不同產地玉竹中金屬元素的水溶特性和含量特征研究

劉月新，鄒茜，袁園，廖穎妍

(湖南中醫藥大學藥學院， 湖南 長沙 410208)

中藥玉竹又名葳蕤、萎蕤、女萎，為百合科(Liliaceae)黃精屬植物玉竹[Polygonatumodoratum(Mill.) Druce]的干燥根莖[1-3]，是一種具有藥食兩用價值的中藥材。其具有降血糖、抗腫瘤、抗衰老、調節糖脂代謝以及促進人體自身免疫調節等多種藥理活性，并且無任何毒副作用，在醫藥、功能性食品等眾多領域有著廣泛的應用，具有廣闊的開發前景[4-6]。

現代醫學研究表明，金屬元素對人的身體健康、生長、發育和疾病防治有著密切關系[7]。金屬元素同樣具有藥用活性，被認為是藥效物質基礎。金屬元素應作為衡量藥材質量的指標之一。本文采用火焰原子吸收分光光度法測定Fe、Mg、K、Cu、Mn 5種元素的含量，探討其差異性。此外，中藥的傳統劑型是水煎劑，水煎液中的物質才是最終進入人體起效的物質。因此，研究金屬元素的水溶特性對于研究玉竹的物質基礎也具有重要意義。本文旨在從金屬元素的角度認識玉竹功效的物質基礎，并對玉竹藥材質量進行初步評價，豐富和發展玉竹多指標質量評價體系。

1 試驗材料

1.1 儀器設備 Thermo Scientific iCE 3000原子吸收光譜儀(英國Thermo公司)；Fe、Mg、K、Cu、Mn空心陰極燈(英國Thermo公司)；RT-04A 型高速粉碎機(香港泓荃制藥機械公司)；P60-CW國之源超純水機(科爾頓水務有限公司)；SQP型電子分析天平(賽多利科學儀器北京有限公司)。

1.2 試劑 硝酸(GR，湖南株洲開發區石英化玻有限責任公司試劑廠)；70%過氧化氫(GR,國藥集團化學試劑有限公司)；Fe、Mg、K、Cu、Mn標準溶液(含量均為1 000 mg·L-1，國家環境保護總局標準樣品研究所)；試驗用水為超純水，其他試劑均為分析純。所用玻璃儀器均用10%硝酸浸泡過夜，去離子水洗滌備用。

1.3 試藥 市售17批玉竹藥材飲片分別購自黑龍江、湖南、安徽、湖北和陜西各地，經湖南中醫藥大學藥學院王智教授鑒定為百合科(Liliaceae)黃精屬植物玉竹[Polygonatumodoratum(Mill.) Druce]的干燥根莖，以上樣品置于105 ℃烘箱內烘干，經中藥粉碎機粉碎，過50目篩，保存備用。各樣品來源信息見表1。

表1 樣品來源信息表

2 方法與結果

2.1 工作條件 本試驗采用空氣-乙炔火焰原子吸收光譜法進行測定。儀器最佳工作條件通過試驗最終確定(見表2)。

表2 儀器工作條件

2.2 玉竹供試品溶液的制備 分別精密稱取各玉竹樣品粉末1.000 0 g，置于聚四氟乙烯消解罐中，各加入混酸溶液(硝酸∶過氧化氫=4∶1)10 mL，搖勻，加蓋，靜置過夜。次日，將其置于通風櫥內加熱板上緩慢加熱消解，保持微沸至冒白煙，溶液蒸發至近干，呈澄清透明或微黃色為止，冷卻至室溫，加入超純水定容至100 mL容量瓶，搖勻備用。同法制備空白溶液。

2.3 玉竹水煎液供試品溶液的制備 分別精密稱取玉竹樣品粉末10 g，加超純水250 mL，浸泡40 min，煮沸后文火保持微沸45 min，紗布過濾，再用少量熱水淋洗，得濾液；同法，藥渣再加水150 mL，煎煮35 min，合并兩次濾液，減壓濃縮，超純水稀釋調整為20 g，備用。精密稱取各玉竹水煎液1.800 0 g，置于聚四氟乙烯消解罐中，按照“2.2”項下消解方法處理各個樣品，即得各玉竹水煎液供試品溶液。

2.4 對照品溶液的制備 分別將1 000 mg·L-1的Fe、Mg、K、Cu、Mn標準溶液稀釋10倍，成100 mg·L-1。各精密移取0、1、2、5、10、20、30 mL于50 mL容量瓶中，用1%硝酸稀釋定容至刻度。得到一系列濃度分別為0、2、4、10、20、40、60 mg·L-1的Fe、Mg、K、Cu、Mn標準液。

2.5 線性關系考察 5種元素均采用校準曲線法進行含量測定，按照“2.1”項下儀器最佳工作條件，以吸光度為縱坐標(Y)，濃度為橫坐標(X)，繪制各元素標準曲線。結果表明，各元素在0～60 mg·L-1范圍內線性關系良好。相關系數見表3。

