长清产栝楼3个品系果皮的无机元素分析比较

于京平，李佳，张永清*，范英才

(1.山东中医药大学，山东 济南 250355;2.山东大学，山东 济南 250100)

中药中无机元素的种类和含量对其临床疗效有影响［1］，种质是影响中药无机元素种类与含量的重要因素。不同品种中药材在遗传特性、进化层次、生长发育及生理代谢等方面存在差异，导致从土壤中选择性吸收各种无机元素的能力不同［2］。瓜蒌皮为葫芦科植物栝楼(Trichosanthes kirilowii Maxim.)的干燥成熟果皮，可清热化痰、利气宽胸［3］，具有抗心律失常［4］、扩张冠状动脉、增加冠脉血流量等药理作用。以瓜蒌皮为原料制成的瓜蒌皮注射液，治疗冠心病、心绞痛疗效显著［5］。研究结果显示，心血管疾病的发生和发展与微量元素不平衡或代谢紊乱密切相关［6］。以往对于瓜蒌皮药理活性物质的研究多集中在有机成分方面，而对无机元素关注较少。本文对山东长清产栝楼3个品系果皮中的无机元素进行了分析测定，旨在为进一步制定瓜蒌皮药材质量标准，了解瓜蒌皮的药用价值，选育优良品种提供参考。

1 样品、仪器与试剂

1.1 样品

以济南市长清区马山镇北李村大田种植的栝楼植株作为研究对象，根据植株形态特征及其生物学特性，将其划分为不同品系，该研究选择Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号3个主要品系。经观察，栝楼Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号品系植株果实与种子的外观具有明显差异，见表1。原植物经山东中医药大学周凤琴教授鉴定，确认为葫芦科栝楼属植物栝楼Trichosanthes kirilowii Maxim.。10月份采摘，除去果瓤及种子，将果皮置于通风处阴干。

表1 3个品系栝楼果实与种子的外观差异Table 1 Differences in the pepo and seed appearance of Trichosanthes kirilowii Maxim.of the three strains

1.2 仪器

X Series 2型电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)(美国热电公司);IRIS IntrepidⅡXSP型电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)(美国热电公司);双道原子荧光光度计(AFS)(北京吉大小天鹅仪器有限公司);FA1104型电子天平(上海天平仪器厂);101-(1)A数显式电热恒温干燥箱(上海阳光实验仪器有限公司);ETHOS1微波消解系统(意大利Milestone公司)。

1.3 试剂

Ca，、K、Mg、Fe 等20 种元素的标准溶液(均为1000 μg·mL－1);标准物质 GSB-5、GSB-6、GSB-7、GSB-11(国家标准物质中心);硝酸HNO3(GR);双氧水H2O2(AR)。

2 实验方法

2.1 样品制备

将栝楼果皮用清水洗净，蒸馏水快速淋洗3遍，于60℃烘干，粉碎成细粉，过60目筛。精密称取样品0.2500 g，置于专用微波消解罐中，加6.00mL 硝酸，放置过夜。加2.00mL 过氧化氢，用1.00 ～2.00mL水冲洗罐壁，装妥消解装置，设置微波消解仪消解系统分析条件(表2)，消解样品。待消解结束后，取出消解罐将消解液移至聚四氟乙烯烧杯中，冷却后将溶液转移至10mL比色管中，用水定容，摇匀，作为待测样品液。同时随同试料进行双份空白实验和标准物质溶液实验，所用试剂须取自同一瓶，加入同等的量。

表2 样品微波分析条件Table 2 Analytical conditions of samples by microwave

2.2 仪器测试条件

2.2.1 ICP-MS

RF发生器功率1300 W，冷却气流量15.0 L/min，辅助气流量0.08 L/min，雾化气流量0.89 L/min，采样深度8.0mm，采样锥孔径1.0mm，截取锥孔径0.7 mm，样品提升速率1.0mL/min，雾化室温度3℃。

2.2.2 ICP-AES

ICP耦合功率1150 W，RF发生器频率27.12 MHz，辅助气流量0.5 L/min，载气流量0.5 L/min，冷却气流量为15 L/min，同轴雾化器，旋流雾化室，雾化器压力179.27 kPa，蠕动泵转速 100 r/min，进样量1.85 mL/min。调整好仪器的各项参数，选择各元素的最佳谱线: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载气流量400 L/min，屏蔽气流量1000mL/min，砷灯电流60mA，光电倍增管负高压230～260 V，原子化器温度200℃，原子化器高度8mm。Se载气流量400 L/min，屏蔽气流量1000mL/min，硒灯电流80mA，光电倍增管负高压280～310 V，原子化器温度200℃，原子化器高度8mm。Hg载气流量400 L/min，屏蔽气流量1000mL/min，汞灯电流30mA，光电倍增管负高压210～230 V，原子化器温度0℃，原子化器高度8mm。

