改良酸性土壤對川芎藥用質量的影響

寧梓君 李 彬 李春苗 何春楊 夏厚林 陳 幸▲

1.成都中醫藥大學藥學院藥物分析系，成都 611130；2.四川省中醫藥科學院藥學研究所，成都 610041

川芎來源于傘形科藁本屬植物川芎（Ligusticum chuanxiong Hort.）的干燥根莖，為我國四川省的道地藥材，主產于四川省彭州市和都江堰市。川芎入肝、膽、心包經，有活血行氣、祛風止痛之功效，可用于治療胸痹心痛、月經不調、風濕痹痛等[1]。現有研究表明，川芎植物有富集土壤中鎘的能力[2-3]。鎘是一種劇毒的重金屬元素，通過食物鏈進入人體，對肝、腎、免疫系統和生殖系統等造成一系列損害，鎘過量會使組織代謝系統發生障礙以及抑制多種酶的活性，可引發骨痛病、肺水腫等多種疾病[4-5]。川芎對鎘的富集能力嚴重影響了川芎的質量和藥用價值，威脅服用者的用藥安全，近年來川芎的鎘含量超標，已經成為阻礙其對外出口的主要因素。對此，本課題組對四川省彭州市川芎種植基地進行了長期研究調查，發現川芎中的鎘主要來源于其栽培土壤，并且鎘含量隨土壤酸度的增大而增加[6-7]。因此改良酸性土壤，提高土壤pH值是降低川芎鎘含量的關鍵。

目前對于中、輕度鎘污染的酸性土壤，施入生石灰是投入低、效率高的改良方法[8]。由于川芎是藥用植物，故本研究按照2010版《藥典》規定的川芎項下方法對施用生石灰后收獲期的川芎質量進行了評價，以期為后期研究工作提供理論依據。

1 材料與儀器

1.1 供試樣品

本實驗的川芎樣品均取自四川省敖平鎮川芎種植基地。

1.2 主要試劑

甲醇（分析純：成都長聯化工試劑有限公司；色譜純：Fisher Scientific），甲苯（優級純，成都長聯化工試劑有限公司），冰醋酸（優級純，成都市科龍化工試劑廠），阿魏酸對照品（中國藥品生物制品檢定所，批號：0773-9708），鹽酸（優級純，成都金山化學試劑有限公司），硝酸銀（分析純，成都市科龍化工試劑廠）。

1.3 主要儀器

電子恒溫鼓風干燥箱（上海精宏實驗設備有限公司），Waters e2659高效液相色譜儀（美國）配Waters 2486檢測器（美國），JA2003N型電子天平（1/1萬，上海精密科學儀器有限公司），AUW220D型電子天平（1/10 萬，島津公司），Millipore超純水機（美國）。

2 方法與結果

2.1 田間處理及樣品采集

于彭州市敖平鎮選取一塊典型的酸性川芎栽培土壤作為實驗用地，總面積約230 m2。本研究設置4個實驗組：1個空白組和3個處理組，分別標記為PCK、P1、P2和P3。在川芎栽種前，將實驗用地分為4等塊，向各地塊均勻撒入生石灰，施用量分別為PCK：0 kg/hm2；P1：750 kg/hm2；P2：1125 kg/hm2；P3：1500 kg/hm2。 施撒后翻地混勻。于川芎收獲期，在各地塊內以“S”形線路隨機取5點，采集川芎全株，自然風干，去除地上部分以及沙礫、須根等異物，切片，干燥、粉碎，得到川芎供試品。

2.2 檢查

2.2.1 水分

精密稱取藥材粉末（過二號篩）12 g，置圓底燒瓶中，加甲苯約200 ml，并加入干燥、潔凈的沸石數粒。圓底燒瓶依次連接水分測定管以及冷凝管。自冷凝管頂端加入甲苯，至充滿水分測定管狹細部分。將圓底燒瓶置電熱套中緩慢加熱，待甲苯開始沸騰時，調節溫度，使每秒鐘餾出2滴。待測定管刻度部分的水量不再增加時，將冷凝管內部用甲苯沖洗，再用飽蘸甲苯的長刷將管壁上附著的甲苯推下，繼續蒸餾5 min，放冷至室溫，拆卸裝置，放置，待水與甲苯完全分離。檢讀水量，計算含水量（%）。

2.2.2 總灰分與酸不溶灰分

精密稱取藥材粉末（過二號篩）4 g，置熾灼至恒重的坩堝中，稱定重量。緩緩熾熱至完全炭化時，逐漸升高溫度至600℃，使完全灰化并至恒重。根據殘渣重量，計算川芎供試品中總灰分含量（%）。取以上灰分，在坩堝中小心加入稀鹽酸約10 ml，用表面皿覆蓋坩堝，置水浴上加熱10 min，表面皿用熱水5 ml沖洗，洗液并入坩堝中，用無灰濾紙濾過，坩堝內的殘渣用水洗于濾紙上，并洗滌至洗液不顯氯化物反應為止。濾渣連同濾紙移置同一坩堝中，干燥熾灼至恒重。根據殘渣重量，計算川芎供試品中酸不溶性灰分的含量（%）。

