電感耦合等離子體原子發射光譜法對西南金絲梅中的15種元素的形態分析

譚 偉， 熊佳梁， 高斯祺， 李 彬， 范 菁， 楊 敏， 王紅斌*

(1.云南民族大學 民族藥資源化學國家民委-教育部重點實驗室，化學與生物技術學院，云南 昆明 650031;2.云南省大理州農業環境保護監測站，云南大理 671005;3.云南省農業環境保護監測站云南昆明 650034)

西南無柄金絲梅［1-3］Hypericum augustinniiN.Robson系藤黃科金絲桃屬灌木，又稱芒種花、云南連翹，為中國特有種。西南無柄金絲梅具有清熱解毒、利尿、引瘀、消炎等功效，民間用于治療肝炎、感冒、痢疾、淋癥、黃水瘡、跌打等。近年研究發現，中藥療效除了與其有機成分有關外，也與微量元素存在的種類、量和形態有一定的關系［4-5］，根據中藥配位化學學說，微量元素不僅以配合物形式存在于中藥中，而且是以配合物形式在人體內起作用［6-7］。因此，中藥中微量元素形態分析將有利于研究中藥傳統藥理、毒理以及為中藥材質量控制提供科學依據［8］，該領域也逐漸成為現代藥理藥學研究的一項重要課題。本實驗即在此基礎上，通過建立西南金絲梅中15種微量元素的ICP-AES形態分析方法，以期獲得理想結果。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑 ICP-AES(美國利曼Leeman);電子天平;高速離心機;電爐;酸純化計 (Cetac OmnipureTM);pH計 (PHS-3B)。

鈹、銅、鉛、鋅、鐵、鋁、鉻、鎳、硼、硒、錳、鈷、鎘、砷、釩 (1 000 μg/mL)購于天津農藥環境保護檢測中心;高氯酸 (分析純)、硝酸(優級純、已純化)、甲醇 (色譜純);氫氧化鈉(分析純);0.45 μm微孔濾膜過濾;凝膠色譜柱;去離子水。

無柄西南金絲梅 (來自云南文山，經中科院植物所鑒定)，用去離子水清洗，干燥，粗碎后放在干燥器中保存備用。

1.2 儀器工作參數 ICP-AES工作參數:功率1.1 kW;冷卻氣流量18 L/min;輔助氣流量0.2 L/min;同心霧化氣流量300.0 Pa;泵速1.4 mL/min;樣品提升速率1.0 mL/min;積分時間30 s;讀數3次;一次讀數時間20 s，觀察位置自動優化。最佳光源觀測位置:采用Mn線257.610 nm進行最佳光源觀測位置調整。各元素的分析線見表1。

表1 15種元素的分析線Tab.1 Analysis line of 15 elements

1.3 實驗步驟

1.3.1 金絲梅中微量元素總含有量測定 準確稱取試樣金絲梅1.00 g置于100 mL的燒杯中，加已純化的硝酸 (酸純化計純化)10.0 mL，浸泡3 h后加入已純化的硝酸5.0 mL，浸泡過夜，次日加入1.0 mL的高氯酸，在電熱板上緩慢加熱至澄清透明近干，冷卻后轉移至15 mL量瓶，用去離子水稀釋至刻度，同時做樣品空白，待測。

1.3.2 金絲梅中微量元素的提取 準確稱取試樣金絲梅10.00 g置于400 mL的燒杯中，加去離子水100 mL，浸泡40 min，加熱煮沸保持10 min，然后用微火保持微沸30 min，稍冷后用中藥過濾袋濾擰，再用20 mL的去離子水淋洗3遍，得到首煎溶液和殘渣，在殘渣中加入100 mL去離子水重復以上步驟，得到二煎溶液和二煎殘渣，在二煎殘渣中加入100 mL去離子水重復以上步驟，得到三煎溶液和三煎殘渣，合并首煎液、二煎液和三煎液得到總提取液。濃縮定容于100 mL量瓶中。將總提取液高速離心5 min(3 000 r/min)后，將離心液用0.45 μm微孔濾膜過濾，濾液為可溶態;將離心物與濾膜上的殘渣合并為懸浮態，所有懸浮態按1.3.1項消解后測定其含有量。

1.3.3 可溶態中無機元素和有機態的分離 將上述消解液pH調至4.5，通過凝膠色譜柱 (Agilent ZORBAX PSM)，用0.1%氫氧化鈉淋洗至流出液呈中性 (pH計調控)，將流出液置于100 mL量瓶中，定容至刻度，得到可溶無機態。然后用甲醇洗脫柱子，收集洗脫液，水浴揮發除去甲醇，按1.3.1項消解得可溶有機態，定容到15 mL，上ICP測定。

2 結果與討論

2.1 方法的線性及檢出限 配制7個不同質量分數的混合標樣，按1.2項分析方法進行測定。以響應強度y對質量分數x做線性回歸分析，在質量分數0.01～2.5 mg/kg范圍內，線性相關系數r＞0.999 0，檢出限在0.1～5.0 μg/kg，線性方程和檢出限如表2所示。

