微波消解ICP-MS法測定西藏冬蟲夏草中的微量元素

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1.廣東省微生物研究所，省部共建華南應用微生物重點實驗室，廣東省菌種保藏與應用重點實驗室，廣東省微生物應用新技術公共實驗室, 廣東 廣州 510070；2.西藏農牧科學院蔬菜研究所，西藏 拉薩 850000

微波消解ICP-MS法測定西藏冬蟲夏草中的微量元素

潘清靈1代安國2熊衛(wèi)萍2洛桑2白瑪?shù)┰?謝榮2章衛(wèi)民1*

1.廣東省微生物研究所，省部共建華南應用微生物重點實驗室，廣東省菌種保藏與應用重點實驗室，廣東省微生物應用新技術公共實驗室, 廣東 廣州 510070；2.西藏農牧科學院蔬菜研究所，西藏 拉薩 850000

目的分析和比較22個西藏不同地區(qū)冬蟲夏草樣品中的微量元素含量。方法采用濃硝酸-雙氧水消解冬蟲夏草樣品，電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)測定樣品中鉀、鈉、鈣、鎂、鋁、鐵、銅、鋅、錳、鉻、鎘、鉛等12種微量元素。結果對人體有益的鉀、鈉、鈣、鎂、鋁、鐵等元素含量均較為豐富，其中鉀元素含量最為豐富；有9個樣品的鉛含量不同程度地超出了藥用植物及制劑進出口綠色行業(yè)標準的限量標準。結論不同冬蟲夏草樣品中的微量元素含量存在不同程度的差異，研究結果為西藏不同地區(qū)冬蟲夏草的質量評價和控制提供參考。

冬蟲夏草；西藏；微量元素；微波消解；電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)

冬蟲夏草(Ophiocordyceps sinensis)是暗蟲草菌科(Ophiocordycipitaceae)、暗蟲草菌屬(Ophiocordyceps)真菌冬蟲夏草寄生在蝙蝠蛾科昆蟲幼蟲上的子座及幼蟲尸體的復合體，是一種傳統(tǒng)的名貴滋補中藥材，具有調節(jié)免疫，抗腫瘤，抗疲勞，補腎益肺，止血化痰等多種功效[1、2]。我國冬蟲夏草僅分布于青藏高原、海拔3500～5000m高寒濕潤的高山灌叢和高山草甸上[3、4]。冬蟲夏草除含有多糖、腺苷、甘露醇等功效成分外[5-7]，還含有多種微量元素[8、9]。這些微量元素中有些是人體不可缺少的，它們不僅可以促進機體的生長發(fā)育，而且還可以提高機體的免疫功能，降低人類對疾病的易感性，如鉀、鈉、鈣、鎂等[10]。但有些微量元素如銅、鎘、鉛等過高會對人體造成不良的影響，常見的有內分泌失調，免疫功能下降，神經系統(tǒng)障礙；對孕婦還能引起胎兒畸形，發(fā)育不全；并且在人體內有蓄積現(xiàn)象，長期累積造成中毒反應[11、12]。近年來已有冬蟲夏草中砷殘留量超過藥用植物及制劑綠色行業(yè)標準的報道[13]，因此微量元素含量的測定對于冬蟲夏草的質量評價和控制具有重要意義。傳統(tǒng)的測定微量元素的方法由分光光度法、示波極譜法、原子吸收法、樣機如初伏安法等，這些方法普遍都存在操作復雜、耗時長、靈敏度低、檢出偏差大的問題[14]。微波消解ICP-MS技術具有操作簡便、快速、靈敏度高、準確性好和多種元素同時測定等優(yōu)點[15]，因此本研究利用該技術對采自西藏6個地區(qū)22個冬蟲夏草樣品的12種微量元素進行了分析，其中包括銅、鎘、鉛等金屬元素，為評價西藏不同產區(qū)冬蟲夏草的品質提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料及試劑 冬蟲夏草樣品由西藏農牧科學院蔬菜研究所提供，具體樣品信息見表1。實驗用水均為超純水；濃硝酸、過氧化氫均為優(yōu)級純；12種微量元素的標準溶液購自國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院。

1.2 儀器與設備 微波消解儀Mars 5，美國CEM公司；電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)Agilent 1260-7700e，美國安捷倫公司；電子天平FA2004N，上海精密科學儀器有限公司。

2 方法

2.1 標準溶液的配制 分別準確吸取鉀、鈉、鈣、鎂、鋁、鐵、銅、鋅、錳、鉻、鎘、鉛的標準儲備液(1000mg/L)適量于50 ml容量瓶中，分別取6個適合的濃度，用2%硝酸定容至刻度，即得標準系列溶液。

