CN103505904B - 采用螯合树脂与壳聚糖配合使用去除中药重金属的方法 - Google Patents

Abstract

一种用螯合树脂与壳聚糖组合物去除中药重金属的方法，包括以下步骤：步骤1，中药材经过溶媒提取处理最终得到以醇为分散体系的中药提取物；步骤2，将中药提取液通过螯合树脂动态吸附和壳聚糖静态吸附两次处理，处理顺序不分前后，得到重金属浓度显著下降的中药提取物。

Description

采用螯合树脂与壳聚糖配合使用去除中药重金属的方法

技术领域：

本发明属于中药领域，特别是涉及采用树脂在中药（中药提取药物、中成药、中药配方颗粒）、保健品和保健食品的提取液中去除有害重金属（铅、镉、汞、铜、砷）方面的用途和方法。

技术背景：

近年来重金属污染严重，重金属至少让中国10%的耕地受到污染（三废、农药、化肥），珠三角更是40%农用地重金属超标。土壤的污染导致中药材的间接污染，这些重金属元素被人体吸收后，当蓄积至一定量时可引起免疫系统障碍，神经、内分泌、肝、肾功能受损，而引起一系列严重的中毒症状，某些元素还能引起肿瘤，因而世界各国对这些有害元素在药品和食品中的含量制定了严格的限量标准。我国国家对外贸易经济合作部出台实施的《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》对重金属的限量做出了明确的规定：重金属总量应≤20.0mg/kg，铅（Pb）≤5.0mg/kg，镉（Cd）≤0.3mg/kg，汞（Hg）≤0.2mg/kg，铜（Cu）20.0mg/kg，砷（As）≤2.0mg/kg。同时近年来我国的中药由于重金属含量超标而被他国禁止进口的报道屡见不鲜，我国《中医药基础研究发展纲要》第二十三条也明确提出要加强中药重金属残限量的基础研究。因此，在如何保证有效成分保留、药效保持的前提下尽可能的去除和控制中药中重金属的含量成为研究的热点，而产业化更是研究的终极目标。

现有中国专利描述了一些中药领域去除重金属离子的方法，这些专利有：

CN200910242127，一种采用螯合型树脂协同处理去除重金属离子的方法

CN 200910237539，功能高分子膜在去除中药中重金属的应用

CN 200510041706，矿物中药中的重金属去除方法

CN 200710178048，键合硅胶类复合材料在脱除中药提取液中重金属的应用

CN 200910130485，新型重金属吸附剂

CN 200910194418，一种稳定重金属的螯合剂及其使用方法

CN 200710040143，一种用壳聚糖絮凝剂脱除植物提取液中的重金属的方法

以上专利都对中药的重金属去除技术进行了说明，其主要借鉴于电镀业、电子行业和污、废水处理行业的成熟技术，已经产业化的去除技术有重金属沉淀剂法、螯合树脂吸附法、离子交换树脂法等，而壳聚糖吸附法、膜分离法、超临界萃取法大多尚未应用于生产，结合产业化应用实际目前在中药领域的研究也多是集中在螯合树脂、壳聚糖等方向，鉴于螯合树脂和壳聚糖目前的技术性能，往往对重金属和活性成分的吸附选择性差异较大，要么只对某个或某几个重金属元素具备良好的去除和控制效果，要么对重金属均衡去除效果均很好，但是对有效成分的吸附也比较大。因此，开发可以产业化的去除和控制中药重金属的方法格外的有意义。

发明内容：

本发明的目的是提供一种在最大程度的保留药物的活性成分和有效组分的基础上均衡、高效去除中药提取液中重金属（铅、镉、汞、铜、砷）含量的方法。

本发明的方法，包括以下步骤：

步骤1，中药材经过溶媒提取处理最终得到以醇为分散体系的中药提取物；

步骤2，将中药提取液通过螯合树脂动态吸附和壳聚糖静态吸附两次处理，处理顺序不分前后，得到重金属浓度显著下降的中药提取物。

其中步骤1中所述中药提取物的制备是中药材经过溶媒提取处理最终得到以醇为分散体系提取物的过程，所述溶媒提取包括，浸提，煎煮，渗漉等，还包括水提取后进行醇沉后得到的上清液，也包括醇提取后经过过滤，离心，过柱等程序后得到的提取液。

