材重金屬元素的主要來源 通過本次實驗結(jié)果或許可得出重金屬元素的來源主要為螞蟥的食物。螞蟥是雜食性動物，以吸食動物的體液為主要生活方式，而目前又以圓田螺餌料最為普遍，因此本實驗中水蛭藥材重金屬元素的主要來源之一或許為被重金屬元素污染的田螺。通過實驗期間對水蛭進(jìn)食過程的觀察，筆者發(fā)現(xiàn)螞蟥在進(jìn)食過程中，只鉆進(jìn)活田螺身體內(nèi)部吸取里面的汁液，進(jìn)食行為持續(xù)1～2個小時，沒有對田螺暴露在外肉質(zhì)較厚的部分進(jìn)行攝食活動，所以對于螞蟥吸食田螺的部分進(jìn)行樣品采集和重金屬元素含量的精確測定。本實驗設(shè)置的清水養(yǎng)殖組可排除土壤中多種重金屬元素對螞蟥體內(nèi)殘留的干擾，而通過清水養(yǎng)殖組的數(shù)據(jù)可看出養(yǎng)殖采樣期間水蛭藥材的重金屬元素含量一直呈上升趨勢。因此在日后的螞蟥養(yǎng)殖過程中，應(yīng)該加強對餌料質(zhì)量的監(jiān)督管理，盡量減少或避免因為餌料的污染導(dǎo)致螞蟥體內(nèi)重金屬元素的大量富集。

3.3 養(yǎng)殖模式對水蛭藥材重金屬含量的影響 本實驗通過設(shè)置清水養(yǎng)殖組和土壤養(yǎng)殖組對2種主流養(yǎng)殖模式進(jìn)行對比，而且土壤養(yǎng)殖組分別測定了養(yǎng)殖前和養(yǎng)殖后泥土內(nèi)重金屬元素的含量。通過實驗的最終結(jié)果可看出，幾種元素的最終富集數(shù)據(jù)中，清水養(yǎng)殖組的重金屬元素含量均高于土壤養(yǎng)殖組的含量；通過對不同階段的土壤中重金屬元素含量測定可看出，除Hg元素外，實驗?zāi)┢诒葘嶒灣跗谕寥乐械闹亟饘僭睾糠謩e有所提高，而且通過對螞蟥日常生活的觀察，發(fā)現(xiàn)在土壤養(yǎng)殖組里的螞蟥平日活動多在泥土里進(jìn)行，而在泥土表面和水中活動相對較少，或許在這種更接近螞蟥適合生活的環(huán)境中，螞蟥可以在平日的活動中通過土壤代謝出一些體內(nèi)的重金屬元素，而土壤中重金屬元素的前后變化或許能佐證這一點，因此在螞蟥的養(yǎng)殖模式選擇方面，以泥土為基質(zhì)飼養(yǎng)或許對螞蟥生長期間重金屬元素的控制更有利。

3.4 水蛭藥材H g含量的變化 通過實驗結(jié)果表明，清水養(yǎng)殖組的水蛭藥材Hg元素在實驗?zāi)┢谶_(dá)到了峰值，而2個土壤養(yǎng)殖組的峰值在第30天或45天時達(dá)到峰值，然后含量下降，最終低于清水養(yǎng)殖組的數(shù)值。上文土壤可促進(jìn)螞蟥在生長過程中促進(jìn)重金屬元素代謝的結(jié)論或許可以解釋2個土壤養(yǎng)殖組水蛭藥材Hg元素下降的現(xiàn)象，但土壤中重金屬元素含量也大幅度減少的現(xiàn)象值得注意。水蛭是一味有小毒的動物藥，其主要功效抗凝血或許與其本身毒性有關(guān)，而土壤中汞元素的減少可能說明螞蟥在日?；顒又形樟瞬糠滞寥乐写嬖诘墓?，而水蛭藥材本身汞元素一定幅度的減少或許說明了汞元素在其體內(nèi)轉(zhuǎn)化參與抗凝血酶類物質(zhì)的產(chǎn)生，這在以后的實驗中值得進(jìn)一步研究與驗證。

3.5 水蛭藥材Cr含量與土壤的關(guān)系 本次實驗的2組養(yǎng)殖用土中的Cr含量存在較大差異，其中濃度高的土壤中Cr元素的初始含量是濃度低的4倍，但實驗結(jié)果顯示2組水蛭藥材的Cr含量并無明顯差異，這或許可以說明土壤Cr污染對于水蛭藥材Cr元素超標(biāo)的影響能力有限，而2組Cr元素的富集趨勢也并無不同，可能表明在Cr濃度含量較高的污染環(huán)境下，會對螞蟥的Cr元素代謝產(chǎn)生一定干擾。

本實驗通過在不同環(huán)境下對水蛭的模擬養(yǎng)殖，初步探究了重金屬元素在水蛭體內(nèi)富集的原因。本次實驗的養(yǎng)殖周期為60天，15天為采樣周期，雖然初步得到養(yǎng)殖時間與重金屬元素含量的關(guān)系，但是在今后的實驗中有必要延長養(yǎng)殖時間，深入探究養(yǎng)殖時間與重金屬元素含量的關(guān)系，同時縮短采樣周期，或許可以確定能控制不同重金屬元素含量的養(yǎng)殖時間；通過實驗室內(nèi)水族玻璃箱養(yǎng)殖可直觀清楚地觀察到螞蟥的進(jìn)食、活動、休息等日?；顒?，通過研究螞蟥的生長習(xí)性來選擇適合螞蟥生長的條件，也許會給水蛭藥材的安全評價、質(zhì)量評價帶來積極的影響。

［1］ 中華人民共和國藥典委員會.中國藥典［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010：77.

［2］ 劉曉帆，楊瑤珺，吳麗潔，等.中藥水蛭生藥學(xué)與化學(xué)成分的研究進(jìn)展與展望［J］.環(huán)球中醫(yī)藥，2012，5(8)：637-640.

［3］ 于海青.復(fù)方水蛭膠囊治療冠心病心絞痛112例［J］.光明中醫(yī)，2012，27(11)：2228-2229.

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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，在讀碩士研究生。研究方向：中藥品種鑒定與質(zhì)量研究。

△通訊作者：楊瑤珺(1969—)，女，博士學(xué)位，碩士研究生導(dǎo)師，教授。研究方向：中藥品種及質(zhì)量鑒定。