2.3 标准曲线绘制

采用国家标样(GSB-5、GSB-6、GSB-7、GSB-11)，用相同的方法制备成标准溶液，制作标准曲线，相关系数在0.9995～1.0000 之间。

2.4 各种元素检出限

取10次平行测定空白溶液的结果，以空白的3倍标准偏差作为方法的检出限，得出各元素检出限，见表3。

表3 所测元素检出限Table 3 Detection limits of determined element

2.5 精密度实验

选择国家标样，进行精密度实验，各元素精密度符合测定要求。

2.6 加样回收实验

采用Ⅰ号药材供试液，分别加入一定量的20种无机元素标准溶液，测定其回收率，各元素加样回收率在94.43% ～103.37%之间，符合测定要求。

2.7 样品含量测定

Cu、Zn、Mn、Sr、Ni、Pb、Cd、Cr、B、Mo 测定采用等离子体质谱法;Ca、Mg、Fe、S、P、K 测定采用等离子体发射光谱法;As、Se、Hg测定采用双道原子荧光光度法;N测定采用凯氏定氮法。

3 结果与分析

3.1 3个品系栝楼果皮无机元素含量

3个品系栝楼果皮中的无机元素含量如表4所示。

表4 3个品系栝楼果皮无机元素含量Table 4 Inorganic elements contents in the peel of the three strains of Trichosanthes kirilowii Maxim.

从表4看出，3个品系栝楼果皮中均含有所测定的20种无机元素，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。不同品系果皮中各种无机元素的含量均有差异，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个品系果皮中有害重金属元素含量均符合《药用植物及制剂进出口行业绿色标准》［7］。

3.2 栝楼果皮无机元素的相关性分析

栝楼果皮无机元素相关性分析结果见表7。通过相关性分析可知，栝楼果皮所测元素中共有35对元素呈现显著相关(P ＜0.05)，22 对元素呈现极显著相关(P ＜0.01)，其中 Mn 与 P、Cr，S 与 Cu、Se、As，Cr与 P、S、As，As与 P，Hg与 Ca，Cd 与 Pb 极显著正相关，B 与 Cu、Se、As、S，Cu 与 Cd、Pb，S 与 Cd、Pb，Cr与 Pb，Mo与Ca，Hg与Mg极显著负相关。这些相关性特征提示我们，栝楼对元素吸收存在选择性，可能是因为栝楼原植物受自身遗传等因素的影响，在生长过程中按比例吸收这些元素，详见表5。

表5 栝楼果皮无机元素相关性分析Table 5 Correlation analysis of inorganic elements

4 结果与讨论

无机元素对心脑血管疾病的发生与治疗具有一定影响。如补充Ca可以降低血中胆固醇的含量［8］，3种栝楼果皮中Ca的含量分别为0.572%、0.490%和0.336%，以品系I栝楼果皮中Ca的含量最高。Mg能调节血脂代谢和预防动脉粥样硬化、改善冠状动脉血流［9］，3种栝楼果皮中 Mg的含量分别为0.227%、0.246%和0.266%。Fe、Mn、Cu、Se可以调节体内血脂代谢，降低动脉硬化的发生［10］，3个品系栝楼果皮中这4种具有类似作用的微量元素的总含量不同，品系Ⅰ栝楼果皮的Fe、Mn、Cu、Se含量均高于品系Ⅱ、Ⅲ，这对于良种选育提供了很好的选择性。

Sr有预防心血管疾病的作用［11］，B含量下降可能通过减少NO的产生而导致冠状动脉痉挛的发生［12］，品系II栝楼果皮中Sr、B含量均为最高。Ni能使扩张的冠状动脉收缩、抑制冠状动脉血压［13］，品系Ⅲ栝楼果皮中Ni含量为最高。栝楼果皮中含有丰富的上述元素，与其治疗心脑血管疾病的活性具有密切关系。此外，血清Zn/Cu比值升高是冠心病的易患因素［14］，栝楼果皮Zn/Cu比值远低于陆生被子植物的平均值，有利于纠正人体胆固醇异常、治疗冠心病和动脉硬化［15－16］。不同品系栝楼果皮中的无机元素含量及锌铜比具有明显差异，因此加强优良品种选育工作是提高瓜蒌皮临床疗效的有效途径。

微量元素对心脑血管系统的影响，往往存在着协同或拮抗效应。无机元素相关性分析结果显示，栝楼果皮中部分无机元素含量之间存在相关性，有的达到显著或极显著水平，提示不能孤立地依据药材中某种无机元素含量的高低来看待它的质量，而应深入分析元素间的相互作用，以进一步了解瓜蒌皮的药用价值。

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