具体包括中药醇提液、水提醇沉上清液或中药提取液经树脂等处理后的醇洗脱液。所述醇，选自甲醇，乙醇，丙醇，丙二醇，丙三醇，正丁醇等，优选乙醇，特别优选的是符合国家标准的食用，医用或药用乙醇。如100%的乙醇，95%的乙醇，90%的乙醇，如果不特别声明，所述乙醇指95%的乙醇。

所述中药材包括任何一种或多种中药材的组合，特别是符合国家药品标准的中药成药的组方中的中药材，如复方丹参片，由三七，丹参，冰片制备而成，其在制备过程中需要对三七，丹参进行提取，如采用乙醇提取法，对三七和丹参进行提取，提取3次，提取液合并，过滤即为复方丹参片产品的中药醇提液，其他如养血清脑颗粒等也可以如法炮制。

中药提取液中重金属含量分别为：铅0~15ppm、镉0~0.9ppm、汞0~0.6ppm、砷0~6ppm和铜0~60ppm.

其中步骤2中所述过螯合树脂和壳聚糖，是将中药提取物经过螯合树脂和壳聚糖双重处理，螯合树脂主要包括螯合树脂选自大孔亚胺基二乙酸型、大孔胺基磷酸型、巯基树脂、硫脲树脂或其他有选择地螯合特定的金属离子的高分子化合物。（如：江苏苏青集团生产的SQ407、D401、D405、D405-Ⅱ等），优选的螯合树脂为D405螯合树脂。

树脂组合物的使用量，可以根据重金属污染载荷计算得到。如树脂的用量与提取液体积的体积比为1：50~50:50。

过螯合树脂可以采用动态吸附树脂柱技术，即将中药提取物通过装有树脂的离子交换柱进行吸附，动态吸附的上样流速为0.1-6BV/h，优选上样流速为1-2BV/h。

过壳聚糖采用静态吸附树脂柱技术，即将中药提取物和壳聚糖混合浸泡一段时间，再过滤。其中壳聚糖用量为处理液量的0.1-10g/100ml，优选0.5-1g/100ml。

优选先进行D405处理，再进行壳聚糖处理。

经过上述步骤得到的经过吸附的中药提取物，其中的重金属含量大大降低，中药干浸膏重金属含量符合《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》限度标准，重金素去除率至少60%以上。极大的提高了产品的安全性，同时对产品的治疗效果没有影响。如针对复方丹参提取物进行的实验表明，过柱前后，两者指纹图谱相似度≥0.9。

本发明的方法有效性及筛选实验数据如下：

实验一：对丹参、三七复方的水提醇沉上清液进行过柱动态吸附或静态吸附，考察不同填料重金属的在醇系中重金属的去除效果和对浸膏出膏率的影响，实验结果表明：壳聚糖和D405对药液的吸附比较少，D405的单独使用重金属的去除效果比较均衡，但是汞元素的去除有短板，D405配合壳聚糖使用可以弥补这一点，详见表1。

表1各材料醇系重金属去除效果和出膏率情况考察

实验二：对丹参和三七的水提醇沉液进行树脂单独和组合应用进行重金属去除效果验证考察，结果表明：D405和壳聚糖组合应用，重金属去除效果更好更均衡，详见表2、表3。

表2树脂单独使用及组合使用的重金属去除效果考察表

树脂材料	铜ppm	砷ppm	镉ppm	汞ppm	铅ppm
						空白样品*	14	5.8	0.098	0.019	0.3
D405	10	3.4	0.0066	未检出	0.28
						壳聚糖	10	3.2	0.0044	未检出	0.033
D405+壳聚糖	1.1	3.6	0.0017	未检出	0.089
						壳聚糖+D405	1.4	3.1	0.0063	未检出	0.093

^*空白样品：空白样品是指在造模后分出的一部分样品，除了不经过重金属去除材料进行重金属去除外，保持其他处理工艺一致的所得样品，下同；

注：两种去除材料中间使用“+”号，表示两种去除材料联合使用，位置前后表示去除材料的使用顺序。

由以上测定结果，可得出，重金属去除率如下表所示：

表3树脂单独使用及组合使用的重金属去除率

具体实施方式：

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。以下实施例用于说明本发明，但是不用来限制本发明的范围。此外，在阅读了本发明讲授的内容以后，本领域技术人员可以对本发明做各种改动或修改，这种等价形式同样落于本申请所付权利要求书所限定的范围。

