牛蒡子中14種無機(jī)元素分析與相關(guān)性研究

唐艷梅，段姚俊，李飛

（1.云南經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院 醫(yī)學(xué)院，云南昆明 650106；2.云南同創(chuàng)檢測(cè)技術(shù)股份有限公司，云南昆明 650100；3.昆明醫(yī)科大學(xué)，云南昆明 650504）

牛蒡子又名大力子、牛子、惡食，為菊科牛蒡?qū)賰赡晟荼局参锱］虻母稍锕麑?shí)，具有疏散風(fēng)熱、宣肺透疹、解毒利咽等功效[1]。牛蒡子的活性成分牛蒡子苷元具有抗炎、增強(qiáng)免疫力、抵御病毒、抗白血病、抑制腫瘤細(xì)胞活性和調(diào)節(jié)血糖等作用[2-3]。

目前，國內(nèi)外對(duì)牛蒡子的主要有機(jī)化學(xué)成分已有詳細(xì)研究報(bào)道[4]，但對(duì)其無機(jī)元素含量的報(bào)道很少。無機(jī)微量元素與人的生存和健康息息相關(guān)[5]。缺乏微量元素會(huì)使許多酶失去或減弱作用，引起蛋白質(zhì)、激素、維生素的合成與代謝障礙，對(duì)人體的新陳代謝等一系列重要的生命現(xiàn)象產(chǎn)生嚴(yán)重影響[6]，微量元素與牛蒡子清熱解毒、消腫散淤功效有一定的關(guān)系。有研究表明，藥材中所含無機(jī)元素也是其發(fā)揮治療作用的一個(gè)重要因素[7]，牛蒡子的多重藥理作用也暗含著其有效成分的復(fù)雜性，其無機(jī)元素的含量及作用有待于進(jìn)一步闡明。電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）技術(shù)成為微量及痕量元素的較佳選擇[8-10]。

本實(shí)驗(yàn)采用微波消解法，用ICP-MS檢測(cè)無機(jī)元素的含量，再采用SPSS統(tǒng)計(jì)分析，研究其無機(jī)元素相關(guān)性，以期揭示牛蒡子中無機(jī)元素的含量與藥性相關(guān)性，為牛蒡子植物資源的合理開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

樣品：牛蒡子樣品（市場(chǎng)購買），產(chǎn)地分別為甘肅1、甘肅2、河北、湖北、遼寧以及吉林，經(jīng)云南經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院醫(yī)學(xué)院趙紫偉老師檢定為牛蒡子。

試劑：鋰（Li）、硼（B）、鋁（Al）、鎂（Mg）、鈦（Ti）、釩（V）、鉻（Cr）、錳（Mn）、鐵（Fe）、鈷（Co）、鋅（Zn）、硒（Se）、銅（Cu）以及鎘（Cd）元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 μg/mL），國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心；ICP-MS調(diào)諧液及內(nèi)標(biāo)液，美國Agilent公司；硝酸（≥69.0%），美國Sigma Fluka公司；過氧化氫（質(zhì)量分?jǐn)?shù)約30%），國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；水為《分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法》（GB/T 6682—2008）規(guī)定的一級(jí)水。

儀器：7700x型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，美國Agilent公司；安東帕3000微波消解儀，奧地利安東帕公司；Millipore-QA10超純水儀，美國Millipore公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品制備

將牛蒡子用自來水洗去表面的雜質(zhì)，再用超純水洗凈，陰干48 h，然后在60 ℃下烘干，恒重后取出冷卻，用粉碎機(jī)粉碎，過100目篩，裝入干凈的棕色玻璃瓶中，待測(cè)。

準(zhǔn)確稱取粉碎的樣品0.5 g，硝酸-雙氧水系統(tǒng)微波消解處理，條件見表1，同法制備空白對(duì)照溶液。

表1 微波消解程序

1.2.2 儀器測(cè)定參數(shù)

按照ICP-MS儀器的操作規(guī)程，調(diào)整儀器至最佳工作狀態(tài)。分析采用在線加入內(nèi)標(biāo)校正定量分析方法測(cè)定，選擇72Ge、103Rh、185Re分別作為輕質(zhì)量、中質(zhì)量和重質(zhì)量元素的內(nèi)標(biāo)。所測(cè)14個(gè)元素的質(zhì)量數(shù)和積分時(shí)間見表2。

表2 14個(gè)元素測(cè)定質(zhì)量數(shù)、積分時(shí)間

按以上分析條件依次做樣品分析和方法驗(yàn)證。

1.2.3 工作曲線繪制

配制鋰、硼、鋁、鎂、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鋅、硒、銅和鎘元素的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，得到系列標(biāo)準(zhǔn)工作曲線；測(cè)定空白溶液10次，其標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍和10倍作為方法的檢出限和定量限。

1.2.4 精密度和準(zhǔn)確度測(cè)定

分別將牛蒡粉末樣品按以上方法進(jìn)行了6次平行測(cè)定；再分別加入低、中、高3個(gè)梯度濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照樣品處理過程進(jìn)行處理、測(cè)定，并計(jì)算回收率。

