作者：張良 李黎 袁瑜 李玉鋒

【摘要】 目的建立利用原子吸收鑒別中藥材貝母的方法。方法利用原子吸收分光光度器和定碳定硫器對(duì)10種產(chǎn)地貝母中的16種微量元素進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果測(cè)定出貝母中16種微量元素的含量，并以測(cè)定結(jié)果含量為指標(biāo)，提取特征因子，再利用特征因子作分析。結(jié)論此方法可以用于中藥材貝母的鑒別和分析。

【關(guān)鍵詞】 貝母 微量元素 聚類分析 鑒別

Abstract:ObjectiveTo establish an identification method for Fritillaria by atomic absorption. MethodsThe atomic absorption spectrophotometry and sulfur&carbon detector were used to determine 16 trace elements in 10 species of Fritillaria origin of determination.ResultsThe contents of 16 trace elements were determined and feature factors were extracted and analyzed.ConclusionThis method can be used for medicines Fritillaria identification and analysis.

Key words:Fritillaria; Trace elements; Cluster analysis; Identification 微量元素在生物體中含量不足萬(wàn)分之一，但對(duì)人體的健康起著重要作用。它們?cè)诰S持某些維生素的活性，參與激素的生理作用，協(xié)助體內(nèi)某些物質(zhì)的運(yùn)輸以及維持核酸的正常代謝等生命活動(dòng)起著重要作用［1］。中藥材中所含微量元素也日益受到重視，微量元素的測(cè)定可為闡明中藥物質(zhì)基礎(chǔ)、鑒定與改良藥材品種提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)［2］。 貝母為目前常用中藥，具有清熱潤(rùn)肺、化痰止咳等功效，主治肺熱燥咳，干咳少痰，咳痰帶血等癥［3］。為了全面評(píng)價(jià)貝母質(zhì)量，構(gòu)建道地性川貝母質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并為品種鑒別提供依據(jù)，有必要對(duì)其微量元素的含量作系統(tǒng)的測(cè)定。本研究選取市售10種不同產(chǎn)地、品種貝母，并對(duì)其16種微量元素含量進(jìn)行測(cè)定與分析。有報(bào)道表明［4］市場(chǎng)上有不法商人利用硫磺熏的方法使貝母顏色發(fā)生變化，以次充好。本研究使用碳硫檢測(cè)儀對(duì)這10種貝母中硫和碳含量進(jìn)行了測(cè)定，為辨別良品貝母和劣品貝母提供一種方法。

1 器材

1.1 藥材藥材見(jiàn)表1，均購(gòu)自四川成都荷花池藥材批發(fā)市場(chǎng)，并由四川成都西華大學(xué)制藥工程系鑒定，均為正品，符合2005版《中國(guó)藥典》規(guī)定。

1.2 儀器Perkin Elmer AAnalyst700原子吸收分光光度器；Perkin Elmer AS800自動(dòng)進(jìn)樣器；Dell電腦；LECO CS600碳硫檢測(cè)儀；Sartorious分析天平；馬弗爐；電爐；純水儀等。

1.3 試劑14種元素標(biāo)準(zhǔn)品（購(gòu)自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心）；硝酸（優(yōu)級(jí)純）；高氯酸（分析純）；硫酸（分析純）；雙氧水（優(yōu)級(jí)純）；硝酸鑭(分析純)；氯化銫(色譜純)；助溶劑純鐵粉（太原鋼鐵集團(tuán)有限公司鋼鐵研究所），鎢錫助熔劑（LECO公司生產(chǎn)，Part No:501～008）。

2 方法

2.1 樣品處理參照吳剛等［5］的方法并略作改進(jìn)。取適量樣品，用液氮處理后用碾缽碾至粉末，然后過(guò)100目篩，并在50℃干燥箱中烘烤3 h，在精密稱取各種貝母樣品約1 g，加入硝酸和高氯酸混合液，在調(diào)溫電爐上加熱至黃煙消盡，樣品完全溶解，溶液呈清亮狀態(tài)（約0.5 h），若有需要可經(jīng)干燥濾紙過(guò)濾。再轉(zhuǎn)移至100 ml容量瓶中，用純水定容。