实施例1

丹参900g、三七176g，按照复方丹参滴丸浸膏的提取工艺进行提取：水提取2次，浓缩，70%醇沉，分取醇沉上清液，将上清液均分为两份，一份作为对照，另一分上清液中加入铅、镉、汞、铜、砷标准溶液进行重金属超标造模后，以1~2BV/h的速度缓慢通过预处理好的D405（江苏苏青集团生产的）（树脂用量与提取液体积比为1：50）螯合树脂，流出液流入加有总液量0.5%的壳聚糖（山东奥康生产，壳聚糖以重量计算，液体以体积计算，两者比例为重量体积比）的容器中，连续搅拌至上样完毕，将流出液滤除壳聚糖，浓缩，得浸膏，浸膏用浓硝酸进行微波消解，按照《中国药典》附录铅、镉、砷、汞、铜测定法中的原子吸收分光光度法进行检测，同时对经处理的浸膏进行HPLC指纹图谱的检测，考察浸膏的相似度。

重金属含测结果如下：

所测定的重金属元素	铅	镉	汞	铜	砷
						D405+壳聚糖处理前量	3.98mg	0.16mg	0.106mg	16mg	1.06mg
D405+壳聚糖处理后量	0.0055mg	0.00011mg	未检出	0.068mg	0.222mg
						去除率	99.86%	99.93%	100%	99.58%	79.06%

HPLC指纹图谱检测结果如下：

HPLC指纹图谱相似度	丹参指纹图谱相似度	三七指纹图谱相似度
			D405+壳聚糖处理浸膏	93.5%	93.7%

由此可见，经过重金属超标造模处理后的样品醇系溶液在经过D405螯合树脂材料和壳聚糖组合使用处理后，重金属浓度显著下降。浸膏HPLC指纹图谱和标准图谱和空白对照样品图谱均保持高度相似。

实施例2

抗感口服液提取物：

金银花1050g、赤芍1050g、绵马贯众350g水煎两次，每次1.5小时，滤过，滤液合并并浓缩至1.13~1.20（80℃），加醇至含醇量50%，搅匀，放置过夜，取上清液加入铅、镉、汞、铜、砷标准溶液进行药材重金属超标10倍造模后以1~2BV/h的速度缓慢通过预处理好的D405（江苏苏青集团生产的）（树脂用量与提取液体积比为1：50）螯合树脂，流出液流入加有总液量0.1%的壳聚糖（山东奥康生产，壳聚糖以重量计算，液体以体积计算，两者比例为重量体积比）的容器中，连续搅拌至上样完毕，将流出液滤除壳聚糖，浓缩，得浸膏，浸膏用浓硝酸进行微波消解，按照《中国药典》附录铅、镉、砷、汞、铜测定法中的原子吸收分光光度法进行检测。

重金属含测结果如下：

所测定的重金属元素	铅	镉	汞	铜	砷
						D405+壳聚糖处理前量	4.05mg	0.17mg	0.13mg	19mg	1.22mg
D405+壳聚糖处理后量	0.007mg	0.0002mg	未检出	0.09mg	0.3mg
						去除率	99.83%	98.88%	100%	99.53%	75.4%

实施例3

山楂叶提取物：

取山楂叶1000g，6倍量乙醇浸渍48小时，进行渗漉，收集渗漉液，加入铅、镉、汞、铜、砷标准溶液进行药材重金属超标5倍造模后以3~4BV/h的速度缓慢通过预处理好的D405（江苏苏青集团生产的）（树脂用量与提取液体积比为1：40）螯合树脂，流出液流入加有总液量10%的壳聚糖（山东奥康生产，壳聚糖以重量计算，液体以体积计算，两者比例为重量体积比）的容器中，连续搅拌至上样完毕，将流出液滤除壳聚糖，浓缩，得浸膏，浸膏用浓硝酸进行微波消解，按照《中国药典》附录铅、镉、砷、汞、铜测定法中的原子吸收分光光度法进行检测。

