ICP-OES 法測定兩種喉毛花植物中21 種礦質(zhì)元素

鄧 娟 ，王延花，孫 菁，葉潤蓉，盧學(xué)峰，袁園園，彭 敏，周玉碧

1中國科學(xué)院西北高原生物研究所 青海省青藏高原特色生物資源研究重點實驗室，西寧 810008;2中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049;3 青海省環(huán)境監(jiān)測中心站，西寧 810001

鐮萼喉毛花［Comastoma falcatum (Turcz.ex Kar.et Kir.)Toyokuni］與長梗喉毛花［Comastoma pedunlulatum (Rogle et D.Dou)Holub］均為龍膽科(Gentianacese)喉毛花屬(Comastoma)植物。兩種喉毛花都生長于海拔3200～4420 m 的河灘、沼澤草甸、高山草甸等環(huán)境中，在我國主要分布在西藏、青海、甘肅、四川北部［1］，均具有利濕祛痰［2］、清熱解毒、舒肝利膽［3］等功效。在青藏高原地區(qū)，長梗喉毛花的干燥全草可作為藏茵陳使用［4］，主要用于治療肝炎、膽結(jié)石［5］等由病毒和細菌引起的各種疾病。

多種礦質(zhì)元素是維持機體某些特殊生理功能的重要成分或是多種酶系的激活劑的組成部分，在維持機體正常的能量轉(zhuǎn)換和新陳代謝等方面發(fā)揮著極其重要的作用。有文獻報道［6］，中藥的藥性、功效及作用機理與其含有的礦質(zhì)元素有著一定的相關(guān)性。同時，礦質(zhì)元素對藥材的的道地性質(zhì)量起到一定的作用［7］。中藥礦質(zhì)元素的研究可為闡明中藥性能及藥理、營養(yǎng)作用等方面提供一定的科學(xué)依據(jù)。

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-OES)具有同時測定多種元素、分析速度快、檢出限低、準確度高、線性范圍寬等優(yōu)點［8，9］。目前，國內(nèi)外對長梗喉毛花的研究主要集中于化學(xué)成分和藥理作用方面［10-12］，對長梗喉毛花和鐮萼喉毛花全草中礦質(zhì)元素的測定分析尚未見報道。本研究采用ICP-OES法對長梗喉毛花和鐮萼喉毛花中的21 種礦質(zhì)元素含量進行分析測定，為兩種喉毛花的進一步研究及合理利用提供一定的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

21 種元素混合標準儲備液100 mg/L(國家環(huán)?？偩謽藴蕵悠费芯恐行?;鹽酸、高氯酸、硝酸、氫氟酸均為優(yōu)級純(購自西安化學(xué)試劑廠);實驗用水為去離子水。

1.2 儀器與設(shè)備

Optima 7000DV 電感耦合等離子發(fā)射光譜儀(美國Perkin Elmer 公司);微波消解儀(CEM，美國CEM 公司);VB20 型趕酸裝置(美國Lab Tech 公司)。

1.3 測定條件

ICP-OES 儀器工作參數(shù)如下:射頻功率1300 W，冷卻氣流量0.8 L/min，輔助氣流量0.2 L/min，載氣流量15 L/min。各元素分析測定波長見表1。

表1 元素的分析波長Table 1 Detection wavelength of tested elements

1.4 樣品來源

試驗材料采自青海省祁連縣扎麻什鄉(xiāng)，采集全草，除去雜物。在實驗室內(nèi)混勻，淋洗，陰干后置40℃恒溫烘箱中烘干48 h 至恒量，粉碎，過80 目篩，待用。原植物標本經(jīng)中國科學(xué)院西北高原生物研究所盧學(xué)峰副研究員鑒定為龍膽科(Gentianacese)喉毛花屬植物鐮萼喉毛花［Comastoma falcatum(Turcz.ex Kar.et Kir.)Toyokuni］和長梗喉毛花［Comastoma pedunlulatum (Rogle et D.Dou)Holub］。

1.5 樣品處理

準確稱取0.4000 g 樣品，置于微波消解罐中，然后加入2.0 mL HCl，6.0 mL HNO3和2.0 mL HF，加蓋密封，放入微波消解爐中。采用三階段消解控制方法，具體消解工作條件見表2。按工作條件表消解樣品，待冷卻至室溫后，將消解罐放入趕酸裝置繼續(xù)加熱趕酸，待酸趕盡，轉(zhuǎn)移至50 mL 容量瓶中，定容。同時制備全程序試劑空白溶液和加標樣品。

