甘肃不同产地板蓝根中无机元素含量测定

2016-08-01李成义强正泽王明伟李硕吴双平

中国中医药信息杂志 2016年8期

李成义强正泽王明伟李硕吴双平

摘要：目的测定甘肃不同产地板蓝根中无机元素含量，为有效控制板蓝根质量提供可靠方法。方法利用湿消化法处理样品，采用火焰原子吸收光谱法测定不同产地板蓝根样品中铁（Fe）、铜（Cu）、钙（Ca）、锰（Mn）、锌（Zn）、镁（Mg）、镉（Cd）、铬（Cr）、钴（Co）、钠（Na）、锂（Li）、镍（Ni）、钾（K）元素含量，并采用单因素方差分析和因子分析进行分析。结果板蓝根中Ca、K、Zn、Mn、Cd、Co、Li、Cr、Mg、Cu、Fe、Na的含量范围分别为1.111 0～2.167 0 ?g/g、8.489 1～9.246 4 ?g/g、1.014 7～1.145 1 ?g/g、0.846 4～1.080 0 ?g/g、0.035 7～0.048 4 ?g/g、0.061 0～0.066 5 ?g/g、0.600 3～0.663 4 ?g/g、0.038 3～0.042 5 ?g/g、44.399 4～47.034 6 ?g/g、0.054 9～0.103 7 ?g/g、0.669 5～2.321 3 ?g/g、35.819 2～41.422 6 ?g/g，Ni元素未检出。板蓝根药材13种微量元素含量高低依次为Mg>Na>K>Ca>Fe>Zn>Mn>Li>Cu>Co>Cd>Cr>Ni；不同产地板蓝根中Ca、K、Zn、Mn、Mg、Cu、Fe、Na无机元素含量存在差异性；Co、Zn、Mn、Fe、Na、Cr是板蓝根的特征性无机元素。结论本测定方法准确度良好，为板蓝根质量控制提供了依据。

关键词：甘肃；产地；板蓝根；无机元素；含量测定；火焰原子吸收光谱法

DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2016.08.025

中图分类号：R284.1 文献标识码：A 文章编号：1005-5304（2016）08-0095-06

板蓝根是大宗常用中药材之一，为十字花科Cruciferae植物菘蓝Isatis indigotica Fort.的干燥根[1]191，载于《神农本草经》，列为上品，具有清热解

毒、凉血利咽之功，主治外感发热、温病初起、咽喉肿痛、温毒发斑、痄腮、丹毒、痈肿疮毒等，市场需求量较高，已在甘肃各地广泛栽培。近年来，国内外学者利用光谱、色谱指纹图谱及血清药理学等联用技术对质量标准、化学成分及药理作用等方面做了研究[2-8]，为板蓝根的综合开发利用提供了参考依据。中药中含有大量人体必需的无机元素，无机元素是一切中药的基本成分，是中药有效药成分的核心组分，是传统中药理论量化的物质基础[9-10]，还是中药质量控制不可或缺的特征参数[11]，其含量的高低不仅与药效、药性有一定相关关系[12-13]，而且与中药中某些具有生物活性的次生代谢产物产生显著的正相关或负相关性[14-15]，对中药中次生代谢产物的生物合成有直接或间接的影响，还可能影响中药的道地性[16]。因此，测定板蓝根无机元素含量不仅可以明确各无机元素含量的高低，而且对板蓝根药效物质基础的阐明及质量控制具有现实意义。

本研究以甘肃31个产区板蓝根样品为研究对象，通过湿消化法处理样品，采用火焰原子吸收光谱法测定板蓝根中铁（Fe）、铜（Cu）、钙（Ca）、锰（Mn）、锌（Zn）、镁（Mg）、镉（Cd）、铬（Cr）、钴（Co）、钠（Na）、锂（Li）、镍（Ni）、钾（K）共13种无机元素的含量，为板蓝根质量标准制定及资源开发提供参考依据。

1 仪器与试药

SOLAAR S-2型原子吸收分光光度计（SOLAAR S-2），SB450300型电热板（湖北英山国营无限电元件厂），101-2型电热恒温鼓风干燥箱（上海跃进医疗器械厂），VPH-1-5T型超纯水制造系统（批号7061205），BS 224型分析天平（北京赛多利斯仪器系统有限公司）。实验所需量瓶等玻璃仪器，使用前均用铬酸洗液浸泡24 h，后用自来水、蒸馏水冲洗干净，50 ℃烘干备用。

