玉屏風顆粒的18種無機元素分析

張培華，陳金佩，王曉曉，董洋利，姚藝新*，葉 玲

(1.福建中醫藥大學，福建 福州 350122；2.康美藥業股份有限公司，廣東 普寧 515300；3.德陽市食品藥品安全檢驗檢測中心，四川 德陽 618000；4.福建中醫藥大學附屬人民醫院，福建 福州 350122)

玉屏風顆粒來源于玉屏風散，出自元·危亦林《世醫得效方》，由黃芪、防風、白術組成，具有益氣、固表、止汗之功，為治療表虛自汗證的代表方，亦治虛人腠理不固，易感風邪[1]。玉屏風顆粒為國家中藥保護品種，收載于《中國藥典》2015年版一部。現代研究表明玉屏風顆粒能夠提高機體免疫力，療效確切，臨床應用廣泛。

現代醫學的研究表明，無機元素具有極強形成配合物的能力，易與生物體內含氮、氧、硫的配體形成配位鍵，協調體內物質平衡[2-4]。中藥無機元素的含量、種類能夠影響中藥的性味功效。如Zn、Ca、Fe元素是止血類中藥的特征無機元素；K元素和Mg元素能夠影響活血化瘀藥的藥性；Fe、Mn含量的差異是“寒涼溫熱”藥性的基礎等[5-7]。說明無機元素的種類和含量對藥效的發揮具有一定的協同作用。在中藥復方中，明確無機元素的種類和特征，可以從無機元素的角度對復方的療效研究提供參考[8]。

目前尚未有對玉屏風顆粒無機元素的研究。為此，本研究建立測定玉屏風顆粒18種無機元素含量的ICP-MS法，建立玉屏風顆粒的無機元素特征圖譜，運用主成分分析玉屏風顆粒中與功效相關的無機元素，以期為玉屏風顆粒的臨床療效提供基礎研究。

1 儀器與試劑

CEM MARS6型微波消解儀(德國Berghof公司)；7900型電感耦合等離子體質譜(ICP-MS，美國安捷倫公司)；BAS2245型電子分析天平(德國賽多利斯公司)；DHG-9013A電熱鼓風干燥箱(上海一恒儀器有限公司)；Milli-Q型超純水機(Millipore Bedford MA，美國)；Agilent 1260型超高效液相色譜儀(美國安捷倫公司)；KQ-500VDE型雙頻數控超聲波清洗儀(昆山市超聲儀器有限公司)。

SPEXertificate 9種標準溶液包含Mo、Pd、Re、S、Sb、Si、Sn、Ti、W(批號1-194AB，美國SPEX公司)；SPEXertificate 24種標準溶液包含B、Na、Mg、Al、K、Ca、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Cd、Ba、W(批號2-192AB，美國SPEX公司)；質量濃度1 000 μg/mL；內標溶液：73Ge(批號GSB 04-1728-2004)、115In(批號 GSB04-1731-2004)、209Bi(批號 GSB 04-1719-2004)的單元素標準溶液(1 000 μg/mL)，購于中國計量科學研究院國家標準物質研究中心；濃硝酸為MOS級(天津市科密歐化學試劑有限公司)；甲醇為色譜純(CRVDE公司)；甲醇、三氯甲烷均為分析純(西隴科學股份有限公司)；超純水由ULUP-IV-10T型優普超純水器(四川優普超純科技有限公司)制備。15份玉屏風散均由藥店購買，樣品信息，詳見表1。

2 方法

2.1 樣品預處理

取樣品粉末 0.2 g(5號篩)，精密稱定，于聚四氟乙烯消解罐中，置于通風櫥，加入濃硝酸 8 mL，放置過夜。第2天放入微波消解儀中，按設定的消解程序處理：先經10 min由室溫升至130 ℃，并維持5 min消解，然后10 min由130 ℃升至165 ℃，并維持10 min消解，然后15 min由165 ℃升至180 ℃，并維持40 min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，轉移用去離子水定容至50 mL。同步以濃硝酸8 mL做空白試驗。

表1玉屏風顆粒樣品信息

2.2 測定條件的優化

儀器自動調諧設定工作參數，以靈敏度、背景、穩定性等各項指標對儀器的工作參數進行優化。測定條件：等離子射頻功率1 550 W，等離子氣體15 L/min，輔助氣體流量1 L/min，霧化氣流量1 L/min，補償/稀釋氣體1 L/min，霧化室溫度2 ℃，蠕動泵速度0.3 rps。積分時間1 s，延遲時間1 s，重復次數3次；測量方式：標準曲線法；讀數方式：峰強。以73Ge、115In、209Bi 為內標，監測信號的變動情況，能有效克服儀器信號的漂移和校正基體效應。

2.3 標準曲線的制備

取元素 B、Na、Mg、Al、K、Ca、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Cd、Ba的混合標準品母液，用10%HNO3作空白溶液，把母液稀釋成5、10、20、50、100 μg/mL。

根據試樣中待測元素的水平配制標準溶液，依次測定15種無機元素的系列質量濃度標準溶液，加入73Ge、115In、209Bi內標溶液，同時配制標準空白溶液。以標準品質量濃度為橫坐標(X)，以待測元素分析峰信號值與內標元素參比峰響應值的比值為縱坐標(Y)，繪制標準曲線，得各元素標準品的回歸方程、相關系數和線性范圍。結果各元素在0～100 μg/mL范圍內線性良好。詳見表2。