1.2.5 樣品檢測(cè)

同時(shí)測(cè)定了市售6個(gè)不同產(chǎn)地牛蒡子樣品中14種元素的含量，每個(gè)樣品平行測(cè)定2次。

1.2.6 相關(guān)性分析

采用SPSS 22.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，P＜0.05表示有相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 工作曲線和檢出限

工作曲線和檢出限結(jié)果見表3。

表3 14種元素的線性范圍、回歸方程、相關(guān)系數(shù)和方法檢測(cè)限

2.1.2 精密度和準(zhǔn)確度

分別將牛蒡粉末樣品進(jìn)行了6次平行測(cè)定，14種元素的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）見表4，均滿足測(cè)定要求。

表4 14種元素檢測(cè)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

為了考察方法的準(zhǔn)確性，結(jié)合樣品特性，采用樣品加標(biāo)回收率對(duì)方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。分別加入低、中、高3個(gè)梯度濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照樣品處理過程進(jìn)行處理、測(cè)定，并計(jì)算回收率，結(jié)果表明，14個(gè)元素的加標(biāo)回收率為85.2%～108.3%，見表5。

表5 加標(biāo)回收率結(jié)果

續(xù)表5

2.1.3 市售牛蒡子樣品測(cè)定

為了驗(yàn)證方法的適用性，同時(shí)測(cè)定了市售6個(gè)不同產(chǎn)地牛蒡子樣品中14種元素的含量，每個(gè)樣品平行測(cè)定2次，結(jié)果及含量見表6。

表6 6個(gè)不同產(chǎn)地牛蒡子14種元素測(cè)定結(jié)果（單位：mg/kg）

2.2 分析

2.2.1 樣品中無機(jī)元素成分與藥性分析

由表7可以看出，牛蒡子中無機(jī)元素含量高低依次為鋁、鐵、鋅、錳、銅、硼和鎂，也含有微量鈷和硒。微量元素鐵、鋅、銅、錳等均與酶的活性有關(guān)，具有促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育、提高免疫能力的功效[6]；常量元素鎂是人體內(nèi)必需元素，可激活心肌腺苷酸環(huán)化酶，促進(jìn)心肌細(xì)胞代謝，擴(kuò)展血管，減輕心臟負(fù)荷，從而達(dá)到抗心血管疾病的作用；鐵、鋅均與酶的活性有關(guān)，具有促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育，提高免疫能力的功效，鋅有抗炎作用，消化性胃潰瘍、胃炎等疾病的發(fā)生與鋅、硒等多種微量元素密切相關(guān)；而且鋅能通過激活血管緊張素轉(zhuǎn)換酶活性部位，從而參與血壓調(diào)節(jié)[11-13]。

表7 6個(gè)不同產(chǎn)地牛蒡子14種元素相關(guān)性分析

續(xù)表7

樣品中鋁含量高，而且是以甘肅和湖北地區(qū)明顯異常高于其他產(chǎn)地，不排除人為摻加明礬的可能性，提示相關(guān)部門有必要對(duì)藥材加強(qiáng)監(jiān)管和控制。

2.2.2 牛蒡子的銅/鋅比值

銅/鋅比值降低是冠心病發(fā)生發(fā)展的危險(xiǎn)因素，而且還與癌癥發(fā)生率有一定相關(guān)性[15]，而血中銅/鋅比值升高，超氧化物歧化酶（SOD）活性呈上升趨勢(shì)，同時(shí)血中丙二醛（MDA）含量下降到較低水平[14]，有利于人體健康。

牛蒡子中鐵、鋅含量豐富，與其清熱解毒、消腫散淤相關(guān)聯(lián)，還含有多種有益健康元素，揭示其豐富的藥理性。通過比較可知，牛蒡子的平均銅/鋅比值為0.29，提示進(jìn)一步研究藥材的銅/鋅比值與藥材心血管作用之間是否具有確切的關(guān)系，也有一定的必要性和可行性。

2.2.3 無機(jī)元素相關(guān)性分析

采用SPSS 22.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如表6所示。除鋰、硼、銅、鋅與其他元素幾乎無相關(guān)性外，鎂、鋁、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、硒及鎘10種元素相互之間有一定相關(guān)，表明某種元素含量升高或降低時(shí)其他元素的含量也會(huì)相應(yīng)升高或降低，一定程度上有助于有害元素的控制。

3 結(jié)論

樣品微波消解后，用電感耦合等離子體質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定6個(gè)不同產(chǎn)地牛蒡子中14種無機(jī)元素，用SPSS 22.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行主要無機(jī)元素相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)牛蒡子中鋁、鐵、鋅、錳、銅、硼及鎂7種無機(jī)元素的含量較高；鎂、鋁、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、硒及鎘10種元素相關(guān)性高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明可從無機(jī)元素角度探討牛蒡子的藥理效應(yīng)，為其臨床用藥提供依據(jù)；對(duì)牛蒡子中部分無機(jī)元素的含量加以監(jiān)管控制，保證其品質(zhì)和安全性。