矿物药青礞石、煅青礞石无机元素的ICP-MS分析Δ

刘圣金，吴德康，林瑞超，刘训红，胡秋萍，孔庆友

（1.南京中医药大学，南京市 210046；2.中国药品生物制品检定所，北京市 100050；3.南京大学，南京市 210093）

矿物药青礞石、煅青礞石无机元素的ICP-MS分析Δ

刘圣金1＊，吴德康1#，林瑞超2，刘训红1，胡秋萍1，孔庆友3

（1.南京中医药大学，南京市 210046；2.中国药品生物制品检定所，北京市 100050；3.南京大学，南京市 210093）

目的：测定青礞石及其煅制品中无机元素的含量。方法：采用电感耦合等离子体-质谱法分析青礞石与煅青礞石中的无机元素，用SPSS16.0统计软件对数据进行主成分和相关性分析。结果：检测了青礞石、煅青礞石中的25种元素，其中Si、Fe、Mg、Al、Ca、K、Na 7种元素为两者的主要成分，累积贡献率分别达到90.700%和100.000%。Ti的平均含量也较高，分别达到6.3562mg·g-1和5.5546mg·g-1。部分元素间显示出一定的相关性。煅青礞石的无机元素含量大多较青礞石的含量低。结论：本试验结果可为青礞石药材的有效性、安全性评价及质量标准制定提供科学的参考依据。

矿物药；青礞石；煅青礞石；无机元素；电感耦合等离子体-质谱法

青礞石（Chloriti lapis）为临床常用矿物药，应用历史悠久，系变质盐类黑云母片岩或绿泥石化云母碳酸盐片岩[1]。始载于《嘉本草》。性平，味甘、咸。具坠痰下气、平肝镇惊之功效，用于治疗顽痰胶结、咳逆喘急、癫痫发狂、烦躁胸闷、惊风抽搐[2]。现行版《中国药典》收载含青礞石的成方制剂有儿童清肺丸、贝羚胶囊与竹沥达痰丸，所用青礞石均为煅制品。目前市场商品多为青礞石生品，煅制品商品极少。近年来，中药材中微量元素与其疗效的关系日益受到关注，其所含元素的种类及含量是中药质量评价的非常重要的基础数据[3]。矿物药作为中药的一个重要组成部分，其安全性已引起现代社会的重视，对其中的元素分析包括重金属及有害元素的分析显得尤为重要。本文采用电感耦合等离子体-质谱（ICP-MS）法对不同产地的商品青礞石、煅青礞石中的无机元素进行分析比较，为青礞石、煅青礞石的有效性、安全性评价及质量标准制定提供科学的参考依据。

1 仪器与试药

OptimaTM2100DV ICP-MS仪（美国Perkin Elmer公司）；ETHOS型微波消解系统（意大利Milestone公司）；DF110型电子分析天平（常熟衡器工业公司）；DHG-9023A型电热恒温鼓风干燥箱（苏州江东精密仪器有限公司）。

含有铝（Al）、砷（As）、钡（Ba）、铍（Be）、铋（Bi）、镉（Cd）、钴（Co）、铬（Cr）、铜（Cu）、铁（Fe）、镁（Mg）、锰（Mn）、镍（Ni）、锑（Sb）、锡（Sn）、钛（Ti）、钒（V）、锌（Zn）、锆（Zr）的多元素标准品溶液（100μg·g-1，国家有色金属及电子材料分析测试中心，GSB 04-1766-2004）；Fe（GSB 04-1726-2004）、Al（GSB 04-1713-2004）、Mg（GSB 04-1735-2004）、钙（Ca，GSB 04-1720-2004）、钾（K，GSB 04-1751-2004）、锶（Sr，GSB 04-1754-2004）、汞（Hg，GSB 04-1729-2004）、铅（Pb，GSB 04-1742-2004）的单元素标准品溶液（1000mg·L-1，国家有色金属及电子材料分析测试中心）；工业高纯氩气（上海比欧西气体工业有限公司）；70%HNO3、36%HCl为优级纯，HF、硼酸为分析纯，水为双重蒸馏水。

所有的青礞石、煅青礞石供试品均为实地收集或由相关单位提供，经南京大学地质专家孔庆友教授鉴定为黑云母片岩或绿泥石化云母碳酸盐片岩，留样保存于南京中医药大学中药鉴定教研室。青礞石供试品来源见表1。

表1 青礞石供试品来源Tab1 Sample sources of C.lapis

2 试验方法

2.1 消解液体系的优化

青礞石作为矿物药，相对于植物药较难消解，故本试验选择不同的消解液进行消解液体系的优化，根据消解液有无残渣和是否澄清作为消解优化的指标。最终确定加入浓HNO33mL、浓HCl 6mL、HF 2mL、硼酸0.2g的消解液为最优体系。

