ICP-MS法測定赤石脂煅制前后21種可溶性無機(jī)元素

高慧慧， 楊立梅， 張 超，2*， 王英姿， 孫秀梅，2（.山東中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，山東濟(jì)南25055；2.國家中醫(yī)藥管理局中藥炮制技術(shù)傳承基地，山東濟(jì)南25055；.北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院，北京0002）

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ICP-MS法測定赤石脂煅制前后21種可溶性無機(jī)元素

高慧慧1， 楊立梅1， 張 超1，2*， 王英姿3， 孫秀梅1，2
（1.山東中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，山東濟(jì)南250355；2.國家中醫(yī)藥管理局中藥炮制技術(shù)傳承基地，山東濟(jì)南250355；3.北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院，北京100102）

目的 建立電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）法測定赤石脂Halloysitum rubrum煅制前后21種可溶性無機(jī)元素（Be、Bi、Mg、A1、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Zr、Cd、Sn、Sb、Ba、Pb）的含有量。方法

測定赤石脂煅制前后可溶物在水和人工胃液中的含有量，ICP-MS法對人工胃液溶出物中的無機(jī)元素進(jìn)行分析，SIMCA-P 11.5軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。結(jié)果 煅赤石脂可溶物的含有量高于生赤石脂，而且其在人工胃液中的含有量明顯高于水中。赤石脂煅制前后可溶出無機(jī)元素含有量差異明顯，載荷圖篩選出差異顯著的8種元素 （A1、Zn、Cu、Mn、Pb、Sb、Ba、Ga），其溶出情況呈現(xiàn)不同的變化規(guī)律。結(jié)論 赤石脂常以煅制品的原粉形式內(nèi)服而不入煎劑有著一定道理。

赤石脂；煅制；可溶物；可溶性無機(jī)元素；ICP-MS

赤石脂Halloysitum rubrum為硅酸鹽類礦物多水高嶺石族物種多水高嶺石，主要含四水硅酸鋁［A14（Si4O10）（OH）8·4H2O］，具有澀腸、止血、生肌斂瘡的作用，在臨床中大多以煅赤石脂原粉入藥，如 《中國藥典》2010年版一部收載的女金丸、氣痛丸、安坤贊育丸、補(bǔ)脾益腸丸等。礦物藥的毒效除了與無機(jī)元素的賦存狀態(tài)有關(guān)外［1］，還可能與其溶出情況密切相關(guān)。本實(shí)驗(yàn)宏觀上測定了不同產(chǎn)地生、煅赤石脂在水和人工胃液中可溶物的含有量，微觀上利用電感耦合等離子體質(zhì)譜 （ICP-MS）法分析赤石脂煅制前后可溶出無機(jī)元素的差異，并通過主成分分析（PCA）找出差異顯著的無機(jī)元素及其變化規(guī)律，為探索赤石脂煅制機(jī)理和進(jìn)一步研究其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及用藥安全性提供科學(xué)依據(jù)。

1　實(shí)驗(yàn)材料

1.1樣品 赤石脂樣品均經(jīng)山東中醫(yī)藥大學(xué)周鳳琴教授鑒定，為硅酸鹽類礦物多水高嶺石族物種多水高嶺石，留樣保存于山東中醫(yī)藥大學(xué)炮制實(shí)驗(yàn)室。煅赤石脂按 《中國藥典》2010年版一部相關(guān)項(xiàng)下方法進(jìn)行煅制，樣品信息見表1。

表1　樣品信息Tab.1 Information of samples

1.2儀器與試藥 Agi1ent 7500CX電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國Agi1ent公司）；電子分析天平（瑞士梅特勒-托利多公司）。鹽酸為分析純 （上海凌峰化學(xué)試劑有限公司，批號(hào)110201）；胃蛋白酶為生化試劑 （國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，批號(hào)20101009）；水為雙重蒸餾水。各元素標(biāo)準(zhǔn)溶液均為國家標(biāo)準(zhǔn)樣品，含有A1、As、Ba、Be、Bi、Cd、Co、Cr、Cu、Mg、Mn、Ni、Sb、Sn、Ti、V、Zn、Zr多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（100μg/g），F(xiàn)e、Mg、A1、Ga、Pb單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 mg/mL）（國家有色金屬及電子材料分析測試中心）；Sc、Ge、In、Lu混合內(nèi)標(biāo)貯備液（10μg/mL，美國Agi1ent公司）。