2.2 測(cè)定方法及條件按照原子吸收分光光度儀標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程操作。火焰原子吸收測(cè)定時(shí)采用空氣-乙炔火焰，其中測(cè)定鈣含量時(shí)采用乙炔-氧化亞氮火焰。每個(gè)樣品系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)3次，并取平均值和算出RSD值均小于2%。測(cè)定條件見(jiàn)表2～3。石墨爐原子吸收法測(cè)定條件見(jiàn)表3。對(duì)于貝母中的非金屬元素硫和碳，本研究采用碳硫檢測(cè)儀，方法如下：精確稱量約0.05 g樣品于專用坩堝中，并加入0.5 g純鐵粉和1 g鎢錫助熔劑。按照碳硫檢測(cè)儀標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程操作，每個(gè)樣品做3次，取平均值。測(cè)定條件如下：最短時(shí)限40 s，比較器水平8%，有效位數(shù)2位，積分延遲0 s。以氧氣作為載氣，進(jìn)氣壓力35 psi，上端進(jìn)氣壓力12 psi，下端進(jìn)氣壓力12 psi，背壓755.4 mmHg，氧氣流量3 L/min，環(huán)境溫度25℃。

表1 實(shí)驗(yàn)用藥材及產(chǎn)地（略）

表2 空氣-乙炔火焰原子吸收法儀器操作條件（略）

表3 氧化亞氮-乙炔火焰原子吸收法儀器操作條件（略）

表4 石墨爐原子吸收法儀器操作條件（略）

3 結(jié)果與討論

3.1 樣品處理?xiàng)l件的優(yōu)化

3.1.1 干法處理和濕法處理的選擇為了使樣品充分硝化，本實(shí)驗(yàn)研究了干法灰化和濕法硝化對(duì)樣品結(jié)果的影響。在濕法硝化的過(guò)程中采用HNO3-HClO4，HNO3-HCl，HNO3-H2SO4和HNO3-H2O2作為混酸液測(cè)定結(jié)果；在干法處理中，先通過(guò)電爐炭化樣品，再通過(guò)馬弗爐灰化樣品，最后加入混合酸溶液，并定容，也測(cè)定結(jié)果。發(fā)現(xiàn)在干法處理中一些元素對(duì)高溫比較敏感，造成測(cè)定含量偏低，同時(shí)該法由于處理過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，耗時(shí)較多，也通過(guò)查閱一些資料［6］，最后發(fā)現(xiàn)采用濕法處理結(jié)果最為理想。

3.1.2 硝化液種類的選擇為了使測(cè)定結(jié)果更加準(zhǔn)確，消除在濕法處理時(shí)由于混酸種類的選取造成對(duì)結(jié)果的影響。本研究選取了，HNO3-HCl，HNO3-H2SO4，HNO3-H2O2，HNO3-HClO4 4種混合酸硝化體系作比較，溶液配比均為2∶1。以Cu，Co，Cr含量測(cè)定為例，研究混酸體系對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 不同混合酸體系對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響（略）

3.1.3 硝化液體積比的影響對(duì)混酸液中兩種酸液的配比作1∶1，3∶1，5∶1，7∶1單因素實(shí)驗(yàn)。結(jié)果見(jiàn)表6。由表6知，選取硝酸和高氯酸3∶1配置效果最好。

表6 硝化液配比對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響（略）

3.1.4 測(cè)定過(guò)程中干擾的控制在測(cè)定K，Na元素時(shí)為排除離子化干擾，在樣品、空白和標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入了5 ml 10%CsCl溶液作為消電離劑。因?yàn)樵跍y(cè)定這些元素時(shí)，它們?nèi)菀自谌芤褐兴猓斐稍诨鹧嬖踊瘯r(shí)，基態(tài)原子數(shù)目下降。在加入CsCl溶液后，其在溶液中大量水解，在火焰原子化時(shí)消耗大量能量，阻止K，Na基態(tài)原子電離，從而增加檢測(cè)精度。

3.2 測(cè)定結(jié)果樣品處理后，K，Na，F(xiàn)e，Cu，Co，Cr，Mn，Ca，Mg，Pb，Zn元素采用火焰原子吸收光譜法測(cè)定，Ni、Si、Al元素采用石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定。結(jié)果見(jiàn)表7。對(duì)于貝母中的非金屬元素S、C，本研究采用碳硫檢測(cè)儀。測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表8。

