礦物藥青礞石、煅青礞石無機元素的ICP-MS分析Δ

劉圣金，吳德康，林瑞超，劉訓紅，胡秋萍，孔慶友

（1.南京中醫藥大學，南京市 210046；2.中國藥品生物制品檢定所，北京市 100050；3.南京大學，南京市 210093）

礦物藥青礞石、煅青礞石無機元素的ICP-MS分析Δ

劉圣金1＊，吳德康1#，林瑞超2，劉訓紅1，胡秋萍1，孔慶友3

（1.南京中醫藥大學，南京市 210046；2.中國藥品生物制品檢定所，北京市 100050；3.南京大學，南京市 210093）

目的：測定青礞石及其煅制品中無機元素的含量。方法：采用電感耦合等離子體-質譜法分析青礞石與煅青礞石中的無機元素，用SPSS16.0統計軟件對數據進行主成分和相關性分析。結果：檢測了青礞石、煅青礞石中的25種元素，其中Si、Fe、Mg、Al、Ca、K、Na 7種元素為兩者的主要成分，累積貢獻率分別達到90.700%和100.000%。Ti的平均含量也較高，分別達到6.3562mg·g-1和5.5546mg·g-1。部分元素間顯示出一定的相關性。煅青礞石的無機元素含量大多較青礞石的含量低。結論：本試驗結果可為青礞石藥材的有效性、安全性評價及質量標準制定提供科學的參考依據。

礦物藥；青礞石；煅青礞石；無機元素；電感耦合等離子體-質譜法

青礞石（Chloriti lapis）為臨床常用礦物藥，應用歷史悠久，系變質鹽類黑云母片巖或綠泥石化云母碳酸鹽片巖[1]。始載于《嘉本草》。性平，味甘、咸。具墜痰下氣、平肝鎮驚之功效，用于治療頑痰膠結、咳逆喘急、癲癇發狂、煩躁胸悶、驚風抽搐[2]。現行版《中國藥典》收載含青礞石的成方制劑有兒童清肺丸、貝羚膠囊與竹瀝達痰丸，所用青礞石均為煅制品。目前市場商品多為青礞石生品，煅制品商品極少。近年來，中藥材中微量元素與其療效的關系日益受到關注，其所含元素的種類及含量是中藥質量評價的非常重要的基礎數據[3]。礦物藥作為中藥的一個重要組成部分，其安全性已引起現代社會的重視，對其中的元素分析包括重金屬及有害元素的分析顯得尤為重要。本文采用電感耦合等離子體-質譜（ICP-MS）法對不同產地的商品青礞石、煅青礞石中的無機元素進行分析比較，為青礞石、煅青礞石的有效性、安全性評價及質量標準制定提供科學的參考依據。

1 儀器與試藥

OptimaTM2100DV ICP-MS儀（美國Perkin Elmer公司）；ETHOS型微波消解系統（意大利Milestone公司）；DF110型電子分析天平（常熟衡器工業公司）；DHG-9023A型電熱恒溫鼓風干燥箱（蘇州江東精密儀器有限公司）。

含有鋁（Al）、砷（As）、鋇（Ba）、鈹（Be）、鉍（Bi）、鎘（Cd）、鈷（Co）、鉻（Cr）、銅（Cu）、鐵（Fe）、鎂（Mg）、錳（Mn）、鎳（Ni）、銻（Sb）、錫（Sn）、鈦（Ti）、釩（V）、鋅（Zn）、鋯（Zr）的多元素標準品溶液（100μg·g-1，國家有色金屬及電子材料分析測試中心，GSB 04-1766-2004）；Fe（GSB 04-1726-2004）、Al（GSB 04-1713-2004）、Mg（GSB 04-1735-2004）、鈣（Ca，GSB 04-1720-2004）、鉀（K，GSB 04-1751-2004）、鍶（Sr，GSB 04-1754-2004）、汞（Hg，GSB 04-1729-2004）、鉛（Pb，GSB 04-1742-2004）的單元素標準品溶液（1000mg·L-1，國家有色金屬及電子材料分析測試中心）；工業高純氬氣（上海比歐西氣體工業有限公司）；70%HNO3、36%HCl為優級純，HF、硼酸為分析純，水為雙重蒸餾水。

所有的青礞石、煅青礞石供試品均為實地收集或由相關單位提供，經南京大學地質專家孔慶友教授鑒定為黑云母片巖或綠泥石化云母碳酸鹽片巖，留樣保存于南京中醫藥大學中藥鑒定教研室。青礞石供試品來源見表1。

表1 青礞石供試品來源Tab1 Sample sources of C.lapis

2 試驗方法

2.1 消解液體系的優化

青礞石作為礦物藥，相對于植物藥較難消解，故本試驗選擇不同的消解液進行消解液體系的優化，根據消解液有無殘渣和是否澄清作為消解優化的指標。最終確定加入濃HNO33mL、濃HCl 6mL、HF 2mL、硼酸0.2g的消解液為最優體系。

