ICP-OES 法測定兩種喉毛花植物中21 種礦質元素

鄧 娟 ，王延花，孫 菁，葉潤蓉，盧學峰，袁園園，彭 敏，周玉碧

1中國科學院西北高原生物研究所 青海省青藏高原特色生物資源研究重點實驗室，西寧 810008;2中國科學院大學，北京 100049;3 青海省環境監測中心站，西寧 810001

鐮萼喉毛花［Comastoma falcatum (Turcz.ex Kar.et Kir.)Toyokuni］與長梗喉毛花［Comastoma pedunlulatum (Rogle et D.Dou)Holub］均為龍膽科(Gentianacese)喉毛花屬(Comastoma)植物。兩種喉毛花都生長于海拔3200～4420 m 的河灘、沼澤草甸、高山草甸等環境中，在我國主要分布在西藏、青海、甘肅、四川北部［1］，均具有利濕祛痰［2］、清熱解毒、舒肝利膽［3］等功效。在青藏高原地區，長梗喉毛花的干燥全草可作為藏茵陳使用［4］，主要用于治療肝炎、膽結石［5］等由病毒和細菌引起的各種疾病。

多種礦質元素是維持機體某些特殊生理功能的重要成分或是多種酶系的激活劑的組成部分，在維持機體正常的能量轉換和新陳代謝等方面發揮著極其重要的作用。有文獻報道［6］，中藥的藥性、功效及作用機理與其含有的礦質元素有著一定的相關性。同時，礦質元素對藥材的的道地性質量起到一定的作用［7］。中藥礦質元素的研究可為闡明中藥性能及藥理、營養作用等方面提供一定的科學依據。

電感耦合等離子體原子發射光譜法(ICP-OES)具有同時測定多種元素、分析速度快、檢出限低、準確度高、線性范圍寬等優點［8，9］。目前，國內外對長梗喉毛花的研究主要集中于化學成分和藥理作用方面［10-12］，對長梗喉毛花和鐮萼喉毛花全草中礦質元素的測定分析尚未見報道。本研究采用ICP-OES法對長梗喉毛花和鐮萼喉毛花中的21 種礦質元素含量進行分析測定，為兩種喉毛花的進一步研究及合理利用提供一定的參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

21 種元素混合標準儲備液100 mg/L(國家環保總局標準樣品研究中心);鹽酸、高氯酸、硝酸、氫氟酸均為優級純(購自西安化學試劑廠);實驗用水為去離子水。

1.2 儀器與設備

Optima 7000DV 電感耦合等離子發射光譜儀(美國Perkin Elmer 公司);微波消解儀(CEM，美國CEM 公司);VB20 型趕酸裝置(美國Lab Tech 公司)。

1.3 測定條件

ICP-OES 儀器工作參數如下:射頻功率1300 W，冷卻氣流量0.8 L/min，輔助氣流量0.2 L/min，載氣流量15 L/min。各元素分析測定波長見表1。

表1 元素的分析波長Table 1 Detection wavelength of tested elements

1.4 樣品來源

試驗材料采自青海省祁連縣扎麻什鄉，采集全草，除去雜物。在實驗室內混勻，淋洗，陰干后置40℃恒溫烘箱中烘干48 h 至恒量，粉碎，過80 目篩，待用。原植物標本經中國科學院西北高原生物研究所盧學峰副研究員鑒定為龍膽科(Gentianacese)喉毛花屬植物鐮萼喉毛花［Comastoma falcatum(Turcz.ex Kar.et Kir.)Toyokuni］和長梗喉毛花［Comastoma pedunlulatum (Rogle et D.Dou)Holub］。

1.5 樣品處理

準確稱取0.4000 g 樣品，置于微波消解罐中，然后加入2.0 mL HCl，6.0 mL HNO3和2.0 mL HF，加蓋密封，放入微波消解爐中。采用三階段消解控制方法，具體消解工作條件見表2。按工作條件表消解樣品，待冷卻至室溫后，將消解罐放入趕酸裝置繼續加熱趕酸，待酸趕盡，轉移至50 mL 容量瓶中，定容。同時制備全程序試劑空白溶液和加標樣品。

表2 微波消解工作條件Table 2 Working conditions of microwave digestion

2 結果與分析

2.1 標準曲線繪制

于100 mL 容量瓶中精密吸取混合標準儲備溶液，用1%硝酸稀釋配制成濃度為0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mg/mL 的標準系列，定容，搖勻。以標準溶液質量濃度(mg/mL)與相應元素的發射強度繪制標準曲線，各待測元素標準曲線及相關系數見表3。可得相關系數r 的范圍為0.9990～0.9999，說明各元素標準曲線具有良好的線性關系。

表3 21 種元素線性回歸方程、相關系數及檢出限Table 3 Linear regression equations of elements and detection limits