2.2 标准曲线的制备

根据供试品中待测元素的水平配制对照品溶液。依次测定25种无机元素的系列浓度对照品溶液，以对照品浓度（c，μg·mL-1）为横坐标，对照品峰强（I）为纵坐标，制备标准曲线，得各元素对照品的回归方程和相关系数（r），结果见表2。

2.2.1 多元素对照品溶液的配制 精密吸取多元素标准品溶液0、0.25、0.5、0.75、1.0mL，准确加入HNO31.8mL，用去离子水定容至 10mL，分别配制成含 As、Ba、Be、Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Sn、Ti、V、Zn、Zr等元素浓度均为0、2.5、5、7.5、10μg·mL-1的混合对照品溶液。

2.2.2 P、Hg对照品溶液的配制 精密吸取P标准品溶液0、0.025、0.05、0.075、0.1mL与 Hg标准品溶液（稀释为2μg·mL-1）0、0.25、0.5、0.75、1mL，准确加入HNO30.9mL，用去离子水定容至5mL，配制成含P浓度为0、5、10、15、2.0μg·mL-1与含Hg浓度为0、0.1、0.2、0.3、0.4μg·mL-1的混合对照品溶液。

2.2.3 Pb、Sr对照品溶液的配制 分别精密吸取Pb、Sr标准品溶液（稀释为100μg·mL-1）0、0.05、0.1、0.15、0.2mL，准确加入HNO30.9mL，用去离子水定容至5mL，配制成含Pb、Sr浓度均为0、1、2、3、4μg·mL-1的混合对照品溶液。

2.2.4 Fe、Mg、Al、Ca、K、Na对照品溶液的配制 分别精密吸取Fe、Mg、Al、Ca、K、Na单元素标准品溶液0、0.1、0.2、0.35、0.5mL，准确加入HNO30.18mL，用去离子水定容至10mL，配制成含Fe、Mg、Al、Ca、K、Na为0、10、20、35、50μg·mL-1系列浓度的混合对照品溶液。

表2 25种无机元素的标准曲线Tab2 Calibration curves of 25inorganic elements

2.2.5 Si对照品溶液的配制 分别精密吸取Si单元素标准品溶液0、0.25、0.5、0.75、1mL，准确加入HNO30.18mL，用去离子水定容至10mL，配制成含Si为0、25、50、75、100μg·mL-1系列浓度的对照品溶液。

2.3 供试品溶液的制备

精密称取供试品粉末（过200目筛）0.15g，放入100mL聚四氟乙烯消解罐中，精确加入浓HNO33mL、浓HCl 6mL、HF 2mL、硼酸0.2g，置于通风橱中静置15min，待反应不剧烈后加盖密封，装入微波消解仪中，按设定的消解程序（0～10min升温至220℃；10～30min恒定在220℃）消解，消解完毕后，冷却至室温，取出消解罐，在通风橱中将酸挥尽，转移至50mL容量瓶中，用去离子水定容，即为供试品溶液1。由于青礞石供试品中Si、Fe、Mg、Al、Ca、K、Na等元素含量在常量范围远大于单元素标准品溶液，故将供试品溶液1稀释10倍后作为供试品溶液2，用于Si、Fe、Mg、Al、Ca、K、Na 7种元素的测定。

2.4 测定条件与样品测定

ICP-MS工作参数为功率：1300W；冷却气流量：1.5L·min-1；载气流速：0.8L·min-1；辅助气流量：0.2L·min-1；样品提升量：1.5mL·min-1。测量条件为积分时间：10s；延迟时间：1s；重复次数：1；测量方式：标准曲线法；读数方式：峰强。

取各供试品溶液，依上述条件上机测定。

3 结果

3.1 青礞石中的元素含量分析

青礞石药材中的元素分析结果见图1。图1显示，青礞石药材中，除了Si元素（均值达到260.8mg·g-1）外，Fe、Na、K、Al、Mg、Ca等元素的含量亦较高，均值依次为75.0、39.8、37.5、32.0、25.3、14.4mg·g-1；Sn、Co、Ni、Ba、Be、V、Zr、Sr等元素的均值较低（＜1.0000mg·g-1），尤其是Sn更低（均值为0.0324mg·g-1）；P、Mn、Ti均值相对较高（＞1mg·g-1），其中Ti均值达6.3562mg·g-1。

Hg、Pb、Cd、Cr、Cu、As等重金属及有害元素分析显示，Pb与As在供试品中均有检出，但有3个供试品As含量较高（＞1.0000mg·g-1），最高值为4.5167mg·g-1；Cr的最高值为2.0860mg·g-1，Hg的最高值为1.0007mg·g-1，Cd的最高值为0.1300mg·g-1，Cu的最高值为0.0850mg·g-1。