表2 微波消解工作條件Table 2 Working conditions of microwave digestion

2 結(jié)果與分析

2.1 標準曲線繪制

于100 mL 容量瓶中精密吸取混合標準儲備溶液，用1%硝酸稀釋配制成濃度為0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mg/mL 的標準系列，定容，搖勻。以標準溶液質(zhì)量濃度(mg/mL)與相應(yīng)元素的發(fā)射強度繪制標準曲線，各待測元素標準曲線及相關(guān)系數(shù)見表3?？傻孟嚓P(guān)系數(shù)r 的范圍為0.9990～0.9999，說明各元素標準曲線具有良好的線性關(guān)系。

表3 21 種元素線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限Table 3 Linear regression equations of elements and detection limits

2.2 加標回收率試驗

取鐮萼喉毛花樣品進行加標回收率試驗，對加標后的同一份樣品進行3 次重復(fù)測定(見表4)。結(jié)果顯示21 種礦質(zhì)元素的加標回收率在86%～108%，說明方法準確。

表4 鐮萼喉毛花樣品回收率測定結(jié)果Table 4 The recovery of standard addition of C.falcatum

2.3 樣品的測定

對長梗喉毛花和鐮萼喉毛花的樣品進行三次測定，結(jié)果見表5。根據(jù)測定結(jié)果(表5)，長梗喉毛花和鐮萼喉毛花中共檢出20 種礦質(zhì)元素。其中，長梗喉毛花檢出20 種，鐮萼喉毛花檢出19 種，Cd 元素在兩者中均未檢出，Co 元素只在鐮萼喉毛花中未檢出。檢出礦物質(zhì)元素含量的RSD 值在0.11%～4.48%，表明測定結(jié)果準確可靠。

表5 長梗喉毛花和鐮萼喉毛花中21 種無機元素的含量(n=3)Table 5 Contents of tested elements in C.pedunlulatum and C.falcatum (n=3)

2.4 元素含量比較分析

長梗喉毛花中檢出礦物質(zhì)元素含量高低依次為Fe ＞Ca ＞Mg ＞Ti ＞Mn ＞Zn ＞Sr ＞Cr ＞Se ＞Cu ＞Li＞Tl ＞V ＞As ＞Ni ＞Pb ＞Sb ＞Be ＞Mo ＞Co。其中，F(xiàn)e、Ca、Mg 等三種元素在長梗喉毛花中含量相對最高，Co、Mo、Be 等三種元素在長梗喉毛花中含量相對最低。

鐮萼喉毛花中檢出礦物質(zhì)元素含量大小依次為Ca ＞Mg ＞Fe ＞Ti ＞Zn ＞Se ＞Mn ＞Tl ＞Cr ＞As ＞Sr＞Cu ＞Pb ＞Li ＞V ＞Be ＞Sb ＞Ni ＞Mo。其中，Ca、Mg、Fe 等三種元素在鐮萼喉毛花中含量相對最高，Sb、Ni、Mo 等三種元素在鐮萼喉毛花中含量相對最低。

兩種喉毛花中Ca、Mg、Fe 三種元素的含量均較高。這三種元素均為人體所必需礦質(zhì)元素。Ca、Mg兩種元素是骨骼和牙齒生長發(fā)育所需元素，具有保護血管透性和彈性的功能［13］;Fe 元素是血紅蛋白與肌紅蛋白的組成部分，參與氧的運輸和貯存。有人測定了37 例肝癌患者的頭發(fā)中鐵的含量，發(fā)現(xiàn)顯著低于健康人，說明肝癌患者體內(nèi)缺鐵［14］，這與兩種喉毛花具有的舒肝利膽之功效相符。

檢出的19 種共有礦質(zhì)元素中，Ca、Mg 兩種元素是人體中的常量元素［15］，F(xiàn)e、Zn、Se、Mn、Cr、Cu、V、Ni、Mo 等9 種元素為人體所需微量元素［16］。兩種喉毛花中常量和微量元素含量的比較結(jié)果見圖1。從圖1 可以看出，除Se 元素外，其他的10 種常量、微量元素在長梗喉毛花中含量均高于在鐮萼喉毛花中的含量。

據(jù)中國藥典(2010 版)記載［17］，重金屬主要包括Pb、Cd、Cu、As、Hg 等。重金屬元素在長梗喉毛花和鐮萼喉毛花中檢出Pb、Cu、As 等3 種，且這三種元素在兩種喉毛花中的含量相對較低。Pb、As 兩種重金屬元素在鐮萼喉毛花中的均含量高于在長梗喉毛花中的含量(見圖2)，而Cu 元素在兩種喉毛花中的含量呈相反趨勢。

圖1 兩種喉毛花中11 種常量、微量元素含量的高低趨勢Fig.1 The contents trend of major elements and trace elements in two species of Comastoma

圖2 兩種喉毛花中重金屬元素含量的高低趨勢Fig.2 The contents trend of heavy metals in two species of Comastoma

