ICP－MS法測定中藥青風(fēng)藤中28種元素

段玉林，吳雪，張少梅，溫濤，黃海明

（1．廣西產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，廣西 南寧530007；2．廣西壯族自治區(qū)環(huán)境監(jiān)測中心站，廣西 南寧530022；3．臺(tái)州學(xué)院醫(yī)藥化工學(xué)院，浙江 臺(tái)州318000）

中藥是我國珍貴的醫(yī)學(xué)財(cái)富，研究中藥所含的微量元素種類及含量是現(xiàn)代中醫(yī)臨床的重要課題，它對闡明傳統(tǒng)的藥理、藥效、毒理提供科學(xué)依據(jù)，為繼續(xù)開發(fā)利用中藥指明方向［1～4］。近年來，人們不僅從中草藥中提取有機(jī)有效成分，且發(fā)現(xiàn)許多微量元素對防病治病有重要作用［5，6］?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究也表明，微量元素能幫助藥物達(dá)到歸經(jīng)部位，并參與機(jī)體中酶、激素和維生素的生理調(diào)節(jié)過程，促進(jìn)機(jī)體代謝作用［3，7］。測定中草藥中的微量元素含量對了解其作用機(jī)理將有著重要意義，也將會(huì)為繼續(xù)開發(fā)利用中草藥指明方向。

青風(fēng)藤為防己科防己屬植物青藤（Sinomeniu m acutu m（Thunb）rehd．et Wils）及毛青藤（Sinomenium actu m（thumb）Rehd．et Wils．var cinereu m Rehd．et Wils）干燥藤莖［8］，目前多做藥用的是防己科防己屬植物青藤，只有陜西用防己科防己屬植物青藤的變種毛青藤入藥［9，10］。青風(fēng)藤主要分布于河南、福建、廣東、廣西、湖北等地［8］，其性味苦、辛、平，歸肝、脾經(jīng)，有祛風(fēng)濕、通經(jīng)絡(luò)、利小便至功效，用于治療風(fēng)濕痹痛、關(guān)節(jié)腫脹、麻痹瘙癢等癥［11］，在 類 風(fēng) 濕 關(guān) 節(jié) 炎 痛［12，13］、慢 性 腎 小 球 腎炎［14］、心率失常［15］、調(diào) 節(jié) 免疫［16］、戒 毒［17］等臨床方面有著廣泛的應(yīng)用。但對青風(fēng)藤微量元素方面的研究報(bào)道還是比較少，陳曦等［18］僅對青風(fēng)藤中的Ca、Fe、Mn、Zn、Pb、Cu、Cd、As、Cr等常見的9種元素進(jìn)行了測定，未見有相關(guān)文獻(xiàn)對青風(fēng)藤中Sr、Ba、Se、Mo等元素進(jìn)行過研究，該文對青風(fēng)藤中Li、B、Na、Mg、Al、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Mo、Ag、Cd、Sn、Sb、Ba、Tl、Pb、Bi等28種元素進(jìn)行了測定，是迄今對青風(fēng)藤中微量元素種類研究最多最齊全的，這將有助于更深入地研究青風(fēng)藤中微量元素對其藥效的作用，為進(jìn)一步開發(fā)利用青風(fēng)藤提供科學(xué)理論依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 主要儀器及工作條件

X Series 2電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國Ther mo公司），超純水機(jī)（廣州品業(yè)有限公司），Multi wave 3000 微波消解儀（德國 Anton par 公司）。ICP－MS儀器經(jīng)1μg·L－1的 Be、Co、In、U混合標(biāo)準(zhǔn)調(diào)諧液優(yōu)化后工作條件設(shè)置如下：射頻功率1388 W，冷卻氣流量13．0 L·min－1，輔助氣流量0．80 L·min－1，載氣霧化流量0．95 L·min－1，樣品提升速率30 r·min－1（12滾柱進(jìn)樣器），采樣深度16．5 mm，采樣錐孔徑1．0 mm，截取錐孔徑0．7 mm，霧化室溫度為3℃，數(shù)據(jù)采集方式為跳峰，單峰采樣點(diǎn)數(shù)為3。

