川芎茶調散8味組成藥中15種無機元素分析

李 曦，王曉曉，姚藝新，張培華，陳金佩，高姍姍

(1.四川省食品藥品檢驗檢測院，四川 成都 611730；2.德陽市食品藥品安全檢驗檢測中心，四川 德陽 618000；3.康美藥業(yè)股份有限公司，廣東 普寧 515300；4.福建中醫(yī)藥大學，福建 福州 350122)

川芎茶調散始載于《太平惠民和劑局方》，由川芎、羌活、白芷、防風、細辛、薄荷、荊芥、甘草8味藥組成，主治外感風邪所致的頭痛、惡寒、發(fā)熱、鼻塞[1]，是中醫(yī)臨床治療外感風邪頭痛的經(jīng)典處方[2]。

無機元素具有多方面的功效，其具有極強的形成配合物的能力，易與生物體內含氮、氧、硫的配體形成配位鍵，協(xié)調體內物質平衡，旦無機元素對藥效的發(fā)揮具有一定的協(xié)同作用[3-5]。目前研究表明，無機元素含量、種類能夠影響中藥的性味功效。在中藥復方中，性味功效不同的藥味中無機元素的種類和含量可能存在差異，而具有相似性味功效的藥味可能在無機元素的種類上有共性之處。作為功效發(fā)揮的基礎，無機元素含量的差異可能導致功效的強弱[6-8]。

根據(jù)中藥學的分類，在川芎茶調散的8味組成藥中，有7味解表藥(祛風止痛)，1味補益藥(調和諸藥)，說明在無機元素組成方面可能存在差異，而功效相似的藥味可能存在共有的功效無機元素。川芎茶調散是不同藥味粉末的混合，未經(jīng)過提取等工藝，藥味的功效與復方的關聯(lián)性強。

目前尚未有川芎茶調散無機元素的研究。為此，本研究從川芎茶調散8味組成藥出發(fā)，建立測定其中15種無機元素含量的ICP-MS法，研究川芎茶調散8味組成藥的無機元素特征圖譜，分析川芎、羌活、白芷、細辛、荊芥、防風、薄荷與甘草之間15種無機元素的差異，結合主成分分析篩選川芎、羌活、白芷、細辛、荊芥、防風、薄荷發(fā)揮祛風止痛功效的共有功效無機元素，明確不同藥味共有功效無機元素之間的差異，以期為川芎茶調散的臨床應用提供研究基礎。

1 儀器與試劑

CEM MARS6型微波消解儀(德國 Berghof公司)；7900型電感耦合等離子體質譜(ICP-MS，美國安捷倫公司)；BAS2245型電子分析天平(德國賽多利斯公司)；DHG-9013A電熱鼓風干燥箱(上海一恒儀器有限公司)；Milli-Q型超純水機(Millipore Bedford MA，美國)。

SPEXertificate 15種標準溶液包含B、Na、Mg、Al、K、Ca、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Cd、Ba(批號2-192AB，美國SPEX公司)，質量濃度1 000 μg/mL；內標溶液：73Ge(批號 GSB 04-1728-2004)、115In(批號 GSB04-1731-2004)、209Bi(批號 GSB 04-1719-2004)的單元素標準溶液(1 000 μg/mL)，購于中國計量科學研究院國家標準物質研究中心；濃硝酸為MOS級(天津市科密歐化學試劑有限公司)。

40份樣品分別由四川省成都市荷花池中藥材市場、廣東省普寧市中藥材市場收集，樣品來源信息詳見表1。樣品由康美藥業(yè)股份有限公司質量管理部劉茂貴主任藥師分別鑒定為傘形科植物川芎LigusticumchuanxiongHort.的干燥根莖，傘形科植物羌活NotopterygiumincisumTing ex H.T.Chang的干燥根莖，傘形科植物白芷Angelicadahurica(Fisch.ex Hoffm.)Benth.et Hook.f.的干燥根，馬兜鈴科植物北細辛AsarumheterotropoidesFr.Schmidt var.mandshuricum(Maxim.) Kitag.的干燥根和根莖，唇形科植物荊芥SchizonepetatenuifoliaBriq.的干燥地上部分，傘形科植物防風Saposhnikoviadivaricata(Turcz.) Schischk.的干燥根，唇形科植物薄荷MenthahaplocalyxBriq.的干燥地上部分，豆科植物甘草GlycyrrhizauralensisFisch.的干燥根和根莖。

2 方法

2.1 樣品預處理

取樣品粉末 0.2 g(80目)，精密稱定，置于聚四氟乙烯消解罐中，放入通風櫥，加入濃硝酸 8 mL，放置過夜。第2天放入微波消解儀中，按設定的消解程序處理：先經(jīng) 10 min由室溫升溫至 130 ℃，并維持 5 min消解，然后10 min內由130 ℃升溫至165 ℃，并維持10 min消解，然后15 min內由 165 ℃升溫至180 ℃，并維持 30 min消解。消解完畢后，冷卻至室溫，取出消解罐，在通風櫥中將酸揮盡，加去離子水定容至 50 mL。同步以濃硝酸 8 mL不加樣品做空白試驗。

