甘肅不同產(chǎn)地板藍(lán)根中無(wú)機(jī)元素含量測(cè)定

李成義 強(qiáng)正澤 王明偉 李碩 吳雙平

摘要：目的 測(cè)定甘肅不同產(chǎn)地板藍(lán)根中無(wú)機(jī)元素含量，為有效控制板藍(lán)根質(zhì)量提供可靠方法。方法 利用濕消化法處理樣品，采用火焰原子吸收光譜法測(cè)定不同產(chǎn)地板藍(lán)根樣品中鐵（Fe）、銅（Cu）、鈣（Ca）、錳（Mn）、鋅（Zn）、鎂（Mg）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、鈷（Co）、鈉（Na）、鋰（Li）、鎳（Ni）、鉀（K）元素含量，并采用單因素方差分析和因子分析進(jìn)行分析。結(jié)果 板藍(lán)根中Ca、K、Zn、Mn、Cd、Co、Li、Cr、Mg、Cu、Fe、Na的含量范圍分別為1.111 0～2.167 0 ?g/g、8.489 1～9.246 4 ?g/g、1.014 7～1.145 1 ?g/g、0.846 4～1.080 0 ?g/g、0.035 7～0.048 4 ?g/g、0.061 0～0.066 5 ?g/g、0.600 3～0.663 4 ?g/g、0.038 3～0.042 5 ?g/g、44.399 4～47.034 6 ?g/g、0.054 9～0.103 7 ?g/g、0.669 5～2.321 3 ?g/g、35.819 2～41.422 6 ?g/g，Ni元素未檢出。板藍(lán)根藥材13種微量元素含量高低依次為Mg>Na>K>Ca>Fe>Zn>Mn>Li>Cu>Co>Cd>Cr>Ni；不同產(chǎn)地板藍(lán)根中Ca、K、Zn、Mn、Mg、Cu、Fe、Na無(wú)機(jī)元素含量存在差異性；Co、Zn、Mn、Fe、Na、Cr是板藍(lán)根的特征性無(wú)機(jī)元素。結(jié)論 本測(cè)定方法準(zhǔn)確度良好，為板藍(lán)根質(zhì)量控制提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：甘肅；產(chǎn)地；板藍(lán)根；無(wú)機(jī)元素；含量測(cè)定；火焰原子吸收光譜法

DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2016.08.025

中圖分類號(hào)：R284.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1005-5304（2016）08-0095-06

板藍(lán)根是大宗常用中藥材之一，為十字花科Cruciferae植物菘藍(lán)Isatis indigotica Fort.的干燥根[1]191，載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，列為上品，具有清熱解

毒、涼血利咽之功，主治外感發(fā)熱、溫病初起、咽喉腫痛、溫毒發(fā)斑、痄腮、丹毒、癰腫瘡毒等，市場(chǎng)需求量較高，已在甘肅各地廣泛栽培。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者利用光譜、色譜指紋圖譜及血清藥理學(xué)等聯(lián)用技術(shù)對(duì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、化學(xué)成分及藥理作用等方面做了研究[2-8]，為板藍(lán)根的綜合開(kāi)發(fā)利用提供了參考依據(jù)。中藥中含有大量人體必需的無(wú)機(jī)元素，無(wú)機(jī)元素是一切中藥的基本成分，是中藥有效藥成分的核心組分，是傳統(tǒng)中藥理論量化的物質(zhì)基礎(chǔ)[9-10]，還是中藥質(zhì)量控制不可或缺的特征參數(shù)[11]，其含量的高低不僅與藥效、藥性有一定相關(guān)關(guān)系[12-13]，而且與中藥中某些具有生物活性的次生代謝產(chǎn)物產(chǎn)生顯著的正相關(guān)或負(fù)相關(guān)性[14-15]，對(duì)中藥中次生代謝產(chǎn)物的生物合成有直接或間接的影響，還可能影響中藥的道地性[16]。因此，測(cè)定板藍(lán)根無(wú)機(jī)元素含量不僅可以明確各無(wú)機(jī)元素含量的高低，而且對(duì)板藍(lán)根藥效物質(zhì)基礎(chǔ)的闡明及質(zhì)量控制具有現(xiàn)實(shí)意義。