标准溶液（浓度1000 ?g/mL）均购于国家有色金属及电子材料分析测试中心，Fe GSB 04-1726-20049，批号153029-1；Cu GSB 04-1725-2004，批号153040-1；Ca GSB 04-1720-2004，批号152030-2；Mn GSB 04-1736-2004，批号152021-2；Zn GSB 62025-90（3001），批号07092978；Mg GSB 04-1726-2004，批号152033-2；Cd GSB 04-1721-2004，批号153008-2；Cr GSB 04-1722-2004，批号153001-1；Co GSB 04-1723-2004（a），批号153111；Na GSB 04-1738- 2004，批号152034-3；Li GSB 04-17-2004，批号153002-1；Ni GSB 04-1740-2004，批号153034-1；K GSB 04-1733-2004，批号153004-1；高氯酸、浓硝酸均为分析纯。

采集甘肃不同产区的板蓝根样品共31份，均经甘肃中医药大学李成义教授鉴定为十字花科Cruciferae菘蓝Isatis indigotica Fort.的干燥根，样品来源信息见表1。

2 方法与结果

2.1 样品处理

将31个不同产地的板蓝根样品分别用自来水冲洗干净泥土，后用蒸馏水清洗后于60 ℃恒温干燥箱中烘至恒重，用研钵研细。每份样品平行3次，精密称取1.000 0 g粉末于100 mL烧杯中，准确加入浓硝酸-高氯酸（4∶1）液20 mL，放置24 h后于电热板上加热消化处理，使其保持微沸状态，至溶液呈无色透明状，停止加热，冷却后用1%硝酸定容于50 mL容量瓶中，备用。空白溶液同样操作。

2.2 火焰原子吸收光谱仪测定条件（见表2）

2.3 方法学考察

2.3.1 标准曲线的绘制分别取Ca、K、Zn、Mn、Cd、Co、Li、Cr、Mg、Cu、Fe、Na、Ni的标准储备液2.5 mL，用去离子水定容至50 mL容量瓶中，分别按表3所示浓度逐级稀释，按“2.2”项下条件由低到高进样，记录各元素吸光度，绘制标准曲线，回归方程、相关系数见表3。在配制Mg溶液时，加入5 mL氯化锶（50 mg/mL）溶液，以消除其他元素的干扰。

2.3.2 精密度试验分别配制3、4、1.5、2、0.2、2、3、2、0.9、5、2、2、5 ?g/mL的Ca、K、Zn、Mn、Cd、Co、Li、Cr、Mg、Cu、Fe、Na、Ni标准溶液，按“2.2”项下条件测定其吸光度，重复进样6次，结果各元素吸光度RSD分别为2.2%、0.5%、0.2%、0.8%、1.1%、2.0%、0.5%、1.6%、0.4%、2.5%、0.3%、0.7%、0.5%，表明仪器精密度良好。

2.3.3 重复性试验取定西市渭源县板蓝根样品，平行6份，按“2.1”项下方法制备供试品溶液，测定样品中Ca、K、Zn、Mn、Cd、Co、Li、Cr、Mg、Cu、Fe、Na的含量，结果各元素吸光度RSD分别为1.2%、0.6%、1.1%、0.008%、0.5%、1.9%、0.3%、0.4%、2.3%、1.7%、0.6%、1.2%，表明本方法重复性良好。

2.3.4 稳定性试验取定西市渭源县板蓝根样品，按“2.1”项下方法制备供试品溶液，在室温避光条件下，分别于0、8、16、24 h时进样，Ca、K、Zn、Mn、Cd、Co、Li、Cr、Mg、Cu、Fe、Na吸光度的RSD分别为0.9%、2.0%、1.1%、1.8%、0.5%、0.9%、0.5%、1.4%、2.2%、1.2%、1.6%、1.2%，表明供试品溶液在室温避光条件下24 h稳定，符合实验要求。

2.3.5 加样回收试验精密称取已知含量的板蓝根样品1 g，平行6份，分别加入一定浓度的12种无机元素标准溶液，按“2.2”项下条件测定各元素含量，结果见表4。

2.3.6 样品测定将制备的板蓝根样品溶液按“2.2”项下条件进样，每份样品平行3份，记录各元素的吸光度，代入标准曲线计算含量。其中Na、K、Mg按质量浓度范围分别稀释不同倍数。不同产地板蓝根样品中各元素含量见表5。

