長清產栝樓3個品系果皮的無機元素分析比較

2013-04-23 01:28:46于京平李佳張永清范英才

山東科學 2013年2期

于京平，李佳，張永清*，范英才

(1.山東中醫藥大學，山東濟南 250355;2.山東大學，山東濟南 250100)

中藥中無機元素的種類和含量對其臨床療效有影響［1］，種質是影響中藥無機元素種類與含量的重要因素。不同品種中藥材在遺傳特性、進化層次、生長發育及生理代謝等方面存在差異，導致從土壤中選擇性吸收各種無機元素的能力不同［2］。瓜蔞皮為葫蘆科植物栝樓(Trichosanthes kirilowii Maxim.)的干燥成熟果皮，可清熱化痰、利氣寬胸［3］，具有抗心律失常［4］、擴張冠狀動脈、增加冠脈血流量等藥理作用。以瓜蔞皮為原料制成的瓜蔞皮注射液，治療冠心病、心絞痛療效顯著［5］。研究結果顯示，心血管疾病的發生和發展與微量元素不平衡或代謝紊亂密切相關［6］。以往對于瓜蔞皮藥理活性物質的研究多集中在有機成分方面，而對無機元素關注較少。本文對山東長清產栝樓3個品系果皮中的無機元素進行了分析測定，旨在為進一步制定瓜蔞皮藥材質量標準，了解瓜蔞皮的藥用價值，選育優良品種提供參考。

1 樣品、儀器與試劑

1.1 樣品

以濟南市長清區馬山鎮北李村大田種植的栝樓植株作為研究對象，根據植株形態特征及其生物學特性，將其劃分為不同品系，該研究選擇Ⅰ號、Ⅱ號、Ⅲ號3個主要品系。經觀察，栝樓Ⅰ號、Ⅱ號、Ⅲ號品系植株果實與種子的外觀具有明顯差異，見表1。原植物經山東中醫藥大學周鳳琴教授鑒定，確認為葫蘆科栝樓屬植物栝樓Trichosanthes kirilowii Maxim.。10月份采摘，除去果瓤及種子，將果皮置于通風處陰干。

表1 3個品系栝樓果實與種子的外觀差異Table 1 Differences in the pepo and seed appearance of Trichosanthes kirilowii Maxim.of the three strains

1.2 儀器

X Series 2型電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)(美國熱電公司);IRIS IntrepidⅡXSP型電感耦合等離子體發射光譜儀(ICP-AES)(美國熱電公司);雙道原子熒光光度計(AFS)(北京吉大小天鵝儀器有限公司);FA1104型電子天平(上海天平儀器廠);101-(1)A數顯式電熱恒溫干燥箱(上海陽光實驗儀器有限公司);ETHOS1微波消解系統(意大利Milestone公司)。

1.3 試劑

Ca，、K、Mg、Fe 等20 種元素的標準溶液(均為1000 μg·mL－1);標準物質 GSB-5、GSB-6、GSB-7、GSB-11(國家標準物質中心);硝酸HNO3(GR);雙氧水H2O2(AR)。

2 實驗方法

2.1 樣品制備

將栝樓果皮用清水洗凈，蒸餾水快速淋洗3遍，于60℃烘干，粉碎成細粉，過60目篩。精密稱取樣品0.2500 g，置于專用微波消解罐中，加6.00mL 硝酸，放置過夜。加2.00mL 過氧化氫，用1.00 ～2.00mL水沖洗罐壁，裝妥消解裝置，設置微波消解儀消解系統分析條件(表2)，消解樣品。待消解結束后，取出消解罐將消解液移至聚四氟乙烯燒杯中，冷卻后將溶液轉移至10mL比色管中，用水定容，搖勻，作為待測樣品液。同時隨同試料進行雙份空白實驗和標準物質溶液實驗，所用試劑須取自同一瓶，加入同等的量。

表2 樣品微波分析條件Table 2 Analytical conditions of samples by microwave

2.2 儀器測試條件

2.2.1 ICP-MS

RF發生器功率1300 W，冷卻氣流量15.0 L/min，輔助氣流量0.08 L/min，霧化氣流量0.89 L/min，采樣深度8.0mm，采樣錐孔徑1.0mm，截取錐孔徑0.7 mm，樣品提升速率1.0mL/min，霧化室溫度3℃。

2.2.2 ICP-AES

ICP耦合功率1150 W，RF發生器頻率27.12 MHz，輔助氣流量0.5 L/min，載氣流量0.5 L/min，冷卻氣流量為15 L/min，同軸霧化器，旋流霧化室，霧化器壓力179.27 kPa，蠕動泵轉速 100 r/min，進樣量1.85 mL/min。調整好儀器的各項參數，選擇各元素的最佳譜線:Ca 455.5 nm，Mg 285.2 nm，Fe 259.9 nm，S 182.0 nm，P 214.9 nm，K 766.5 nm。

2.2.3 AFS

As載氣流量400 L/min，屏蔽氣流量1000mL/min，砷燈電流60mA，光電倍增管負高壓230～260 V，原子化器溫度200℃，原子化器高度8mm。Se載氣流量400 L/min，屏蔽氣流量1000mL/min，硒燈電流80mA，光電倍增管負高壓280～310 V，原子化器溫度200℃，原子化器高度8mm。Hg載氣流量400 L/min，屏蔽氣流量1000mL/min，汞燈電流30mA，光電倍增管負高壓210～230 V，原子化器溫度0℃，原子化器高度8mm。

