馬鹿角及梅花鹿角脫盤中無機元素分析與評價

陳 毓, 李鋒濤, 錢大瑋, 蔣 情, 段金廒

（1.江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院, 江蘇 泰州 225300； 2.南京中醫(yī)藥大學(xué) 江蘇省中藥資源產(chǎn)業(yè)化過程協(xié)同創(chuàng)新中心/中藥資源產(chǎn)業(yè)化與方劑創(chuàng)新藥物國家地方聯(lián)合工程研究中心, 江蘇 南京 210023）

馬鹿角及梅花鹿角脫盤中無機元素分析與評價

陳 毓1,2, 李鋒濤1,2, 錢大瑋2*, 蔣 情2, 段金廒2

（1.江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院, 江蘇 泰州 225300； 2.南京中醫(yī)藥大學(xué) 江蘇省中藥資源產(chǎn)業(yè)化過程協(xié)同創(chuàng)新中心/中藥資源產(chǎn)業(yè)化與方劑創(chuàng)新藥物國家地方聯(lián)合工程研究中心, 江蘇 南京 210023）

目的 分析鹿角中的無機元素，為鹿角藥材質(zhì)量控制提供參考。方法 采用微波消解樣品，電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜法 （ICP-AES） 分析不同產(chǎn)地馬鹿角及不同年齡梅花鹿角脫盤中共計 29 種無機元素。 結(jié)果 在所有樣品中均檢測到了 21 種元素， 包括 Ca、 P、 K、 Na、 Mg等 5 種人體必需宏量元素， Fe、 Cu、 Zn、 Mn、 Cr、 Se、 Ni、Mo、 Si、 Sr等 10 種人體必需微量元素; 未檢測到 Sn、 As、 Co、 B、 Hg、 V、 Ti、 Zr等 8 種元素。 相關(guān)性分析顯示有多種元素間呈顯著或極顯著正相關(guān)。馬鹿角不同部位無機元素組成相似，2個不同產(chǎn)地馬鹿角中同種元素的平均含有量差異較大。除部分元素外，不同年齡梅花鹿角脫盤樣品中各元素的量差異不大。結(jié)論 研究結(jié)果為鹿角藥材的質(zhì)量控制及其資源綜合開發(fā)與利用提供了科學(xué)依據(jù)。

無機元素; 微波消解-ICP-AES; 相關(guān)性分析; 馬鹿角; 梅花鹿角脫盤

鹿角 Cervi Cornu 為梅花鹿 Cervus nippon Temminck 或馬鹿 Cervus elaphus Linnaeus的雄鹿已骨化的角或鋸茸后翌年春季脫落的角基，分別習(xí)稱“ 梅花鹿角”、 “馬鹿角”、 “鹿角脫盤”［1］。 鹿角臨床上應(yīng)用廣泛，主要用于腎陽不足，陽痿遺精，腰脊冷痛，陰疽瘡瘍，乳癰初起，瘀血腫痛等證。近年來，隨著動物藥的重要性受到越來越多的重視，針對鹿角的化學(xué)成分和藥理活性開展了許多研究。研究表明， 鹿角中主要含有核苷及堿基［2］、 蛋白質(zhì)及 多 肽［3-4］、 氨 基 酸［5-6］、 膽 固 醇［6-7］、 糖 及 脂類［4］、 無機元素［6，8-11］、 激素［12-13］等化學(xué)成分。

現(xiàn)代研究表明，中藥療效不僅與有機化學(xué)成分有關(guān)，而且與無機元素的種類和含有量也有密切的聯(lián)系［14］。 因此， 測定中藥材中無機元素的種類及其含有量對藥材質(zhì)量控制具有重要的意義。

已有學(xué)者對鹿角中的無機元素進行了分析［6，8-11］， 但多關(guān) 注 幾種元素， 未能全面 反 映 出 鹿角中無機元素的種類和含有量。本實驗用微波消解-ICP-AES 法分析了 2 個不同產(chǎn)地馬鹿角及 5 個不同年齡梅花鹿角脫盤樣品中的共計29種無機元素，包含有益元素和有毒金屬，為鹿角藥材的質(zhì)量控制與資源利用提供了參考。

1 實驗部分

1.1 儀器 Optima 2100DV型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀 （美國 Perkin Elmer公司）;Milestone Ethos T微波消解系統(tǒng) （ 意大利 Milestone公司）; BT125 型電子天平 （賽多利斯科學(xué)儀器有限公司）;EPED超純水系統(tǒng) （南京易普達科技發(fā)展有限公司）。

