ICP-MS法測定白花蛇舌草與水線草中的人體必需微量元素

王亞茹，李雅萌，周柏松，楊娜，鄭炳真，李平亞，劉金平

（吉林大學(xué)藥學(xué)院天然藥物研究中心，長春 130021）

微量元素參與體內(nèi)多種酶、激素等的組成與活性，影響核酸的代謝，維持正常組織的結(jié)構(gòu)與功能，在人體多種生命活動中發(fā)揮著不可或缺的作用。通常，中藥的有機(jī)成分被認(rèn)為是發(fā)揮療效的主要物質(zhì)基礎(chǔ)，但隨著對微量元素的不斷深入研究，中藥中富含的多種微量元素越來越引起人們的關(guān)注。有研究者認(rèn)為，中藥中的微量元素與體內(nèi)的一些金屬及生物配體發(fā)生相互間復(fù)雜的綜合作用，如采用化學(xué)誘癌模型研究6種抗癌中草藥對小鼠前胃癌變的阻斷作用發(fā)現(xiàn)，其癌變抑制率與硒、錳含量呈正相關(guān)，與鋅、鉬含量無關(guān)[1]，所以，處于中藥復(fù)雜體系中的微量元素與其功效之間必然存在著聯(lián)系。

白花蛇舌草為茜草科（Rubiaceae）耳草屬植物白花蛇舌草（Hedyotis diffusa Willd.）的干燥全草，性微苦、寒，歸心、肝、脾經(jīng)，具有清熱解毒、消癰散結(jié)、利水消腫之功效[2]，含蒽醌類、黃酮類、萜類、甾醇類、有機(jī)酸類、揮發(fā)油類以及多糖類等[3]化學(xué)成分，具有廣泛的藥理學(xué)活性，以抗腫瘤活性尤為突出，臨床上主要用其復(fù)方、注射液輔助治療癌癥。

水線草為同科同屬植物水線草[H.corymbosa（L.）Lam.]的干燥全草，性寒，味微苦，歸脾、肺經(jīng)，用于瘧疾、腸癰、腫毒、燙傷的治療[2]?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，水線草能抗植入皮下腫瘤，對體外培養(yǎng)的人結(jié)腸癌細(xì)胞增殖有抑制作用，并抑制雞胚絨毛尿囊膜（CAM）新生血管的生成，聯(lián)合阿霉素能夠?qū)筂CF-7乳腺癌細(xì)胞株等[4]。另外，從水線草分離得到的去乙酰車葉草酸甲酯在一定濃度下對肝癌細(xì)胞、結(jié)腸癌細(xì)胞均具有抑制作用[5]。臨床上，水線草常用作白花蛇舌草的替代品。

本研究采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）測定 2 種中草藥中錳（Mn）、鉻（Cr）、鍶（Sr）、鋅（Zn）、銣（Rb）、硼（B）、鎳（Ni）、銅（Cu）、釩（V）、錫（Sn）、砷（As）、鉬（Mo）、硒（Se）、鈷（Co）14種人體必需微量元素的含量，從微量元素方面闡明二者的成分差異，也為二者的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料

1.1 試驗(yàn)材料

白花蛇舌草共3批，分別購于安徽省、云南省、海南?。悠肪幪柗謩e為HD20170701、HD20170702、HD20170703）；水線草共3批，分別購于安徽省、云南省、海南?。悠肪幪柗謩e為 HC20170701、HC20170702、HC20170703），經(jīng)吉林大學(xué)藥學(xué)院李平亞教授鑒定為白花蛇舌草（H.diffusaWilld.）和水線草[H.corymbosa(L.)Lam.）]的干燥全草。以上2種藥材剪碎，粉碎成細(xì)粉，過200目篩，備用。

1.2 儀器與試劑

7500a型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國Agilent公司）；FW177型高速萬能粉碎機(jī)（北京市永光明醫(yī)療儀器廠）；AL104型電子天平（瑞士Mettler Toledo公司）；Milli-Q超純水機(jī)（美國Millipore公司）。