2.2 標準曲線的制備

根據供試品中待測元素的水平配制對照品溶液。依次測定25種無機元素的系列濃度對照品溶液，以對照品濃度（c，μg·mL-1）為橫坐標，對照品峰強（I）為縱坐標，制備標準曲線，得各元素對照品的回歸方程和相關系數（r），結果見表2。

2.2.1 多元素對照品溶液的配制 精密吸取多元素標準品溶液0、0.25、0.5、0.75、1.0mL，準確加入HNO31.8mL，用去離子水定容至 10mL，分別配制成含 As、Ba、Be、Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Sn、Ti、V、Zn、Zr等元素濃度均為0、2.5、5、7.5、10μg·mL-1的混合對照品溶液。

2.2.2 P、Hg對照品溶液的配制 精密吸取P標準品溶液0、0.025、0.05、0.075、0.1mL與 Hg標準品溶液（稀釋為2μg·mL-1）0、0.25、0.5、0.75、1mL，準確加入HNO30.9mL，用去離子水定容至5mL，配制成含P濃度為0、5、10、15、2.0μg·mL-1與含Hg濃度為0、0.1、0.2、0.3、0.4μg·mL-1的混合對照品溶液。

2.2.3 Pb、Sr對照品溶液的配制 分別精密吸取Pb、Sr標準品溶液（稀釋為100μg·mL-1）0、0.05、0.1、0.15、0.2mL，準確加入HNO30.9mL，用去離子水定容至5mL，配制成含Pb、Sr濃度均為0、1、2、3、4μg·mL-1的混合對照品溶液。

2.2.4 Fe、Mg、Al、Ca、K、Na對照品溶液的配制 分別精密吸取Fe、Mg、Al、Ca、K、Na單元素標準品溶液0、0.1、0.2、0.35、0.5mL，準確加入HNO30.18mL，用去離子水定容至10mL，配制成含Fe、Mg、Al、Ca、K、Na為0、10、20、35、50μg·mL-1系列濃度的混合對照品溶液。

表2 25種無機元素的標準曲線Tab2 Calibration curves of 25inorganic elements

2.2.5 Si對照品溶液的配制 分別精密吸取Si單元素標準品溶液0、0.25、0.5、0.75、1mL，準確加入HNO30.18mL，用去離子水定容至10mL，配制成含Si為0、25、50、75、100μg·mL-1系列濃度的對照品溶液。

2.3 供試品溶液的制備

精密稱取供試品粉末（過200目篩）0.15g，放入100mL聚四氟乙烯消解罐中，精確加入濃HNO33mL、濃HCl 6mL、HF 2mL、硼酸0.2g，置于通風櫥中靜置15min，待反應不劇烈后加蓋密封，裝入微波消解儀中，按設定的消解程序（0～10min升溫至220℃；10～30min恒定在220℃）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，轉移至50mL容量瓶中，用去離子水定容，即為供試品溶液1。由于青礞石供試品中Si、Fe、Mg、Al、Ca、K、Na等元素含量在常量范圍遠大于單元素標準品溶液，故將供試品溶液1稀釋10倍后作為供試品溶液2，用于Si、Fe、Mg、Al、Ca、K、Na 7種元素的測定。

2.4 測定條件與樣品測定

ICP-MS工作參數為功率：1300W；冷卻氣流量：1.5L·min-1；載氣流速：0.8L·min-1；輔助氣流量：0.2L·min-1；樣品提升量：1.5mL·min-1。測量條件為積分時間：10s；延遲時間：1s；重復次數：1；測量方式：標準曲線法；讀數方式：峰強。

取各供試品溶液，依上述條件上機測定。

3 結果

3.1 青礞石中的元素含量分析

青礞石藥材中的元素分析結果見圖1。圖1顯示，青礞石藥材中，除了Si元素（均值達到260.8mg·g-1）外，Fe、Na、K、Al、Mg、Ca等元素的含量亦較高，均值依次為75.0、39.8、37.5、32.0、25.3、14.4mg·g-1；Sn、Co、Ni、Ba、Be、V、Zr、Sr等元素的均值較低（＜1.0000mg·g-1），尤其是Sn更低（均值為0.0324mg·g-1）；P、Mn、Ti均值相對較高（＞1mg·g-1），其中Ti均值達6.3562mg·g-1。

Hg、Pb、Cd、Cr、Cu、As等重金屬及有害元素分析顯示，Pb與As在供試品中均有檢出，但有3個供試品As含量較高（＞1.0000mg·g-1），最高值為4.5167mg·g-1；Cr的最高值為2.0860mg·g-1，Hg的最高值為1.0007mg·g-1，Cd的最高值為0.1300mg·g-1，Cu的最高值為0.0850mg·g-1。

