中草藥秦艽中微量元素的研究進(jìn)展

李新愛(ài)等

摘要

隨著“元素醫(yī)學(xué)”的興起和生物無(wú)機(jī)化學(xué)的發(fā)展，中藥材中無(wú)機(jī)成分尤其是微量元素的研究越來(lái)越受到人們的重視，秦艽中的微量元素含量也越來(lái)越受到關(guān)注。在此歸納總結(jié)了秦艽藥材中微量元素的種類(lèi)、含量及分析測(cè)試方法等方面的研究進(jìn)展，并提出當(dāng)前存在的問(wèn)題及今后的研究方向，為后續(xù)的進(jìn)一步研究及應(yīng)用提供必要的參考。

關(guān)鍵詞秦艽；微量元素；研究進(jìn)展

中圖分類(lèi)號(hào)S567文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）36-12883-02

秦艽（Radix Gentianae Macrophyllae），龍膽科龍膽屬多年生草本植物，是我國(guó)重要的傳統(tǒng)中藥材之一，具有祛風(fēng)濕、止痹痛、退虛熱的功效，主治風(fēng)濕痹痛、中風(fēng)半身不遂、筋脈拘攣、骨節(jié)酸痛、濕熱黃疸、骨蒸潮熱和小兒疳積發(fā)熱等癥?！吨腥A人民共和國(guó)藥典》收錄的有秦艽（Gentiana macrophylla Pall.）、麻花秦艽（G. straminea Maxim.）、粗莖秦艽（G. crassicaulis Duthie ex Burk.）和小秦艽 （G. dahurica Fisch.）4種[1]。近年來(lái)，隨著“元素醫(yī)學(xué)”的興起和生物無(wú)機(jī)化學(xué)的發(fā)展，中藥材中無(wú)機(jī)成分尤其是微量元素的研究越來(lái)越受到人們的重視，對(duì)于秦艽中微量元素的研究取得了較大進(jìn)展，筆者現(xiàn)將其微量元素的種類(lèi)、含量及分析手段等方面的研究現(xiàn)狀綜述如下。

1 秦艽中微量元素種類(lèi)及含量的研究

微量元素是人體內(nèi)含量少于0.01%的元素，這些元素雖然含量極低，但在人體的生命過(guò)程中起著特別重要的生物學(xué)作用[2]。已被確認(rèn)的與人體健康和生命有關(guān)的必需微量元素有18種，即鐵、銅、鋅、鈷、錳、鉻、硒、碘、鎳、氟、鉬、釩、錫、硅、鍶、硼、銣、砷等。中藥材中所含微量元素是維持人體新陳代謝的重要元素，并通過(guò)絡(luò)合、螯合間接起到解毒作用，從而達(dá)到治病的目的。國(guó)內(nèi)對(duì)藥用植物中微量元素的研究起步較慢，多集中在具有一定治療作用的中藥品種上，如人參、西洋參、三七等傳統(tǒng)中藥材中，對(duì)中藥秦艽中微量元素含量的研究較少。近些年，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)秦艽中微量元素含量進(jìn)行了大量的分析測(cè)定，發(fā)現(xiàn)秦艽中富含銅、鋅、 鐵、錳、鎳、鈷、鉻、釩、鈣、鎂、鉀、鈉、鎘、鉛、鈦、錫等多種微量元素，但不同產(chǎn)地、不同種類(lèi)以及不同藥用部位中含量各有差異[3-5]。

1.1不同種類(lèi)對(duì)秦艽微量元素含量的影響

秦艽、麻花秦艽、粗莖秦艽和小秦艽中微量元素的含量存在較大差異。曹曉燕等分析了秦艽、麻花秦艽、粗莖秦艽和小秦艽等4種不同藥材中鐵、鋅、銅、錳、鈣、鎂等微量元素含量，結(jié)果表明秦艽中的鋅、錳、鈣、鎂的含量明顯高于其他3種秦艽中的含量[6]。周玉珊等對(duì)甘肅省秦艽和麻花秦艽中的多種微量元素進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)秦艽中的鎂、鐵、錳、鎳含量較高，而麻花秦艽中的鋅、銅、鈣、鉻含量較高[7]。同時(shí)，對(duì)甘肅野生黃管秦艽及栽培黃管秦艽中的鐵、錳、鎳、銅、鋅、鈣、鎂、鉻等8種微量元素的研究結(jié)果顯示，兩組秦艽植物中鐵和錳中的含量有較大差異，野生黃管秦艽的含量分別為98.91和210.71 mg/kg，而栽培黃管秦艽中的含量分別為151.59和109.75 mg/kg[8]。孫菁等對(duì)青藏高原小秦艽、麻花秦艽和管花秦艽（G. siphonantha Maxim.）3種秦艽組植物中10種微量元素的比較分析表明，麻花秦艽根部具有較高含量的銅、鋅、鈷、鋁、鈦等5種微量元素，而管花秦艽根部則大量富集鐵、錳、鎳、錫、釩等5種微量元素，小秦艽對(duì)元素的吸收積累能力居中[4]。這些研究都充分揭示了不同秦艽種類(lèi)對(duì)同一種元素富集能力的差異。