2　方法與結(jié)果

2.1可溶物含有量測定 精密稱取樣品10.0 g，置于具塞錐形瓶中。水可溶物測定方法為精密加入雙重蒸餾水100 mL，加熱回流1 h；人工胃液可溶物測定方法為精密加入人工胃液 （按 《中國藥典》2010年版一部附錄XIIA制備）100 mL，于37℃恒溫水浴中振蕩提取1 h，按 《中國藥典》2010年版一部附錄ⅩA浸出物測定方法測定，結(jié)果見表2。

表2　可溶物含有量測定結(jié)果 （±s，n=3）Tab.2 Resu lts of content determ ination of solublematters（±s，n=3）

表2　可溶物含有量測定結(jié)果 （±s，n=3）Tab.2 Resu lts of content determ ination of solublematters（±s，n=3）

樣品　　水中/（mg·g-1）　　人工胃液中/（mg·g-1）生1　0.90±0.04　131.30±1.02煅1　1.21±0.03　143.10±1.11生2　0.40±0.02　94.10±1.53煅2　2.80±0.05　121.30±1.47生3　4.02±0.07　114.60±1.36煅3　6.68±0.11　115.50±1.28生4　1.08±0.07　81.20±0.91煅4　3.04±0.08　157.60±1.23生5　0.56±0.04　87.40±0.86煅5　3.12±0.04　117.60±1.28生6　0.34±0.03　153.60±1.50煅6　3.28±0.07　158.50±1.64生7　1.60±0.08　81.20±1.08煅7　5.52±0.10　94.60±1.17

2.2人工胃液溶出物中無機(jī)元素的測定

2.2.1供試品溶液的制備 取 “2.1”項(xiàng)下人工胃液可溶物的濾液，雙重蒸餾水稀釋1 000倍，作為無機(jī)元素測定的供試品溶液。取相同體積的人工胃液，同法制備空白溶液。

2.2.2內(nèi)標(biāo)溶液的制備 取各混合內(nèi)標(biāo)貯備液適量，雙重蒸餾水稀釋，制成每1 mL含各元素1μg的混合溶液。

2.2.3測定條件 ICP-MS功率1.3 kW；冷卻氣體積流量1.5 L/min；載氣體積流量0.8 L/min；輔助氣體積流量 0.2 L/min；樣品提升量1.5 mL/min。積分時(shí)間30 s；延遲時(shí)間15 s；重復(fù)次數(shù)3次；測量方式標(biāo)準(zhǔn)曲線法；讀數(shù)方式峰強(qiáng)；測定方式光譜。

2.2.4標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

2.2.4.1多元素對照品溶液的配制 精密量取多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液和Fe、Ga、Pb單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液0、0.002 5、0.025、0.05、0.1、0.25、0.5、1.0、2.5mL，置于50mL量瓶中，再精密加入人工胃液0.05 mL，雙重蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，配成含A1、As、Ba、Be、Bi、Cd、Co、Cr、Cu、Mg、Mn、Ni、Sb、Sn、Ti、V、Zn、Zr等元素相應(yīng)質(zhì)量濃度的混合溶液。

2.2.4.2Fe、Mg、A1混合對照品溶液的配制 精密量取Fe、Mg、A1單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液0、0.1、0.2、0.3、0.5 mL，置于10 mL量瓶中，再精密加入人工胃液0.01 mL，雙重蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，人工胃液定容至5 mL。精密量取1 m L，雙重蒸餾水稀釋至10 mL，配成含F(xiàn)e、Mg、A1元素相應(yīng)質(zhì)量濃度的混合溶液。