2.4 数据处理

以31个产区板蓝根无机元素含量为数据矩阵，采用SPSS21.0软件对数据进行单因素方差分析和因子分析，因子分析采用主成分法提取主成分，采用最大方差法进行旋转，方差分析结果见表6，提取主成分贡献率见表7，成分得分矩阵见表8。

3 讨论

本研究采用火焰原子吸收光谱法测定了甘肃不同产地板蓝根样品中Ca、K、Zn、Mn、Cd、Co、Li、Cr、Mg、Cu、Fe、Na、Ni元素的含量，结果显示，甘肃地产药材板蓝根中Ca、K、Zn、Mn、Cd、Co、Li、Cr、Mg、Cu、Fe、Na的含量范围分别为：1.111 0～2.167 0 ?g/g、8.489 1～9.246 4 ?g/g、1.014 7～1.145 1 ?g/g、0.846 4～1.080 0 ?g/g、0.035 7～0.048 4 ?g/g、0.061 0～0.066 5 ?g/g、0.600 3～0.663 4 ?g/g、0.038 3～0.042 5 ?g/g、44.399 4～47.034 6 ?g/g、0.054 9～0.103 7 ?g/g、0.669 5～2.321 3 ?g/g、35.819 2～41.422 6 ?g/g，而Ni未检出；板蓝根中无机元素平均含量由高到低依次为：Mg>Na>K>Ca>Fe>Zn>Mn>Li>Cu>Co>Cd>Cr>Ni。Ni未检出可能的原因有2点：其一，含量低于本研究仪器检出限；其二，板蓝根对Ni不产生富集作用。

方差分析研究结果表明，31个产区板蓝根中Ca、K、Zn、Mn、Mg、Cu、Fe、Na存在差异，而Cd、Co、Li、Cr 4种元素含量之间无明显差异；其中Ca、Zn含量以庆阳西峰区宁县太昌乡最高，其他产区较低；K、Co含量以定西市陇西县首阳镇含量最高，其他较低；Mn、Fe、Li含量以陇南市宕昌县官亭镇最高，其他产地较低；Cd含量以民乐县南古镇城东村样品最高，定西市漳县三岔镇最低；Cr含量以定西市漳县马泉乡最高，永登县连城镇最低；Mg含量以民乐县民联乡复兴村最高，民乐县南古镇周庄村最低；Cu含量以定西市漳县三岔镇最高，民乐县洪水镇单庄村最低；Na含量以山丹县清泉镇双桥村最高，定西市漳县新寺镇新寺村最低，而造成板蓝根中各元素的含量具有差异性的原因，可能与当地土壤、水质等生态因子有关。

因子分析结果表明，表7中提取了5个主成分，代表了初始数据85.941%的信息，仅损失了14.059%的信息，代表的信息量较完整。进一步分析表8可知，第1主成分中得分系数较高的元素为Co，第2主成分中得分系数较高的元素为Zn，第3主成分中得分系数较高的元素为Mn、Fe，第4主成分中得分系数较高的元素为Na，第5主成分中得分系数较高的元素为Cr。Co、Zn、Mn、Fe、Na、Cr对主成分的贡献较大，因此Co、Zn、Mn、Fe、Na、Cr是板蓝根的特征性无机元素。

2010年版《中华人民共和国药典》中对板蓝根未要求作出重金属测试，与被要求的其他药材如黄芪、甘草比较，发现板蓝根中Cd的含量均小于0.3 ?g/g，而Cu的含量远小于20 ?g/g[1]48，均符合药典对其他药材的标准规定。

由表5可知，板蓝根中Na、Mg、K的含量较其他元素含量高，其他重金属元素含量较低，且Na、Mg、K等元素是人体必需的无机元素。研究发现，土壤中Cd元素含量影响板蓝根的质量[17]，其含量的高低不仅影响板蓝根株高、叶片数等生物量指标，而且含量较高时能够导致靛玉红含量下降[18]。同时，其他元素如Ca、Pb、Na、Cd、Si等对板蓝根种子质量、株系、种子萌发、幼苗生理特性及抗氧化酶活性等[19-22]产生不同程度的影响。也有学者发现在抗病毒类中药中Fe、Zn含量相对较高[23]，说明无机元素与板蓝根质量、药效存在一定的关系。板蓝根发挥疗效是否与无机元素有关、相关程度及调节机制如何，有待于进一步深入研究。

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