基于電感耦合等離子體發(fā)射光譜法對(duì)不同產(chǎn)地菊花微量元素的含量測(cè)定及主成分分析*

謝志慧，尹智慧，盛振華

(1.杭州市下城區(qū)中醫(yī)院中藥房，杭州 310004；2.浙江中醫(yī)藥大學(xué)分析測(cè)試中心，杭州 310053)

基于電感耦合等離子體發(fā)射光譜法對(duì)不同產(chǎn)地菊花微量元素的含量測(cè)定及主成分分析*

謝志慧1，尹智慧2，盛振華2

(1.杭州市下城區(qū)中醫(yī)院中藥房，杭州 310004；2.浙江中醫(yī)藥大學(xué)分析測(cè)試中心，杭州 310053)

目的 研究不同產(chǎn)地菊花中微量元素的含量及其分布特征。方法 采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-OES)測(cè)定6種菊花中13種微量元素的含量，應(yīng)用主成分分析法，結(jié)合SPSS19.0版軟件進(jìn)行元素特征分析。結(jié)果 不同產(chǎn)地菊花的微量元素含量的曲線具有一定的相似性，其中鐵(Fe)、鋅(Zn)、錳(Mn)等元素的含量比較高；主成分分析的結(jié)果表明6種菊花有5個(gè)主成分因子，其特征微量元素為鎘(Cd)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鋇(Ba)、鈷(Co)。結(jié)論 各種微量元素的含量和分布特征能反映不同產(chǎn)地菊花的特性，對(duì)菊花的質(zhì)量評(píng)價(jià)及分類(lèi)有參考價(jià)值。

菊花；微量元素；分析，主成分；光譜法，電感耦合等離子體發(fā)射

菊花為菊科植物ChrysanthemummorifoliumRamat.的干燥頭狀花序。藥材按照產(chǎn)地和加工方法的不同，分為亳菊、滁菊、貢菊、杭菊[1]，我國(guó)各地均有栽培。菊花味甘苦，性微寒；具有散風(fēng)清熱，平肝明目功效[2]。臨床常用于風(fēng)熱感冒，頭痛眩暈，目赤頭痛，眼目昏花，為常用的中藥材之一。現(xiàn)代研究已經(jīng)表明，中藥的藥效不僅與有機(jī)物質(zhì)有關(guān)，而且與中藥所含的微量元素有著緊密的聯(lián)系[3]。微量元素含量和種類(lèi)又與中藥材品種、產(chǎn)地、炮制方法等關(guān)系較為密切[4-5]。因此，筆者在本研究中主要是采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(inductively coupled plasmaoptical emission spectroscopy，ICP-OES)測(cè)定不同產(chǎn)地及種類(lèi)菊花中的13種微量元素的含量，并采用主成分分析對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行分析比較，旨在建立不同產(chǎn)地菊花微量元素的含量及其分布特征，為菊花的質(zhì)量評(píng)價(jià)提供參考。

1 儀器與試藥

1.1 儀器 ICAP6000型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(美國(guó)Thermo Scientific公司)；MARS 240微波消解儀(美國(guó)CEM公司)；Millipore mili-Q超純水器(美國(guó)Millipore公司)；AB135-S型分析天平(瑞士梅特勒-托利多公司，天平感量：0.01 mg)。

1.2 試劑 混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(Fluka公司，批號(hào)139332，含有硼(B)、鋇(Ba)、鎘(Cd)、鈷(Co)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鐵(Fe)、鎵(Ga)、銦(In)、錳(Mn)、鉛(Pb)、鍶(Sr)、鋅(Zn)等元素，濃度均為1 000 mg·L-1)；硝酸(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，優(yōu)級(jí)純)；水為去離子水(18.2 MΩ)；高純氬氣(含量≥99.999%，上海五鋼氣體有限責(zé)任公司)。

1.3 藥材 各種藥材分別采購(gòu)于全國(guó)各地，其中野菊花產(chǎn)于浙江嘉興，經(jīng)浙江中醫(yī)藥大學(xué)植物資源教研室黃真教授鑒定為ChrysanthemumindicumI.；懷菊產(chǎn)于河南焦作，杭白菊產(chǎn)于浙江桐鄉(xiāng)，亳菊產(chǎn)于安徽亳州，貢菊產(chǎn)于安徽銅陵，滁菊產(chǎn)于安徽滁州，經(jīng)浙江中醫(yī)藥大學(xué)植物資源教研室黃真教授鑒定，均為ChrysanthemummorifoliumRamat.。

2 方法與結(jié)果

2.1 供試品溶液的制備 分別將6種(野菊花、懷菊、杭白菊、亳菊、貢菊和滁菊)菊花研碎，過(guò)篩孔內(nèi)徑250 μm篩。 精密稱(chēng)取上述菊花藥材粉末0.5 g，分別置于微波消解管中，然后各加入濃硝酸溶液8 mL，室溫下預(yù)消化，浸泡過(guò)夜，放入微波消解系統(tǒng)中消解。微波消解條件詳見(jiàn)表1。消解完成后，冷卻，取出消解管，將管內(nèi)消化液轉(zhuǎn)移至50 mL量瓶，去離子水稀釋至刻度，即得供試品溶液。同時(shí)，隨行8 mL濃硝酸為空白實(shí)驗(yàn)。

表1 微波消解程序

2.2 儀器工作條件 ICP-OES的工作條件為如下。RF功率：1 150 W；輔助氣流量：0.5 L·min-1；霧化器泵沖洗泵速：50 r·min-1；分析泵速：50 r·min-1；等離子觀測(cè)：水平；最大積分時(shí)間：30 s。各元素的分析測(cè)定波長(zhǎng)見(jiàn)表2。