2.2.4.3繪制方法 測定時(shí)，選取鈧 （45）、鍺（72）、銦 （115）、镥 （175）作為內(nèi)標(biāo)。以各元素每一質(zhì)量濃度峰與相應(yīng)內(nèi)標(biāo)元素峰響應(yīng)值的比值為縱坐標(biāo) （Y），各元素對照品質(zhì)量濃度 （μg/L）為橫坐標(biāo) （X）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果見表3。

表3　21種無機(jī)元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線Tab.3 Standard curves of twenty-one inorganic elements

2.2.5無機(jī)元素的測定 取各供試品溶液，依法測定，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算各元素相應(yīng)質(zhì)量濃度，扣除相應(yīng)樣品空白，計(jì)算各元素的含有量，結(jié)果見表4。由表可知，不同產(chǎn)地生、煅赤石脂在人工胃液溶出物中，Mg、A1、Mn、Fe含有量均較高，尤以A1為最；生品經(jīng)高溫煅制后，Mg、A1、Mn、Fe含有量均有一定程度的升高，而Sb、Pb顯著下降，Be、Bi、Ti、V、Cr、Co、Ni、Zr、Cd均未檢出。

表4　可溶性無機(jī)元素的含有量Tab.4 Conten ts of soluble inorganic elem ents

2.3赤石脂煅制前后無機(jī)元素含有量的PCA分析

將原始數(shù)據(jù)保存為Exce1格式，導(dǎo)入SIMCA-P（Version 11.5）軟件中進(jìn)行PCA分析，得分圖見圖1。由圖可知，赤石脂生品與煅品可在PCA得分圖上被較明顯地區(qū)分開，提示赤石脂煅制前后可溶出無機(jī)元素的含有量發(fā)生了顯著變化。

對數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析，得到各元素分布的載荷圖（圖2），可對煅制前后無機(jī)元素的差異進(jìn)行識(shí)別。其中，離中心較遠(yuǎn)的點(diǎn)為影響煅制前后差異變化的無機(jī)元素，而靠近中心的是各種樣品含有量基本不變的無機(jī)元素。再采用t檢驗(yàn)進(jìn)一步比較，篩選出A1、Zn、Cu、Mn、Pb、Sb、Ba、Ga 8種差異顯著（P＜0.05）的無機(jī)元素。

2.4赤石脂煅制前后差異無機(jī)元素含有量變化

提取差異成分在各組間對應(yīng)的含有量，對每個(gè)樣品間同一元素含有量的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行計(jì)算和作圖［2］，得到8種差異成分在不同組間的含有量變化，見圖3。由圖可知，總體趨勢是A1元素在生、煅赤石脂中均較高，赤石脂煅制后A1、Mn、Cu、Zn元素升高，Ga、Sb、Ba、Pb元素降低。

圖1　PCA得分圖Fig.1 PCA score p lot

圖2　PCA載荷圖Fig.2 PCA loading diagram

圖3　煅制前后8種無機(jī)元素含有量變化Fig.3 Variations of contents of eight inorganic elements before and after calcining

3　小結(jié)與討論

赤石脂在水中幾乎不溶解，故水煎煮提取很難將藥效物質(zhì)提取出來。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，人工胃液溶出物是水溶出物的幾十倍甚至上百倍，可見赤石脂傳統(tǒng)用藥幾乎不入煎劑，常以原粉形式內(nèi)服應(yīng)用是有一定道理的。煅品水溶物的含有量比生品增加2～10倍，而煅品在人工胃液中的含有量比生品增加2倍左右，說明赤石脂煅制能明顯增加水溶出物的含有量。

Cu雖有潛在的毒性，但卻是人體不可缺少的微量元素，可參與氧在生物體內(nèi)的新陳代謝［3］。Zn能通過含鋅酶促進(jìn)蛋白質(zhì)合成，加速細(xì)胞分裂和生長，增強(qiáng)能量代謝，組織呼吸過程和細(xì)胞膜的穩(wěn)定性，促進(jìn)創(chuàng)傷組織再生，從而促使傷口愈合［4-5］。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，赤石脂煅制前后在人工胃液溶出物中無機(jī)元素含有量的變化明顯，差異顯著的元素主要是A1、Zn、Cu、Mn、Pb、Sb、Ba、Ga，其中A1、Mn、Cu、Zn的含有量在煅制后增加，而對人體有害的重金屬元素Ga、Sb、Ba、Pb下降。赤石脂煅制后，A1元素含有量大幅增加，這種變化與其止瀉［6］、止血［7-8］、黏膜保護(hù)［9］作用的相關(guān)性還需進(jìn)一步驗(yàn)證。