重金属含测结果如下：

所测定的重金属元素	铅	镉	汞	铜	砷
						D405+壳聚糖处理前量	2.08mg	0.08mg	0.07mg	9.7mg	0.63mg
D405+壳聚糖处理后量	0.004mg	0.002mg	未检出	0.07mg	0.14mg
						去除率	99.81%	97.5%	100%	99.3%	77.8%

实施例4

芪参益气滴丸提取物：

丹参900g、三七180g，按照芪参益气滴丸工艺进行提取：水提两次，每次两小时，合并提取液，提取液浓缩，70%醇沉，分取醇沉上清液，加入铅、镉、汞、铜、砷标准溶液进行药材重金属超标2倍造模后以3~4BV/h的速度缓慢通过预处理好的D405（江苏苏青集团生产的）（树脂用量与提取液体积比为1：30）螯合树脂，流出液流入加有总液量1%的壳聚糖（山东奥康生产，壳聚糖以重量计算，液体以体积计算，两者比例为重量体积比）的容器中，连续搅拌至上样完毕，将流出液滤除壳聚糖，浓缩，得浸膏，浸膏用浓硝酸进行微波消解，按照《中国药典》附录铅、镉、砷、汞、铜测定法中的原子吸收分光光度法进行检测。

重金属含测结果如下：

所测定的重金属元素	铅	镉	汞	铜	砷
						D405+壳聚糖处理前量	0.98mg	0.04mg	0.03mg	4.8mg	0.33mg
D405+壳聚糖处理后量	0.005mg	0.003mg	未检出	0.08mg	0.06mg
						去除率	99.49%	92.5%	100%	98.3%	81.8%

实施例5

白芍提取物：

白芍1000kg，70%乙醇提取3次，合并醇提液，加入铅、镉、汞、铜、砷标准溶液进行药材重金属超标10倍造模后以3~4BV/h的速度缓慢通过预处理好的D405（江苏苏青集团生产的）（树脂用量与提取液体积比为1：50）螯合树脂，流出液流入加有总液量5%的壳聚糖（山东奥康生产，壳聚糖以重量计算，液体以体积计算，两者比例为重量体积比）的容器中，连续搅拌至上样完毕，将流出液滤除壳聚糖，浓缩，得浸膏，浸膏用浓硝酸进行微波消解，按照《中国药典》附录铅、镉、砷、汞、铜测定法中的原子吸收分光光度法进行检测。

重金属含测结果如下：

所测定的重金属元素	铅	镉	汞	铜	砷
						D405+壳聚糖处理前量	4.27mg	0.20mg	0.15mg	18.6mg	1.37mg
D405+壳聚糖处理后量	0.011mg	0.0006mg	未检出	0.14mg	0.28mg
						去除率	99.74%	99.7%	100%	99.25%	79.6%

实施例6

白芍提取物：

白芍1000kg，70%乙醇提取3次，合并醇提液，加入铅、镉、汞、铜、砷标准溶液进行药材重金属超标10倍造模后加入1%的壳聚糖（山东奥康生产，壳聚糖以重量计算，液体以体积计算，两者比例为重量体积比）搅拌12小时，滤除壳聚糖，再以3~4BV/h的速度缓慢通过预处理好的D405（江苏苏青集团生产的）（树脂用量与提取液体积比为1：50）螯合树脂，收集流出液浓缩，得浸膏，浸膏用浓硝酸进行微波消解，按照《中国药典》附录铅、镉、砷、汞、铜测定法中的原子吸收分光光度法进行检测。

重金属含测结果如下：

所测定的重金属元素	铅	镉	汞	铜	砷
						D405+壳聚糖处理前量	4.27mg	0.20mg	0.15mg	18.6mg	1.37mg
D405+壳聚糖处理后量	0.016mg	0.001mg	未检出	0.20mg	0.31mg
						去除率	99.63%	99.5%	100%	98.9%	77.4%