1.2 試藥及試劑 元素標準溶液 （Sn、 Se、 Mo、P、 Pb、 B、 Si、 Hg、 Ca、 Sr、 Na、 K） 母液質(zhì)量濃度均為 1 000 μg/mL， 混合元素標準溶液 （ As、Zn、 Sb、 Bi、 Co、 Cd、 Ni、 Ba、 Fe、 Mn、 Cr、Mg、 Cu、 Al、 Ti、 Zr、 V） 母 液 質(zhì) 量 濃 度 為 100 μg/mL， 均購自國家有色金屬及電子材料分析測試中心; 超純水由 EPED超純水系統(tǒng)自制; 硝酸 （優(yōu)級純）、 過氧化氫 （分析純） 均購自國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

1.3 樣品 樣品信息見表1。

1.4 樣品處理 各樣品分別鎊片，粉碎， 過 100 目篩。 精密稱取各樣品粉末 0.5 g于聚四氟乙烯消解罐中， 加入 7 mL HNO3， 1 mL 30%H2O2， 密閉后放入微波消解爐， 按以下程序進行消解:10 min 升至 200 ℃， 200 ℃保持 10 min， 微波功率 1 000 W。待消解完全后， 取出樣品， 冷卻， 消解液轉(zhuǎn)移至50 mL量瓶中， 加超純水至刻度， 搖勻， 即得供試品溶液。 同步以 7 mL HNO3和 1 mL 30%H2O2做空白試驗。 其中測定 Ca、 P元素時將供試品溶液用超純水稀釋 10 倍后進行。所有容器及量器用之前均用30% HNO3浸泡， 超純水清洗干凈后使用。

表1 樣品信息Tab.1 In formations of the sam p les

1.5 電 感 耦 合 等 離 子 體-原 子 發(fā) 射 光 譜 （ ICPAES） 測定條件 射頻功率 1.3 kW， 霧化氣流量0.8 L/min， 輔助氣體積流量 0.2 L/min， 冷卻氣體積流量 15 L/min， 觀測方向 Axial， 溶液提升量為1.5 mL/min。

2 結(jié)果與分析

2.1 元素分析譜線的選擇 元素分析譜線選擇是否恰當， 直接影響到 ICP-AES 測定方法的可信度及測定結(jié)果的準確性。本實驗依據(jù)光譜儀對每個元素的測定均可以同時選擇多條特征譜線的特點，同時考慮共存元素的干擾， 對每個元素首先選取2～3條譜線進行測定，綜合分析強度、干擾情況及穩(wěn)定性等，最終選擇干擾少、精密度和信噪比均較高的譜線作為被測元素的分析譜線，選擇結(jié)果見表2。

2.2 工作曲線繪制及檢測限 取元素標準溶液Na、 K母液，加超純水配制成質(zhì)量濃度為 0、 10、20、 50、 100、 200 μg/mL的系列標準溶液;Fe、Ca、 Mg、 Al、 P配制成質(zhì)量濃度為 0、 5、 10、 50、100、 150、 300 μg/mL的系列溶液;Sr、 Sn、 Se、Si、Pb、Hg、 Mo、 B配制成質(zhì)量濃度為 0、 0.2、0.5、1.0、2.0、5.0 μg/mL的系列溶液;As、Ba、Bi、 Cd、 Co、 Cr、 Cu、 Mn、 Ni、 Sb、 Ti、 V、 Zn、Zr配制成質(zhì)量濃度為 0、 0.5、 1.0、 2.0、 5.0、 10 μg/mL的系列溶液。 上述各標準溶液在選定的工作條件下進行 ICP-AES 測定。 同時， 對空白消解液連續(xù)測定 10 次， 以 3 倍于 10 次測試質(zhì)量濃度的標準偏差為該元素的儀器檢出限。線性范圍、相關(guān)系數(shù)及檢出限結(jié)果見表2， 結(jié)果顯示各元素線性相關(guān)系數(shù)為 0.993 4 ～0.999 9， 表明該方法線性關(guān)系良好。

表2 各元素的分析波長、 線性范圍、 相關(guān)系數(shù)及檢出限結(jié)果Tab.2 Analytical wavelength， linear equestion， cor relation coefficient and detection lim it of various elements

2.3 精密度試驗 在選定的測試條件下， 采用ICP-AES 方法對上述各標準溶液的最高質(zhì)量濃度重復(fù)測定 6 次，結(jié)果顯示各元素響應(yīng)值的 RSD為0.5% ～2.3%， 表明儀器精密度良好。

2.4 重復(fù)性試驗 取 1 號樣品為供試品，精密稱取6 份樣品各0.5 g， 按 “1.4” 項下方法消解制備供試品溶液，在選定的測試條件下進行測定，結(jié)果顯示各元素質(zhì)量分數(shù)的 RSD為 1.1% ～2.7%， 可滿足實驗的要求。

