电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铁棒锤不同器官中微量元素

2012-01-26王霞英张学良

中成药 2012年12期

王霞英，张学良

(宁夏固原市药品检验所，宁夏固原756000)

铁棒锤系毛茛科乌头属植物铁棒锤Aconitum pendulumBusch和伏毛铁棒锤Aconitum flavumHand.-Mazz的块根。味苦、辛，性温;有大毒。具有祛风除湿，活血止痛之功效。用于神经痛，风湿关节痛，妇女经痛，胃疼，牙疼，跌打损伤，疮痈肿疼等。主要分布于我国内蒙古南部、甘肃、青海、四川西部、西藏北部以及宁夏六盘山区等地，是宁夏常用的中草药［1-3］。近年来，随着铁棒锤药用价值的发现，其综合开发利用研究受到关注，学者对铁棒锤的生药学、化学成分、药理作用等方面研究较多［4］，但大部分研究都取其块根。李洪刚等［5］从伏毛铁棒锤的茎叶中分离出4种生物碱，从而为药材地上部分的开发利用提供了依据。金属元素是中药归经和药性物质基础的重要组成部分，是药效的重要物质基础之一，其元素的种类、形态、含有量及比例的改变对药效均有影响［6-7］。有文献报道了张帆等［8］利用不同方法的光谱分析，在其生品和8种不同炮制品中检测出了22种与人体健康相关的常量元素、微量元素及重金属，但对铁棒锤各器官微量元素的测定和分析却是鲜见。本研究用微波消解法处理样品，后采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定铁棒锤不同器官根、茎、叶和果实中K、Ca、Na、Mg、Mn、Cu、Zn、Fe、Al 9种不同微量元素，通过定量分析铁棒锤不同器官中微量元素的变化，探讨不同器官潜在的药用价值，为进一步解释铁棒锤的功效及综合开发提供参考。

1 仪器与试药

1.1 仪器美国热电公司IRIS In2teepidⅡXSP型全谱直读等离子体光谱仪(ICP—AES);MARS—X微波消解仪(美国—CEM公司)，带聚四氟乙烯消解管。DKQ—3C型智能控温电加热器(上海屹尧分析仪器有限公司);AG—135电子天平(梅特勒-多利多上海有限公司)。

1.2 试药铁棒锤Aconitum pendulumBusch样品于2010年8月下旬采自宁夏六盘山区(由固原市药品检验所中药室主任张文懿副主任药师鉴定)，材料整株取回后依次用自来水、纯化水洗净，将根、茎、叶和果实分开，阴干备用。硝酸为优级纯，双氧水为分析纯;水为超纯水。K、Ca、Na、Mg、Mn、Cu、Zn、Fe、Al对照贮备液均购自国家标准物质研究中心，质量浓度为1000 μg/mL。

2 仪器工作条件

ICP-AES的工作条件:高频发射器的功率为1.05 kW，雾化压力为170 kPa，积分时间长波20 s，短波5 s，观察高度14 mm，冷却气体积流量14 L/min，样品溶液进样体积流量1.8 mL/min，高纯氩气。

3 方法与结果

3.1 样品处理将晾干的植物样品粉碎过100目筛，75℃烘1 h，再于45℃烘10 h，至恒定质量。分别精密称取干燥至恒定质量的根、茎、叶和种子样品0.300 0 g，分置消解灌中，加硝酸5 mL，浸泡过夜，再加双氧水2 mL，按下述程序消解。第一步，以50%的功率，3 min内自室温加热至110℃，保持3 min;第二步，100%的功率4 min内自110℃加热至150℃，保持4 min;第三步，以100%的功率，5 min内加热至190℃，保持15 min。消解结束后，冷却至罐内的温度低于70℃，缓缓放气，取出内罐，置加热板上，于120℃加热，使NO2蒸气挥尽，并持续浓缩至2～3 mL，放冷，加水稀释至25 mL量瓶中定容，摇匀，即得。同时同法制备空白溶液。

3.2 分析波长的选择对每个元素分别预选2～3条特征谱线进行扫描测定，综合分析稳定性、强度、干扰等因素，选择干扰少、精密度高的谱线为本实验的分析谱线，各元素的分析谱线见表1。