表1 西藏不同產區(qū)冬蟲夏草的來源信息

表2 微波消解程序

2.2 樣品溶液的制備 準確稱取試樣約0.2g于微波消解罐中，按預實驗中得到的消解劑濃硝酸和過氧化氫的最佳比例6∶2加入濃硝酸6ml，預消解15min后，再加入2ml過氧化氫，放入微波消解儀中，按表2的分析條件至消解完全冷卻后轉移至比色管中，用水洗滌消解罐3次，用水定容至刻度，即為樣品待測液。同法制備試劑空白溶液。

2.3 樣品的測定 按表3儀器工作參數(shù)，測定時依次將儀器的進樣管插入各濃度的標準品溶液中進行測定，濃度依次遞增，每個濃度取3次讀數(shù)的平均值與對應的標準溶液的濃度作標準曲線。再將進樣管插入樣品待測液和試劑空白溶液中，分別取3次讀數(shù)的平均值，將樣品待測液的讀數(shù)扣除試劑空白后代入標準曲線，計算得到相應的濃度，即為樣品中各元素的含量。

表3 ICP-MS 儀器工作參數(shù)

表4 各元素的線性方程、相關系數(shù)及儀器檢測限

3 結果與分析

3.1 線性回歸方程和相關系數(shù) 12種微量元素的線性回歸方程和相關系數(shù)見表4，由表中可以看出線性關系良好，相關系數(shù)都在0.9999～1.0000之間，而且各元素的儀器檢測限很低，均在0.023～2.9 μg/L之間。

3.2 精密度與加標回收試驗 按2.3的方法取1號樣品，平行測定6次，計算各元素的含量及RSD值，各元素的RSD均小于10%；同時對樣品進行了加標回收試驗，各元素的回收率均在95.9%～106.3%之間，符合實驗的要求，結果見表5。

3.3 樣品測定結果 表6為22個冬蟲夏草樣品中12種微量元素的測定結果。從測定結果可以看出，來自不同地區(qū)樣品的同一元素含量存在不同程度的差異，有的元素含量相差明顯，高達5倍多，如郎縣的16號樣品和色季拉山的17號樣品鐵的含量分別為664.27 mg/kg和3408.86 mg/kg；總體上看，有益微量元素以鉀元素含量最為豐富，其次是鎂和鈉，而有害微量元素中則以鉛元素含量超標較為突出。

表5 1號樣品各元素精密度及加標回收實驗結果

表6 微量元素的測定結果(mg/kg)

4 討論

采用電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)測定冬蟲夏草中微量元素，其檢出限低，準確度高，重復性好，是一個快速安全測定微量元素的方法。

本研究發(fā)現(xiàn)西藏冬蟲夏草樣品中對人體有益的鉀、鈉、鈣、鎂、鋁、鐵等元素含量均較為豐富，其中鉀元素含量最為豐富。來自不同地區(qū)冬蟲夏草樣品的微量元素含量存在不同程度的差異，采自林芝地區(qū)的樣品中所含的鋁、鐵、鋅、錳元素的含量普遍高于那曲地區(qū)，昌都地區(qū)高于山南地區(qū)，日喀則地區(qū)高于當雄地區(qū)。銅、鎘、鉛是對人體有害的微量元素，藥用植物及制劑進出口綠色行業(yè)標準中規(guī)定了重金屬限量指標：銅≤20 mg/kg，鎘≤0.3 mg/kg，鉛≤5.0 mg/kg[16]。從測試結果發(fā)現(xiàn)有4個樣品的銅元素有輕微超標，而鎘元素均未發(fā)現(xiàn)超標，但是有9個樣品的鉛元素有不同程度的超標，其中林芝地區(qū)的19號樣品超標較為嚴重，達11.96 mg/kg，推測與該采集地的土壤環(huán)境有關。此外，本研究中22個樣品采自西藏不同海拔高度和不同的經緯度，其微量元素的含量從整體上看沒有發(fā)現(xiàn)隨海拔高度或經緯度的不同而呈現(xiàn)增加或降低的趨勢。

我國是冬蟲夏草的主產國，由于過度的采挖，冬蟲夏草產量不斷減少，而國內外對冬蟲夏草的需求量卻在不斷增加，其價格逐年攀升，十分昂貴。因此，人們對冬蟲夏草的品質及其安全性十分關注。為了合理利用和保護冬蟲夏草資源，同時保護消費者的利益，制訂出合理有效的冬蟲夏草品質評價標準具有重要的現(xiàn)實意義。