2.5 加樣回收率試驗 取 1 號樣品為供試品， 精密稱取 6 份樣品各 0.25 g，分別加入與樣品中待測元素質(zhì)量濃度等量的各標準溶液， 照 “1.4” 項下方法進行消解制備供試品溶液，在選定的測試條件下進行測定， 結(jié)果顯示各元素回收率為 96.4% ～103.8%， RSD為 1.7% ～2.9%， 說明該方法準確可靠。

2.6 樣品測定結(jié)果 在上述方法學(xué)考察基礎(chǔ)上，按照選定的最佳儀器測試參數(shù)，采用標準曲線法測定各樣品溶液中微量元素的量， 結(jié)果見表3。 結(jié)果顯示， 在所 有 樣 品中均檢測 到 Ca、 K、Na、 P、Se、 Sr、 Pb、 Si、 Mo、 Zn、 Sb、 Bi、 Cd、 Ni、 Ba、Fe、 Mn、 Cr、Mg、 Cu、Al等 21 種元素，未檢測到 Sn、 As、 Co、 B、 Hg、 V、 Ti、 Zr等 8 種元素。所有常量元素中， 馬鹿角和梅花鹿角脫盤均以 Ca含有量為最高， 馬鹿角中平均值可達 216.4 mg/g，梅花鹿角脫盤中平均值為 225.3 mg/g; 其次為 P，馬鹿角 為 94.44 mg/g， 梅 花 鹿 角 脫 盤 為 100.5 mg/g;Na、 Mg的含有量相對較低， 馬鹿角中分別為 5.745 mg/g和 5.411 mg/g， 梅花鹿角脫盤分別為 5.436 mg/g和 4.873 mg/g;K含有量相對最低，馬鹿角 為 2.371 mg/g， 梅 花 鹿 角 脫 盤 為 2.006 mg/g。

微量元素比較結(jié)果顯示，所有馬鹿角及梅花鹿角脫盤樣品中， Zn、 Fe、 Si、 Al、 Sr、 Ba平均含有量相對較高， Se、 Mo、 Sb、 Bi、 Cd、 Ni、 Mn、 Cr、Cu含有量相對較低。 此外，在所有樣品中還檢測到部分對生物有明顯毒性的金屬及類金屬元素如Sb、 Pb、 Cd 等。

表 3 不同樣品中無機元素分析結(jié)果 （μg/g）Tab.3 Analysis results of the investigated elements in sam p les（ μg/g）

2.7 無機元素含有量相關(guān)性分析 采用 SPSS 16.0軟件進行各元素間相關(guān)性分析，因多數(shù)變量不服從正態(tài)分布， 故采用 Spearman 等級相關(guān)系數(shù)法， 統(tǒng)計結(jié)果見表 4、5。相關(guān)矩陣分析顯示， 馬鹿角中有 11 對元素呈極顯著正相關(guān) （P＜0.01）， 分別為Ba與 Zn， Si與 Fe、 Mn、 Al、 K， Ca與 P， Al與Fe、 Mn， Sr與 Mg， K與 Fe、Al; 有 10 對元素呈顯著正相關(guān) （ P＜0.05）， 分別為 Fe與 Zn、 Ni、 Ba、 Mn， Ni與 Si、 Al， Mg與 Mo， Sr與 Ca， K與Ni、 Mn。 鹿角脫盤中有 14 對元素呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）， 分別為 Cd 與 Se、 Sb， Mn 與 P， Mg與 Zn， Ca與 P、Ba， Cu 與 Ni、 Fe，Al與 Pb、Mn， Sr與 Ca， Na與 Sr、 Fe、 Ba。

馬鹿角樣品中， 特別是 Fe與 7種元素顯著相關(guān)， Si、 K、 Al分別與 5 種元素顯著相關(guān)， Ni與 4種元素顯著相關(guān)，表明這些元素之間可能存在較好的協(xié)同促進吸收作用。

表4 馬鹿角中無機元素相關(guān)性分析結(jié)果Tab.4 Correlations of the investigated elements in Cervi Cornu samples

表5 梅花鹿角脫盤中無機元素相關(guān)性分析結(jié)果Tab.5 Correlations of the investigated elem ents in antler button sam p les

3 討論

3.1 隨著動物藥研究的廣泛和深入， 作為活性成分之一的微量元素不斷引起人們的重視。本實驗應(yīng)用 ICP-AES 法分析了 2 個不同產(chǎn)地馬鹿角及 5 個不同年齡梅花鹿角脫盤中共計 29 種無機元素。 結(jié)果在所有樣品中均檢測到了21種元素， 包括 5種常量元素及16 種微量元素。 結(jié)果顯示， 馬鹿角不同部位中無機元素組成相似，同種元素的量有一定的差異，兩個不同產(chǎn)地馬鹿角中同種元素的平均含有量差異較大。不同年齡梅花鹿角脫盤樣品中的無機元素組成亦相似，除部分樣品中的部分元素外，各元素的含有量差異不大。

