電感耦合等離子體發射光譜法測定土牛膝中13 種微量元素及相關性分析*

馬 杰，丁 野，方 磊△，李瑞蓮，王湘波

（1. 湖南省藥品檢驗研究院，湖南 長沙 410001； 2. 湖南省藥品質量評價工程技術中心，湖南 長沙 410001）

土牛膝為莧科植物粗毛牛膝Achyranthes aspera L.的干燥根及根莖［1］，主產于湖南、江西、江蘇、廣東、廣西、四川、云南、貴州等地，以野生為主，具有療傷止痛、補腎強骨、外用消風祛斑的功效，用于治療咽喉腫痛、高血壓、月經不調、閉經、風濕痹痛、腰膝酸痛、跌打損傷、尿路結石、腎炎、扁桃體炎等［2］。東梅止咳顆粒、喉咽清口服液、喉咽清顆粒、復方無花果含片、金烏骨通膠囊等均含有土牛膝藥材，其中咽清口服液和喉咽清顆粒為2010 年《湖南省基本醫療保險、工傷保險、生育保險藥品》《湖南省新型農村合作醫療的基本藥品》納入品種，并增入2017 年國家醫保目錄［3］。微量元素是植物生長發育必需的營養元素，在促進作物生長代謝、提高產量品質方面有十分重要的作用。中藥的療效不僅與其活性成分有關，且與微量元素的種類和含量也密切相關［4］。為了考察土牛膝中代表性微量元素的含量，并了解各元素間含量的相關性，本研究中建立了測定10 批湖南產土牛膝中13 種微量元素［鋁（Al），硼（B），鋇（Ba），鈹（Be），銅（Cu），鐵（Fe），鋰（Li），鎂（Mg），錳（Mn），鍶（Sr），鈦（Ti），釩（V），鋅（Zn）］含量的微波消解結合電感耦合等離子體發射光譜（ICP-OES）法。現報道如下。

1 儀器與試藥

1.1 儀器

ICPE-9000 型電感耦合等離子體原子發射光譜儀（日本島津公司）；MARS 6 CLASSIC 型微波消解儀（美國培安科技公司）；BHW-09C 型控溫電加熱器（上海博通化學科技有限公司）；AE200 型電子分析天平（德國梅特勒-托利多公司，精度為十萬分之一）。

1.2 試藥

Al，B，Ba，Be，Cu，Fe，Li，Mg，Mn，Sr，Ti，V，Zn 對照品溶液（國家有色金屬及電子材料分析測試中心），離子質量濃度均為100 μg/mL；HNO3（優級純）；水為娃哈哈純凈水；10 批土牛膝藥材均采自湖南省土牛膝的主產地湖南省永州市，經湖南省藥品檢驗研究院丁野主任中藥師鑒定為正品，詳見表1。

2 方法與結果

2.1 ICPE-9000 工作條件

氬氣氣壓：465.30 MPa；功率：1.2 kW；等離子體流量：10.00 L/min；輔助氣流量：0.60 L/min；載氣流量：0.70 L/min；觀測方向：Axial；位置：Low；泵速：20 r/min；儀器穩定延時：15 s；溶劑清洗：30 s；樣品清洗：90 s；靈敏度模式：寬范圍；曝光時間：30 s。

2.2 樣品預處理[5 -8]

取樣品粗粉約0.5 g，置微波消解罐中，加入8 mL HNO3，加蓋密封，靜置過夜，放入微波消解爐中消解。消解完畢后，設置趕酸儀的溫度為120 ℃，趕酸2～3 h，至溶液剩余2～3 mL，轉移至50 mL 容量瓶中，加2%HNO3溶液稀釋至刻度，搖勻，作為供試品溶液。同法制備空白樣品溶液。

2.3 測定波長選擇

各元素分析譜線根據元素的譜線特征、元素間的干擾情況及儀器對該種元素的檢測靈敏度確定。選擇發射凈強度大、信噪比高、背景低、共存元素干擾少、強度匹配的譜線為待測元素的分析譜線。最終，選擇分析譜線的 最 優 波 長 為394.403 nm（Al）、182.640 nm（B）、233.527 nm（Ba）、234.861 nm（Be）、327.396 nm（Cu）、239.562 nm（Fe）、610.363 nm（Li）、383.826 nm（Mg）、260.569 nm（Mn）、216.596 nm（Sr）、337.280 nm（Ti）、292.402 nm（V）、206.200 nm（Zn）。

2.4 方法學考察

線性關系考察：按擬訂條件依次測定各微量元素的系列質量濃度的對照品溶液，以對照品質量濃度（X）為橫坐標、峰強度（Y）為縱坐標進行線性回歸，得各元素的回歸方程。詳見表2。

檢測限確定：按擬訂條件，取空白樣品溶液連續進樣11 次測定，以3 倍空白溶液的標準偏差所對應的質量濃度作為儀器的檢測限。結果見表2，各元素的檢測限均低于2 mg/kg，靈敏度較高，可滿足分析要求。

精密度試驗：取混合對照品溶液，按擬訂工作條件連續進樣6 次。結果各微量元素含量的RSD 為0.20%～2.49%（ n=6），表明儀器精密度良好。

重復性試驗：對同一批（編號5）土牛膝樣品，依法制備供試品溶液6 份，分別進樣測定。結果各元素含量的RSD 為0.11%～3.86%（n=6），表明方法重復性良好。

加樣回收試驗：取樣品（編號5），依法制備供試品溶液。加入各待測元素（Al，B，Ba，Be，Cu，Fe，Li，Mg，Mn，Sr，Ti，V，Zn）對照品溶液（Al，Fe 100 μg；Mg 1 000 μg；Ba，Be，Cu，Li，Ti，V 1 μg；B，Mn，Sr，Zn 10 μg，均水浴蒸干后取樣），按2.2 項下方法消解，依法測定。結果見表2。

2.5 樣品含量測定

取10 批樣品，粉碎，得粗粉，依法制備供試品溶液。測定Al，Mg，Fe，Mn，Zn 前 將供試品溶液稀釋后再進樣，以滿足線性范圍要求。按擬訂條件進行測定，結果見表3。有2批未檢出Cd 和Ni，其余元素均有不同程度檢出。

2.6 元素間相關性分析

采用SPSS 19.0 統計學軟件進行相關性分析，因多數變量不服從正態分布，采用Spearman 等級相關系數法。結果見表4。

表3 13 種微量元素含量測定結果（mg/kg，n=3）

表4 13 種微量元素相關性分析

3 討論

本研究中建立的同時測定土牛膝13 種元素含量的微波消解-ICP-OES 法，能快速、準確地測定土牛膝中13 種微量元素，線性范圍廣，方法學考察結果均能滿足檢測要求。

土牛膝中含量較高的為Al，Fe，Mg，Mn，Zn，占13種元素總量的96.24%～98.35%，土牛膝的療效可能與以上元素相關；其中，Mg 含量最高（699～4 770 mg/kg），占13 種微量元素總量的34.9%～64.2%。

元素含量間有Al-Ba，Al-Mg，Al-Sr，Fe-Sr，Fe-Mg，Cu-Mg，Sr-Mg 等25 對呈顯著正相關，表明土牛膝生長過程中，25 對元素吸收積累的協同作用較好；Al-Be，B-Be，Li-Zn 等8 對呈顯著負相關，表明土牛膝在生長過程中此8 對元素的吸收積累的拮抗作用較強。