ICP-MS法分析不同種質(zhì)荒漠肉蓯蓉礦質(zhì)元素分布特征

郭 猛， 黃 勇*， 陳 欣， 張治峰， 張紅瑞， 周 艷， 李賀敏， 郭玉海

1. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 河南 鄭州 450046

2. 內(nèi)蒙古曼德拉生物科技有限公司， 內(nèi)蒙古 阿拉善盟阿左旗 750300

3. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 北京 100193

引 言

肉蓯蓉以干燥帶鱗葉的肉質(zhì)莖入藥， 具有補(bǔ)腎陽、 益精血、 潤腸通便之功效[1]， 臨床上常用于治療腰膝痿軟、 陽痿、 女子不孕、 腸燥便秘等癥[2]， 在《神農(nóng)本草經(jīng)》中被列為上品。 荒漠肉蓯蓉(CistanchedeserticolaY.C.Ma)是列當(dāng)科肉蓯蓉屬多年生全寄生性草本植物， 2020版《中國藥典》收錄的肉蓯蓉的基源之一[3]， 也為藥食同源試點(diǎn)品種。 荒漠肉蓯蓉營養(yǎng)生長階段在地下進(jìn)行， 生殖生長階段出土， 葉退化成鱗片， 且無葉綠體， 營養(yǎng)全來自于寄主梭梭[4]。 荒漠肉蓯蓉適宜在我國的沙漠、 戈壁地帶生長， 主要分布在我國內(nèi)蒙古、 新疆、 甘肅、 青海、 寧夏等地[2]。 沙漠風(fēng)沙土有機(jī)質(zhì)含量低， 礦質(zhì)元素呈現(xiàn)明顯的富集和淋失特征[5]。

許多微量元素與中藥功效密切相關(guān)， 同時(shí)， Cu、 Zn、 Mo、 Fe、 Mn等元素是植物多種酶的活性離子或與物質(zhì)的合成有關(guān)， 并具有提高植物抗逆性的作用[6-7]。 有研究表明， 中藥材礦質(zhì)元素含量除受產(chǎn)地外， 還受種質(zhì)、 采收時(shí)間及藥用部位等多種因素影響[8-9]， 有關(guān)不同種質(zhì)肉蓯蓉礦質(zhì)元素含量， 已有相關(guān)研究[10]， 但不同種質(zhì)荒漠肉蓯蓉礦質(zhì)元素分布差異尚不清楚。 本研究采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES法)， 測定并分析不同類型荒漠肉蓯蓉礦質(zhì)元素含量、 分布特征及差異， 為荒漠肉蓯蓉種質(zhì)篩選和質(zhì)量控制提供依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與參數(shù)

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(ICP-AES， 美國PE公司Optima 3300 DV型)； 工作參數(shù)： 高頻發(fā)生器功率為1 300 W； 冷卻器流量為15.0 L·min-1； 載氣流量為0.8 L·min-1； 輔助氣流量為0.5 L·min-1； 樣品提升量為1.0 mL·min-1。

1.2 材料和試劑

試驗(yàn)肉蓯蓉樣品采自內(nèi)蒙古曼德拉生物科技有限公司蘇海圖肉蓯蓉種植基地(內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善盟阿拉善左旗)， 所有樣品均經(jīng)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院郭玉海教授鑒定， 為列當(dāng)科植物肉蓯蓉(CistanchedeserticolaY.C.Ma)。 樣品于5月初選擇即將出土的肉蓯蓉單株， 分別采集白花、 紫花、 黃花荒漠肉蓯蓉， 選擇肉蓯蓉長度在30～40 cm， 以保持肉蓯蓉大小一致。 將樣品洗凈后， 分為上部(頂部快速伸長部分)、 中部(肉質(zhì)莖主體)、 下部(吸器部分)三部分。 肉蓯蓉樣品切1 cm厚片， 于60 ℃烘干， 之后將樣品粉碎過60目篩， 備用。

元素標(biāo)準(zhǔn)溶液由國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稀釋配得； 濃硝酸和高氯酸均為優(yōu)級(jí)純； 試驗(yàn)用水為去離子水。

1.3 礦質(zhì)元素提取

稱取樣品1 g(精確至0.000 1 g)于開氏瓶中， 加入濃硝酸、 高氯酸混合液(體積比4∶1)15 mL。 消煮至溶液接近無色時(shí)取下冷卻， 過濾， 定容。 用同樣的方法制備樣品空白。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel2010和DPS7.05軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同種質(zhì)荒漠肉蓯蓉常量元素分布特征

由不同種質(zhì)荒漠肉蓯蓉常量礦質(zhì)元素分布特征(表1)可知， 不同種質(zhì)荒漠肉蓯蓉K、 Ca、 Mg和Na含量差異較大， 黃花類型K、 Ca、 Mg和Na含量低于紫花類型和白花類型， 紫花類型K、 Ca和Mg含量低于白花類型， 但Na含量高于白花類型。 荒漠肉蓯蓉不同部位常量礦質(zhì)元素分布差異明顯， 三種類型荒漠肉蓯蓉Na含量均表現(xiàn)出上部最高， 其次是中部， 下部吸器部分含量最低； Ca和Mg含量上部顯著高于中部和下部， 其中紫花類型上部Ca含量為2 788.52 mg·kg-1， 較紫花類型中部和下部吸器分別高89.12%和17.03%， 差異達(dá)顯著水平； 白花類型上部Mg含量為2 816.87 mg·kg-1， 顯著高于中部和下部， 幅度達(dá)37.53%和223.15%。 不同類型肉蓯蓉K的分布特征不同， 紫花類型上部和下部K含量較高， 顯著高于中部； 白花類型上部和中部含量較高， 下部吸器含量較低； 黃花類型下部吸器含量最高， 中部次之， 上部含量最低。