2.2 加標回收率試驗

取鐮萼喉毛花樣品進行加標回收率試驗，對加標后的同一份樣品進行3 次重復測定(見表4)。結果顯示21 種礦質元素的加標回收率在86%～108%，說明方法準確。

表4 鐮萼喉毛花樣品回收率測定結果Table 4 The recovery of standard addition of C.falcatum

2.3 樣品的測定

對長梗喉毛花和鐮萼喉毛花的樣品進行三次測定，結果見表5。根據測定結果(表5)，長梗喉毛花和鐮萼喉毛花中共檢出20 種礦質元素。其中，長梗喉毛花檢出20 種，鐮萼喉毛花檢出19 種，Cd 元素在兩者中均未檢出，Co 元素只在鐮萼喉毛花中未檢出。檢出礦物質元素含量的RSD 值在0.11%～4.48%，表明測定結果準確可靠。

表5 長梗喉毛花和鐮萼喉毛花中21 種無機元素的含量(n=3)Table 5 Contents of tested elements in C.pedunlulatum and C.falcatum (n=3)

2.4 元素含量比較分析

長梗喉毛花中檢出礦物質元素含量高低依次為Fe ＞Ca ＞Mg ＞Ti ＞Mn ＞Zn ＞Sr ＞Cr ＞Se ＞Cu ＞Li＞Tl ＞V ＞As ＞Ni ＞Pb ＞Sb ＞Be ＞Mo ＞Co。其中，Fe、Ca、Mg 等三種元素在長梗喉毛花中含量相對最高，Co、Mo、Be 等三種元素在長梗喉毛花中含量相對最低。

鐮萼喉毛花中檢出礦物質元素含量大小依次為Ca ＞Mg ＞Fe ＞Ti ＞Zn ＞Se ＞Mn ＞Tl ＞Cr ＞As ＞Sr＞Cu ＞Pb ＞Li ＞V ＞Be ＞Sb ＞Ni ＞Mo。其中，Ca、Mg、Fe 等三種元素在鐮萼喉毛花中含量相對最高，Sb、Ni、Mo 等三種元素在鐮萼喉毛花中含量相對最低。

兩種喉毛花中Ca、Mg、Fe 三種元素的含量均較高。這三種元素均為人體所必需礦質元素。Ca、Mg兩種元素是骨骼和牙齒生長發育所需元素，具有保護血管透性和彈性的功能［13］;Fe 元素是血紅蛋白與肌紅蛋白的組成部分，參與氧的運輸和貯存。有人測定了37 例肝癌患者的頭發中鐵的含量，發現顯著低于健康人，說明肝癌患者體內缺鐵［14］，這與兩種喉毛花具有的舒肝利膽之功效相符。

檢出的19 種共有礦質元素中，Ca、Mg 兩種元素是人體中的常量元素［15］，Fe、Zn、Se、Mn、Cr、Cu、V、Ni、Mo 等9 種元素為人體所需微量元素［16］。兩種喉毛花中常量和微量元素含量的比較結果見圖1。從圖1 可以看出，除Se 元素外，其他的10 種常量、微量元素在長梗喉毛花中含量均高于在鐮萼喉毛花中的含量。

據中國藥典(2010 版)記載［17］，重金屬主要包括Pb、Cd、Cu、As、Hg 等。重金屬元素在長梗喉毛花和鐮萼喉毛花中檢出Pb、Cu、As 等3 種，且這三種元素在兩種喉毛花中的含量相對較低。Pb、As 兩種重金屬元素在鐮萼喉毛花中的均含量高于在長梗喉毛花中的含量(見圖2)，而Cu 元素在兩種喉毛花中的含量呈相反趨勢。

圖1 兩種喉毛花中11 種常量、微量元素含量的高低趨勢Fig.1 The contents trend of major elements and trace elements in two species of Comastoma

圖2 兩種喉毛花中重金屬元素含量的高低趨勢Fig.2 The contents trend of heavy metals in two species of Comastoma

3 結論

通過ICP-OES 法分析測定了長梗喉毛花和鐮萼喉毛花中的21 種礦質元素，建立了兩種喉毛花中礦物元素的分析測定方法。該方法線性關系良好，r≥0.9990，各元素的檢出限均低于0.0036 mg/L，加標回收率在86%～108%，RSD 值小于4.48%，表明該方法的檢出限低，精密度高，具有良好的準確性和重復性。

對兩種喉毛花中21 種礦質元素含量進行比較分析，結果表明:Ca、Mg、Fe 三種元素在兩種喉毛花中的含量均較高。兩種喉毛花中檢出的11 種常量、微量元素中，除Se 元素外，其他的10 種常量、微量元素在長梗喉毛花中含量均高于在鐮萼喉毛花中的含量。對于檢出的Pb、Cu、As 等3 種重金屬元素，Pb、As 兩種元素在鐮萼喉毛花中的均含量高于在長梗喉毛花中的含量，而Cu 元素則相反。本研究為兩種喉毛花的進一步研究及科學合理利用提供參考依據。

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