ICP-MS測定兩種一枝黃花中12種微量元素

楊立業,王 斌,于春光,曲有樂,童國忠

(浙江海洋學院食品與藥學學院,浙江舟山 316004)

ICP-MS測定兩種一枝黃花中12種微量元素

楊立業,王 斌,于春光,曲有樂,童國忠

(浙江海洋學院食品與藥學學院,浙江舟山 316004)

為確定兩種一枝黃花中微量元素的差異,建立了微波消解-ICP-MS法,測定加拿大一枝黃花與一枝黃花中Ca、Mg、P、Fe、Mn、Ni、Cu、Zn、Se、Cr、Hg和 Pb 12種微量元素。方法的加標回收率為95.2%～107.1%,相對標準偏差在2.5%～8.9%之間,檢出限在0.002～0.057μg·L-1之間,該方法具有良好的準確度和精密度。分析結果表明,加拿大一枝黃花與一枝黃花均含有Ca、Mg、P、Mn和Fe元素,前者中Ca、Cr、Mn、Zn、Pb、Ni含量較高,而后者中的Mg、P、Fe、Cu、Se含量較高。

加拿大一枝黃花;一枝黃花;微量元素;電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)

加拿大一枝黃花(Solidago canadensisL.)與一枝黃花(Solidago decurrensL.)均為菊科(Compositae)一枝黃花屬(Solidago)植物。在我國,一枝黃花作為傳統中藥,用于急、慢性腎炎、感冒、急性咽喉炎、扁桃體炎、瘡癤腫毒的治療[1];加拿大一枝黃花在歐美也有百年藥用歷史,用于慢性腎炎、膀胱炎、尿結石、風濕、糖尿病的治療[2-4],兩者藥效具有一定的相似性。20世紀30年代中期,加拿大一枝黃花作為庭院裝飾植物引入我國,現已在野外大量逸生,在長三角地區造成了極大的生態災難[5]。因此,研究兩者的藥效物質基礎,探討加拿大一枝黃花替代一枝黃花藥用的可行性,具有開發資源和保護環境的雙重功效。

微量元素是中藥藥性物質基礎的重要組成部分[6]。長期以來,人們對中藥有效成分的研究偏重于有機成分,隨著對中藥成分的深入研究,無機成分尤其是微量元素,日益被人們所重視[7]。目前,加拿大一枝黃花與一枝黃花微量元素的研究未見報道。因此,本工作采用微波消解-電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)對加拿大一枝黃花與一枝黃花中Ca、Mg、P、Fe、Mn、Ni、Cu、Zn、Se、Cr、Hg和Pb 12種微量元素含量進行測定,并將二者的含量進行比較。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Agilent ICP-MS 7500電感耦合等離子質譜儀:美國Agilent公司產品;Milli-Q50超純水系統:美國Millipore公司產品;高壓消解罐:浙江正宏公司產品。玻璃器皿均在體積百分含量為10%的 HNO3中浸泡,再用去離子水及超純水洗凈,備用。

HNO3、H2O2:Merke公司提供;實驗用水均為超純水(18.2 MΩ·cm);待測元素標準使用液(濃度均為1 g·L-1):國家標準物質研究中心提供。

ICP-MS儀器的操作條件和數據采集參數列于表1。

表1 ICP-MS儀器的操作條件和數據Table 1 Instrumental operating conditions and data acquisition parameters of ICP-MS

1.2 樣品采集

實驗用加拿大一枝黃花于2008年10月盛花期采自浙江省舟山市定海區郊區,一枝黃花購于福建省莆田市,種屬由山東中醫藥大學周鳳琴教授鑒定。標本存放于浙江海洋學院食品與藥學學院生藥學實驗室。

1.3 樣品處理[7]

樣品陰干后放入烘箱中保持70～80℃干燥約4 h,取出粉碎過60目篩。準確稱取0.500 0 g加拿大一枝黃花與一枝黃花樣品粉末于干凈的聚四氟乙烯消解罐中,加入10 mL HNO3和2 mL H2O2,蓋上聚四氟乙烯蓋子,放置過夜。次日控制溫度150℃進行消解6 h,冷卻后將消解液轉移至25 mL容量瓶中,用去離子水稀釋至刻度待測,同時做樣品空白。

2 結果和討論

2.1 內標元素的選擇[9-10]

ICP-MS分析過程中,分析信號會隨時間而發生漂移,而且分析樣品時基體效應明顯,被測物信號會出現抑制或增強效應,這些問題的解決可通過選用適當的內標元素來實現。實驗根據質量數相近、電離電位相近和沸點相近的內標元素選擇的原則,選擇Ge和Bi作為待測元素的內標。