表1 不同種質(zhì)荒漠肉蓯蓉常量礦質(zhì)元素分布特征

2.2 不同種質(zhì)荒漠肉蓯蓉微量元素分布特征

由表2可知， 荒漠肉蓯蓉中8種微量礦質(zhì)元素的分布特征因種質(zhì)不同而差異較大， 黃花類型8種微量元素含量普遍低于紫花類型和白花類型， 紫花類型Zn、 Cr和Cd含量較高， 白花類型Cu和As含量較高。 三種類型荒漠肉蓯蓉不同部位微量元素的分布存在不同， 三種類型荒漠肉蓯蓉Fe含量均以中部最低， 白花類型和黃花類型下部吸器含量最高， 而紫花類型上部含量最高； Mn含量紫花類型上部最高， 中部最低， 白花類型和黃花類型中部含量最高， 上部含量最低； Zn含量紫花類型和白花類型下部吸器最高， 黃花類型中部最高； Cu含量黃花類型上部、 中部、 下部分別為6.42， 6.31和6.11 mg·kg-1， 差異未達(dá)顯著水平； 紫花類型和白花類型上部含量最高， 中部含量最低。 三種類型荒漠肉蓯蓉Cr分布差異較大， 紫花類型上部含量最高， 白花類型下部吸器含量最高， 而黃花類型為中部含量最高； 三種類型荒漠肉蓯蓉上部和中部Pb均未檢出， 下部Pb含量白花類型顯著高于紫花類型和黃花類型； 三種類型荒漠肉蓯蓉As和Cd含量均較低， 紫花類型As和Cd含量為下部最高， 上部次之， 中部含量最低， 各部位間差異達(dá)顯著水平； 白花類型上部As含量最高， 顯著高于中部和下部， 上部和下部Cd含量顯著高于下部； 黃花類型部位間As含量差異不顯著， 黃花類型上部和中部Cd含量顯著高于下部。

2.3 不同種質(zhì)荒漠肉蓯蓉礦質(zhì)元素比值差異

由表3可知， 三種類型荒漠肉蓯蓉K/Na均以下部吸器最高， 中部次之， 上部最低， 差異均達(dá)顯著水平， 三種類型中黃花類型K/Na最高。 三種類型荒漠肉蓯蓉不同部位Mg/Fe、 Zn/Mn和Cu/Cr差異明顯。 Mg/Fe紫花類型和白花類型中部最高， 上部次之， 下部吸器最低； Mg/Fe黃花類型上部最高， 下部吸器部分最低。 Zn/Mn紫花類型上部、 中部、 下部分別為16.52， 55.45和21.50， 差異達(dá)顯著水平； Zn/Mn白花類型上部和下部分別為21.23和20.01， 兩者差異不顯著， 中部為12.18， 顯著低于上部和下部； Zn/Mn紫花類型中部和下部較高， 顯著高于上部。 三種類型荒漠肉蓯蓉Cu/Cr差異較大， 黃花類型較高， 上部、 中部、 下部分別為2.36， 1.52和1.94， 且顯著高于紫花類型和白花類型； 紫花類型以中部最高， 為0.78， 較上部和下部分別高59.18%和81.40%； 白花類型上部最高， 為1.29， 中部次之， 下部吸器最低， 差異達(dá)顯著水平。

表2 不同種質(zhì)荒漠肉蓯蓉微量礦質(zhì)元素分布特征

表3 不同種質(zhì)荒漠肉蓯蓉礦質(zhì)元素比值

3 結(jié) 論

礦質(zhì)元素與中藥材防治疾病、 醫(yī)療保健等療效的發(fā)揮密切相關(guān)， 如K和Na等礦質(zhì)元素有滲透調(diào)節(jié)作用， 維持細(xì)胞內(nèi)外滲透壓平衡； Fe， Mn， Zn和Cu等是生物體內(nèi)酶和蛋白質(zhì)等的重要組成部分， 具有抗氧化、 抗衰老和免疫調(diào)節(jié)等功能[6, 10-11]。 微量元素與中藥的性味、 歸經(jīng)密切相關(guān)， 不同礦質(zhì)元素比值亦影響中藥藥性[12]。

本研究采用ICP-AES法分析了三種類型荒漠肉蓯蓉12種主要礦質(zhì)元素分布特征和比例， 荒漠肉蓯蓉常量礦質(zhì)元素以K含量最高， 其次是Na， 微量礦質(zhì)元素以Fe含量最高， 其次是Zn； 不同類型荒漠肉蓯蓉礦質(zhì)元素含量存在較大差異， 黃花肉蓯蓉中12中主要礦質(zhì)元素含量普遍低于白花類型和紫花類型； 三種類型荒漠肉蓯蓉K， Ca， Mg， Na和Cu含量均以上部較高， Fe含量下部較高， 其余微量礦質(zhì)元素在不同種質(zhì)肉蓯蓉中的分布特征差異不明顯。

2020版《中國藥典》(一部)規(guī)定， 中藥材Pb含量不得超過5 mg·kg-1， Cd含量不得超過1 mg·kg-1， Cu含量不得超過20 mg·kg-1， As不得超過2 mg·kg-1， 本試驗(yàn)中三種類型荒漠肉蓯蓉Pb、 Cd、 Cu、 As含量均低于藥典規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)， 符合入藥要求。 礦質(zhì)元素影響中藥材生長發(fā)育， 且為中藥材質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)， 因此本研究可為荒漠肉蓯蓉的良種選育和綜合開發(fā)與利用提供參考。