3 結(jié)論

通過ICP-OES 法分析測定了長梗喉毛花和鐮萼喉毛花中的21 種礦質(zhì)元素，建立了兩種喉毛花中礦物元素的分析測定方法。該方法線性關(guān)系良好，r≥0.9990，各元素的檢出限均低于0.0036 mg/L，加標回收率在86%～108%，RSD 值小于4.48%，表明該方法的檢出限低，精密度高，具有良好的準確性和重復(fù)性。

對兩種喉毛花中21 種礦質(zhì)元素含量進行比較分析，結(jié)果表明:Ca、Mg、Fe 三種元素在兩種喉毛花中的含量均較高。兩種喉毛花中檢出的11 種常量、微量元素中，除Se 元素外，其他的10 種常量、微量元素在長梗喉毛花中含量均高于在鐮萼喉毛花中的含量。對于檢出的Pb、Cu、As 等3 種重金屬元素，Pb、As 兩種元素在鐮萼喉毛花中的均含量高于在長梗喉毛花中的含量，而Cu 元素則相反。本研究為兩種喉毛花的進一步研究及科學(xué)合理利用提供參考依據(jù)。

1 Lu XF (盧學(xué)峰)，Zhang SB (張勝邦).Medicinal Plant in Qinghai Province (青海野生藥用植物).Xining:Qinghai People＇s Publishing House，2012.383.

2 Northwest Institute of Plateau Biology，Chinese Academy of Sciences (中國科學(xué)院西北高原生物研究所).ZangYaoZhi(藏 藥 志).Xining:Qinghai People＇s Publishing House，1991.106.

3 Li FY (李富銀)，et al.Progress in treatment of hepatitis in Zangyinchen.China Phar (中國藥房)，1995，6(3):38-39.

4 Guo AH (郭愛華).Progress in chemical constituents and pharmacological action of medicinal plants in Gentianaceae Swertia.J Shanxi Coll TCM (山西中醫(yī)學(xué)院學(xué)報)，2005，6:57-59.

5 Liu Y (劉瑩)，Tian CW (田成旺)，et al.Progress in pharmacological actions and clinical applications of Zangyinchen.Drugs Clinic (現(xiàn)代藥物與臨床)，2010，25:345-348.

6 Shen LX (沈烈行)，Wang AW (王愛武)，et al.Study on trace element and function of Chinese medicine.Guangdong Trace Elem Sci (廣東微量元素科學(xué))，1995，9:70-72.

7 Li MQ (李梅青)，Kong XL (孔祥淋)，Du XM (杜曉妹)，et al.Determination of soluble elements in Paeonia ostii flowers by ICP-MS with microwave digestion.Nat Prod Res Dev(天然產(chǎn)物研究與開發(fā))，2014，26:1926-1929.

8 Yu T (余燾).Determination of inorganic elements in oyster by ICP-OES method with microwave digestion.J Guangxi Agric (廣西農(nóng)業(yè)科學(xué))，2010，41:991-993.

9 Michael K，Rafael AS，et al.High resolution ICP-OES analysis of neptunium-237 in samples from pyro chemical treatment of spent nuclear fuel.Microchem J，2014，117:225-232.

10 Qiao YQ (喬涌起)，Cui BS (崔保松)，et al.Chemical constituents of n-BuOH extract of Comastoma pedunculatum.China J Chin Mater Med (中國中藥雜志)，2012，16:2360-2365.

11 Tang L (唐麗)，Xu DH (徐暾海)，et al.Study on the chemical constituents of ethyl acetate extract of Comastoma pedunlulatum (Rogle et D.Dou)Holub.J Shandong CollTCM (山東中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報)，2007，3:250-251.

12 Qiao YQ (喬涌起).Study on the anti-inflammatory chemical constituents of Comastoma pedunlulatum (Rogle et D.Dou)Holub.Beijing:Peking Union Medical College (北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院)，MSc.2012.

13 Shan ZF (單振芬).Trace elements and health.Studies Trace Ele Health (微量元素與健康研究)，2006，3:66-67.

14 Zhu YL (朱胤龍)，Liu JF (劉軍鋒).Study on trace element and function of Chinese medicine.J Shanxi TCM (陜西中醫(yī))，2000，8:373-374.

15 Zhong XQ (鐘秀倩)，et al.Microelement and healthiness.Mod Prevent Med (現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué))，2007，1:61-63.

16 Wang Q (王勤)，Cao JH (曹繼華)，Li YL (李艷麗).The important role of trace elements in human body.J Henan Coll TCM (河南中醫(yī)學(xué)院學(xué)報)，2003，6:81-83.

17 Chinese Pharmacopoeia Commission (國家藥典委員會).Pharmacopoeia of the People’s Republic of China(中華人民共和國藥典).Beijing:China Medical Science Press，2010.