民族药锅铲叶中矿物元素含量的测定*

柴连周，郭艳东，段丽娜，郭 妮，吴智云，李树珍，王秋晓蔓，李明珠**

(1.保山中医药高等专科学校，云南 保山 678000；2.保山市质量技术监督综合检测中心，云南 保山 678000)

锅铲叶，又名镰叶西番莲、锅铲藤、半截叶，为西番莲科植物镰叶西番莲(拉丁学名PassiflorawilsoniiHemsl)的全草。西番莲属植物含有黄酮类、酚类、生物碱、生氰化合物和挥发油类等化学成分[1]。其在国内主要分布于云南省东南至西南部地区，多生于海拔 1200～1800 m 的沟谷林下，因植物叶子状如锅铲而得名，是云南各民族地区常用药物，别名众多，用法各具特色。在《云南民族药大辞典》中记载的镰叶西番莲被傣族、哈尼族、景颇族、拉祜族等多个民族使用，具有祛风湿、补肝肾、活血调经、杀虫截疟的作用。研究表明，锅铲叶还具有保护急性肝损伤，治疗肝病、风湿性关节炎、肾炎、支气管炎等疾病的作用[2-3]。目前，关于锅铲叶的这些作用机制未知。由于矿物元素在维持机体健康方面发挥着极其重要的作用，所以，推测锅铲叶的这些作用可能与矿物元素含量有关。现代科学研究已证明，中草药的功效与其微量元素含量有着密切关系[4]，中草药中微量元素的测定已有大量报道[5-6]，但未见对民族药锅铲叶的相关报道。另外，民族药是中国医药学的重要组成部分，并以其丰富的资源，独特的疗效受到各领域的青睐与重视。但是，由于环境的污染以及药材自身的特点，导致重金属超标已成为我国中药材生产使用上的大问题，且矿物元素含量的高低直接影响着服用者的身体健康，所以，为保证用药安全和药品质量，对其重金属等矿物元素进行测定非常必要。本文以锅铲叶为材料，采用电感耦合等离子体质谱法和石墨炉原子吸收法测定锅铲叶中矿物质含量，旨在了解民族药锅铲叶中矿物元素含量，为评价其质量和进一步开发利用云南山区的药用资源提供可靠的理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

锅铲叶样品采自云南省保山市昌宁县，用超纯水洗净后在干燥箱里烘干至恒重，粉碎再过80 目的筛子，装于密封袋中贮存于干燥器中备用。

1.2 仪器与试剂

OPTIMA8000电感耦合等离子体发射光谱仪(美国Perkin Elmer公司)、PinAAcle 900T原子吸收分光光度计(美国Perkin Elmer公司)、EG20A plus高纯石墨电热板(北京莱伯泰科仪器股份有限公司)。

硝酸(GR，重庆川东化工有限公司)；高氯酸(AR，天津市鑫源化工有限公司)；CuFeMnAlZnNi混合标准溶液(GNM-M090420-2013)；KCa混合标准溶液(GNM-M066949-2013)；Pb标准溶液(GNM-SPB-002-2013)；Cd标准溶液(GNM-SCD-002-2013)；Cr标准溶液(GNM-SCR-003a-2013)。

1.3 实验过程

1.3.1 样品预处理

锅铲叶用超纯水洗净后在干燥箱里烘干至恒重，粉碎再过80目的筛子，使其呈均匀状的粉状样品，称样前摇匀。

1.3.2 仪器工作条件

K、Ca、Cu、Fe、Mn、Al、Zn、Ni采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定[7]，仪器工作条件见表1；Pb、Cd、Cr 采用石墨炉原子吸收法测定[8-10]，仪器工作条件见表2。

1.3.3 标准溶液的制备

购买采用经国家认证并授予标准物质证书元素贮备液：铜、铁、锰、铝、锌、镍混合标准溶液(100 mg/L)，钾、钙混合标准溶液(100 mg/L)，铅单元素标准溶液(1000 mg/L)，镉单元素标准溶液(1000 mg/L)，铬单元素标准溶液(1000 mg/L)。

表1 ICP-MS测定条件

表2 石墨炉原子吸收测定条件

精确吸取适量上述标准贮备液，用1% HNO3硝酸溶液逐级稀释配成相应的标准溶液系列，最终得到下列适合上机的标准溶液质量浓度梯度为：

铜、铁、锰、铝、锌、镍混合标准溶液：0.01，0.1，0.4，0.6，1.0 mg/L；钾、钙混合标准溶液：1.0，5.0，10.0，15.0，20.0 mg/L；铅标准溶液：10，20，30，40，50 μg/L；铬标准溶液：10，20，30，40，50 μg/L；镉标准溶液：0.6，1.2，1.8，2.4，3.0 μg/L。