Mn、Cr、Sr、Zn、Rb、B、Ni、Cu、V、Sn、As、Mo、Se、Co標(biāo)準(zhǔn)溶液（10.0mg/L），In、Rh單元素內(nèi)標(biāo)溶液（50.0mg/L），Li、Y、Co、Bi質(zhì)譜調(diào)諧液（10.0mg/L）（安捷倫公司）；超純水（18.2M/cm）；硝酸（優(yōu)級純，=1.4g/mL）；氫氟酸為色譜純；試驗(yàn)用器皿均用10%硝酸浸泡過夜，用超純水沖洗后備用。

2 方法

2.1 儀器工作參數(shù)

用Li、Y、Co、Bi調(diào)諧液對儀器進(jìn)行最佳工作條件的選擇，使各項(xiàng)參數(shù)均達(dá)到測量指標(biāo)。調(diào)頻（RF）發(fā)射功率：1350W；等離子體氣流速：15.0L/min；載氣流速：1.1L/min；高鹽霧化器霧化室溫度：2℃；采樣深度：7.0mm；蠕動泵轉(zhuǎn)速：0.1r/min；氧化物指標(biāo)（CeO+/Ce）：＜ 0.5%；雙電荷指標(biāo)（Ba2+/Ba+）：＜ 1%。

2.2 供試品溶液的制備

精密稱取白花蛇舌草、水線草細(xì)粉各0.1g，置5.0mL聚四氟乙烯溶樣彈中，加入硝酸1.0mL及雙氧水0.5mL，于電熱板（120℃）上預(yù)處理，待液體蒸至濕鹽狀，加入氫氟酸1.4mL、硝酸1.6mL，將溶樣彈加蓋及鋼套密閉，190℃保持48h；自然冷卻至室溫后，再于120℃的電熱板上蒸至濕鹽狀，冷卻，加50%硝酸3.0mL，將溶樣彈加蓋及鋼套密閉，150℃保持12h；冷卻后，用高純水將消解液移至聚氯乙烯樣品瓶中，定容至50.0mL，搖勻備用。并隨行空白對照。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備

精密吸取 Mn、Cr、Sr、Zn、Rb、B、Ni、Cu、V、Sn、As、Mo、Se、Co標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別用 3%HNO3溶液逐級稀釋成各系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

2.4 內(nèi)標(biāo)溶液的制備

精密吸取In、Rh標(biāo)準(zhǔn)溶液，用3%HNO3溶液稀釋制成1.0g/L的內(nèi)標(biāo)溶液。

3 方法學(xué)驗(yàn)證

3.1 線性關(guān)系

取“2.3”項(xiàng)下各元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，在“2.1”項(xiàng)下工作條件進(jìn)行測定，以各元素的質(zhì)量濃度（X，g/L）為橫坐標(biāo)、各元素與內(nèi)標(biāo)溶液響應(yīng)值的比值（Y）為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果見表1。

表1 線性關(guān)系考察結(jié)果Tab.1 Results of linearity (g/L)

3.2 儀器檢出限

精密吸取3%HNO3作為空白溶液，連續(xù)測定11次，并測定各元素的信號響應(yīng)值，以測定結(jié)果3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差（3）的比值（S/N）所對應(yīng)各元素的濃度值為各元素的儀器檢出限，見表2。

表2 各元素的儀器檢出限Tab.2 Detection limits of 14 kinds of trace elements (g/L)

3.3 精密度試驗(yàn)

取水線草（編號HC20170702）供試品溶液，連續(xù)測定6次。測得各元素質(zhì)量濃度的RSD在1.07%～3.68%范圍內(nèi)，表明精密度良好。

3.4 重復(fù)性試驗(yàn)

取水線草（編號HC20170702）粉末，平行制備6份供試品溶液，分別測定。14種元素含量的RSD值分別為1.70%、3.14%、2.78%、2.20%、1.62%、2.54%、0.96%、1.30%、2.25%、2.12%、0.82%、2.62%、1.52%、2.11%、1.93%、1.83%，均小于3，表明本法重復(fù)性良好。

3.5 穩(wěn)定性試驗(yàn)

取水線草（編號HC20170702）供試品溶液，分別于 0h、2h、4h、8h、12h、24h測定各元素的含量，并計(jì)算RSD。各元素含量的RSD值均小于3，表明本方法的穩(wěn)定性良好。