微波消解條件（表1）：升壓速度0．3 k Pa·s－1，紅外溫度上限為130℃，最大壓力18 k Pa，轉(zhuǎn)子為MF48。

表1 微波消解條件Table 1 The conditions of microwave digestion

1．2 主要試劑及標(biāo)準(zhǔn)溶液

優(yōu)級純硝酸（北京化學(xué)試劑研究所），18．25 MΩ·c m超純水（廣州品業(yè)超純水機(jī)PYP－20制備），各元素濃度為1 g·L－1的調(diào)諧液、標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液及內(nèi)標(biāo)液（上海市計(jì)量測試技術(shù)研究院）。調(diào)諧液用1%的硝酸（V／V）稀釋至1μg·L－1后待用，標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用1%的硝酸（V／V）依次稀釋至100 μg·L－1，10μg·L－1，1μg·L－1后待用；Be、Y、Sc、In、Re內(nèi)標(biāo)液用1%的硝酸稀釋至10μg·L－1后待用。

1．3 試驗(yàn)方法

青風(fēng)藤樣品于2012年6月購于廣西南寧康全藥業(yè)連鎖藥房，為2011年南寧產(chǎn)的青風(fēng)藤，經(jīng)80℃烘箱烘干3 h后用不銹鋼粉碎機(jī)打碎待用。

微波消解：準(zhǔn)確稱量1．00 g左右的樣品，裝入經(jīng)酸液浸泡處理過的聚四氟乙烯消解罐中，加入5 mL濃硝酸及2 mL雙氧水后放置4 h，再加入6 mL濃硝酸，按照設(shè)定好消解程序加熱消解，消解完畢后，打開消解罐，將消解罐置于電爐上，140℃趕酸至消解罐中液體大致僅剩余1 mL后取下，冷卻后用去離子水轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶并定容。

濕法消解法：秤取樣品1．00 g置于酸液處理過的三角燒瓶中，加入7 mL濃硝酸后放置8 h，將三角燒瓶至于電爐上，小火加熱至微沸，根據(jù)消化情況隨時(shí)添加所需濃硝酸，直至消化完全，待消解液剩余1 mL左右時(shí)停止加熱，冷卻后用去離子水轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶并定容。

干法灰化：秤取樣品1．00 g左右，置于酸處理過的坩堝中，在電熱板上碳化至無煙后，移入550℃灰化6 h，取出冷卻后用1 mL硝酸溶解灰分，冷卻后用去離子水轉(zhuǎn)移至50 mL的容量瓶并定容。

2 結(jié)果與分析

2．1 樣品前處理及消化用酸的選擇

樣品前處理是樣品分析的關(guān)鍵，直接決定了分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，微波消解是消化最完全、最徹底的處理方法，但因其操作步驟比較繁瑣，對于植物樣品，微波消解時(shí)產(chǎn)生較多的氣體，消解罐壓力增加較快，存在著一定的安全隱患，在實(shí)際使用中受到一定的限制；而干法處理樣品，對于易揮發(fā)性元素?fù)p失比較大；在樣品批次不多的情況下，濕法處理更為實(shí)用。

消解試劑通常采用HCl O4、HNO3、H2SO4等強(qiáng)氧化性酸及H2O2，但消解體系中含有Cl、S元素 時(shí)，就 會(huì) 產(chǎn) 生 較 多 的35Cl16O、40Ar35Cl、40Ar37Cl、32S16O、33S16O、34S16O 等 多 原 子 離 子［19～21］，將會(huì)對V、Se、Zn等元素的測定產(chǎn)生影響，因此，選用HNO3－H2O2體系進(jìn)行消解，該體系只含有O、N和H 3種元素，與等離子體所含元素相同，不會(huì)引入新的多原子離子干擾，經(jīng)不同的實(shí)驗(yàn)表明，在HNO3－H2O2體系下設(shè)置恰當(dāng)?shù)奈⒉ㄏ鈼l件多數(shù)樣品都能得到較充分的分解。