本研究以甘肅31個(gè)產(chǎn)區(qū)板藍(lán)根樣品為研究對(duì)象，通過(guò)濕消化法處理樣品，采用火焰原子吸收光譜法測(cè)定板藍(lán)根中鐵（Fe）、銅（Cu）、鈣（Ca）、錳（Mn）、鋅（Zn）、鎂（Mg）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、鈷（Co）、鈉（Na）、鋰（Li）、鎳（Ni）、鉀（K）共13種無(wú)機(jī)元素的含量，為板藍(lán)根質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定及資源開(kāi)發(fā)提供參考依據(jù)。

1 儀器與試藥

SOLAAR S-2型原子吸收分光光度計(jì)（SOLAAR S-2），SB450300型電熱板（湖北英山國(guó)營(yíng)無(wú)限電元件廠），101-2型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠），VPH-1-5T型超純水制造系統(tǒng)（批號(hào)7061205），BS 224型分析天平（北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司）。實(shí)驗(yàn)所需量瓶等玻璃儀器，使用前均用鉻酸洗液浸泡24 h，后用自來(lái)水、蒸餾水沖洗干凈，50 ℃烘干備用。

標(biāo)準(zhǔn)溶液（濃度1000 ?g/mL）均購(gòu)于國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心，F(xiàn)e GSB 04-1726-20049，批號(hào)153029-1；Cu GSB 04-1725-2004，批號(hào)153040-1；Ca GSB 04-1720-2004，批號(hào)152030-2；Mn GSB 04-1736-2004，批號(hào)152021-2；Zn GSB 62025-90（3001），批號(hào)07092978；Mg GSB 04-1726-2004，批號(hào)152033-2；Cd GSB 04-1721-2004，批號(hào)153008-2；Cr GSB 04-1722-2004，批號(hào)153001-1；Co GSB 04-1723-2004（a），批號(hào)153111；Na GSB 04-1738- 2004，批號(hào)152034-3；Li GSB 04-17-2004，批號(hào)153002-1；Ni GSB 04-1740-2004，批號(hào)153034-1；K GSB 04-1733-2004，批號(hào)153004-1；高氯酸、濃硝酸均為分析純。

采集甘肅不同產(chǎn)區(qū)的板藍(lán)根樣品共31份，均經(jīng)甘肅中醫(yī)藥大學(xué)李成義教授鑒定為十字花科Cruciferae菘藍(lán)Isatis indigotica Fort.的干燥根，樣品來(lái)源信息見(jiàn)表1。

2 方法與結(jié)果

2.1 樣品處理

將31個(gè)不同產(chǎn)地的板藍(lán)根樣品分別用自來(lái)水沖洗干凈泥土，后用蒸餾水清洗后于60 ℃恒溫干燥箱中烘至恒重，用研缽研細(xì)。每份樣品平行3次，精密稱取1.000 0 g粉末于100 mL燒杯中，準(zhǔn)確加入濃硝酸-高氯酸（4∶1）液20 mL，放置24 h后于電熱板上加熱消化處理，使其保持微沸狀態(tài)，至溶液呈無(wú)色透明狀，停止加熱，冷卻后用1%硝酸定容于50 mL容量瓶中，備用?？瞻兹芤和瑯硬僮鳌?

2.2 火焰原子吸收光譜儀測(cè)定條件（見(jiàn)表2）

2.3 方法學(xué)考察

2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 分別取Ca、K、Zn、Mn、Cd、Co、Li、Cr、Mg、Cu、Fe、Na、Ni的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液2.5 mL，用去離子水定容至50 mL容量瓶中，分別按表3所示濃度逐級(jí)稀釋，按“2.2”項(xiàng)下條件由低到高進(jìn)樣，記錄各元素吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，回歸方程、相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表3。在配制Mg溶液時(shí)，加入5 mL氯化鍶（50 mg/mL）溶液，以消除其他元素的干擾。

2.3.2 精密度試驗(yàn) 分別配制3、4、1.5、2、0.2、2、3、2、0.9、5、2、2、5 ?g/mL的Ca、K、Zn、Mn、Cd、Co、Li、Cr、Mg、Cu、Fe、Na、Ni標(biāo)準(zhǔn)溶液，按“2.2”項(xiàng)下條件測(cè)定其吸光度，重復(fù)進(jìn)樣6次，結(jié)果各元素吸光度RSD分別為2.2%、0.5%、0.2%、0.8%、1.1%、2.0%、0.5%、1.6%、0.4%、2.5%、0.3%、0.7%、0.5%，表明儀器精密度良好。