[1] 郭英蘭，肖培根，魏江春．論冬蟲夏草生物學與可持續(xù)利用[J]．中國現(xiàn)代中藥，2010，12(11)：3-8．

[2] 國家藥典委員會．中華人民共和國藥典(一部)[S]．北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2010：106．

[3] 張素梅．《冬蟲夏草》地方標準解讀[J]．中國標準化，2010，1(11)：51-53．

[4] 周建樹，池景良，李鑫．冬蟲夏草的化學成分及藥理功能研究進展[J]．2005，17(1)：18-20．

[5] 魏玲，趙應華，郭遂．冬蟲夏草活性成分的含量研究概況[J]．華西藥學雜志，2003，18(5)：359-360．

[6] 顧振宇，吳雪美，張虹．高效液相色譜法測定冬蟲夏草中蟲草素和蟲草酸的含量[J]．中國食品學報，2007，7(3)：144-148．

[7] 都興范，李軍，米銳，等．蛹蟲草和冬蟲夏草主要活性成分含量比較[J]．食用菌，2010，31(6)：61-62．

[8] 卑占宇，羅曉冰，李銀保，等．微波消解-火焰原子吸收光譜法測定冬蟲夏草中的微量元素[J]．光譜實驗室，2009，26(2)：391-394．

[9] 張劍，房少新，高真貞．冬蟲夏草中8種礦物元素含量分析[J]．廣東微量元素科學，2007，14(8)：32-36．

[10] 羅炳鏘．中藥微量元素的作用[J]．中藥材，1990，13(2)：41-44．

[11] 符克軍．人體生命元素[M]．北京：中國醫(yī)藥科技出版社，1995．

[12] 楊東湘．論微量元素對人體健康的重要作用[J]．科協(xié)論壇，2010，25(6)：103-104．

[13] 王鋼力，金紅宇，韓小萍，等．冬蟲夏草藥材的質量研究及存在問題[J]．中草藥，2008，39(1)：115-118．

[14] 陳偉珍，蘇文義，楊桂珍，等．微波消解ICP-AES聯(lián)用測定食用菌中鋅、鐵、錳和銅的含量[J]．食用菌學報，2012，19(2)：69-72．

[15] 孫夢寅，吳穎，姜潔，等．ICP-MS同時測定谷類食物中18種微量元素的研究[J]．食品工業(yè)科技，2011，32(11)：424-425．

[16] 中華人民共和國商務部．藥用植物及制劑進出口綠色行業(yè)標準WM/T2-2004[S]．北京: 中國標準出版社出版，2005．

DeterminationofElementsinOphiocordycepssinensisfromTibetbyICP-MSwithMicrowaveDigestion

PAN Qing-ling1DAI An-guo2XIONG Wei-ping2LUO Sang2Baima Danzeng2XIE Rong2ZHANG Wei-min1*

1. State Key Laboratory of Applied Microbiology, South China (The Ministry—Province Joint Development ), Guangdong Provincial Key Laboratory of Microbial Culture Collection and Application, Guangdong Open Laboratory of Applied Microbiology,Guangdong Institute of Microbiology, Guangzhou 510070, China; 2. Institute of Vegetable Sciences,Tibet Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences, Lasa 850002, China

Objective: To analyze and compare the contents of trace elements in 22 Ophiocordyceps sinesis samples collected from different districts of Tibet. Method: Samples were digested with concentrated nitric acid and hydrogen peroxide, the contents of K, Na, Ca, Mg, Al, Fe, Cu, Zn, Mn, Cr, Cd and Pb in O. sinesis were determined by ICP-MS. Results: All samples are rich in the trace elements beneficial to human body such as K, Na, Ca, Mg, Al, Fe, among which K is the richest. And the contents of Pb in 9 samples were more or less higher than the limits of Chinese Pharmacopoeia and Green Trade Standard for Importing and Exporting Medicinal Plant and Preparation. Conclusion: The contents of trace elements vary in differrent degrees among differrent O. sinesis samples, which will provide a reference for quality evaluation and control of O. sinensis from different districts of Tibet.

Ophiocordyceps sinensis；Tibet；trace elements；microwave digestion；inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)

國家科技支撐計劃項目(2007BAI32BO2)；國家自然科學基金項目(30870450)。

潘清靈(1981-)，女，助理工程師，主要從事食藥用菌功能成分檢測。E-mail: hutu70@163.com。

章衛(wèi)民，E-mail: wmzhang58@qq.com。

R284.1

A

1007-8517(2014)08-0033-04

2014.03.16)