3.6 加樣回收試驗(yàn)

精密稱取已知含量的水線草樣品（編號HC20170702）粉末0.05g，按“2.2”項(xiàng)下方法制備高、中、低3個(gè)濃度的供試品溶液，每個(gè)濃度平行制備3份，分別加入適量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，測定各元素含量，計(jì)算回收率，見表3。

表3 加樣回收率結(jié)果Tab.3 Recovery rates of 14 kinds of trace elements

4 樣品測定

按照“2.2”項(xiàng)下方法分別制備白花蛇舌草（編號HD20170701、HD20170702、HD20170703)、水線草（編號HC20170701、HC20170702、HC20170703）供試品溶液，測定14種人體必需微量元素的含量，結(jié)果見表4。

表4 白花蛇舌草與水線草中14種微量元素的含量Tab.4 The contents of 14 kinds of trace elements in H.diffusa Willd.and H.corymbosa(L.)Lam. (g/g)

5 結(jié)果與討論

Mn元素能穩(wěn)定DNA的二級結(jié)構(gòu)，防止結(jié)構(gòu)突變，對于預(yù)防癌癥的發(fā)生具有重要意義；此外，該元素參與造血，改善機(jī)體對銅的利用，構(gòu)成錳超氧化物歧化酶（Mn-SOD），具有抗衰老、抗腫瘤的作用[6]。Cr元素主要參與機(jī)體的糖代謝和脂肪代謝，具有胰島素加強(qiáng)劑的作用，Cr缺乏是糖尿病和動脈粥樣硬化的因素之一[7，8]。

微量元素Sr具有促進(jìn)成骨細(xì)胞生長和抑制破骨細(xì)胞活性的作用，并在腸道內(nèi)與鈉競爭吸收部位，使人體降低對鈉的吸收，有利于防治心血管、高血壓等病癥[9，10]。有研究表明，長期較高濃度攝入Sr具有改善大鼠脂代謝紊亂、防治非酒精性脂肪肝的作用[11]。

大量研究表明，許多惡性腫瘤患者血清Cu及Cu/Zn比值升高。劉立新等研究發(fā)現(xiàn)，胃癌患者組血清Cu、Cu/Zn比值均高于健康對照組，血清Zn含量低于對照組[12]。微量元素Zn直接參與胞內(nèi)核酸和蛋白質(zhì)的合成，參與能量代謝和氧化還原反應(yīng)。惡性腫瘤組織的癌細(xì)胞代謝旺盛，腫瘤生長繁殖迅速，體內(nèi)鋅消耗明顯增加[13]。張濤等[14]研究發(fā)現(xiàn)，給糖尿病大鼠適量補(bǔ)Zn，可使Cu/Zn比值下降，有效降低糖尿病大鼠血糖，防治糖尿病腎病。2種中草藥中Cu/Zn比值均較低，提示可能與其抗腫瘤作用相關(guān)。

研究還發(fā)現(xiàn)，微量元素Rb與腦發(fā)育呈正相關(guān)，且腦中Rb含量隨衰老而降低。Rb還具有抗癌功效，有降低腫瘤數(shù)目和腫瘤平均重量的作用[15]，其抗腫瘤機(jī)制可能是體液中的Rb鹽能夠中和癌組織釋放的酸性毒物，從而降低其毒性作用[16]。

本研究結(jié)果顯示，二者相比較，白花蛇舌草中Sn元素含量稍高，但其余13種元素的含量均低于水線草中各元素的含量。2種中草藥人體必需微量元素含量有明顯差異。例如Mn元素，雖然是2種藥材中含量最高的微量元素，但是在水線草中的含量卻是白花蛇舌草中的5倍～6倍；Sr元素和Zn元素也存在著同樣的情況；更有意義的是，二者比較，水線草中的Cr元素含量比白花蛇舌草中該元素的含量高出近17倍。結(jié)合以上各元素的藥理作用，可以推斷2種藥材的功效一定存在差異，二者不能混淆或替代。另外，各微量元素之間、微量元素與有機(jī)成分之間、微量元素與生物體之間的系統(tǒng)關(guān)系還有待深入研究。

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