金环胡蜂无机金属元素分析研究

邱 勇 郭云胶 杨 琦,2 李兆云 杨新周,2*

1.德宏师范高等专科学校民族医药研究所，云南 芒市 678400；2.德宏师范高等专科学校理工学院，云南 芒市 678400

金环胡蜂(VespamandariniaSmith)为胡蜂科(Vespidae)胡蜂属(Vespa)中体型最大、性情凶猛的捕食性肉食昆虫，俗称“虎头蜂”[1]，也称中华大虎头蜂、斑胡蜂、桃胡蜂、人头蜂等。其幼虫、全体、蜂毒及蜂巢均可入药，药材名大黄蜂(全体)、大黄蜂子(幼虫)、露蜂房(蜂巢)，主治风湿痹痛，是常见民间中药[2]。金环胡蜂泡酒制成的蜂毒酒能够祛风湿，治急性和慢性风湿痛以及风湿性关节炎，与其幼虫(大黄蜂子)功效相同[3-4]，在中国民间有着悠久的使用历史。

现代研究表明，中药中无机成分均与疗效有着密切的关系，中药中无机元素是生物体内参与和调节代谢的必需元素，能与生物体内含氮、氧、硫的配体形成配位键，协调体内物质平衡，对药效发挥具有积极的协同作用或拮抗作用[5-7]。此外重金属及有害元素是中药材进出口的重要检测指标之一，准确测定中药材中重金属含量可为中药材生产中的质量控制和临床中的用药安全提供科学依据[7-8]。

目前对金环胡蜂的研究主要集中于药理药效、DNA 条形码鉴别等方面的研究[9]。本实验采用微波消解-ICP法测定云南不同产区金环胡蜂中的无机元素，制作金环胡蜂无机元素指纹图谱，对金环胡蜂无机元素含量相关性分析。为金环胡蜂无机元素方面的质量特征研究提供参考，为金环胡蜂质量控制研究提供新的依据。

1 仪器与材料

1.1 仪器 7200电感耦合等离子体光谱仪(德国热电公司)；MARS6微波消解仪(CEM公司)，AL204梅特勒电子分析天平；AFS -9530双通道原子荧光光度计(北京海光仪器有限公司), Milli-Q纯水仪。

1.2 试剂 单元素标准溶液(GSB G62027-903301，国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院)；70%硝酸(MOS级, 天津市风船化学试剂科技有限公司)，过氧化氢(30%水溶液，CMOS，国药集团化学试剂有限公司)。

1.3 样品信息及制备 实验样品来自云南省14个不同地区，所有样品经德宏师范高等专科学校郭云胶教授鉴定胡蜂科金环胡蜂(VespamandariniaSmith)。各样品信息如表1所示。收集样品后，低温冷冻。

表1 样品信息

2 方法与结果

2.1 样品溶液制备 精确称量0.3 g均质后的金环胡蜂于消解罐内，加入8 mL硝酸，100 ℃预消解 20 min，置于微波消解仪中，按照升温程序(10 min升至120 ℃，保持5 min，10 min升至150 ℃，保持5 min，10 min升至185 ℃，保持35 min)进行消解，待冷却后取出，100 ℃赶酸1 h，然后用超纯水定容25.00 mL，利用ICP法测定。其中测定砷元素样品溶液，待冷却后取出，150 ℃下将酸赶完至约1 mL，用1 mol/L盐酸定容至22.5 mL，加入2.5 mL 50 g/L硫脲-抗坏血酸，0.5 h后利用原子荧光法测定。

2.2 标准曲线制备

表2 20种无机元素线性回归方程

表2 20种无机元素线性回归方程

2.3 方法学考察

2.3.1 精密度 取同一份混合标准品溶液连续测定6次，测得各元素RSD为0.05%～1.26%，表明仪器精密度良好。

2.3.2 重复性 取1号样品，通过做3组平行实验，采用检测平均结果计算三组间的相对标准偏差，通过计算得出，三组间的组间精密度为0.02%～1.14%之间，说明方法偏差较小。

2.3.3 稳定性 取1号样品，按照2.1进行制备样品，0、2、4、6、8、16、24 h测定样品溶液中20种金属元素，20种金属元素RSD为0.1～5.56%之间，表明在24 h之内元素稳定。