2.3.3 重復(fù)性試驗(yàn) 取定西市渭源縣板藍(lán)根樣品，平行6份，按“2.1”項(xiàng)下方法制備供試品溶液，測(cè)定樣品中Ca、K、Zn、Mn、Cd、Co、Li、Cr、Mg、Cu、Fe、Na的含量，結(jié)果各元素吸光度RSD分別為1.2%、0.6%、1.1%、0.008%、0.5%、1.9%、0.3%、0.4%、2.3%、1.7%、0.6%、1.2%，表明本方法重復(fù)性良好。

2.3.4 穩(wěn)定性試驗(yàn) 取定西市渭源縣板藍(lán)根樣品，按“2.1”項(xiàng)下方法制備供試品溶液，在室溫避光條件下，分別于0、8、16、24 h時(shí)進(jìn)樣，Ca、K、Zn、Mn、Cd、Co、Li、Cr、Mg、Cu、Fe、Na吸光度的RSD分別為0.9%、2.0%、1.1%、1.8%、0.5%、0.9%、0.5%、1.4%、2.2%、1.2%、1.6%、1.2%，表明供試品溶液在室溫避光條件下24 h穩(wěn)定，符合實(shí)驗(yàn)要求。

2.3.5 加樣回收試驗(yàn) 精密稱取已知含量的板藍(lán)根樣品1 g，平行6份，分別加入一定濃度的12種無(wú)機(jī)元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，按“2.2”項(xiàng)下條件測(cè)定各元素含量，結(jié)果見(jiàn)表4。

2.3.6 樣品測(cè)定 將制備的板藍(lán)根樣品溶液按“2.2”項(xiàng)下條件進(jìn)樣，每份樣品平行3份，記錄各元素的吸光度，代入標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算含量。其中Na、K、Mg按質(zhì)量濃度范圍分別稀釋不同倍數(shù)。不同產(chǎn)地板藍(lán)根樣品中各元素含量見(jiàn)表5。

2.4 數(shù)據(jù)處理

以31個(gè)產(chǎn)區(qū)板藍(lán)根無(wú)機(jī)元素含量為數(shù)據(jù)矩陣，采用SPSS21.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析和因子分析，因子分析采用主成分法提取主成分，采用最大方差法進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，方差分析結(jié)果見(jiàn)表6，提取主成分貢獻(xiàn)率見(jiàn)表7，成分得分矩陣見(jiàn)表8。

3 討論

本研究采用火焰原子吸收光譜法測(cè)定了甘肅不同產(chǎn)地板藍(lán)根樣品中Ca、K、Zn、Mn、Cd、Co、Li、Cr、Mg、Cu、Fe、Na、Ni元素的含量，結(jié)果顯示，甘肅地產(chǎn)藥材板藍(lán)根中Ca、K、Zn、Mn、Cd、Co、Li、Cr、Mg、Cu、Fe、Na的含量范圍分別為：1.111 0～2.167 0 ?g/g、8.489 1～9.246 4 ?g/g、1.014 7～1.145 1 ?g/g、0.846 4～1.080 0 ?g/g、0.035 7～0.048 4 ?g/g、0.061 0～0.066 5 ?g/g、0.600 3～0.663 4 ?g/g、0.038 3～0.042 5 ?g/g、44.399 4～47.034 6 ?g/g、0.054 9～0.103 7 ?g/g、0.669 5～2.321 3 ?g/g、35.819 2～41.422 6 ?g/g，而Ni未檢出；板藍(lán)根中無(wú)機(jī)元素平均含量由高到低依次為：Mg>Na>K>Ca>Fe>Zn>Mn>Li>Cu>Co>Cd>Cr>Ni。Ni未檢出可能的原因有2點(diǎn)：其一，含量低于本研究?jī)x器檢出限；其二，板藍(lán)根對(duì)Ni不產(chǎn)生富集作用。

