枇杷叶花与小、大血藤中金属元素含量的测定
2018-01-19梁莲琴周昱杉赵子剑
梁莲琴, 李 婷, 周昱杉, 谭 蒙, 赵子剑
枇杷叶为中医临床常用清肺中药[1],可以治疗咳嗽,为确有疗效的止咳中药.在中医临床中,枇杷花不作为药用,但在侗族医药中,枇杷花却是一味用途较广的清肺天然药物,主要用于治疗咳嗽[2].小血藤为五味子科五味子属植物铁箍散的全株,大血藤为木通科藤本植物大血藤的茎,小血藤和大血藤在中医临床中都可散瘀消肿[3].虽然枇杷叶、枇杷花及大小血藤功能主治相似,但枇杷叶和枇杷花来自蔷薇科植物枇杷的不同部位,而大小血藤则来自不同的植物基源.金属元素在治疗疾病中的作用近年为人们所重视.有研究表明[4],铁(Fe)可与血中蛋白结合成血红蛋白,血红蛋白可以运输氧和养料,参与体内重要生理生化反应如肝脏对药物的代谢作用等;锰(Mn)是人体代谢必须的微量元素,缺Mn可引起动脉硬化、骨骼畸形等多种疾病;锌(Zn)是维持人体正常生活动所需生化酶的必要成分,缺Zn可延缓人体的生长发育,也可引起免疫功能异常;铜(Cu)、镉(Cd)、镍(Ni)是对人体有害的元素,可引起多种疾病.本研究测定了上述二对药物中的 Fe、Mn、Zn、Cu、Cd、Ni六种金属元素含量.
1 实验部分
1.1 仪器与试药
岛津AA-6300C原子吸收分光光度计(日本岛津公司);AB204-N电子分析天平(梅特勒-托利多公司);KSY-6D-B马弗炉箱式电阻炉(长沙市远东电炉厂);FY135高速万能粉碎机(天津市泰斯仪器有限公司);Fe(GSB04-1726-2004,16C058-2)、Mn(GSB04-1736-2004,169002-1)、Zn(GSB04-1761-2004,15058-2)、Cu(GSB04-1725-2004,155024-2)、Cd(GSB04-1721-2004,155038-1)、Ni(GSB04-1740-2004,16028-1)标准溶液;硝酸(分析纯,成都金山化学试剂有限公司);枇杷花叶采自湖南怀化、贵州凯里和铜仁;小血藤、大血藤药材购自上述三个地区的药材市场,由蒋向辉老师鉴定.
1.2 方法
1.2.1 原子吸收分光光度计工作参数的设定
按文献[5]设置测定不同金属离子得仪器工作参数,仪器具体工作参数见表1.
1.2.2 铁、锰、锌、铜、镉、镍标准对照品溶液的制备
分别精密移取 Fe、Mn、Zn、Cu、Cd、Ni标准溶液,用2%硝酸分别稀释为 0、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0 μg/mL 的Fe、Zn 标准对照品溶液;0、0.2、1.0、2.0、3.0、4.0 μg/mL的 Mn 标准对照品溶液;0、0.1、0.2、0.4、0.8、1.0 μg/mL的 Cd、Ni 标 准 对 照 品 溶 液 和 0、0.2、0.4、0.8、1.6、3.2 μg/mL的Cu标准对照品溶液.
1.2.3 铁、锰、锌、铜、镉、镍供试品溶液的制备
器皿预处理:所有的玻璃仪器均用2%的硝酸浸泡36 h;用二次蒸馏水反复冲洗后,晾干,备用.
表1 火焰原子吸收光谱法的测定条件
样品制备:将上述药材用二重蒸馏水洗涤三遍后置鼓风干燥箱中,在60℃条件下干燥48 h;粉碎,过8号筛,用分析天平精密称取粉碎后各药材10.0000 g,分别放入恒重洁净的瓷坩埚中,盖子半开,置于通风橱内的电子调温电炉上,进行炭化至不冒烟后转移至马弗炉箱式电阻炉中,慢慢升温至750℃灰化6 h,取出、加2%硝酸使灰分溶解,过滤后定容于50 mL容量瓶中,摇匀,即得样品供试液.
1.2.4 标准工作曲线绘制与线性范围
按不同金属元素的标准曲线绘制要求,选定各元素的仪器最佳参数条件,测其各元素的吸光度并求得各元素的吸光度与浓度关系的一元线性回归方程及相关系数,测量结果见表2.
1.2.5 检出限实验
检出限是指在适当的置信水平能被仪器检出的待测元素的最低浓度或最低质量[6].实验过程中,按照各元素的测定的最佳仪器参数条件,对经过干法灰化法处理的空白溶液进行16次重复测定,取16次空白测定结果,计算各元素空白标准偏差(s),以三倍标准偏差(3s)除以斜率计算出检出限,实验结果见表3.