《中國藥典》2010年版一部對注射劑中重金屬含有量的限定要求為百萬分之二十，砷鹽低于百萬分之二。根據(jù)上述檢測結(jié)果可知，Pb含有量超過注射劑重金屬標(biāo)準(zhǔn)，而As含有量未超過。因此，為了更好地控制赤石脂質(zhì)量，建議在其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中增加重金屬檢測項(xiàng)。

目前，中藥大多采用微波消解樣品［10-12］來測定無機(jī)元素的總含有量，亦有不經(jīng)消解測定無機(jī)元素的文獻(xiàn)［13］。鑒于赤石脂在水中幾乎不溶出，而只有在體內(nèi)溶出的元素才能被人體吸收，故考察赤石脂煅制前后在人工胃液中可溶出無機(jī)元素的情況，比單純考察無機(jī)元素總含有量更有意義。

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Determ ination of twenty-one soluble inorganic elements in Halloysitum Rubrum before and after calcining by ICP-MS

GAO Hui-hui1， YANG Li-mei1， ZHANG Chao1，2*， WANG Ying-zi3， SUN Xiu-mei1，2

（1.School of Pharmacy，Shandong University of Traditional Chinese Medicine，Jinan 250355，China；2.State Administration of Traditional Chinese Medicine Heritage Base for Technology of ChineseMateria Medica Processing，Jinan 250355，China；3.Schoolof ChineseMateria Medica，Beijing University of Chinese Medicine，Beijing 100102，China）

AIM To estab1ish an inductive1y coup1ed p1asmamass spectrometry（ICP-MS）method for determining the contents of twenty-one so1ub1e inorganic e1ements（Be，Bi，Mg，A1，Ti，V，Cr，Mn，F(xiàn)e，Co，Ni，Cu，Zn，Ga，As，Zr，Cd，Sn，Sb，Ba and Pb）in Halloysitum rubrum before and after ca1cining.METHODS The contents of so1ub1ematters in water and simu1ated gastric f1uid were determined before and after Halloysitum rubrum was ca1cined.The inorganic e1ements in simu1ated gastric f1uid were ana1yzed by ICP-MS.SIMCA-P 11.5 software was adopted in data processing.RESULTS The contents of so1ub1ematters of ca1cined Halloysitum rubrum were higher than those of raw Halloysitum rubrum，which weremuch higher in simu1ated gastric f1uid than those in water.The contents of so1ub1e inorganic e1ements showed significant differences before and after ca1cining.Eight e1ements（A1，Zn，Cu，Mn，Pb，Sb，Ba and Ga）with significant differenceswere screened by 1oading diagram.The disso1ution conditions showed different variations.CONCLUSION It is reasonab1e that ca1cined Halloysitum rubrum is used as ora1administration in the form of powder rather than decoction.

Halloysitum rubrum；ca1cining；so1ub1ematters；so1ub1e inorganic e1ements；ICP-MS

R284.1

A

1001-1528（2016）06-1346-05

10.3969/j.issn.1001-1528.2016.06.029

2015-10-11

中醫(yī)藥行業(yè)科研專項(xiàng) （201207004-9）；國家公共衛(wèi)生專項(xiàng)中藥炮制技術(shù)傳承基地建設(shè)項(xiàng)目 （2015）

高慧慧（1992—），女，碩士生，從事中藥新藥與炮制原理研究。Te1：（0531）89628590，E-mai1：tougaotcm@163.com

張 超 （1982—），男，博士，副教授，從事中藥新藥與炮制原理研究。Te1：（0531）89628590，E-mai1：tougaotcm@ 163.com