ICP-MS法测定赤石脂煅制前后21种可溶性无机元素

高慧慧， 杨立梅， 张 超，2*， 王英姿， 孙秀梅，2（.山东中医药大学药学院，山东济南25055；2.国家中医药管理局中药炮制技术传承基地，山东济南25055；.北京中医药大学中药学院，北京0002）



ICP-MS法测定赤石脂煅制前后21种可溶性无机元素

高慧慧1， 杨立梅1， 张 超1，2*， 王英姿3， 孙秀梅1，2
（1.山东中医药大学药学院，山东济南250355；2.国家中医药管理局中药炮制技术传承基地，山东济南250355；3.北京中医药大学中药学院，北京100102）

目的 建立电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法测定赤石脂Halloysitum rubrum煅制前后21种可溶性无机元素（Be、Bi、Mg、A1、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Zr、Cd、Sn、Sb、Ba、Pb）的含有量。方法

测定赤石脂煅制前后可溶物在水和人工胃液中的含有量，ICP-MS法对人工胃液溶出物中的无机元素进行分析，SIMCA-P 11.5软件进行数据处理。结果 煅赤石脂可溶物的含有量高于生赤石脂，而且其在人工胃液中的含有量明显高于水中。赤石脂煅制前后可溶出无机元素含有量差异明显，载荷图筛选出差异显著的8种元素 （A1、Zn、Cu、Mn、Pb、Sb、Ba、Ga），其溶出情况呈现不同的变化规律。结论 赤石脂常以煅制品的原粉形式内服而不入煎剂有着一定道理。

赤石脂；煅制；可溶物；可溶性无机元素；ICP-MS

赤石脂Halloysitum rubrum为硅酸盐类矿物多水高岭石族物种多水高岭石，主要含四水硅酸铝［A14（Si4O10）（OH）8·4H2O］，具有涩肠、止血、生肌敛疮的作用，在临床中大多以煅赤石脂原粉入药，如 《中国药典》2010年版一部收载的女金丸、气痛丸、安坤赞育丸、补脾益肠丸等。矿物药的毒效除了与无机元素的赋存状态有关外［1］，还可能与其溶出情况密切相关。本实验宏观上测定了不同产地生、煅赤石脂在水和人工胃液中可溶物的含有量，微观上利用电感耦合等离子体质谱 （ICP-MS）法分析赤石脂煅制前后可溶出无机元素的差异，并通过主成分分析（PCA）找出差异显著的无机元素及其变化规律，为探索赤石脂煅制机理和进一步研究其质量标准及用药安全性提供科学依据。

1　实验材料

1.1样品 赤石脂样品均经山东中医药大学周凤琴教授鉴定，为硅酸盐类矿物多水高岭石族物种多水高岭石，留样保存于山东中医药大学炮制实验室。煅赤石脂按 《中国药典》2010年版一部相关项下方法进行煅制，样品信息见表1。

表1　样品信息Tab.1 Information of samples

1.2仪器与试药 Agi1ent 7500CX电感耦合等离子体质谱仪（美国Agi1ent公司）；电子分析天平（瑞士梅特勒-托利多公司）。盐酸为分析纯 （上海凌峰化学试剂有限公司，批号110201）；胃蛋白酶为生化试剂 （国药集团化学试剂有限公司，批号20101009）；水为双重蒸馏水。各元素标准溶液均为国家标准样品，含有A1、As、Ba、Be、Bi、Cd、Co、Cr、Cu、Mg、Mn、Ni、Sb、Sn、Ti、V、Zn、Zr多元素标准溶液（100μg/g），Fe、Mg、A1、Ga、Pb单元素标准溶液（1 mg/mL）（国家有色金属及电子材料分析测试中心）；Sc、Ge、In、Lu混合内标贮备液（10μg/mL，美国Agi1ent公司）。

2　方法与结果

2.1可溶物含有量测定 精密称取样品10.0 g，置于具塞锥形瓶中。水可溶物测定方法为精密加入双重蒸馏水100 mL，加热回流1 h；人工胃液可溶物测定方法为精密加入人工胃液 （按 《中国药典》2010年版一部附录XIIA制备）100 mL，于37℃恒温水浴中振荡提取1 h，按 《中国药典》2010年版一部附录ⅩA浸出物测定方法测定，结果见表2。

表2　可溶物含有量测定结果 （±s，n=3）Tab.2 Resu lts of content determ ination of solublematters（±s，n=3）

表2　可溶物含有量测定结果 （±s，n=3）Tab.2 Resu lts of content determ ination of solublematters（±s，n=3）