表1 川芎茶調散8味組成藥的樣品信息

2.2 測定條件的優(yōu)化

儀器自動調諧設定工作參數(shù)，以靈敏度、背景、穩(wěn)定性等各項指標對儀器的工作參數(shù)進行優(yōu)化。測定條件：等離子射頻功率：1 550 W，等離子氣體：15 L/min，輔助氣體流量： 1 L/min，霧化氣流量：1 L/min，補償/稀釋氣體：1 L/min，霧化室溫度：2 ℃，蠕動泵速度：0.3 rps。積分時間：1 s，延遲時間：1 s，重復次數(shù)：3次。測量方式：標準曲線法，讀數(shù)方式：峰強。以73Ge、115In、209Bi為內標，監(jiān)測信號的變動情況，能有效克服儀器信號的漂移和校正基體效應。

2.3 標準曲線的制備

取B、Na、Mg、Al、K、Ca、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Cd、Ba的混合標準品母液，用10%HNO3作空白溶液，將母液稀釋成 5、10、20、50、100 μg/mL。

根據(jù)試樣中待測元素的水平配制標準溶液，依次測定15種無機元素的系列質量濃度標準溶液，加入73Ge、115In、209Bi內標溶液，同時配制標準空白溶液。以標準品質量濃度為橫坐標(X)，以待測元素分析峰信號值與內標元素參比峰響應值的比值為縱坐標(Y)，繪制標準曲線，得各元素標準品的回歸方程、相關系數(shù)和線性范圍。結果各元素在0～100 μg/L濃度范圍內與比值線性良好，詳見表2。

表2 15種無機元素的線性回歸方程、相關系數(shù)、檢出限和線性范圍

2.4 方法學考察

2.4.1 精密度試驗 取混合標準溶液，分別連續(xù)進樣6次測定元素含量，15種無機元素的含量RSD值為0.45%～2.30%，表明儀器的精密性良好。

2.4.2 穩(wěn)定性試驗 分別取同一份含川芎、羌活、白芷、細辛、荊芥、防風、薄荷、甘草樣品的待測溶液，分別于放置0、4、8、12、16、20、24 h后測定15種元素的含量，結果RSD值分別為0.65%～2.15%、0.62%～2.31%、0.59%～2.01%、0.76%～2.12%、0.76%～1.78%、0.68%～2.09%、0.76%～1.83%、0.78%～2.87%，表明待測溶液在 24 h內穩(wěn)定。結果詳見表3。

2.4.3 重復性試驗 分別精密稱取含川芎、羌活、白芷、細辛、荊芥、防風、薄荷、甘草的樣品6份，制成供試品溶液，測定15種元素的含量，結果RSD值分別為0.45%～1.97%、0.89%～2.80%、1.07%～2.98%、0.98%～2.79%、0.99%～2.11%、1.28%～3.19%、1.39%～2.71%、0.78%～2.87%，說明方法的重復性良好，。結果詳見表3。

2.4.4 加樣回收率試驗 分別精密稱取已測定含量的川芎、羌活、白芷、細辛、荊芥、防風、薄荷、甘草樣品0.2 g，共6份，精確加入一定量的各元素標準溶液，再測定其含量，計算15種元素的回收率分別為95.98%～103.47%、95.89%～104.32%、95.64%～103.68%、95.69%～104.39%、95.34%～104.07%、95.33%～104.39%、95.38%～104.29%、95.39%～103.42%，RSD值分別為1.35%～3.99%、1.45%～3.29%、1.63%～3.28%、1.38%～3.56%、1.33%～2.89%、1.43%～3.98%、1.28%～4.01%、1.39%～3.78%，說明方法的回收率符合要求。結果詳見表3。

2.5 樣品的測定

按照 “2.1.1”項下方法制備川芎、羌活、白芷、細辛、荊芥、防風、薄荷、甘草樣品的供試品溶液，在設定的實驗條件下，測定供試品溶液中15種無機元素的含量。40份樣品中15種無機元素的含量見表4。

表3 川芎茶調散8味組成藥的方法學考察 (%)

表4 川芎茶調散8味組成藥中15種無機元素的含量 (mg/kg)

續(xù)表4

3 結果與分析

3.1 8味組成藥中15種無機元素特征圖譜的建立

分別計算每個藥味每種無機元素的平均值和40份樣品中每種無機元素的平均值，再計算每個藥味每種無機元素的平均值與40份樣品中每種無機元素平均值的比值，繪制每個藥味15種無機元素折線圖作為特征圖譜?？梢钥闯?，不同藥味之間無機元素的特征圖譜差異較大，結果詳見圖1。

(a.川芎；b.羌活；c.白芷；d.細辛；e.荊芥；f.防風；g.薄荷；h.甘草)