S2供试品Na、K、Ca含量较其他供试品高，差异较大。S15供试品Si和Fe、S1供试品Fe、S3供试品Ca含量相对其他供试品较高。

3.2 煅青礞石中的元素含量分析

煅青礞石元素分析结果见图2。图2显示，锻青礞石中，除了Si元素（均值达到191.0mg·g-1）外，Fe、K、Na、Al、Mg、Ca等元素的含量亦较高，均值依次为69.6、42.1、24.9、21.5、17.9、6.0mg·g-1。Sn、Zn、Co、Ni、Ba、Be、Mn、V、Z r、Sr等元素的均值较低（＜1.0000mg·g-1），尤其是Sn更低（均值为0.0324mg·g-1）；P、Ti均值相对较高（＞1.0000mg·g-1），其中Ti均值达5.5546mg·g-1。

Hg、Pb、Cd、Cr、Cu、As等重金属及有害元素分析显示，Pb、Cd、As在供试品中均有检出，As含量最高值为0.9983mg·g-1，Cr的最高值为0.2267mg·g-1，Hg的最高值为1.2080mg·g-1；Cd最高值为0.0767mg·g-1，Cu的最高值为0.2480mg·g-1。

3.3 主成分分析

3.3.1 原始数据标准化处理 选择青礞石、煅青礞石中共有的22种无机元素进行分析，应用SPSS 16.0统计软件中的主成分分析程序对原始数据进行标准化处理。

3.3.2 主成分筛选及贡献率 主成分的特征值及贡献率是选择主成分的依据，青礞石、煅青礞石主成分分析初始解释原有变量的总体描述情况见表3。从表3中可知，青礞石前7个主成分（Si、Fe、Mg、Al、Ca、K、Na）的累积贡献率达90.700%；煅青礞石前7个主成分（Si、Fe、Mg、Al、Ca、K、Na）的累积贡献率达100.000%，它们代表了青礞石、煅青礞石中无机元素的基本信息。

表3 青礞石、煅青礞石主成分特征值和贡献率（总方差解释）Tab3 Characteristic value and contribution rate of main constituents in C.lapis and processed one（total variance exp lanation）

3.4 青礞石、煅青礞石元素比较分析

为了便于比较分析，取25种元素含量的平均值。由于常量元素含量较高，与其他元素相差较大，故将青礞石、煅青礞石常量元素含量缩小10倍，其他元素（除Ti元素外）扩大10倍。元素比较分析对比见图3。结果显示，煅青礞石常量元素中除K含量较生品稍高外，其他含量均小于生品；重金属及有害元素除Cu外，其他含量均小于生品，其中生品As的平均含量为0.821mg·g-1，煅品为0.344mg·g-1；微量及痕量元素除Zr含量较生品稍高外（煅品为0.109mg·g-1，生品为0.095mg·g-1），其他均含量均小于生品。

3.5 青礞石、煅青礞石中元素含量间的相关性分析

3.5.1 对青礞石药材中元素含量间的相关性进行分析 结果显示，青礞石药材中13对元素（Fe-Hg、Mg-Ba、Ca-Cd、Ca-Co、K-Na、K-Ni、Na-Ni、Cd-Co、Cd-Mn、Cr-Mn、Cr-Be、Co-Ba、Mn-Be）呈显著正相关（P＜0.01）；17对元素（Si-Cr、Si-Be、Fe-V、Mg-Al、Mg-P、Ca-Ni、Ca-Ba、Cd-Cr、Cd-Ba、Cr-Ni、Cu-Sn、Sn-Co、Sn-Ba、Ni-Mn、Mn-V、V-Be）呈正相关（P＜0.05）；1对元素（Si-P）呈负相关（P＜0.05）。正相关表明青礞石在矿物形成中这些元素对能够促进相互间的富集，而负相关则表明这些元素对在青礞石矿物形成过程中能够相互抑制对方的富集。