3.2 研究結(jié)果顯示， 馬鹿角及梅花鹿角脫盤中 5種常量元素含有量均較豐富， 其中尤以 Ca、 P含有量為最高， Na、 Mg、K次之。 微量元素中以Zn、 Fe、 Si、 Al、 Sr、 Ba含有量較為豐富。 Ca是生命活動中的重要元素，也是骨代謝的重要因子，Ca缺乏是低骨量的重要原因， 攝入足夠的 Ca是預(yù)防骨質(zhì)疏松的重要基礎(chǔ)。P有調(diào)節(jié)神經(jīng)、催眠、鎮(zhèn)痛等作用;Mg參與神經(jīng)及免疫信息傳導(dǎo)， 還具有抑制神經(jīng)興奮性的作用;K是機體中重要的電解質(zhì)，可促進蛋白質(zhì)、 碳水化合物和熱能代謝;Zn對人的智力發(fā)育、免疫功能、物質(zhì)代謝和生殖功能等均有重要作用;Fe與人體免疫系統(tǒng)和造血功能關(guān)系密切;Sr可參與人體骨造髓的生理過程［15］。Si在骨生長中發(fā)揮有重要作用［16］。

3.3 值得注意的是在所有樣品中還檢測到部分對生物有明顯毒性的金屬及類金屬元素如 Sb、 Pb、Cd等， 重金屬對人體的新陳代謝及正常的生理作用具有明顯的傷害作用，人體內(nèi)重金屬含有量過量會導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生。近年來，中藥的安全性日益受到國際社會的關(guān)注， 《中國藥典》2010 年版也對部分中藥材及飲片規(guī)定了 Pb、 As、 Hg、 Cd、 Cu等重金屬及有害元素的限量標準，但對其中收載的動物藥都尚未制訂限量標準。本研究的測定結(jié)果為今后制訂該中藥材中重金屬及有害元素的限量標準提供了一定參考。

3.4 《中國藥典》 2010 年版中鹿角的質(zhì)量標準僅規(guī)定了來源、性狀及水溶性浸出物等，這些項目方法專屬性不強，也不夠全面，未能較好地控制其質(zhì)量。本研究結(jié)果為鹿角藥材的質(zhì)量控制及鹿角資源的綜合開發(fā)利用提供了科學(xué)依據(jù)，同時也為動物藥的研究積累了資料。

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Evaluation and analysis of inorganic elements in Cervi Cornu by ICP-AES with m icrowave digestion

CHEN Yu1，2， LIFeng-tao1，2， QIAN Da-wei2*， JIANG Qing2， DUAN Jin-ao2

（1.Jiangsu Agri-animal Husbandry Vocational College， Taizhou 225300， China;2.Jiangsu Collaborative Innovation Center of Chinese Medicinal Resources Industrialization， and Nationaland Local Collaborative Engineering Center of ChineseMedicinal Resources Industrialization and Formulae Innovative Medicine， Nanjing University of Chinese Medicine， Nanjing 210023， China）

AIM Exploring the effective methods for quality control of Cervi Cornu.METHODS Inorganic elements in CerviCornu samples derived from stags of differentages and different regionswere analyzed by ICP-AES usingmicrowave digestion combined withmultivariate statistical analysis in the present study.RESULTS Total of 21 inorganic elements including five essentialmacro elements（ Ca、 P、 K、 Na、 Mg） and eleven essential trace elements（ Fe、 Cu、 Zn、 Mn、 Cr、 Se、 Ni、 Mo、 Si、 Sr） were found in all the samples， but Sn、 As、 Co、 B、Hg、 V、Ti and Zrwere not detected.The resultsshowed that therewere no differences in kindsofelements in four sections of Cervi Cornu， while the average contents in the samples derived from different regionswere different.In addition， there were no obvious differences in the contents of the antler button samples.CONCLUSION The present study would be very helpful for quality control of CerviCornu and also provides good basis for comprehensive utilization of the resources of Cervi Cornu.

inorganic elements;ICP-AES;correlation analysis;Cervi Cornu

R284.1

:A

1001-1528（2014）12-2571-06

10.3969/j.issn.1001-1528.2014.12.030

2013-12-30

國家自然科學(xué)基金資助項目 （81274017）; 江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院院級課題 （NSFPT1408）

陳 毓 （1983—）， 女， 講師， 碩士， 研究方向: 中藥資源化學(xué)及其產(chǎn)業(yè)化。 E-mail:medicalchenyu@126.com

*通信作者: 錢大瑋 （1962 —） ， 男， 教授， 研究方向: 中藥資源化學(xué)及其產(chǎn)業(yè)化。 E-mail:qiandw@njutcm.edu.cn