2．2 同位素的選擇

被測元素的同位素選擇，以該同位素中最大豐度值為原則，同時(shí)兼顧干擾情況最小，在實(shí)際測量中，X Series 2軟件系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)推薦一個(gè)最優(yōu)的同位素為默認(rèn)測定值，同時(shí)對相鄰元素間的異序素形成的具有相同質(zhì)核比而產(chǎn)生的干擾，儀器會(huì)自動(dòng)校正，對于豐度較大的同位素對相鄰元素測定時(shí)的干擾，則通過調(diào)整儀器的分辨率來降低［20，21］，但如果默認(rèn)的同位素豐度過低、干擾較多，則需手動(dòng)按照同位素測定條件進(jìn)行選擇。根據(jù)實(shí)際情況選定7Li、11B、23Na、24Mg、27Al、39K、44Ca、48Ti、51V、52Cr、55Mn、56Fe、59Co、60Ni、65Cu、66Zn、75As、82Se、88Sr、95Mo、107Ag、111Cd、118Sn、121Sb、138Ba、205Tl、208Pb、209Bi來進(jìn)行測定。

2．3 內(nèi)標(biāo)的選擇

儀器長時(shí)間工作會(huì)使真空度略有改變，靈敏度也隨之出現(xiàn)波動(dòng)，實(shí)際工作中隨著樣品測試時(shí)間的增長，儀器靈敏度逐漸衰減［19～21］；同時(shí)ICP－MS在測量時(shí)會(huì)產(chǎn)生基體效應(yīng)，其原因是基體元素在測量過程中對待測元素信號有著一定的影響，從而形成非質(zhì)譜干擾的存在［21］。通過加入內(nèi)標(biāo)元素，不但可以監(jiān)測和校正測量過程中信號短期或長期的漂移，同時(shí)也可對其基體效應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)，由于本實(shí)驗(yàn)測定的元素質(zhì)量數(shù)覆蓋面大，故采用ρ（9Be、45Sc、89Y、115In、185Re）＝10μg·L－1為測定的內(nèi)標(biāo)元素，通過三通管將內(nèi)標(biāo)元素溶液與所測樣品溶液在線混合后進(jìn)入霧化系統(tǒng)。

2．4 方法的檢出限和精密度

通過用1μg·L－1的Be、Co、In、U 混合調(diào)諧液優(yōu)化儀器后，各元素的檢出限有測定11次平行空白溶液所得的標(biāo)準(zhǔn)偏差（δ）的3倍值來確定（表2）［21］；以1%高純硝酸為空白，將標(biāo)準(zhǔn)溶液依次稀釋至1μg·L－1、10μg·L－1、100μg·L－1后進(jìn)行測定，得到各元素的線性回歸方程，實(shí)驗(yàn)表明各元素在0～100μg·L－1范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系（表2）；對濃度為10μg·L－1的標(biāo)準(zhǔn)溶液連續(xù)測定11次，得到該方法的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0．11%～2．57%。

表2 各元素的檢出限、線性相關(guān)系數(shù)及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差Table 2 The detection li mits、coefficients and RSD of t he elements

2．5 樣品測定及回收率實(shí)驗(yàn)

對青風(fēng)藤樣品分別按照干法、濕法及微波消解的方法進(jìn)行處理，干法及濕法同時(shí)做4次平行試驗(yàn)，取其平均值作為最終測定結(jié)果，微波消解同時(shí)做10批次取其平均測定值為青風(fēng)藤中各元素的含量；加標(biāo)回收時(shí)各種元素做2次平行樣，取其平均值進(jìn)行加標(biāo)回收計(jì)算，由于K、Mg、Ca、Na的含量比較高，測量時(shí)需要把樣品處理液及加標(biāo)液稀釋后進(jìn)行測定，經(jīng)過計(jì)算各元素的回收率在94．00%～110．80%之間（見表3）。試驗(yàn)表明干法、濕法及微波消解等處理樣品時(shí)，對不同種元素的測定有不同的影響，對 Al、Ti、Mn、Co、Mo、Ag、Cd、Ba、Cr、B、Sn等元素3種樣品處理方法對測定值影響不大，但由于干法處理樣品溶解時(shí)只用到了1 mL濃硝酸，而微波消解用的有11 mL濃硝酸及2 mL雙氧水，濕法更是根據(jù)需要而添加濃硝酸，所使用的濃硝酸量比較大。3種方法使用的濃硝酸量不同，如果硝酸的純度不夠，易引入雜質(zhì)元素，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，由于濕法加入的硝酸量比較大，F(xiàn)e、Cu、Zn等測量值就比其它兩種處理方法測得的高，這說明所使用的高純硝酸還沒有達(dá)到理想狀態(tài)，建議在應(yīng)用ICP－MS儀器測量時(shí)，所用硝酸最好經(jīng)過重蒸，以降低對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。