样品　　水中/（mg·g-1）　　人工胃液中/（mg·g-1）生1　0.90±0.04　131.30±1.02煅1　1.21±0.03　143.10±1.11生2　0.40±0.02　94.10±1.53煅2　2.80±0.05　121.30±1.47生3　4.02±0.07　114.60±1.36煅3　6.68±0.11　115.50±1.28生4　1.08±0.07　81.20±0.91煅4　3.04±0.08　157.60±1.23生5　0.56±0.04　87.40±0.86煅5　3.12±0.04　117.60±1.28生6　0.34±0.03　153.60±1.50煅6　3.28±0.07　158.50±1.64生7　1.60±0.08　81.20±1.08煅7　5.52±0.10　94.60±1.17

2.2人工胃液溶出物中无机元素的测定

2.2.1供试品溶液的制备 取 “2.1”项下人工胃液可溶物的滤液，双重蒸馏水稀释1 000倍，作为无机元素测定的供试品溶液。取相同体积的人工胃液，同法制备空白溶液。

2.2.2内标溶液的制备 取各混合内标贮备液适量，双重蒸馏水稀释，制成每1 mL含各元素1μg的混合溶液。

2.2.3测定条件 ICP-MS功率1.3 kW；冷却气体积流量1.5 L/min；载气体积流量0.8 L/min；辅助气体积流量 0.2 L/min；样品提升量1.5 mL/min。积分时间30 s；延迟时间15 s；重复次数3次；测量方式标准曲线法；读数方式峰强；测定方式光谱。

2.2.4标准曲线绘制

2.2.4.1多元素对照品溶液的配制 精密量取多元素标准溶液和Fe、Ga、Pb单元素标准溶液0、0.002 5、0.025、0.05、0.1、0.25、0.5、1.0、2.5mL，置于50mL量瓶中，再精密加入人工胃液0.05 mL，双重蒸馏水稀释至刻度，摇匀，配成含A1、As、Ba、Be、Bi、Cd、Co、Cr、Cu、Mg、Mn、Ni、Sb、Sn、Ti、V、Zn、Zr等元素相应质量浓度的混合溶液。

2.2.4.2Fe、Mg、A1混合对照品溶液的配制 精密量取Fe、Mg、A1单元素标准溶液0、0.1、0.2、0.3、0.5 mL，置于10 mL量瓶中，再精密加入人工胃液0.01 mL，双重蒸馏水稀释至刻度，摇匀，人工胃液定容至5 mL。精密量取1 m L，双重蒸馏水稀释至10 mL，配成含Fe、Mg、A1元素相应质量浓度的混合溶液。

2.2.4.3绘制方法 测定时，选取钪 （45）、锗（72）、铟 （115）、镥 （175）作为内标。以各元素每一质量浓度峰与相应内标元素峰响应值的比值为纵坐标 （Y），各元素对照品质量浓度 （μg/L）为横坐标 （X）绘制标准曲线，结果见表3。

表3　21种无机元素的标准曲线Tab.3 Standard curves of twenty-one inorganic elements

2.2.5无机元素的测定 取各供试品溶液，依法测定，根据标准曲线计算各元素相应质量浓度，扣除相应样品空白，计算各元素的含有量，结果见表4。由表可知，不同产地生、煅赤石脂在人工胃液溶出物中，Mg、A1、Mn、Fe含有量均较高，尤以A1为最；生品经高温煅制后，Mg、A1、Mn、Fe含有量均有一定程度的升高，而Sb、Pb显著下降，Be、Bi、Ti、V、Cr、Co、Ni、Zr、Cd均未检出。

表4　可溶性无机元素的含有量Tab.4 Conten ts of soluble inorganic elem ents

2.3赤石脂煅制前后无机元素含有量的PCA分析

将原始数据保存为Exce1格式，导入SIMCA-P（Version 11.5）软件中进行PCA分析，得分图见图1。由图可知，赤石脂生品与煅品可在PCA得分图上被较明显地区分开，提示赤石脂煅制前后可溶出无机元素的含有量发生了显著变化。

对数据进一步分析，得到各元素分布的载荷图（图2），可对煅制前后无机元素的差异进行识别。其中，离中心较远的点为影响煅制前后差异变化的无机元素，而靠近中心的是各种样品含有量基本不变的无机元素。再采用t检验进一步比较，筛选出A1、Zn、Cu、Mn、Pb、Sb、Ba、Ga 8种差异显著（P＜0.05）的无机元素。

2.4赤石脂煅制前后差异无机元素含有量变化

提取差异成分在各组间对应的含有量，对每个样品间同一元素含有量的平均值和标准差进行计算和作图［2］，得到8种差异成分在不同组间的含有量变化，见图3。由图可知，总体趋势是A1元素在生、煅赤石脂中均较高，赤石脂煅制后A1、Mn、Cu、Zn元素升高，Ga、Sb、Ba、Pb元素降低。