表1 各元素的测定波长Tab.1 Each element of the measured wavelength

3.3 标准工作曲线及线性范围用2%硝酸逐级稀释各标准原液，配制成系列标准工作溶液，以吸光度A为纵坐标，质量浓度C为横坐标绘制标准曲线，回归方程、相关系数及线性范围见表2。

表2 元素的回归方程、相关系数及线性范围Tab.2 Elements of the regression equations，correlation coefficients and linear range

3.4 精密度精密称取样品0.300 0 g，按3.1项方法消解处理并测定，连续进样6次，计算其RSD值，K、Ca、Na、Mg、Mn、Cu、Zn、Fe、Al的RSD值分别为1.56%、2.31%、0.42%、2.53%、1.05%、0.78%、1.89%、2.13%、1.92%。

3.5 回收率精密称取各样品3份，根据相应元素溶液的浓度分别向样品中加入各标准溶液，按样品的消解方法进行处理，以测定值与加入标准含量计算回收率，各元素的回收率在93.6%～102.6%之间，表明准确度良好。结果见表3。

表3 回收率试验(n=3)Tab.3 Results of recovery test(n=3)

3.6 样品测定结果见表4。

表4 铁棒槌样品不同器官中微量元素的含有量Tab.4 Trace metals in different organs of Aconitum pendulum Busch sam ples

4 讨论

在本实验过程中发现:单独使用硝酸所得溶液呈黄色浑浊，消解不完全，而HNO3-H2O2体系所得消解液透亮无残渣，消解效果较好。利用微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铁棒锤不同器官的9种微量元素具有试剂用量少，干扰小，样品处理快速、简便的特点。

由样品测定结果可以看出:铁棒锤不同器官的9种微量元素的量都比较丰富，各器官均以Mg、Ca、K的量较高。根中9种微量元素的加合量远远高于茎、叶和种子，这说明传统用药入药部位用根是有一定科学依据。Mg在茎叶中的量较其他部位高得多，这是由于叶中含有大量的叶绿素，而Mg是叶绿素的主要成分。Mg也是人体不可缺少的矿物质元素之一，它通过对心肌的抑制，使心脏的节律和兴奋传导减弱，从而有利于心脏的舒张与休息。铁棒锤中Mg量较高可能也是该药材在心血管副作用方面引起心律失常的主要原因［9］。Ca是骨骼的重要组成部分，同时具有消炎、抗过敏作用［10］。这与铁棒锤用于治疗神经痛，风湿关节痛，妇女经痛，胃疼，牙疼，具有跌打损伤，疮痈肿疼等功效相一致。在铁棒锤不同器官中，Zn的含有量差异很大，在叶中的含有量较其它部位高得多，Zn不但参与上百种酶的合成与激活，并直接参与生长发育、性机能神经、内分泌、免疫遗传功能，还可防衰老、抗肿瘤、抗菌、抗病毒等作用［11］。Mn在茎叶中的量比其它部位高，Mn不但参与蛋白质的合成，还参与遗传信息的传递，缺少Mn使有些酶的活性降低，内分泌失调，造血功能下降［12］。铜、锌、铁、锰等金属元素为人体所必需，人体缺乏这些元素会引起机能失调，称作必需微量元素［13］。Al不是人体必需的微量元素，Al主要危害人的中枢神经系统，因此应当尽量减少铝的摄入。目前科学家正在探索铝与阿耳滋海默氏病(Algzheimer's disease)有联系的一种疾病——早衰痴呆症，此病使2～4百万早衰的美国人严重丧失记忆和性格转化，并逐步失去照顾自己的能力［14］。铁棒锤不同器官中所含Al元素的量均较高，根中Al元素的量最高，这可能与铁棒锤对人体的毒副作用较大有关，有待于进一步研究或探讨。

5 结论

铁棒锤不同器官的金属元素定量测定结果表明，除根中具有重要的微量元素外，茎、叶和种子也含有丰富的微量元素，在临床中也应具有一定的药理作用，关于活性方面，还有待于进一步研究。所以，用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICPAES)测定铁棒锤不同器官的微量元素，为开发新的资源，变废为宝，综合利用打好基础，为深入研究铁棒锤中微量元素与疗效的内在联系提供科学依据。

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