2.3 線性關(guān)系考察 取混合元素標(biāo)準(zhǔn)品溶液適量，用5%稀硝酸稀釋?zhuān)苽涑筛髟貪舛葹?.5，1.0，2.0，4.0，6.0，8.0 mg·L-1系列標(biāo)準(zhǔn)品溶液，依次吸入ICP-OES儀分析測(cè)定，記錄數(shù)值。以元素的光譜強(qiáng)度值(Y)為縱坐標(biāo)，濃度(X)為橫坐標(biāo)，進(jìn)行線性回歸，得到回歸方程，見(jiàn)表2。

2.4 樣品元素含量測(cè)定 取各供試品溶液，按“2.2”項(xiàng)下儀器工作條件，吸入等離子發(fā)射光譜儀，記錄數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)代入回歸方程，扣除空白值，計(jì)算得到樣品中各元素的含量，結(jié)果見(jiàn)表3。

2.5 菊花元素含量的分布曲線的建立 根據(jù)各樣品測(cè)定的結(jié)果，參考文獻(xiàn)[6-7]無(wú)機(jī)元素的分析方法，按照所測(cè)元素的原子序數(shù)順序制作含量分布曲線。各種菊花的元素含量曲線基本相似，呈現(xiàn)出有規(guī)律的波浪式分布。但由于產(chǎn)地、加工等原因的不同，其含量有所差異。這種近似的峰形趨勢(shì)和主要元素的平均含量，可作為菊花的無(wú)機(jī)微量元素含量分布曲線的特征。

表2 線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)

Tab.2 Linear regression equation and correlation coefficient

元素譜線/nm回歸方程rB249.773Y=2.45×104X+195.920.9999Ba455.403Y=1.38×106X+1.60×1030.9995Cd228.802Y=3.67×104X+8.680.9998Co228.616Y=2.73×103X+19.820.9999Cr283.563Y=4.81×104X+195.690.9999Cu324.754Y=4.43×104X+406.150.9997Fe259.940Y=2.74×104X+195.670.9999Ga294.364Y=5.73×103X+11.400.9998In230.606Y=2.35×103X+15.580.9996Mn257.610Y=1.98×105X+159.200.9996Pb220.353Y=4.19×103X-18.590.9996Sr346.446Y=3.65×104X+159.730.9999Zn213.856Y=3.53×104X+678.020.9997

表3 樣品測(cè)定結(jié)果

Tab.3 Determination results of samples μg·g-1，n=3

表4 主成分分析特征值及方差貢獻(xiàn)率

Tab.4 Eigenvalues and contribution of principal component analysis

主成分?jǐn)?shù)特征值貢獻(xiàn)率累計(jì)貢獻(xiàn)率%14.73636.43436.43423.33332.07425.64032.97122.85684.93041.2819.85594.78550.6785.215100.000

3 討論

本實(shí)驗(yàn)采用微波消解消化樣品，微波消解應(yīng)用于中藥材的消化具有樣品分解完全，溶解樣品速度快、經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便和污染少等優(yōu)點(diǎn)。該方法結(jié)合ICP-OES法能快速準(zhǔn)確地測(cè)定菊花中各類(lèi)微量元素的含量。

實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果表明，6種菊花中微量元素的含量有差別，亳菊Fe元素的含量是6種菊花中含量最高的，其順序是亳菊>杭白菊>野菊花>懷菊>貢菊>滁菊，而貢菊的Mn元素含量最高，但同時(shí)主成分分析的結(jié)果表明Cd、Cu、Zn、Ba、Co為菊花的特征微量元素。故主成分的分析結(jié)果結(jié)合菊花微量元素含量的分布曲線圖能將不同產(chǎn)地的菊花分類(lèi)區(qū)別，對(duì)菊花的質(zhì)量評(píng)價(jià)具有參考價(jià)值。

表5 成分矩陣

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DOI 10.3870/yydb.2015.08.023

Determination of Contents of Trace Elements Based on ICP-OES inChrysanthemummorifoliumfrom Different Areas and Principal Component Analysis

XIE Zhihui1, YIN Zhihui2, SHENG Zhenhua2

(1.TCMDispensary,HangzhouXiachengDistrictTraditionalChineseMedicalHospital,Hangzhou310004,China； 2.AnalysisandTestingCenter,ZhejiangChineseMedicalUniversity,Hangzhou310053,China)

Objective To study the contents and distribution characteristics of trace elements inChrysanthemummorifoliumfrom different areas. Methods The contents of 13 trace elements in six samples ofChrysanthemummorifoliumwere determined by ICP-OES.The principal component analysis combined with SPSS 19.0 software was applied to evaluate charac-teristics of elements Results Curves of trace element content ofChrysanthemummorifoliumfrom different origins had a certain similarity.The contents of Fe, Zn and Mn were higher than others.The results of principal component analysis showed that five principal components were extracted from six samples ofChrysanthemummorifolium, and Cd, Cu, Zn, Ba and Co was the characteristic trace elements. Conclusion The contents and distribution of trace elements can reflect the characteristics ofChrysanthemummorifoliumfrom different areas, which could be used forChrysanthemummorifoliumquality assessment and classification.

Chrysanthemummorifolium；Trace elements；Analysis，principal component；Spectrometry, inductively coupled plasma-optical emission

2014-05-29

2014-08-19

*浙江省科技廳公益性項(xiàng)目(2013C33185)

謝志慧(1984-)，女，浙江瑞安人，初級(jí)中藥師，碩士，研究方向：中藥資源開(kāi)發(fā)。電話：0571-85458255，E-mail：xzh070707@163.com。

R282；R927.2

B

1004-0781(2015)08-1075-03