3.2 川芎茶調散8味組成藥的SIMCA-PCA分析

將40份樣品的結果代入SIMCA14.1軟件中進行PCA-X分析。選擇前兩個主成分，R2X為0.412，Q2為0.15，得到Score Scatter 3D Plot圖，結果見圖2。從圖中可以看出，5份甘草樣品與其余7味藥的差異明顯，說明甘草與其余7味藥中15種無機元素差異大，這可能是由于甘草的功效與其余7味藥差異較大。剩余的7味藥中有相互交叉的現(xiàn)象，可能與這7味藥的相似功效-祛風止痛有關。

3.3 川芎茶調散中祛風止痛共有功效無機元素的分析

圖2 40份樣品的PCA Score Scatter 3D Plot

15種無機元素的貢獻率排在前3的是Mg、K、S，貢獻率分別為42.04%、38.66%、13.26%，其余依次為Al、Fe、Ca、Mn、B、Ba、Zn、Cu、As、Se、Cd、Na。其中Mg、K、S的累積貢獻率為94.32%，是15種無機元素的主要組成部分，說明川芎、羌活、白芷、細辛、荊芥、防風、薄荷的主要共有無機元素為Mg、K、S。結果詳見表7。

表5 主成分分析解釋的總方差

表6 成分矩陣

外感風寒的發(fā)病部位為肺。在中醫(yī)基礎理論中，肺主皮毛，強調了肺與皮毛的關聯(lián)性。相關文獻報道，風寒乘虛犯肺大鼠毛發(fā)中Mg的含量較正常大鼠低，說明Mg與外感風邪的病因病機息息相關[9]。偏頭痛患者血清中的Mg含量偏低，服用MgSO4能夠有效緩解偏頭痛，說明Mg能夠治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病。同時MgSO4能夠作用于肺部，治療支氣管哮喘，說明Mg與祛風止痛功效的相關性強[10-11]。S在體內不是必需的元素，常與其他離子結合存在。MgSO4能夠有效緩解偏頭痛和治療支氣管哮喘，說明S有可能是以硫酸根的形式發(fā)揮治療效果，即Mg與S具有協(xié)同作用。K有助于神經(jīng)傳導功能的正常運行，能夠協(xié)調機體的生理狀態(tài)，還有利于腦部供氧，說明K在緩解偏頭痛方面有可能具有協(xié)同作用[12]，Mg、K、S與祛風止痛的功效息息相關。

表7 川芎茶調散7味組成藥中15種無機元素的相關系數(shù)、含量平均值、貢獻率

3.4 7個祛風止痛藥味中Mg、K、S的差異性分析

在SPSS19.0統(tǒng)計軟件中，選擇單因素方差分析中的Student-Newman-Keuls，比較川芎茶調散7味組成藥中Mg、K的差異。在Student-Newman-Keuls的alpha=0.05的子集中，同一子集間差異沒有統(tǒng)計學意義，不同子集間差異具有統(tǒng)計學意義。K：川芎、細辛、羌活出現(xiàn)相互交叉的現(xiàn)象，無顯著性差異；荊芥、薄荷、白芷之間差異無統(tǒng)計學意義。荊芥、薄荷與防風、細辛、白芷之間的差異有統(tǒng)計學意義，具體含量順序為荊芥>薄荷>防風>川芎>羌活>細辛>白芷。Mg：7味藥之間的差異均無統(tǒng)計學意義，具體含量順序為羌活>薄荷>荊芥>川芎>防風>細辛>白芷；S：具體含量順序為羌活>川芎>細辛>白芷>荊芥>薄荷>防風。結果詳見表8。

表8 Student-Newman-Keulsa分析結果

4 討論

在40份樣品中，雖然5份川芎Cd含量在0.42～0.78 mg/kg之間，1份細辛的Cu含量為21.21 mg/kg，均不符合規(guī)定(Cd≤0.3 mg/kg，Cu≤20 mg/kg)[13]。但由于不同藥味在川芎茶調散中的用量比例不同(川芎16.33%，細辛4.08%)[1]，折合計算得川芎的Cd含量為0.08～0.13 mg/kg，細辛的Cu含量為0.87 mg/kg，符合限量要求。中藥是為中醫(yī)臨床服務的，而成方制劑是中藥在臨床上的最終應用形式。中藥的質量控制需要系統(tǒng)性地看待，不能僅僅停留在單味藥的質量評價上。

川芎茶調散8個組成藥味中15種無機元素圖譜均不相同，特征性強。甘草與其余7味藥的15種無機元素差異明顯，說明可能與自身的藥性功效差異有關。川芎、荊芥、薄荷、羌活、白芷、細辛的相關功效無機元素為Mg、K、S，且不同藥味之間存在差異，很有可能是導致不同藥味在川芎茶調散中的功效既有相似性，又有區(qū)別性的原因。無機元素對于中藥功效發(fā)揮的作用是不可忽視的，需要結合臨床藥效研究進一步闡明川芎茶調散的物質基礎。