2.3 浸出物

取藥材粉末（過四號篩）3 g，精密稱定，置100 ml的錐形瓶中，精密加70%乙醇50 ml，密塞，稱定重量，靜置1 h，連接回流冷凝管，加熱至沸騰，并保持微沸1 h。放冷后，取下錐形瓶，密塞，再稱定重量，用70%乙醇補足減失的重量，搖勻，用干燥濾器濾過，精密量取濾液25 ml，置于干燥至恒重的蒸發皿中，在水浴上蒸干后，于105℃干燥3 h，置干燥器中冷卻30 min，迅速精密稱定重量。以干燥品計算川芎供試品中醇溶性浸出物的含量（%）。

2.4 阿魏酸含量測定

2.4.1 色譜條件

WatersSymmetry C18色譜柱（4.6mm×150mm，5μm），流動相為甲醇-1%醋酸溶液（20∶80），檢測波長為230nm，柱溫30℃，進樣量為10μl。該色譜條件下，樣品中阿魏酸與其他成分達到基線分離。對照品及川芎樣品的高效液相色譜圖如圖1。

2.4.2 對照品溶液制備

取阿魏酸對照品適量，精密稱取20 mg，置100 ml棕色量瓶中，用70%甲醇水溶液稀釋至刻度，搖勻，得對照品儲備液。精密量取儲備液1 ml，置10 ml棕色量瓶中，用70%甲醇水溶液稀釋至刻度，搖勻，得對照品溶液。

2.4.3 供試品溶液制備

取藥材粉末（過四號篩）適量，精密稱取0.5 g，置具塞錐形瓶中，精密加入70%甲醇50 ml，密塞，稱定重量，加熱回流30 min，放冷，再稱定重量，用70%甲醇補足減失的重量，搖勻，靜置，取上清液，濾過，取續濾液，即得。

2.4.4 方法學考查

圖1 阿魏酸對照品（A）與川芎樣品（B）的HPLC色譜圖1.阿魏酸

2.4.4.1 線性及范圍考查 精密吸取對照品溶液3、5、10、15、20 μl，注入 HPLC 色譜儀。以峰面積（A）對分析物質量濃度（C）做線性回歸，如圖2，結果表明阿魏酸在0.062~0.411μg范圍內，線性關系良好。

圖2 阿魏酸對照品峰面積及線性關系圖1.阿魏酸

2.4.4.2 精密度試驗 精密吸取對照品溶液10μl，注入HPLC色譜儀，連續進樣6次，計算對照品中阿魏酸峰面積的RSD為0.61%。

2.4.4.3 重復性試驗 精密稱取編號為PCK的川芎藥材粉末6份，按“2.4.3”項下方法制備供試品溶液，分別進樣10μl，計算供試品中阿魏酸峰面積的RSD為1.25%。

2.4.4.4 穩定性試驗 按“2.4.3”項下方法制備供試品溶液，分別于 0、2、4、8、12、24 h 進樣 10 μl，計算供試品中阿魏酸峰面積的RSD為0.78%。

2.4.4.5 加樣回收試驗 取已知阿魏酸含量的川芎藥材粉末適量，精密稱取0.2 g，共6份，置具塞錐形瓶中。分別加入阿魏酸對照品5 ml后，按“2.4.3”項下方法制備供試品溶液，依法測定，結果見表1，計算回收率。回收率（%）=（加樣后測得量-樣品中阿魏酸量）/加樣量×100%。

表1 加樣回收試驗

2.5 測定結果

按照以上方法對川芎樣品各項指標進行測定，結果見表2。

表2 川芎樣品各指標測定結果

由表2可知，各組川芎樣品的各項指標均符合《藥典》（2010版）川芎項下限量要求。相對于PCK組，各處理組的含水量及酸不溶灰分含量有一定的升高，總灰分含量降低，浸出物及阿魏酸含量升高。P1、P2、P3組浸出物含量分別升高12.15%、7.99%、10.07%，阿魏酸含量分別升高0.88%、3.95%、21.93%，各組阿魏酸含量隨生石灰的施用量增大而升高。升高量（%）=（處理組測得量-PCK組測得量）/PCK組測得量×100%。

3 討論

3.1 測定川芎各指標的方法

本實驗嚴格按照《藥典》（2010版）川芎項下方法對川芎樣品的水分、灰分、浸出物和阿魏酸含量進行測定和分析，重現性及穩定性良好。川芎中化學成分較復雜，其中阿魏酸、川芎嗪和藁本內酯是公認的主要藥效成分[9]，但由于川芎嗪含量太低，僅占生藥量的0.01%~0.02%，且具有升華性，藁本內酯不穩定，可發生脫氫、氧化、水解、降解等異構化反應[10-11]，所以本實驗參照《藥典》（2010版）要求以阿魏酸含量作為評價川芎藥用質量的參考指標。

3.2 生石灰對川芎質量的影響

由以上測定結果可知，施用生石灰后，川芎藥材質量符合《藥典》（2010版）中川芎項下限量要求，且浸出物及阿魏酸含量升高。相對于PCK組，處理組的含水量及灰分含量有一定的變化，但均低于 《藥典》（2010版）中的限量要求，故可認為此變化未對川芎的藥用質量造成影響。已有研究表明，施用石灰可降低土壤中重金屬活性，增加土壤對重金屬的吸附作用，同時還具有改善土壤結構，調節土壤養分，促進作物的生長的功能[12-14]。川芎浸出物及阿魏酸含量升高，可能與生石灰促進川芎生長，使其根莖生物量增加有關。結果提示，施用生石灰對川芎藥材質量無不良影響，生石灰可用于改良酸性的川芎栽培土壤。

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