S2供試品Na、K、Ca含量較其他供試品高，差異較大。S15供試品Si和Fe、S1供試品Fe、S3供試品Ca含量相對其他供試品較高。

3.2 煅青礞石中的元素含量分析

煅青礞石元素分析結果見圖2。圖2顯示，鍛青礞石中，除了Si元素（均值達到191.0mg·g-1）外，Fe、K、Na、Al、Mg、Ca等元素的含量亦較高，均值依次為69.6、42.1、24.9、21.5、17.9、6.0mg·g-1。Sn、Zn、Co、Ni、Ba、Be、Mn、V、Z r、Sr等元素的均值較低（＜1.0000mg·g-1），尤其是Sn更低（均值為0.0324mg·g-1）；P、Ti均值相對較高（＞1.0000mg·g-1），其中Ti均值達5.5546mg·g-1。

Hg、Pb、Cd、Cr、Cu、As等重金屬及有害元素分析顯示，Pb、Cd、As在供試品中均有檢出，As含量最高值為0.9983mg·g-1，Cr的最高值為0.2267mg·g-1，Hg的最高值為1.2080mg·g-1；Cd最高值為0.0767mg·g-1，Cu的最高值為0.2480mg·g-1。

3.3 主成分分析

3.3.1 原始數據標準化處理 選擇青礞石、煅青礞石中共有的22種無機元素進行分析，應用SPSS 16.0統計軟件中的主成分分析程序對原始數據進行標準化處理。

3.3.2 主成分篩選及貢獻率 主成分的特征值及貢獻率是選擇主成分的依據，青礞石、煅青礞石主成分分析初始解釋原有變量的總體描述情況見表3。從表3中可知，青礞石前7個主成分（Si、Fe、Mg、Al、Ca、K、Na）的累積貢獻率達90.700%；煅青礞石前7個主成分（Si、Fe、Mg、Al、Ca、K、Na）的累積貢獻率達100.000%，它們代表了青礞石、煅青礞石中無機元素的基本信息。

表3 青礞石、煅青礞石主成分特征值和貢獻率（總方差解釋）Tab3 Characteristic value and contribution rate of main constituents in C.lapis and processed one（total variance exp lanation）

3.4 青礞石、煅青礞石元素比較分析

為了便于比較分析，取25種元素含量的平均值。由于常量元素含量較高，與其他元素相差較大，故將青礞石、煅青礞石常量元素含量縮小10倍，其他元素（除Ti元素外）擴大10倍。元素比較分析對比見圖3。結果顯示，煅青礞石常量元素中除K含量較生品稍高外，其他含量均小于生品；重金屬及有害元素除Cu外，其他含量均小于生品，其中生品As的平均含量為0.821mg·g-1，煅品為0.344mg·g-1；微量及痕量元素除Zr含量較生品稍高外（煅品為0.109mg·g-1，生品為0.095mg·g-1），其他均含量均小于生品。

3.5 青礞石、煅青礞石中元素含量間的相關性分析

3.5.1 對青礞石藥材中元素含量間的相關性進行分析 結果顯示，青礞石藥材中13對元素（Fe-Hg、Mg-Ba、Ca-Cd、Ca-Co、K-Na、K-Ni、Na-Ni、Cd-Co、Cd-Mn、Cr-Mn、Cr-Be、Co-Ba、Mn-Be）呈顯著正相關（P＜0.01）；17對元素（Si-Cr、Si-Be、Fe-V、Mg-Al、Mg-P、Ca-Ni、Ca-Ba、Cd-Cr、Cd-Ba、Cr-Ni、Cu-Sn、Sn-Co、Sn-Ba、Ni-Mn、Mn-V、V-Be）呈正相關（P＜0.05）；1對元素（Si-P）呈負相關（P＜0.05）。正相關表明青礞石在礦物形成中這些元素對能夠促進相互間的富集，而負相關則表明這些元素對在青礞石礦物形成過程中能夠相互抑制對方的富集。