表3 線性回歸方程和相關系數

2.6 金屬元素含量和水溶特性的測定 按照“2.2”“2.3”項下方法處理各個樣品，“2.1”項下儀器最佳工作條件進行測定，每份樣品平行測定3次得平均值。測得各玉竹藥材飲片供試品和水煎液中金屬元素的含量，并得各元素在水煎液中的提取效率，結果見表4～5。

表4 玉竹藥材各元素含量測定結果

表5 玉竹水煎液元素水溶特性測定結果

2.7 方法學考察

2.7.1 精密度試驗 精密稱取玉竹樣品粉末1.008 3 g，按“2.6”項下的方法進行操作，連續進樣5次，測定5種元素的含量，計算各元素的RSD值，各元素的RSD值在1.21%～3.67%，表明儀器的精密度良好，其中Fe為3.67%，Mg為2.89%，K為3.06%，Cu為1.60%，Mn為1.21%。

2.7.2 重復性試驗 精密稱取玉竹藥材粉末1.000 6 g，按“2.6”項下方法操作，平行制備5份供試品溶液，測定5種元素的含量。計算各元素的RSD值，各元素的RSD值在1.03%～4.86%，其中Fe為1.27%，Mg為2.75%，K為4.86%，Cu為1.96%，Mn為1.03%，表明該方法的重復性良好。

2.7.3 穩定性試驗 精密稱取玉竹樣品粉末1.001 2 g，按“2.6”項下方法操作，制備供試品溶液，分別于制樣后0、2、8、12和24 h進樣，測定5種元素的含量。各元素的RSD值在1.34%～5.17%，其中Fe為1.67%，Mg為5,17%，K為3.58%，Cu為2.04%，Mn為1.34%，表明各元素在24 h內穩定性良好。

2.7.4 加樣回收試驗 精密稱取已知含量的玉竹樣品粉末1.000 7 g，共6份，分別精密加入一定量各元素相應的對照品溶液，依照“2.3”項下供試品溶液配制方法及“2.1”項下儀器工作最佳條件進行測定，計算各測定元素的回收率及RSD值。其中各元素的平均回收率在89.58%～102.43%，RSD值在1.01%～4.97%，表明該方法回收率良好。

3 討論

本文采用火焰原子吸收分光光度法對不同產地中藥玉竹飲片及其水煎液進行5種微量元素的含量測定，研究其元素含量的變化及水溶特性。

玉竹中各元素含量測定結果表明，5種元素的含量差別顯著，其中玉竹飲片中各元素含量大小依次為：K>Mg>Fe>Mn>Cu。而在玉竹水煎液中各元素含量大小依次為：K>Mg>Mn>Fe>Cu。并不呈現對應關系。在玉竹水煎液中，5種元素的水溶特性測定結果表明，不同元素的提取率差別很大，Mg、K的提取率較高，Mn、Cu的提取率次之，而Fe的提取率最低，僅平均為1.46%，影響了它在水煎液中的含量，原因可能是各元素在水煎液中存在形式不同，一些元素在水中以離子形式存在而易溶于水，而Fe在水煎液中可能與玉竹中有機分子結合形成穩定的金屬配合物，導致其溶出度低。

本研究測定不同產地玉竹的金屬元素含量，結果表明，玉竹中不僅含有豐富的K、Mg等常量元素，還含有Fe、Mn、Cu等微量元素，在測定的5種元素中，K的含量最高，平均達到4 399.14 μg·g-1，比其他測定元素含量高出2～3個數量級。Cu的含量最低，平均為2.82 μg·g-1，其中湖南產玉竹中的Fe、Mn含量高于其他產地玉竹。陜西產玉竹中K、Cu的含量高于其他產地。分析原因，可能與玉竹地域、生長環境、土壤、肥料等因素有關[8-9]。

不同金屬元素在人體會產生不同的功效。K、Mg元素是人體必需的常量元素，主要生理作用是維持細胞的新陳代謝，在保護人體心血管，預防心臟病等方面具有積極作用[10-11]。K參與糖類、蛋白質的正常代謝。支持健康的血壓，這有助于降低中風和心血管疾病的風險。

Fe、Mn、Cu是人體內必須微量元素。Fe對血液的生成起著非常重要的作用。它是血紅蛋白的重要部分，還是許多酶和免疫系統化合物的成分。Mn參與多種酶的合成與激活，參與造血過程，調節內分泌，參與機體糖、脂肪的代謝，也是超氧化物歧化酶的重要組成部分，可以有效清除體內過剩的自由基，提高機體免疫功能。Cu元素可改善造血功能、降低膽固醇、增加酶的活性及降低血管脆性[12-13]。在今后的研究中我們會繼續研究玉竹所含金屬元素與其養陰潤燥，保健抗衰，鎮靜強心，降血脂、血糖等功效的相關性。分析金屬元素對玉竹藥性和藥效影響機制的研究。

本研究開展了金屬元素水溶特性及含量差異性的研究，從金屬元素含量差異性角度探討不同產地玉竹藥材質量差距較大的原因。本研究為全面控制玉竹藥材質量提供參考依據，對豐富和發展玉竹質量評價體系具有重要意義，并有助于進一步闡明玉竹的藥效物質基礎。