2.2 標準曲線

根據實驗,配制的元素標準工作溶液分為3組:1)Ca、Mg、P、Mn、Fe元素的標準濃度分別為100.0,500.0,1 000.0,2 500.0,5 000.0, 10 000μg·L-1;2)Cr、Cu、Zn元素的標準濃度分別為5.0,15.0,25.0,35.0,45.0μg·L-1;3) Pb、Ni、Se、Hg元素的標準濃度分別為 0.1, 0.5,1.0,2.5,5.0μg·L-1。在選定的儀器操作條件下測定標液,繪制元素的標準曲線。結果表明,所測元素在標準工作溶液濃度范圍內呈線性關系,相關系數在0.999 0～1.000 0之間,測定結果列于表2。

表2 測定元素的線性方程與相關系數Table 2 Regression equations and correlation coefficients of calibration curves

2.3 方法檢出限、精密度和加標回收率測定實驗

按實驗方法制備樣品空白溶液,重復測定6次,取3倍標準偏差所對應的濃度為各元素的檢出限,并進行相對標準偏差分析,結果列于表3。結果表明,12種元素檢出限在 0.002～0.057μg·L-1之間,能很好的滿足分析要求。

表3 樣品的檢出限Table 3 Determination limits of detection

為考察方法的可靠性,對實驗結果進行回收率考察,結果列于表4。結果表明,12種元素平均回收率在95.2%～107.1%之間,可滿足實驗要求。

2.4 樣品測定結果

按上述標準物質的測定方法,采用ICP-MS分別測定加拿大一枝黃花與一枝黃花試樣中12種微量元素的含量,測定結果列于表5。

結果表明,加拿大一枝黃花與一枝黃花均含有Ca、Mg、Fe、Mn和P等元素。其中Ca、Zn、Fe和Cu具有消炎、消腫和解毒作用,這與兩種一枝黃花抗炎的功效相一致。Mn是體內多酶體系中重要的構成元素,對于胰島素的合成是必不可少的,這與加拿大一枝黃花運用于糖尿病的治療相一致;Fe是構成血紅蛋白、過氧化氫酶的重要成分,也是很多酶的活性部分,其缺乏可造成各種器官的生理異常及生理變異;Zn是人體中70多個不同種屬的酶的組成成分,參與糖類、脂類、蛋白質、核酸的合成與降解,可提高機體免疫力。對微量元素的含量比較發現,加拿大一枝黃花中的Ca、Cr、Mn、Zn、Pb、Ni含量較高,而一枝黃花中的Mg、P、Fe、Cu、Se含量較高。

2.5 討論

中藥微量元素是臨床用藥的重要物質基礎之一,其含量不僅為中藥材質量控制提供理論依據,也為進一步研究中藥作用機理、開發新藥資源提供數據支持。實驗結果表明,加拿大一枝黃花與一枝黃花中的12種微量元素與其藥效存在一定的聯系,但是兩者在微量元素含量上存在一定的差異,而且本實驗選取的樣品采自不同產地,對于測試結果也有一定影響。因此,后續研究將對同一產地的兩種一枝黃花及不同產地的同一種一枝黃花進行分析,為加拿大一枝黃花資源替代一枝黃花資源的可行性提供更全面的數據支持。

表4 樣品回收率和相對標準偏差(n=6)Table 4 Results of recovery and RSD(n=6)

表5 加拿大一枝黃花與一枝黃花試樣中12種微量元素的含量Table 5 Contents of trace elements in samples by ICP-MS

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Determination of 12 Trace Elements inSolidago canadensis andSolidago decurrensby ICP-MS

YANG Li-ye,WANGBin,YU Chun-guang,QU You-le,TONG Guo-zhong
(School of Food and Pharmacy,Zhejiang Ocean University,Zhoushan316004,China)

A method for determination of the contents of 12 trace elements inSolidago canadensisandSolidago decurrenswas developed by ICP-MS using microwave digestion.The matrix effect and signal drift were compensated by using the internal standard elements(Ge and Bi).The precision of measurement ranges from 2.5%to 8.9%in terms of relative standard deviation.The recoveries and the limits of detection are in the range of 95.2%—107.1%and 0.002—0.057μg·L-1respectively.It indicated that the proposed method has the advantages of simplicity speediness and sensitivity.The analytical results indicated that there were comparatively rich elements inSolidago canadensisandSolidago decurrens, such as Ca,Mg,Fe,Mn and P,especially the concentration of Ca,Mg and P.In addition, a comparison of the contents of trace elements betweenSolidago canadensisandSolidago decurrensindicated thatSolidago canadensiswas rich in the trace elements such as Ca,Cr, Mn,Zn,Pb and Ni,andSolidago decurrenswas rich in the trace elements such as Mg,P, Fe,Cu and Se.

Solidago canadensis;Solidago decurrens;trace element;inductively coupled plasma mass spectroscopy(ICP-MS)

O 657.3

A

1004-2997(2010)02-0094-04

2009-06-18;

2009-12-30

浙江省自然科學基金(Y2080579)、浙江海洋學院校級重大項目(21135030107)資助

楊立業(1963～),男(漢族),黑龍江佳木斯人,副教授,從事生物化學研究。E-mail:liyey@126.com

王 斌(1977～),男(漢族),山東安丘人,副教授,從事天然藥物化學研究。E-mail:binwang4159@126.com