1.2不同產(chǎn)地對(duì)秦艽中微量元素含量的影響

孫菁等對(duì)不同居群小秦艽中的15種元素含量進(jìn)行了測(cè)定，發(fā)現(xiàn)不同居群小秦艽對(duì)同一元素的吸收和積累在不同地方存在較大的差異，以鈣為例，其最高含量為1 954 mg/kg，最低含量1 360 mg/kg，兩者相差594 mg/kg，表明同一種類(lèi)秦艽植物的元素含量具有地理分布差異特征；主成分分析結(jié)果表明，小秦艽中15種元素特征可用以鎂、鈣為代表的“代謝增強(qiáng)”作用因子和以鉀、鋅為代表的“酶活促進(jìn)”作用因子來(lái)體現(xiàn)，海拔對(duì)2個(gè)因子有正向促進(jìn)作用，而經(jīng)緯度對(duì)前者具負(fù)向影響，對(duì)后者具正向影響[5]。周利兵等對(duì)青海不同地區(qū)麻花秦艽花中的鈣、鎂、銅、鐵、錳、鋅 6種微量元素的含量進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)不同地區(qū)麻花秦艽花中各元素的含量均有一定差異，其中鎂的含量介于1 574.10～4 042.11 mg/kg、鈣的含量介于499.87～3 008.61 mg/kg、鐵的含量介于117.74～803.67 mg/kg、鋅的含量介于19.57～60.64 mg/kg、錳的含量介于18.34～51.83 mg/kg、銅的含量介于1.63～8.33 mg/kg[9]。因此，對(duì)不同產(chǎn)區(qū)秦艽中微量元素含量的比較發(fā)現(xiàn)，秦艽中富含多種微量元素，但生長(zhǎng)地區(qū)不同其含量各有差異，這與地理位置、土壤氣候環(huán)境密切相關(guān)，同時(shí)也受遺傳因素等內(nèi)部環(huán)境的影響。不同產(chǎn)地生長(zhǎng)的秦艽中微量元素含量的差異性，證實(shí)了藥用植物中所富含的微量元素具有的地域特征性。

1.3不同藥用部位對(duì)秦艽中微量元素含量的影響

中藥材藥用部位不同，其藥理作用各有差異，可能與化學(xué)成分和微量元素含量分布等有關(guān)。張興旺等研究發(fā)現(xiàn)麻花秦艽根、莖、葉、花、果實(shí)中獐牙菜苦苷含量分別為0.43%、0.15%、0.51%、0.38%和0.26%[10]。曹曉燕等測(cè)定了秦艽、粗莖秦艽、 麻花秦艽和小秦艽根、莖、葉和花中馬錢(qián)苷酸和龍膽苦苷的含量，4種秦艽屬植物根、莖、葉和花中龍膽苦苷和馬錢(qián)苷酸總量分別為質(zhì)量分?jǐn)?shù)5.966%～10.869%、0.310%～4.065%、0.235%～4.138%和0.545%～5.591%[11]。孫菁等對(duì)青海省內(nèi)采集的麻花秦艽中的銅、鋅、鐵、錳的含量進(jìn)行了分析測(cè)定，結(jié)果表明麻花秦艽中4種元素含量豐富，但各部位含量差異較大，其中基部莖部含量較高，分別為38.45、63.00、845.60和48.92 mg/kg，入藥部位根部次之，分別為16.02、34.65、494.40和21.38 mg/kg[12]。由此可知，秦艽不同藥用部位的化學(xué)成分存在一定差異，微量元素含量也存在差異。這可能由于秦艽不同部位對(duì)微量元素具有選擇性吸收和富集作用導(dǎo)致的，也可能由于不同微量元素在秦艽生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)其不同部位具有特殊的生理效應(yīng)所引起的。

1.4不同施肥處理及生長(zhǎng)年限對(duì)秦艽中微量元素含量的影響

牛曉雪等研究發(fā)現(xiàn)同一地區(qū)同一種類(lèi)的秦艽在不同施肥處理?xiàng)l件下所含的微量元素含量也存在很大的差異，如施NPK混合肥能夠增加鐵、錳、鋅、鈉、鎂的含量，增加幅度為10.5%～21.4%；施PK混合肥能增加鋅、鈣含量，但同時(shí)降低了鐵、錳、鉀、鈉、鎂的含量，降低幅度為5.0%～20.7%；同時(shí)，3年生秦艽相對(duì)2年生秦艽來(lái)說(shuō)，鋅、銅、鈣、鈉含量均有增加，增加幅度為2.1%～24.5%，但鐵、錳、鉀、鎂的含量卻均有減少，減少幅度為2.9%～21.3%[13]。由此可見(jiàn)，施肥處理和生長(zhǎng)年限對(duì)秦艽微量元素含量均有較大影響。