3.5.2 对煅青礞石中元素含量间的相关性进行分析 结果显示，煅青礞石中43对元素（Si-Sr、Fe-Ca、Fe-Cu、Fe-P、Fe-Co、Fe-Ni、Fe-Mn、Fe-V、Fe-Be、Mg-Al、Mg-Hg、Mg-P、Mg-Ni、Ca-Hg、Ca-P、Ca-Co、Ca-Ni、Ca-Mn、Ca-V、Na-As、Hg-Cr、Hg-P、Hg-Ni、Hg-V、Cr-Ni、Cr-V、Cu-Co、P-Co、P-Ni、P-Mn、Co-Ni、Co-Mn、Co-V、Co-Be、Ni-Mn、Ni-V、Ni-B、Ni-Ti、Ba-Zr、Ba-Sr、Mn-V、Mn-Be、Mn-Ti）呈显著正相关（P＜0.01）；26对元素（Si-Pb、Si-Cr、Si-V、Fe-Hg、Fe-Pb、Fe-Ti、Mg-Ca、Mg-Pb、Ca-Cr、Ca-Be、Hg-Co、Hg-Mn、Hg-Be、Cd-Sn、Cr-P、Cr-Mn、Cr-Ti、Cu-Mn、Cu-Be、P-V、P-Be、P-Ti、Co-Ti、V-Be、V-Ti、Zr-Sr）呈正相关（P＜0.05）；3对元素（Si-K、K-Pb、K-Cr）呈显著负相关（P＜0.01）；3对元素（Ca-K、K-Mn、K-V）呈负相关（P＜0.05）。其中与10种以上元素有相关性的元素有Ca、P、V、Ni、Mn、Hg。

4 讨论

矿物在富集形成过程中除主要元素外，常常还有较多伴生元素。本试验可以看出，青礞石中的主要元素有Si、Fe、Mg、Al、Ca、K、Na等7种，另外还含有18种伴生元素（包括重金属及有害元素、痕量及微量元素）。初步分析表明，不同产地的青礞石中部分元素相差较大，可能与该变质岩形成过程及地域矿物组成有很大关系。值得注意的是，除了主元素以外，Ti的含量较高，平均含量达到6.3562mg·g-1。Ti也是人体不可缺少的微量元素，对于青礞石中较高含量的Ti对其适应证有无相关作用，尚需从药效、药理等方面进一步研究，这样的探索也是很有意义的。

煅青礞石的元素含量总体较青礞石低，重金属和有害元素也多有不同程度的下降。目前青礞石的煅制方法没有统一的标准，有明煅、加火硝煅等多种方法。至于通过哪种方法煅制，既能降低有害物质含量，又不影响疗效或者可以增强疗效，需要通过结合药效、药理、毒理、元素间相关性等方面进行具体的研究，筛选出较为科学的煅制工艺。

青礞石、煅青礞石许多元素间存在一定的相关性（正相关或负相关），主要是正相关，这与矿物形成过程中相关元素的共同富集是息息相关的。这对研究其作用机制有一定的启示，是否可以从元素间的相关性及其之间相互的比例关系来探讨其作用机制，有待进一步研究。

[1] 国家药典委员会编.中华人民共和国药典（一部）[S].2010年版.北京：中国医药科技出版社，2010：184.

[2] 国家中医药管理局《中华本草》编委会编.中华本草[M].上海：上海科学技术出版社，1999：294.

[3] 吴拥军，刘 洁，吴予明，等.中药巴戟天多糖的测定及其微量元素分析[J].光谱学与光谱分析，2005，25（12）：2076.

ICP-MS Analysis of Inorganic Elements of Mineral MedicineChloriti lapisand Processed One

LIU Sheng-jin，WU De-kang，LIU Xun-hong，HU Qiu-ping
（Nanjing University of Traditional Chinese Medicine，Nanjing 210046，China）
LIN Rui-chao
（National Institute for Pharmaceutical and Biological Products Control，Beijing 100050，China）
KONG Qing-you
（Nanjing University，Nanjing 210093，China）

OBJECTIVE：To determine the contents of the inorganic elements inChloriti lapisand processed one.METHODS：The inorganic elements ofC.lapisand processed one were analyzed by inductively coupled plasma-mass spectrography（ICP-MS）.Main components and correlation were analyzed using SPSS16.0software.RESULTS：25inorganic elements were determined.Main components were Si，Fe，Mg，Al，Ca，K，Na and cumulative rate reached at 90.700%and 100.000%.Average content of Ti was relatively high and reached 6.3562mg·g-1and 5.5546mg·g-1.And there were correlations among some inorganic elements.The content of inorganic elements in processedC.lapiswas lower than that ofC.Lapis.CONCLUSION：The study provides a scientific reference for effectiveness and safety evaluation and the formulation of quality standard ofC.Lapis.

Mineral medicine；Chloriti lapis；ProcessedChloriti lapis；Inorganic elements；ICP-MS

R282.76；R931.76

A

1001-0408（2011）19-1777-04

Δ“十一五”国家科技支撑计划项目子课题（2006BAI55B02-13）；江苏省普通高校研究生科研创新计划项目（CX09B-282Z）；江苏省老中医药专家师承项目（2009）

＊讲师，博士研究生。研究方向：中药鉴定、品质评价及质量标准。电话：025-85811511。E-mail：13770653305@139.com

#通讯作者：教授。研究方向：中药鉴定、品质评价及质量标准。电话：025-85811511。E-mail：wudekang2008@126.com

2010-06-11

2010-08-29）