表2 15種元素的線性及檢出限Tab.2 Linear equation and detection limit of 15 metal elements

2.2 方法的回收率及精密度 以提取金絲梅的無機可溶態為基質，采用標準加入法進行回收實驗，每個樣品在同一添加水平重復5次，15種元素的回收率在88.4%～109.5%，RSD值在0.27%～3.74%，如表3所示。

表3 15種元素的回收率及精密度Tab.3 Recoveries and RSD of 15 metal elements

2.3 金絲酶中微量元素的提取率 水煎劑中微量元素的量才是實際服入的量［9］，用總提取率來表示，因此測定水煎液中微量元素的總提取率才能正確地對中藥中微量元素進行評價［10-11］。從表4可知，15種微量元素的總提取率在15.49% ～84.78%之間，其中 As的總提取率最高，為84.78%，Be的總提取率最低，為15.49%。As、Zn、B、Cr、Ni、Pb的提取率相對較高，都大于60%，可能是它們在金絲梅中的結合比較松散簡單，一旦被加熱就會被破壞而溶出。Be、Al、Cu、Fe的總提取率都相對較低，可能是它們在金絲梅中的結合比較復雜緊密，所受的吸附較強而不容易被提取［12］。

表4 15種元素的分析參數Tab.4 Parameter of speciation analysis of 15 metal elements

2.4 金絲梅中微量元素的形態分析 由表5可以看出，各元素在金絲梅原藥中的含有量有很大的差別。其中含有量最高的元素是Al為178.131 μg/g，最低的元素是Se僅為0.504 μg/g，相差了353倍。金絲酶中元素含有量由高到低的順序是Al、Fe、Zn、Cr、Pb、B、Mn、Cu、Cd、As、Be、Ni、Co、V、Se。

表5 15種元素的測定結果 (n=3)Tab.5 Determination results of 15 metal elements in common alstonia leaf(n=3)

食品中金屬元素的毒性與其化學形態密切相關，一般有機態的毒性比無機金屬低［6］。中藥的有效化學成分是配位化合物，由有機成分與微量元素組合形成［10］。從表5的形態分析結果可以看出，金絲梅的水煎液可溶態中大多數的微量元素的有機態高于無機態。15種微量元素懸浮態顆粒吸附率在0.29%～36.52%之間，假膠體分散體系主要是由懸浮態形成的，這部分人也可以服用。

3 結論

本實驗采用ICP-AES對西南金絲梅中的Al、Fe、Zn、Cr、Pb、B、Mn、Cu、Cd、As、Be、Ni、Co、V、Se元素量及形態作了初步分析，測定方法快速、簡便、準確、靈敏度高，測定結果較為準確。大量研究表明［13-14］，中藥藥效與微量元素的量及存在形態有密切關系，西南金絲梅所含成分復雜多樣，在水煎液的有效成分中，既有可能存在原有配合物，但也不能排除新的配位化合物的生成，但對于存在無機元素及其形態分析的意義重大。本實驗的研究工作，將有助于西南金絲梅的藥效研究。

［1］吳慶立.中國金絲桃屬藥用植物化學成分研究及廣義藤黃科化學分類學探討［D］.北京:中國協和醫科大學，1997.

［2］中國科學院植物研究所.中國高等植物圖鑒:第二冊［M］.北京:科學出版社，1972.

［3］中國科學院中國植物志編委會.中國植物志:第五十卷第二分冊［M］.北京:科學出版社，1990.

［4］殷晶玉，艾廣萍，于 浩，等.ICP-AES法測定中藥材穿心蓮中的 6種元素［J］.陜西中藥，2010，31(1):98-100.

［5］龐志功，汪寶琪，曹治權，等.中藥中微量元素存在狀態與活性關系的探討［J］.西北藥學雜志，1994，9(5):233-235.

［6］李書蘭，駱雪芳，馬 丹，等.中藥中微量元素形態分析方法的研究概況［J］.藥學進展，2006，30(2):49-55.

［7］朱旭祥，茅涵斌.中藥研究前沿—中藥配位化學［J］.中草藥，1997，28(6):373-375.

［8］陳 浩，梁 沛，胡 斌，等.電感耦合等離子體原子發射光譜/質譜法在中藥微量元素及形態分析中的應用［J］.光譜學與光譜分析，2002，22(6):1019-1024.

［9］陳 清，盧國呈.微量元素與健康［M］.北京:中國大學出版社，1995.

［10］高 何，陶 銳.茶葉中有害元素As、Ba、Cd、Pb的衛生學研究［J］.中國食品衛生雜志，2001，22(1):12-14.

［11］葉艷青，吳 娜，楊麗娟，等.用火焰原子吸收光譜法對傣藥燈臺葉中八種金屬元素進行形態分析［J］.光譜學與光譜分析，2009，29(12):3416-3419.

［12］沈曉芳，張 勇，楊 成，等.黃芪中微量元素的形態分析［J］.分析化學研究簡報，2006，34(3):396-398.

［13］龔太平.傳統中醫抗衰老中藥的微量元素分析［J］.微量元素與健康研究，2002，19(3):32-33.

［14］胡 霞，吳西平，陳遠道，等.茯苓中錳、鎂、鉛元素的形態分析［J］.湖南文理學院學報:自然科學版，2006，18(4):42-44.