ICP-MS法测定石台县山茱萸中微量元素

鞠康 张雪艳 梅桂林 王星星

（1.安徽中医药科学院亳州中医药研究所；2.亳州职业技术学院 安徽亳州 236800；3.安徽中医药大学药学院 安徽合肥 230031）

山茱萸为山茱萸科植物山茱萸ornus officinalisSieb.etZucc.的干燥成熟果肉[1]。功能主治：肝肾不足，精气失藏之症；遗精，遗尿，尿频；崩漏带下，月经过多[2]；体虚欲脱，大汗不止[3]。鞣质是山茱萸涩味的来源成分，在山茱萸中也占有较高的含量。目前从山茱萸中分离得到的鞣质全部属于可水解鞣质，即由酚酸及其衍生物，与多元醇或者葡萄糖通过酯键或苷键相连形成的。大多数含有没食子酰基（包括其衍生物），以及逆没食子酸的衍生物[4]。有机酸在山茱萸中具有比较重要的地位。微量元素在营养中比微生素更重要，它不像维生素那样能够在体内合成。随着现代医学和分子生物学的发展，人们逐渐认识到微量元素是某些酶、激素和维生素的主要组成部分，对机体正常新陈代谢起着重要作用。人体缺少微量元素，会出现新陈代谢紊乱，导致生病、早衰甚至死亡[5]。石台县地处皖南山区西北部，境内属于山岳地带。地貌主要以中低山为主，山势连绵起伏、山坡陡峭，地形总趋势为南北高，东西低[6]。由于其地位特殊、地形地貌复杂，使得此地区土壤、岩石富含丰富的微量元素。有些微量元素是人们人体必需的微量元素，具有抗氧化、抗衰老、提高免疫力等生理药理作用，其中最有研究意义的是微量元素硒[7]。

一、实验器材

（一）仪器及工作条件。XT-9900A型微波消解仪（上海新拓分析仪器科技有限公司）；ZJ-TFG-12型通风柜（上海新拓分析仪器科技有限公司）；XT-9816-II样品前处理加热仪（上海新拓分析仪器科技有限公司）；XT-9700型冷却机（上海新拓分析仪器科技有限公司）；NexION300Q电感耦合等离子体质谱仪（美国PerkinElmer公司)；消解罐；电子天秤；打粉机；超纯水机；氩气（纯度≧99.999%）。

（二）试剂。硝酸（优级纯）；光谱级高纯水（去离子水）；调谐液（美国PerkinElmer公司）；钪（Sc）、锗（Ge）、铟（In）、锰（Mn）、铜（Cu）、铁（Fe）、锌（Zn）、砷（As）、镉（Cd）、铅（Pb）、汞（Hg）标准溶液（国家有色金属及电子材料分析测试中心，浓度为1000μg/mL）；胡萝卜标准物质（地球物理地球化学勘查研究所，GBW10047）。实验用水均为超纯水。

（三）药材及其栽培土壤。山茱萸药材及栽培土壤采集于安徽省池州市石台县，经安徽中医药大学周建理教授鉴定为山茱萸科山茱萸Cornusofficinalis Sieb.etZucc。详见表1、表2样品采集信息。

表1 样品采集信息

表2 样品采集信息

二、实验方法

（一）调谐优化KED模式下ICP-MS工作参数（见表3）。

表3 KED模式下ICP-MS工作参数

（二）标准品溶液的配置。

1.标准品储备液的制备。精密吸取各标准品原液（浓度为1000μg/mL）50μL，分别置于50mL的容量瓶中，用2%的硝酸定容，制备成溶度为1μg/mL的标准品储备液。

2.标准品溶液的制备。精密吸取一定量的标准品储备液，放置于50mL的容量瓶中，并用2%硝酸定容，配制成一系列不同浓度的标准品待测液。标准溶液：汞：0.01，0.05，0.1，0.5，1μg/L；混标（砷、镉、钼、硒、钴）：0.1，0.5，1，10，50，100μg/L；混标（铜、铅、铬、锰、锌、钛、锶）：0.5，1，10，50，100，500μg/L。