实施例7

柴胡滴丸提取物：

取柴胡1000g，按照柴胡滴丸工艺进行提取：水提两次，第一次2小时，第二次1小时，合并提取液，合并提取液，提取液浓缩，70%醇沉，分取醇沉上清液，加入铅、镉、汞、铜、砷标准溶液进行药材重金属超标10倍造模后以1~2BV/h的速度缓慢通过预处理好的D405（江苏苏青集团生产的）（树脂用量与提取液体积比为25：50）螯合树脂，流出液流入加有总液量0.8%的壳聚糖（山东奥康生产，壳聚糖以重量计算，液体以体积计算，两者比例为重量体积比）的容器中，连续搅拌至上样完毕，将流出液滤除壳聚糖，浓缩，得浸膏，浸膏用浓硝酸进行微波消解，按照《中国药典》附录铅、镉、砷、汞、铜测定法中的原子吸收分光光度法进行检测。

重金属含测结果如下：

所测定的重金属元素	铅	镉	汞	铜	砷
						D405+壳聚糖处理前量	4.33mg	0.19mg	0.14mg	19.2mg	1.47mg
D405+壳聚糖处理后量	0.010mg	0.0009mg	未检出	0.18mg	0.21mg
						去除率	99.80%	99.5%	100%	99.1%	85.7%

实施例8

白芍甲醇提取物：

白芍1000kg，70%甲醇提取3次，合并醇提液，加入铅、镉、汞、铜、砷标准溶液进行药材重金属超标10倍造模后加入1%的壳聚糖（山东奥康生产，壳聚糖以重量计算，液体以体积计算，两者比例为重量体积比）搅拌12小时，滤除壳聚糖，再以1~2BV/h的速度缓慢通过预处理好的D405（江苏苏青集团生产的）（树脂用量与提取液体积比为5：50）螯合树脂，收集流出液浓缩，得浸膏，浸膏用浓硝酸进行微波消解，按照《中国药典》附录铅、镉、砷、汞、铜测定法中的原子吸收分光光度法进行检测。

重金属含测结果如下：

所测定的重金属元素	铅	镉	汞	铜	砷
						D405+壳聚糖处理前量	4.23mg	0.21mg	0.16mg	19.3mg	1.41mg
D405+壳聚糖处理后量	0.027mg	0.003mg	0.0006	0.44mg	0.35mg
						去除率	99.36%	98.57%	99.6%	97.7%	75.2%

实施例9

山楂叶正丁醇提取物：

取山楂叶1000g，6倍量正醇浸渍48小时，进行渗漉，收集渗漉液，加入铅、镉、汞、铜、砷标准溶液进行药材重金属超标5倍造模后以3~4BV/h的速度缓慢通过预处理好的D405（江苏苏青集团生产的）（树脂用量与提取液体积比为1：10）螯合树脂，流出液流入加有总液量2%的壳聚糖（山东奥康生产，壳聚糖以重量计算，液体以体积计算，两者比例为重量体积比）的容器中，连续搅拌至上样完毕，将流出液滤除壳聚糖，浓缩，得浸膏，浸膏用浓硝酸进行微波消解，按照《中国药典》附录铅、镉、砷、汞、铜测定法中的原子吸收分光光度法进行检测。

重金属含测结果如下：

所测定的重金属元素	铅	镉	汞	铜	砷
						D405+壳聚糖处理前量	2.23mg	0.11mg	0.06mg	10.8mg	0.58mg
D405+壳聚糖处理后量	0.06mg	0.007mg	未检出	0.15mg	0.17mg
						去除率	97.3%	93.64%	100%	98.6%	70.7%

Claims (2)

1.一种去除中药提取液中重金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，中药材经过溶媒提取处理最终得到以醇为分散体系的中药提取物，所述中药提取液为中药有效成份处于乙醇溶液时的提取液；

步骤2，将中药提取液通过螯合树脂动态吸附和壳聚糖静态吸附两次处理，处理顺序不分前后，得到重金属浓度显著下降的中药提取物，所述螯合树脂为D405螯合树脂，树脂的用量与提取液体积的体积比为1：50～50:50，动态吸附的上样流速为1-2BV/h，壳聚糖用量为处理液量的0.5-1g/100ml。

2.如权利要求1所述的去除中药提取液中重金属的方法，其特征在于，该方法用于处理的中药提取液重金属载荷浓度分别为：铅0～15ppm、镉0～0.9ppm、汞0～0.6ppm、砷0～6ppm、铜0～60ppm的提取液。