3.5.2 對煅青礞石中元素含量間的相關性進行分析 結果顯示，煅青礞石中43對元素（Si-Sr、Fe-Ca、Fe-Cu、Fe-P、Fe-Co、Fe-Ni、Fe-Mn、Fe-V、Fe-Be、Mg-Al、Mg-Hg、Mg-P、Mg-Ni、Ca-Hg、Ca-P、Ca-Co、Ca-Ni、Ca-Mn、Ca-V、Na-As、Hg-Cr、Hg-P、Hg-Ni、Hg-V、Cr-Ni、Cr-V、Cu-Co、P-Co、P-Ni、P-Mn、Co-Ni、Co-Mn、Co-V、Co-Be、Ni-Mn、Ni-V、Ni-B、Ni-Ti、Ba-Zr、Ba-Sr、Mn-V、Mn-Be、Mn-Ti）呈顯著正相關（P＜0.01）；26對元素（Si-Pb、Si-Cr、Si-V、Fe-Hg、Fe-Pb、Fe-Ti、Mg-Ca、Mg-Pb、Ca-Cr、Ca-Be、Hg-Co、Hg-Mn、Hg-Be、Cd-Sn、Cr-P、Cr-Mn、Cr-Ti、Cu-Mn、Cu-Be、P-V、P-Be、P-Ti、Co-Ti、V-Be、V-Ti、Zr-Sr）呈正相關（P＜0.05）；3對元素（Si-K、K-Pb、K-Cr）呈顯著負相關（P＜0.01）；3對元素（Ca-K、K-Mn、K-V）呈負相關（P＜0.05）。其中與10種以上元素有相關性的元素有Ca、P、V、Ni、Mn、Hg。

4 討論

礦物在富集形成過程中除主要元素外，常常還有較多伴生元素。本試驗可以看出，青礞石中的主要元素有Si、Fe、Mg、Al、Ca、K、Na等7種，另外還含有18種伴生元素（包括重金屬及有害元素、痕量及微量元素）。初步分析表明，不同產地的青礞石中部分元素相差較大，可能與該變質巖形成過程及地域礦物組成有很大關系。值得注意的是，除了主元素以外，Ti的含量較高，平均含量達到6.3562mg·g-1。Ti也是人體不可缺少的微量元素，對于青礞石中較高含量的Ti對其適應證有無相關作用，尚需從藥效、藥理等方面進一步研究，這樣的探索也是很有意義的。

煅青礞石的元素含量總體較青礞石低，重金屬和有害元素也多有不同程度的下降。目前青礞石的煅制方法沒有統一的標準，有明煅、加火硝煅等多種方法。至于通過哪種方法煅制，既能降低有害物質含量，又不影響療效或者可以增強療效，需要通過結合藥效、藥理、毒理、元素間相關性等方面進行具體的研究，篩選出較為科學的煅制工藝。

青礞石、煅青礞石許多元素間存在一定的相關性（正相關或負相關），主要是正相關，這與礦物形成過程中相關元素的共同富集是息息相關的。這對研究其作用機制有一定的啟示，是否可以從元素間的相關性及其之間相互的比例關系來探討其作用機制，有待進一步研究。

[1] 國家藥典委員會編.中華人民共和國藥典（一部）[S].2010年版.北京：中國醫藥科技出版社，2010：184.

[2] 國家中醫藥管理局《中華本草》編委會編.中華本草[M].上海：上海科學技術出版社，1999：294.

[3] 吳擁軍，劉 潔，吳予明，等.中藥巴戟天多糖的測定及其微量元素分析[J].光譜學與光譜分析，2005，25（12）：2076.

ICP-MS Analysis of Inorganic Elements of Mineral MedicineChloriti lapisand Processed One

LIU Sheng-jin，WU De-kang，LIU Xun-hong，HU Qiu-ping
（Nanjing University of Traditional Chinese Medicine，Nanjing 210046，China）
LIN Rui-chao
（National Institute for Pharmaceutical and Biological Products Control，Beijing 100050，China）
KONG Qing-you
（Nanjing University，Nanjing 210093，China）

OBJECTIVE：To determine the contents of the inorganic elements inChloriti lapisand processed one.METHODS：The inorganic elements ofC.lapisand processed one were analyzed by inductively coupled plasma-mass spectrography（ICP-MS）.Main components and correlation were analyzed using SPSS16.0software.RESULTS：25inorganic elements were determined.Main components were Si，Fe，Mg，Al，Ca，K，Na and cumulative rate reached at 90.700%and 100.000%.Average content of Ti was relatively high and reached 6.3562mg·g-1and 5.5546mg·g-1.And there were correlations among some inorganic elements.The content of inorganic elements in processedC.lapiswas lower than that ofC.Lapis.CONCLUSION：The study provides a scientific reference for effectiveness and safety evaluation and the formulation of quality standard ofC.Lapis.

Mineral medicine；Chloriti lapis；ProcessedChloriti lapis；Inorganic elements；ICP-MS

R282.76；R931.76

A

1001-0408（2011）19-1777-04

Δ“十一五”國家科技支撐計劃項目子課題（2006BAI55B02-13）；江蘇省普通高校研究生科研創新計劃項目（CX09B-282Z）；江蘇省老中醫藥專家師承項目（2009）

＊講師，博士研究生。研究方向：中藥鑒定、品質評價及質量標準。電話：025-85811511。E-mail：13770653305@139.com

#通訊作者：教授。研究方向：中藥鑒定、品質評價及質量標準。電話：025-85811511。E-mail：wudekang2008@126.com

2010-06-11

2010-08-29）