1.2.6 精密度实验
精密度系指在规定的测定条件下,同一均匀供试品,经过多次取样检测所得结果之间的接近程度.一般用标准偏差(S),相对标准偏差(RSD)表示[7].本实验按照各元素测定的最佳仪器参数条件,对制得的铁标准溶液(1.0μg/mL)、锰标准溶液(2.0μg/mL)、锌标准溶液(6 μg/mL)、铜标准溶液(0.8μg/mL)、镉标准溶液(1.0 μg/mL)和镍标准溶液(1.0μg/mL)连续进行6次测定,记录吸光度,并计算相对标准偏差.实验结果见表4.
1.2.7 回收率实验
用分析天平精密称取洗净干燥粉碎过8号筛后的各药材粉末10.0000 g置于瓷坩埚中,再分别加入1 000 μg/mL单位量的锌、铁、锰、铜标准溶液,按照1.2.3方法进行灰化并定容.测定,结果表5.
1.2.8 样品分析
样品按上述处理方法进行制样后,按照各元素测定的最佳仪器参数条件,进行样品金属含量测定,仪器自动拟合得出每个样品金属浓度[(ng/mL)/(μg/mL)],通过计算得出每个样品的各个金属含量,平行测定3次,取平均值,其结果见表6.
2 结果
2.1 各金属元素的标准曲线实验结果
由表2可看出,铁、锌浓度在0-8μg/mL、锰在0-1.0μg/mL、铜在0-3.2μg/mL、镉、镍在0-1.0μg/mL时,铁、锰、锌、铜、镉、镍元素的浓度与吸光度有较良好的线性关系.
2.2 各金属元素的检出限实验结果
表2 锌、镉、铜、铁、锰、镍元素的回归方程及相关系数
表3 检出限实验结果
表4 精密度实验结果
表5 测定的各药材、元素的平均回收率
表6 各药材中金属元素的平均含量
从表3可看出,铁、锰、锌、铜、镉和镍元素的检出限分别为 0.04、0.05、0.01、0.03、0.08 和 0.01 μg/L.
2.3 各金属元素的精密度实验结果
表4说明,铁、锰、锌、铜、镉和镍元素分别在1.0、2.0、6、0.8、1.0和1.0μg/mL浓度连续测定下 RSD值均小于3%,表明仪器精密度较为良好.
2.4 各药材、金属元素的平均回收率实验结果
从表5可以看出,本实验的加样回收率在98%—101%之间,表明本实验的制样方法合理可行.
2.5 各药材测得的各金属元素的平均含量实验结果
各药材三批样品中各金属元素的平均含量结果见表6.将三批枇杷叶和枇杷花药材中金属元素的含量测定数据使用SPSS软件进行成对t检验处理,得出t值分别为 262.369、17.206、112.339 和 247.603,均大于 t0.05=2.353,这表明大血藤和小血藤中三种有益金属元素铁、锰、锌和一种重金属元素铜都存在统计学上的显著性差异.同样的,三批小血藤和大血藤药物中三种有益金属元素铁、锰、锌和一种重金属元素铜也存在统计学上的显 著 性 差 异 ,t值 分 别 为 70.441、27.119、85.586 和16.484;均大于t0.05=2.353.
3 结论与讨论
通过本实验建立了枇杷叶、枇杷花和小血藤、大血藤中六种金属元素含量测定的原子吸收光谱法.方法学实验结果表明,该方法在测定范围内线性强、重现性好,可测定上述药材中六种金属元素的含量.样品含量测定结果表明,上述二对药材中检出的四种金属元素的含量存在统计学上显著性的差异.考虑到枇杷叶和枇杷花在侗医临床上所治病症均为伤风感冒和支气管炎症引起的咳嗽;小血藤和大血藤在侗医临床上所治病症均主要为风湿筋骨疼痛.若枇杷叶和枇杷花治疗咳嗽的药效与上述测出的四种金属元素相关,则所测金属元素的含量不应呈显著性的差异,因而可推断出枇杷叶和枇杷花中所含的上述金属元素可能和其治疗咳嗽药效作用之间关联性不强;相似的,小血藤和大血藤中所含的上述金属元素与其治疗风湿筋骨疼痛的药理作用可能也没有很紧密的联系.但本研究只测定了以元素态存在的金属元素,不能辨别药物中有多少金属元素和生物大分子相结合的,而金属元素与生物大分子结合后可产生较强的生理活性,因而金属元素也有可能与生物大分子结合后成为与药效紧密相关的成分.
实验过程中,利用干法消解-火焰原子吸收分光光度法测定各药材中的金属元素含量的准确度、回收率都较好.说明使用干法消解-火焰原子吸收分光光度法能够较为方便准确的测量枇杷叶、枇杷花、小血藤和大血藤样品中金属元素的含量,这为这些药材的质量控制提供了一定的方法学依据.实验中,四种药材都没检出有害元素镉和镍的,但检出了铜,对照《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》对中药中重金属的相关规定:ω(Cu)≤20 mg/kg[8],四种药材中铜元素都符合相关规定的限量要求,说明药材采集区的自然环境良好,没有受到所测重金属的污染.
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