1.3.4 标准曲线绘制

吸取配制好的相应标准溶液，用1% HNO3溶液依次稀释为各梯度质量浓度，按表 1、表2项下条件测定吸光度，以质量浓度ρ(μg/L) 为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制标准曲线。

1.3.5 供试品溶液的制备

分别准确称取 0.2 g 和 1.0 g(精确至 0.001 g)试样于聚四氟乙烯消解器皿中，加入 10 mL 硝酸-高氯酸(体积比10∶1)混合溶液，加盖浸泡过夜，后放置于可调式石墨电热板上消解(电热板升温条件：升至 120 ℃ 加热1～2 h，升至 150 ℃ 加热2～4 h，升至 180 ℃)继续加热直至冒白烟，当消化液呈无色透明或略带黄色，且剩余 1 mL 左右取下聚四氟乙烯消解器皿冷却，用1% HNO3溶液定容至 25 mL 或 100 mL，混匀备用，随同试样做空白试验。

1.3.6 供试品测定

将试样空白溶液、定容好的试样溶液和稀释好的试样溶液分别注入电感耦合等离子体发射光谱仪和原子吸收石墨炉光谱仪中，测定待测元素分析谱线强度的信号响应值，根据标准曲线得到消解液中待测元素的质量浓度。

2 结果与分析

2.1 标准曲线

由回归法求得各元素回归方程及相关系数，见表3。Y为吸光度，X为溶液质量浓度。

表3 标准曲线的绘制

2.2 检出限和定量限

各元素的检出限为0.001～7 mg/kg，定量限为0.003～30 mg/kg，结果见表4。

表4 矿物质的检出限和定量限结果

2.3 锅铲叶矿物质含量

由表5可知，民族药锅铲叶中11种矿物质元素的含量存在较大差异，从高到低依次为Ca>K>Al>Mn>Fe>Zn>Cu>Ni>Cr>Pb>Cd，Ca含量最高 18437.1 mg/kg，Cd含量最低 0.29 mg/kg。《药用植物及制剂外经贸绿色行业标准》 规定，药用植物原料及制剂中重金属总量w(Cu)≤20.0 mg/kg、w(Pb)≤5.0 mg/kg、w(Cd)≤0.3 mg/kg，锅铲叶中3种重金属元素 Cu、Pb、Cd 的含量均未超标。

表5 样品测定结果

3 结论与讨论

本实验表明，锅铲叶中常量元素K、Ca质量分数分别为12925.5、18437.1 mg/kg，必需微量元素Fe、Cu、Zn、Cr质量分数分别为125.5、5.3、46.9、1.12 mg/kg，可能必需微量元素Mn、Ni质量分数分别为219.4、1.2 mg/kg，具有潜在毒性微量元素Al、Pb、Cd质量分数分别为261.4、0.35、0.29 mg/kg。锅铲叶中质量分数较高的为Ca、K、Al、Mn、Fe，占11种矿物元素总量的99.83%，锅铲叶的疗效可能与以上元素相关。矿物元素是构成人体组织及维持正常生理活动不可缺少的成分，如钾可维持人体渗透压及酸碱平衡，维持肌肉、神经的他感作用[11]，钙离子不仅是人体骨骼和牙齿的重要成分，还是重要的第二信使，在调节基因表达、细胞周期调控、细胞运动、自噬和凋亡等方面发挥着重要的作用[12]。Mn可促进骨豁的生长发育，改善机体的造血功能，保持脑的正常功能，糖和脂肪的正常代谢[13]。Fe元素是人体内含量最高的必需微量元素，是血红蛋白和肌红蛋白的组成部分，在体内参与氧的贮存、运输[14]。锅铲叶中3种重金属元素 Cu、Pb、Cd 的含量均未超标。Pb会引起慢性中毒，使得机体肾功能衰退，骨质疏松，引起有神经，消化，血液等[15]；Cd是被公认为对人体高毒性伤害的重金属元素，会引起慢性中毒使肾机能衰退、骨质疏松[16]；Cu对骨骼及结缔组织的形成具有重要作用，也是免疫系统正常功能不可缺少的元素，可提高抵抗微生物感染能力[17]。各元素回归方程系数≥0.9991，各元素检出限均<7 mg/kg，定量限均<30 mg/kg。锅铲叶作为云南地区常用的民族药材，本文填补了民族药锅铲叶ICP法和石墨炉原子吸收法测定其矿物元素含量的空白，为其质量控制及药效物质基础的研究提供科学依据。