表218種無機元素的線性回歸方程、相關系數、檢出限和線性范圍

續表218種無機元素的線性回歸方程、相關系數、檢出限和線性范圍

2.4 方法學考察

精密度試驗：取混標分別連續進樣6次測定研究中涉及到的元素含量，18種無機元素的RSD值為0.76%～2.09%，表明儀器的精密性良好。

穩定性試驗：分別取同一份玉屏風顆粒樣品的待測溶液，分別于0、4、8、12、16、20、24 h 測定24種元素的含量。RSD值為0.78%～2.11%，表明待測溶液在24 h內穩定。結果詳見表3。

重復性試驗：分別精密稱取同一份川玉屏風顆粒樣品各6份，制成供試品溶液，測定24種元素的含量。除Re外，其余元素的RSD值為1.38%～4.01%，說明方法的重復性良好。結果詳見表3。

加樣回收率試驗：分別精密稱取已測定的玉屏風顆粒樣品0.2 g，6份，精準加入一定量的各元素的標準溶液，測定其含量，計算18種元素的回收率，回收率為92.80～106.40%，RSD值為1.98%～4.29%，說明方法的準確性高。結果詳見表3。

表3 方法學考察結果

2.5 樣品的測定

按照“2.1”項制備玉屏風顆粒的供試品溶液。在設定的實驗條件下，測定供試品溶液中這18種無機元素的含量。15份樣品中18種無機元素的含量詳見表4。

表4玉屏風顆粒的含量 (mg/kg)

續表4玉屏風顆粒的含量 (mg/kg)

續表4玉屏風顆粒的含量 (mg/kg)

3 結果與討論

3.1 玉屏風顆粒無機元素特征圖譜的建立

由于玉屏風顆粒中無機元素的含量差異極大，為便于繪制無機元素的特征圖譜，將K縮小100倍，Fe縮小10倍，至同一數量級得到各元素的相對含量，以元素種類為橫坐標，相對含量為縱坐標繪制特征圖譜。得到15份玉屏風顆粒樣品18種無機元素的特征圖譜和玉屏風顆粒18種無機元素的平均特征圖譜。詳見圖1、圖2。

圖115份玉屏風顆粒18種無機元素的特征

圖2 玉屏風顆粒18種無機元素的平均特征

3.2 玉屏風顆粒的主成分分析

主成分分析可以通過降維方式，綜合多指標形成一個新的指標，同時研究多指標與綜合指標的相關性。為此，運用主成分分析研究玉屏風顆粒中18種無機元素，前2個主成分初始特征值累積的百分比91.496%(大于85%)，初始特征值分別為12.737、3.733，根據得到總方差的解釋和成分矩陣，計算2個主成分的表達式，分別用Z1、Z2表示如下：

Z1=0.991*K+0.983*Ca+0.955*Ti+0.970*V+0.963*Cr+0.946*Mn+0.972*Fe+0.938*Co+0.961*Ni+0.985*Cu+0.966*Zn+0.942*Se+0.974*Sr+0.117*Mo+0.308*Cd+0.471*Sn+0.329*Sb+0.427*Ba

Z2=-0.040*K+0.059*Ca - 0.210*Ti - 0.178*V - 0.222*Cr+0.211*Mn - 0.216*Fe - 0.266*Co - 0.230*Ni - 0.083*Cu - 0.106*Zn - 0.214*Se+0.069*Sr+0.701*Mo+0.903*Cd+0.810*Sn+0.795*Sb+0.851*Ba

把2個主成分相加，得到總的表達式：Z總=(12.737*Z1+3.733*Z2)/ 2 =6.240*K+6.372*Ca+5.692*Ti+5.847*V+5.719*Cr+6.419*Mn+5.788*Fe+5.480*Co+5.693*Ni+6.122*Cu+5.955*Zn+5.599*Se+6.330*Sr+2.052*Mo+3.646*Cd+4.511*Sn+3.581*Sb+4.307*Ba

在Z總表達式中，以每種元素的系數來代表每種元素與主成分分析綜合得分的相關性，18種無機元素與綜合得分均呈正相關，相關性從大到小依次為，Mn、Ca、Sr、K、Cu、Zn、V、Fe、Cr、Ni、Ti、Se、Co、Sn、Ba、Cd、Sb、Mo，見表5。

表515份玉屏風顆粒樣品主成分分析的綜合得分值排序

以主成分分析的綜合得分值代表無機元素的豐富度，云南白藥集團有限公司的玉屏風顆粒(99 911.9，n=6)>國藥集團廣東環球制藥有限公司的玉屏風顆粒(59 487.4，n=9)。

3.3 玉屏風顆粒的功效無機元素分析

表6 玉屏風顆粒18種元素的成分矩陣、含量平均值、相關系數和貢獻率

在18種無機元素的貢獻率中，貢獻率最大的為K元素，貢獻率為97.745%，其次為Fe、Ca，貢獻率分別為0.913%、0.755%。玉屏風顆粒主治表虛不固、自汗惡風或體虛易感風邪者。表虛不固，在中醫診斷中的癥狀常伴有有“疲倦、少氣懶言”等。現代藥理學研究表明玉屏風散具有雙向調節免疫功能、抗菌、抗病毒、抗變態反應、抗衰老、增加腎上腺皮質功能、調節體溫等作用[9]。K在機體分布廣泛，是人體所需礦物質中較大量的元素之一。與骨骼肌、神經傳導和心肌活動關系息息相關。它大部分存在于細胞內，與細胞外液的Na共同維持體內酸堿平衡、正常的滲透壓及水分，調節機體平衡。人體鉀缺乏會降低肌肉的興奮性，使肌肉的收縮和舒張異常，容易出現倦怠狀態[10-11]。玉屏風顆粒中的無機元素以K為主，說明很有可能是通過調節機體代謝而起到治療“表虛不固”的作用。需要結合臨床實驗進一步研究。