方差分析研究結(jié)果表明，31個(gè)產(chǎn)區(qū)板藍(lán)根中Ca、K、Zn、Mn、Mg、Cu、Fe、Na存在差異，而Cd、Co、Li、Cr 4種元素含量之間無(wú)明顯差異；其中Ca、Zn含量以慶陽(yáng)西峰區(qū)寧縣太昌鄉(xiāng)最高，其他產(chǎn)區(qū)較低；K、Co含量以定西市隴西縣首陽(yáng)鎮(zhèn)含量最高，其他較低；Mn、Fe、Li含量以隴南市宕昌縣官亭鎮(zhèn)最高，其他產(chǎn)地較低；Cd含量以民樂(lè)縣南古鎮(zhèn)城東村樣品最高，定西市漳縣三岔鎮(zhèn)最低；Cr含量以定西市漳縣馬泉鄉(xiāng)最高，永登縣連城鎮(zhèn)最低；Mg含量以民樂(lè)縣民聯(lián)鄉(xiāng)復(fù)興村最高，民樂(lè)縣南古鎮(zhèn)周莊村最低；Cu含量以定西市漳縣三岔鎮(zhèn)最高，民樂(lè)縣洪水鎮(zhèn)單莊村最低；Na含量以山丹縣清泉鎮(zhèn)雙橋村最高，定西市漳縣新寺鎮(zhèn)新寺村最低，而造成板藍(lán)根中各元素的含量具有差異性的原因，可能與當(dāng)?shù)赝寥?、水質(zhì)等生態(tài)因子有關(guān)。

因子分析結(jié)果表明，表7中提取了5個(gè)主成分，代表了初始數(shù)據(jù)85.941%的信息，僅損失了14.059%的信息，代表的信息量較完整。進(jìn)一步分析表8可知，第1主成分中得分系數(shù)較高的元素為Co，第2主成分中得分系數(shù)較高的元素為Zn，第3主成分中得分系數(shù)較高的元素為Mn、Fe，第4主成分中得分系數(shù)較高的元素為Na，第5主成分中得分系數(shù)較高的元素為Cr。Co、Zn、Mn、Fe、Na、Cr對(duì)主成分的貢獻(xiàn)較大，因此Co、Zn、Mn、Fe、Na、Cr是板藍(lán)根的特征性無(wú)機(jī)元素。

2010年版《中華人民共和國(guó)藥典》中對(duì)板藍(lán)根未要求作出重金屬測(cè)試，與被要求的其他藥材如黃芪、甘草比較，發(fā)現(xiàn)板藍(lán)根中Cd的含量均小于0.3 ?g/g，而Cu的含量遠(yuǎn)小于20 ?g/g[1]48，均符合藥典對(duì)其他藥材的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

由表5可知，板藍(lán)根中Na、Mg、K的含量較其他元素含量高，其他重金屬元素含量較低，且Na、Mg、K等元素是人體必需的無(wú)機(jī)元素。研究發(fā)現(xiàn)，土壤中Cd元素含量影響板藍(lán)根的質(zhì)量[17]，其含量的高低不僅影響板藍(lán)根株高、葉片數(shù)等生物量指標(biāo)，而且含量較高時(shí)能夠?qū)е碌逵窦t含量下降[18]。同時(shí)，其他元素如Ca、Pb、Na、Cd、Si等對(duì)板藍(lán)根種子質(zhì)量、株系、種子萌發(fā)、幼苗生理特性及抗氧化酶活性等[19-22]產(chǎn)生不同程度的影響。也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)在抗病毒類中藥中Fe、Zn含量相對(duì)較高[23]，說(shuō)明無(wú)機(jī)元素與板藍(lán)根質(zhì)量、藥效存在一定的關(guān)系。板藍(lán)根發(fā)揮療效是否與無(wú)機(jī)元素有關(guān)、相關(guān)程度及調(diào)節(jié)機(jī)制如何，有待于進(jìn)一步深入研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] 國(guó)家藥典委員會(huì).中華人民共和國(guó)藥典：一部[M].北京：中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，2010.

[2] 李成義，楊苗苗，張櫻山，等.甘肅不同產(chǎn)地板藍(lán)根中指標(biāo)性成分含量比較研究[J].時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，2015，26（2）：459-460.

[3] 左麗，李建北，徐景，等.板藍(lán)根的化學(xué)成分研究[J].中國(guó)中藥雜志， 2007，32（8）：688-691.