图1　PCA得分图Fig.1 PCA score p lot

图2　PCA载荷图Fig.2 PCA loading diagram

图3　煅制前后8种无机元素含有量变化Fig.3 Variations of contents of eight inorganic elements before and after calcining

3　小结与讨论

赤石脂在水中几乎不溶解，故水煎煮提取很难将药效物质提取出来。实验结果显示，人工胃液溶出物是水溶出物的几十倍甚至上百倍，可见赤石脂传统用药几乎不入煎剂，常以原粉形式内服应用是有一定道理的。煅品水溶物的含有量比生品增加2～10倍，而煅品在人工胃液中的含有量比生品增加2倍左右，说明赤石脂煅制能明显增加水溶出物的含有量。

Cu虽有潜在的毒性，但却是人体不可缺少的微量元素，可参与氧在生物体内的新陈代谢［3］。Zn能通过含锌酶促进蛋白质合成，加速细胞分裂和生长，增强能量代谢，组织呼吸过程和细胞膜的稳定性，促进创伤组织再生，从而促使伤口愈合［4-5］。实验结果显示，赤石脂煅制前后在人工胃液溶出物中无机元素含有量的变化明显，差异显著的元素主要是A1、Zn、Cu、Mn、Pb、Sb、Ba、Ga，其中A1、Mn、Cu、Zn的含有量在煅制后增加，而对人体有害的重金属元素Ga、Sb、Ba、Pb下降。赤石脂煅制后，A1元素含有量大幅增加，这种变化与其止泻［6］、止血［7-8］、黏膜保护［9］作用的相关性还需进一步验证。

《中国药典》2010年版一部对注射剂中重金属含有量的限定要求为百万分之二十，砷盐低于百万分之二。根据上述检测结果可知，Pb含有量超过注射剂重金属标准，而As含有量未超过。因此，为了更好地控制赤石脂质量，建议在其质量标准中增加重金属检测项。

目前，中药大多采用微波消解样品［10-12］来测定无机元素的总含有量，亦有不经消解测定无机元素的文献［13］。鉴于赤石脂在水中几乎不溶出，而只有在体内溶出的元素才能被人体吸收，故考察赤石脂煅制前后在人工胃液中可溶出无机元素的情况，比单纯考察无机元素总含有量更有意义。

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Determ ination of twenty-one soluble inorganic elements in Halloysitum Rubrum before and after calcining by ICP-MS

GAO Hui-hui1， YANG Li-mei1， ZHANG Chao1，2*， WANG Ying-zi3， SUN Xiu-mei1，2

（1.School of Pharmacy，Shandong University of Traditional Chinese Medicine，Jinan 250355，China；2.State Administration of Traditional Chinese Medicine Heritage Base for Technology of ChineseMateria Medica Processing，Jinan 250355，China；3.Schoolof ChineseMateria Medica，Beijing University of Chinese Medicine，Beijing 100102，China）

AIM To estab1ish an inductive1y coup1ed p1asmamass spectrometry（ICP-MS）method for determining the contents of twenty-one so1ub1e inorganic e1ements（Be，Bi，Mg，A1，Ti，V，Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn，Ga，As，Zr，Cd，Sn，Sb，Ba and Pb）in Halloysitum rubrum before and after ca1cining.METHODS The contents of so1ub1ematters in water and simu1ated gastric f1uid were determined before and after Halloysitum rubrum was ca1cined.The inorganic e1ements in simu1ated gastric f1uid were ana1yzed by ICP-MS.SIMCA-P 11.5 software was adopted in data processing.RESULTS The contents of so1ub1ematters of ca1cined Halloysitum rubrum were higher than those of raw Halloysitum rubrum，which weremuch higher in simu1ated gastric f1uid than those in water.The contents of so1ub1e inorganic e1ements showed significant differences before and after ca1cining.Eight e1ements（A1，Zn，Cu，Mn，Pb，Sb，Ba and Ga）with significant differenceswere screened by 1oading diagram.The disso1ution conditions showed different variations.CONCLUSION It is reasonab1e that ca1cined Halloysitum rubrum is used as ora1administration in the form of powder rather than decoction.

Halloysitum rubrum；ca1cining；so1ub1ematters；so1ub1e inorganic e1ements；ICP-MS

R284.1

A

1001-1528（2016）06-1346-05

10.3969/j.issn.1001-1528.2016.06.029

2015-10-11

中医药行业科研专项 （201207004-9）；国家公共卫生专项中药炮制技术传承基地建设项目 （2015）

高慧慧（1992—），女，硕士生，从事中药新药与炮制原理研究。Te1：（0531）89628590，E-mai1：tougaotcm@163.com

张 超 （1982—），男，博士，副教授，从事中药新药与炮制原理研究。Te1：（0531）89628590，E-mai1：tougaotcm@ 163.com