2秦艽中微量元素的測(cè)定方法研究

中藥微量元素含量測(cè)定常用的方法有紫外-可見(jiàn)光分光光度法（UV-vis）、原子吸收分光光度法（AAS）[14]、火焰原子吸收分光光度法（FAAS）[15]、石墨爐原子吸收分光光度法[16-17]、原子熒光光度法（AFS）、電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）[18-19]、電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）[20]和高效液相色譜法（HPLC）[21]等。以下對(duì)秦艽中微量元素含量測(cè)定所采用的方法及其特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)。

2.1原子吸收分光光度法

卿德剛等利用消化液（HClO4：HNO3）將秦艽樣品消化后，采用原子吸收分光光度法，測(cè)定了新疆秦艽和天山秦艽中銅、鐵、鋅、錳、鈣、鎂等6種微量元素[22]。吳靳榮等采用原子吸收分光光度法測(cè)定了云南粗莖秦艽中14種微量元素的含量，結(jié)果表明，原子吸收分光光度法對(duì)秦艽中微量元素的測(cè)定具有準(zhǔn)確度高、準(zhǔn)確性和再現(xiàn)性好、干擾少、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)[3]。

2.2火焰原子吸收分光光度法

曹曉燕等采用火焰原子吸收分光光度法測(cè)定了4種不同秦艽藥材中鐵、錳、鋅、銅、鈣、鉀、鈉、鎂等8種元素含量[6]。張興旺等采用硝酸和雙氧水（5∶1）的混合消化液對(duì)麻花秦艽花進(jìn)行微波消解后，用火焰原子吸收分光光度法測(cè)定了麻花秦艽花中鈣、鎂、銅、鐵、錳、鋅等6種微量元素含量，該方法的加標(biāo)回收率為96.53%～100.11%，相對(duì)偏差<3%[23]。趙曉輝等采用微波消解-火焰原子吸收分光光度法，測(cè)定了麻花秦艽中鈣、鎂、鐵、錳、鋅、銅、鉛、鎘8種微量元素，各元素的精密度相對(duì)偏差為1.5%～2.2%，加標(biāo)回收率為97.0%～99.9%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.2%～3.3%[24]。周玉珊等運(yùn)用火焰原子吸收光譜法測(cè)定了秦艽和麻花秦艽中的鐵、錳、鎳、銅、鋅、鈣、鎂、鉻等8種微量元素的含量，并進(jìn)行了微波消解條件的選擇及消化結(jié)果精密度試驗(yàn)，該方法的加標(biāo)回收率為88.%～114.5%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差<3.12%，表明該方法具有良好的準(zhǔn)確度和精確度，且多元素同時(shí)測(cè)定無(wú)干擾[7]。

2.3石墨爐原子吸收分光光度法

張興旺等采用石墨爐原子吸收分光光度法，測(cè)定了不同地區(qū)秦艽花中鉛和鎘的含量，其回收率分別為96.5%和94.0%，相對(duì)偏差（RSD）分別為2.7%和4.3%，表明該方法靈敏準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便快捷，具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值[25]。

2.4電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜法

孫菁等采用電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）測(cè)定了小秦艽中15種元素（鈣、鉀、鎂、鋇、鐵、鈉、鋁、鋅、錳、銅、釩、鎳、鈦、錫、鈷）[5]。牛曉雪等采用電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）測(cè)定了秦艽中鐵、錳、鋅、銅、鉀、磷、鈣、鎂、鈉等9種微量元素，結(jié)果表明該方法具有靈敏度高、檢出限低、干擾小、線(xiàn)性寬，具備同時(shí)對(duì)多種金屬元素進(jìn)行快速分析等優(yōu)點(diǎn)[13]。

3展望

目前，對(duì)秦艽中微量元素的研究主要集中在微量元素的種類(lèi)、含量及測(cè)定方法等方面。為合理利用秦艽資源，提高藥材的產(chǎn)量和品質(zhì)，今后的研究工作應(yīng)加強(qiáng)微量元素與植物生理病害、生長(zhǎng)勢(shì)等方面的研究，為秦艽育種、規(guī)范化高產(chǎn)栽培技術(shù)提供基礎(chǔ)資料。同時(shí)，應(yīng)從中藥藥理學(xué)角度出發(fā)，加強(qiáng)微量元素與機(jī)理方面的相關(guān)性研究，特別是微量元素與藥物成分、功效之間的協(xié)同和拮抗作用的研究，為更好地開(kāi)發(fā)利用這一植物資源奠定良好的基礎(chǔ)。

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