2.3.4 方法回收率 以1号样品进行加标回收率实验，方法回收率为平行测定3次的平均值。结果样品加标回收率均在80%～120%之间，方法准确度好，符合中药材中元素含量的定要求。

2.4 不同产地金环胡蜂金属元素的测定结果及分析 对不同产区的金环胡蜂中20种金属元素进行测定，结果见表3。从表3中可以看出，金环胡蜂中Ca、K、Mg、Na、P含量较大，20种无机金属元素种P含量大，为2507.1629 mg/kg，Hg含量最低，为0.0107 mg/kg。许多产区胡蜂中B、Cd、Pb元素未检出。2020版药典对中药材中有害金属元素做了规定，Pb、Cd、As、Hg、Cu不能超过5、1、2、0.2、20 mg/kg，14个不同产区金环胡蜂中Pb、Cd、As、Hg、Cu含量均为超过中国药典限定值，说明金环胡蜂中有害金属元素符合国家药典标准要求。20种金属元素中Sr元素变异系数最大，说明不同产区金环胡蜂中Sr元素波动较大，Ca元素变异系数最小，说明不同产区金环胡蜂中Ca元素波动较小。从图1中可以看出，金环胡蜂中P元素含量较高，占比47.12%、K元素含量占比25.05%、Na元素含量占比9.29%、Mg元素含量占比6.23%、Ca元素含量占比4.63,其余元素占比7.68%。说明金环胡蜂中含有丰富的营养元素。

表3 鲜胡蜂中金属元素测定结果 (mg/kg)

表3 鲜胡蜂中金属元素测定结果 (mg/kg)

图1 金环胡蜂无机元素占比分析

2.5 金环胡蜂无机元素指纹图谱建立 金环胡蜂中20种无机元素含量数量级别相差较大。为了更能准确的绘制指纹图谱，将部分元素含量进行扩大或缩小至同一数量级，其中B、 Cu、Ti、扩大10倍，K、P缩小10倍，Ba、Ni、Sr扩大100倍，V、Pb、As扩大1000倍、Hg扩大10000倍，按照20种无机元素原子序数顺序，以元素为横坐标，元素含量为纵坐标绘制金环胡蜂无机元素指纹图谱，如图2所示。可见不同产区金环胡蜂金属元素含量存在差异，但从整体看其无机元素含量按原子序数顺序呈现相似的分布态势。 从图2中看出，金环胡蜂无机元素谱具有较强的特征性与一致性，生成的无机元素指纹图谱可为金环胡蜂的鉴别提供一定的的参考依据。

图2 金环胡蜂无机元素指纹图谱

2.6 金环胡蜂无机元素含量相关性分析 金环胡蜂无机金属元素含量相关性见表4，结果显示，金环胡蜂中16对金属元素呈显著正相关(P<0.01)，10对元素呈正相关(P<0.05)，正相关表明金环胡蜂体内无机金属元素积累过程相互协同。金环胡蜂无机元素含量相关性分析，可探讨出其在生长过程中各元素的积累的协同作用，可为进一步开展金环胡蜂生长发育过程中饲养机制调控提供有益参考。

表4 金环胡蜂无机元素含量相关性分析

3 结论

实验采用ICP法分析测14个不同产区金环胡蜂中20种无机元素含量，建立金环胡蜂无机元素指纹图谱。结果显示金环胡蜂中金属元素种类丰富，含有很多有利的微量元素，无机元素以P、K、Na、Mg、Ca为主，含量最高的是P，其次为K、Na、Mg、Ca，5种元素占测定总元素的92.32%。通过实验得出，不同产区金环胡蜂金属元素含量存在差异，可能与金环胡蜂生活环境(海拔、气候)、食物种类、金属元素在胡蜂体内积累规律有关。14个不同产区金环胡蜂中Pb、Cd、As、Hg、Cu含量均未超过中国药典限定值，说明金环胡蜂中有害金属元素符合国家药典标准要求。通过金属元素含量分析，建立金环胡蜂无机元素指纹图谱，可为金环胡蜂的鉴别提供一定的的参考依据。