表3 青風(fēng)藤樣品檢測值及回收率Table 3 The measurement and recovery of the Sinomenium acutum（Thunb）rehd

2．6 樣品分析

按照不同的試驗(yàn)方法，對藥店購得的青風(fēng)藤進(jìn)行28中元素的測定顯示，干法處理樣品對于易揮發(fā)性元素測定影響偏大，濕法和微波消解法處理的樣品測量結(jié)果差別不是太大，青風(fēng)藤中含量大于2 mg·kg－1的元素有 K、Mg、Ca、Na、Al、Fe、Sr、Ti、Ba、Mn、Zn、Cu、B、Cr、Pb、Ni等；含量較低的有益元素有V、Sn、Se、Li、Co等；對于危害性元素Pb、Cr、Ni、As、Cd、Sb等元素在青風(fēng)藤中含量比較低，基本都在2．5 mg·kg－1以下，而Pb的含量為2．5 mg·kg－1，這也說明了青風(fēng)藤具有一定的毒性，與臨床上個(gè)別患者服后出現(xiàn)頭暈頭痛、面紅、皮膚瘙癢等癥狀具有一定的關(guān)聯(lián)性。而對人體必需的常量金屬元素有鈣、鉀、鎂、鋇含量都較高，K的含量高達(dá)823．61 mg·kg－1，K能參與蛋白質(zhì)、碳水化合物的代謝及物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)，有助于預(yù)防和治療高血壓；Ca含量達(dá)到了571．47 mg·kg－1，Ca是人體不可缺少的元素，是人體骨骼的主要成分；青風(fēng)藤其它的微量元素種類也比較豐富，含量在2 mg·kg－1以上的達(dá)16種，微量元素不僅對人體的正常發(fā)育是必需的，而且對人體的其他生命活動(dòng)也是必需的，特別是一些必需的微量金屬離子（如Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Mo等）在許多生物大分子如核酸、蛋白質(zhì)、酶、激素、維生素中具有特異的生理功能，它們是細(xì)胞正常新陳代謝所必需，也是人體新陳代謝的催化劑，這些元素的過量或缺乏就會(huì)引起人體疾患［3］。這些微量元素進(jìn)入人體后，將會(huì)對人體的健康起著非常重要的作用，可促進(jìn)中草藥某些有效成分作用的發(fā)揮，并且有些微量元素本身就具有療效作用。例如在各類補(bǔ)益藥中Zn／Cu比值變化與相應(yīng)病人血清中的Zn／Cu比值變化相近，許多人就利用這個(gè)原理利用某些補(bǔ)益藥來調(diào)理病人。本文對入藥的青風(fēng)藤首次進(jìn)行了28種元素的測定，為進(jìn)一步研究開發(fā)青風(fēng)藤的藥用價(jià)值提供了有力的科學(xué)依據(jù)。

3 結(jié)論

本次實(shí)驗(yàn)采用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICPMS）法首次測定中藥青風(fēng)藤中的28種元素，各元素的檢出限為0．01～0．8μg·L－1，各元素測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0．11%～2．57%，加標(biāo)回收率為94．00%～110．80%。

該方法能夠滿足測定中草藥中多種微量元素定量檢測的各項(xiàng)技術(shù)要求，是一種簡便、快速、準(zhǔn)確的分析方法，可為今后繼續(xù)研究開發(fā)中藥青風(fēng)藤提供了科學(xué)依據(jù)。

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