3.内标溶液的制备。精密吸取内标原液：铟、锗、铋（2.5mL储备液），钪单位元素标准（3mL储备液），至50mL容量瓶中，用2%硝酸稀释定容，摇匀既得。

（三）供试品溶液的制备。精密称取山茱萸样品粉末0.1g，置于PTFE消解罐中，加硝酸5mL浸泡若干分钟后，放置在样品前处理加热仪中进行高温加热，不断轻摇罐体充分反应，使罐中溶液颜色呈透明色或浅黄色。安装好微波消解罐，按设定好的升温程序（表3）进行样品消解。待消解程序结束，放置冷却机中冷却至60℃以下，打开消解罐，将消解罐置于电炉上，140℃赶酸至消解罐中液体澄清状、淡棕色气体冒尽大致仅剩余1mL后取下，冷却至室温，用去离子水润洗PTFE罐至少三次，将润洗合并至50mL容量瓶并定容，摇匀，即得供试品溶液。同法制备胡萝卜标准物质供试品和空白对照溶液，每种样品和空白对照按照上述制备方法各平行制备两份，具体消解程序见表4。

表4 山茱萸样品微波消解程序

（四）方法学考察。

1.线性关系考察。将制备的各标准品待测液依次经过ICP-MS测定，9种元素的线性关系r值均在0.995～1.000范围之间，线性关系良好。

2.重复性试验。精密称取同一批胡萝卜标准物质样品粉末6份，每份0.1g，制备供试品溶液，连续测定。计算9种无机元素含量的RSD值，结果在1.0%～2.7%范围内，重复性较好。

三、结果与分析

（一）检测结果。山茱萸药材及栽培土壤中9种元素检测结果见表5。最终数据采用外标法计算所得。

表5 山茱萸及栽培土壤中9种无机元素的含量

T9 41.129 41.153 T10 591.556 583.778 23180.780 22731.915 28.860 29.219 92.511 91.700 18.345 17.055 0.442 0.423 134.088 131.377 0.136 0.164

（二）山茱萸药材及其栽培土壤的相关性。将不同土壤山茱萸药材及其栽培土壤的无机元素数据导入WPS办公软件工具，对9种元素的相关性进行评价，见图1。由图可知，在2-6这个区间，山茱萸药材部分元素（如Fe、Ba等）的富集与土壤呈正相关，部分元素(如Cd、As等)的富集与土壤呈负相关。其中Mn的相关性最显著，具有统计学意义。

图1 山茱萸及其栽培土壤的无机元素的相关性

四、讨论与小结

山茱萸入药历史悠久，民间广泛使用且疗效显著。有关山茱萸化学成分、主要成分含量测定方面的研究颇多，但相关产品的质量控制标准水平较低，目前山茱萸尚无国家统一标准，地方标准各地差别较大，以山茱萸为原料的制剂质量控制方面缺乏专属性的定性和定量分析方法。因此，利用现代手段研究建立专属性的分析方法，从而提高和完善山茱萸及相关制剂的质量标准，对整体提升山茱萸及系列制剂的质量，保证公众用药安全具有重大的意义。

在此次实验中，运用了ICP-MS方法，该法可以运用于批量地质样品中的部分重金属元素含量的同时分析，操作简便快速，结果准确，能较好地满足于检测，多目标的满足大批量地质样品的分析要求。另经过此次实验和阅读资料以及产地调查，发现近些年越来越多的研究表明化学成分的积累与其无机元素的富集呈较明显的相关性，然而药材的无机元素富集又和其生长栽培土壤关联性密不可分。根据药材与土壤无机元素含量数据药材与其土壤中各种元素呈现出各自的富集规律，部分元素呈现正相关（如Fe、Mn、Cu），另一部分元素呈现负相关（如Cd、Pb）。运用统计分析方法可以看出石台县的药材及其栽培土壤中含有丰富的铁和锰元素，并且药材与土壤中的铁和锰元素均呈正相关。在此次研究中，可以发现元素与山茱萸的有效成分的积累具有关联性，微量元素对山茱萸的安全性是有影响的，对规定山茱萸的每日摄取量的值是有影响的。通过无机元素分析发现以石台县的山茱萸栽培土壤较优，对未来文山地区拟定山茱萸无机元素的标准具有现实意义。

在此次试验中，发现微量元素中铅、镉所占比重较大，故在石台县药农种植中，可以适量减轻此地的种植范围，注重有利元素的土壤的种植和培养。另在主成分分析中发现土壤的无机元素的差异较大，二者在植物吸收方面，可以相互促进吸收，或者通过改变其中某个元素的含量来达到改变另一个元素的目的。通过数据软件分析，找出其中的规律性，为石台县山茱萸的栽培和发展提供了有力的数据。