2.3 標準曲線繪制

采用國家標樣(GSB-5、GSB-6、GSB-7、GSB-11)，用相同的方法制備成標準溶液，制作標準曲線，相關系數在0.9995～1.0000 之間。

2.4 各種元素檢出限

取10次平行測定空白溶液的結果，以空白的3倍標準偏差作為方法的檢出限，得出各元素檢出限，見表3。

表3 所測元素檢出限Table 3 Detection limits of determined element

2.5 精密度實驗

選擇國家標樣，進行精密度實驗，各元素精密度符合測定要求。

2.6 加樣回收實驗

采用Ⅰ號藥材供試液，分別加入一定量的20種無機元素標準溶液，測定其回收率，各元素加樣回收率在94.43% ～103.37%之間，符合測定要求。

2.7 樣品含量測定

Cu、Zn、Mn、Sr、Ni、Pb、Cd、Cr、B、Mo 測定采用等離子體質譜法;Ca、Mg、Fe、S、P、K 測定采用等離子體發射光譜法;As、Se、Hg測定采用雙道原子熒光光度法;N測定采用凱氏定氮法。

3 結果與分析

3.1 3個品系栝樓果皮無機元素含量

3個品系栝樓果皮中的無機元素含量如表4所示。

表4 3個品系栝樓果皮無機元素含量Table 4 Inorganic elements contents in the peel of the three strains of Trichosanthes kirilowii Maxim.

從表4看出，3個品系栝樓果皮中均含有所測定的20種無機元素，其中大于10000mg/kg的有N、K，1000 ～10000mg/kg 的有 Ca、P、Mg、S，10 ～100mg/kg 的有 Fe、B、Sr、Zn，1 ～10mg/kg 的有 Mn、Cu、Ni、Mo，1 mg/kg之下的有Se、Cr、Pb、As、Hg、Cd。不同品系果皮中各種無機元素的含量均有差異，大量元素除Mg、K外，品系 I中N、Ca、P、S 含量均高于品系 II、III;有益微量元素品系 I中Fe、Mn、Cu、Se 含量高于品系 II、III，品系II中B、Sr含量高于品系I、III，品系III中Zn、Ni、Mo含量高于品系I、II;3個品系果皮中有害重金屬元素含量均符合《藥用植物及制劑進出口行業綠色標準》［7］。

3.2 栝樓果皮無機元素的相關性分析

栝樓果皮無機元素相關性分析結果見表7。通過相關性分析可知，栝樓果皮所測元素中共有35對元素呈現顯著相關(P ＜0.05)，22 對元素呈現極顯著相關(P ＜0.01)，其中 Mn 與 P、Cr，S 與 Cu、Se、As，Cr與 P、S、As，As與 P，Hg與 Ca，Cd 與 Pb 極顯著正相關，B 與 Cu、Se、As、S，Cu 與 Cd、Pb，S 與 Cd、Pb，Cr與 Pb，Mo與Ca，Hg與Mg極顯著負相關。這些相關性特征提示我們，栝樓對元素吸收存在選擇性，可能是因為栝樓原植物受自身遺傳等因素的影響，在生長過程中按比例吸收這些元素，詳見表5。

表5 栝樓果皮無機元素相關性分析Table 5 Correlation analysis of inorganic elements

4 結果與討論

無機元素對心腦血管疾病的發生與治療具有一定影響。如補充Ca可以降低血中膽固醇的含量［8］，3種栝樓果皮中Ca的含量分別為0.572%、0.490%和0.336%，以品系I栝樓果皮中Ca的含量最高。Mg能調節血脂代謝和預防動脈粥樣硬化、改善冠狀動脈血流［9］，3種栝樓果皮中 Mg的含量分別為0.227%、0.246%和0.266%。Fe、Mn、Cu、Se可以調節體內血脂代謝，降低動脈硬化的發生［10］，3個品系栝樓果皮中這4種具有類似作用的微量元素的總含量不同，品系Ⅰ栝樓果皮的Fe、Mn、Cu、Se含量均高于品系Ⅱ、Ⅲ，這對于良種選育提供了很好的選擇性。

Sr有預防心血管疾病的作用［11］，B含量下降可能通過減少NO的產生而導致冠狀動脈痙攣的發生［12］，品系II栝樓果皮中Sr、B含量均為最高。Ni能使擴張的冠狀動脈收縮、抑制冠狀動脈血壓［13］，品系Ⅲ栝樓果皮中Ni含量為最高。栝樓果皮中含有豐富的上述元素，與其治療心腦血管疾病的活性具有密切關系。此外，血清Zn/Cu比值升高是冠心病的易患因素［14］，栝樓果皮Zn/Cu比值遠低于陸生被子植物的平均值，有利于糾正人體膽固醇異常、治療冠心病和動脈硬化［15－16］。不同品系栝樓果皮中的無機元素含量及鋅銅比具有明顯差異，因此加強優良品種選育工作是提高瓜蔞皮臨床療效的有效途徑。

微量元素對心腦血管系統的影響，往往存在著協同或拮抗效應。無機元素相關性分析結果顯示，栝樓果皮中部分無機元素含量之間存在相關性，有的達到顯著或極顯著水平，提示不能孤立地依據藥材中某種無機元素含量的高低來看待它的質量，而應深入分析元素間的相互作用，以進一步了解瓜蔞皮的藥用價值。

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