[4] 羅霄云，孫冬梅，李素梅，等.不同產(chǎn)地南板藍(lán)根藥材脂溶性成分的HPLC指紋圖譜研究[J].現(xiàn)代中藥研究與實(shí)踐，2012，26（6）：64-67.

[5] 王鋼力，聶黎行，遲玉明，等.HPLC法測(cè)定板藍(lán)根和板藍(lán)根顆粒中RS-告依春和腺苷[J].中草藥，2009，40（10）：1587-1589.

[6] 何立巍，吳曉培，楊婧妍，等.板藍(lán)根總生物堿的提取純化工藝及其抗病毒藥理作用研究[J].中成藥，2014，36（12）：2611-2614.

[7] 文松，李倩，賈培媛，等.板藍(lán)根α-葡聚糖佐劑提高H1N1流感疫苗免疫小鼠體液免疫和細(xì)胞免疫功能[J].中國(guó)藥理學(xué)與毒理學(xué)雜志，2014， 28（6）：850-856.

[8] 奇錦峰，孫晨，王永輝，等.板藍(lán)根及所含靛藍(lán)和靛玉紅強(qiáng)烈抑制小鼠腎主要有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體Oat1，Oat2和Oat3[J].中國(guó)藥理學(xué)與毒理學(xué)雜志，2014，28（6）：878-886.

[9] 秦俊法，陳磐華.中國(guó)的中藥微量元素研究Ⅰ.微量元素：一切中藥的基本成分[J].廣東微量元素科學(xué)，2010，17（11）：1-8.

[10] 秦俊法，林宣賢.中國(guó)的中藥微量元素研究Ⅱ.微量元素：中藥有效藥成分的核心組分[J].廣東微量元素科學(xué)，2010，17（12）：1-8.

[11] 秦俊法.中國(guó)的中藥微量元素研究Ⅴ.微量元素：中藥質(zhì)量控制不可或缺的特征參數(shù)[J].廣東微量元素科學(xué)，2011，18（3）：1-10.

[12] 宋愛(ài)華，馬翠榮，王英淑.微量元素與中醫(yī)藥的關(guān)系[J].微量元素與健康，2010，27（5）：69.

[13] 楊波，王振國(guó).植物類中藥寒熱藥性與無(wú)機(jī)元素相關(guān)性研究[J].南京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，27（2）：109-111.

[14] 劉長(zhǎng)利，尹艷，張淑華，等.中藥甘草中微量元素與有效成分相關(guān)性研究[J].中國(guó)中藥雜志，2014，39（17）：3335-3338.

[15] 趙曼茜，呂金嶸，郭蘭萍，等.土壤無(wú)機(jī)元素對(duì)黃芩無(wú)機(jī)元素及黃芩苷含量的影響[J].中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志，2010，16（9）：103-106.

[16] 郭蘭萍，黃璐琦，閻玉凝.土壤中無(wú)機(jī)元素對(duì)茅蒼術(shù)道地性的影響[J].中國(guó)中藥雜志，2002，27（4）：245-250.

[17] 何明輝.重金屬鎘對(duì)板藍(lán)根主要藥效成分的影響及防治技術(shù)研究[D].貴陽(yáng)：貴州大學(xué)，2007.

[18] 馬艷芝，王向東，張勝珍，等.鹽脅迫對(duì)菘藍(lán)不同四倍體株系的影響[J].時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，2014，25（8）：1988-1990.

[19] 劉海，吳沿友，李娟，等.板藍(lán)根種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及CaCl2、NaCl對(duì)種子萌發(fā)的影響[J].種子，2013，32（5）：73-77.

[20] 孟紅梅，張芬琴，韓多紅，等.Ca2+對(duì)Cd2+脅迫下板藍(lán)根種子萌發(fā)及幼苗抗氧化酶活性的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2014，32（1）：161-165.

[21] 孟紅梅，壽曉暉，李彩霞.Ca2+對(duì)Pb2+脅迫下板藍(lán)根種子萌發(fā)及幼苗生理特性的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，21（5）：185-189.

[22] 孟紅梅，韓多紅，張芬琴，等.硅對(duì)鉛脅迫下板藍(lán)根幼苗生理特性的影響[J].時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，2013，24（10）：2509-2511.

[23] 李龍，李娟，李莎，等.抗病毒類中草藥中三種微量元素的測(cè)定[J].廣東微量元素科學(xué)，2011，18（5）：63-66.