表7 10種不同產(chǎn)地、品種貝母的12種元素測(cè)定結(jié)果（略）

表8 10種貝母硫和碳含量測(cè)定結(jié)果（略）

3.3 因子分析與聚類分析聚類分析是將一批物體或變量按照它們?cè)谛再|(zhì)上親疏遠(yuǎn)近的程度進(jìn)行分類，采用譜系聚類方法可以將一個(gè)樣品集化分為若干聚類。在這方法中，聚類的排列方式是小類包含在大類中，其分析的典型結(jié)果是一個(gè)譜系圖［7］。用標(biāo)準(zhǔn)化特征數(shù)據(jù)計(jì)算各樣品間歐氏距離平方，此距離綜合反映了兩個(gè)樣品之間的每個(gè)指標(biāo)之間的大小。 在本研究中先利用SSPS14.0軟件，對(duì)10種貝母的16種微量元素進(jìn)行因子分析，即是對(duì)這10種貝母的每一種元素的含量進(jìn)行差異性分析。軟件分析表明以Pb，Zn，Ni，Co，Cr，Si為關(guān)鍵因子分析，最能體現(xiàn)出不同產(chǎn)地和品種貝母之間的差異性。 對(duì)提取出的這6種關(guān)鍵因子作聚類分析，在統(tǒng)計(jì)量上采用群度凝集過(guò)程和近似性矩陣，圖形上采用垂直方向的樹(shù)狀圖，方法上采用以歐基里德直線距離平方為依據(jù)構(gòu)建群間聯(lián)接。因?yàn)椴捎脷W基里德直線距離平方能夠消除在聚類過(guò)程中由于差減產(chǎn)生的負(fù)值對(duì)結(jié)果的影響。結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 10種貝母6種關(guān)鍵因子聚類分析圖（略）

4 討論 表7測(cè)定結(jié)果表明，這10種貝母中鉀、鈉、鎂、鈣、鐵等礦物元素的含量很豐富，均接近或超過(guò)100 μg·g-1。 新疆產(chǎn)伊貝母的Na和Ca含量偏高，平均值為361.25 μg·g-1和457 μg·g-1，而除小金產(chǎn)貝母外，其它產(chǎn)地貝母的Na和Ca含量均偏低，平均值為123.6 μg·g-1和191.2 μg·g-1。其它微量元素的含量分析表明，四川產(chǎn)地的貝母樣品與省外產(chǎn)地樣品也呈現(xiàn)出一定的差異。但同種或相同地域的貝母在微量元素含量上差異較小。測(cè)定結(jié)果能夠在一定程度上反映出藥材本質(zhì)，該方法也可作為鑒別貝母藥材的一種手段。 表8表明，10種樣品的碳含量差別不大，而硫含量卻差別較大，這可能和藥材產(chǎn)地的土壤條件有較大關(guān)系。硫是土壤中一種比較主要的元素，一般來(lái)說(shuō)土壤開(kāi)墾時(shí)間越長(zhǎng)，土壤中所含的硫會(huì)越低，土層越向下，硫含量也會(huì)越低。有報(bào)道表明［8］，土壤如果硫含量過(guò)低，會(huì)使其所產(chǎn)出的作物有致癌的可能。以上樣品的測(cè)定結(jié)果能反映對(duì)應(yīng)產(chǎn)地的土壤情況。同時(shí)，對(duì)于市場(chǎng)上出現(xiàn)的用硫磺熏蒸的方法對(duì)貝母外表處理的現(xiàn)象，也可以用表8的數(shù)據(jù)來(lái)判別是否是用劣質(zhì)貝母以次充好。 對(duì)6個(gè)特征因子的聚類分析（圖1）表明，5號(hào)松蕃產(chǎn)貝母和9號(hào)拉薩產(chǎn)貝母親緣關(guān)系最近，而3號(hào)新疆溫泉產(chǎn)貝母和7號(hào)新疆塔城產(chǎn)貝母遺傳距離最近，這就說(shuō)明貝母中微量元素的含量和其產(chǎn)地具有相關(guān)性，產(chǎn)地地理環(huán)境和距離越相近其親緣關(guān)系越近。分析表明，其它貝母與浙貝母的差異均較大，而浙貝母不論是其形狀特征還是臨床藥理作用都與其他貝母都有較大差別［9］。因此，圖1的聚類分析，可以從微量元素的角度闡明，揭示出植物分類系統(tǒng)與化學(xué)成分間存在著聯(lián)系性這一概念，但因地理位置的不同，土壤氣候條件不同，使樣品體內(nèi)代謝過(guò)程也發(fā)生了一定的改變，其所含的活性成分也有差異，也能夠反映出不同譜系貝母之間的差異。 在學(xué)術(shù)界對(duì)用中藥材微量元素含量來(lái)分析和鑒別藥材還存在一些爭(zhēng)議，但筆者認(rèn)為用中藥材微量元素含量來(lái)分析和鑒別藥材的方法，從原理上講是可行的。因?yàn)橹兴幉牡蔫b別應(yīng)聯(lián)系其臨床藥理藥效，而任何中藥的療效必然和復(fù)雜的化學(xué)組分相聯(lián)系，可能并不是單一組分發(fā)揮作用，很可能是多組分協(xié)同發(fā)揮，而微量元素是其重要化學(xué)成分之一。分析和鑒別藥材差異的一個(gè)重要因素是地域差異，而藥用植物微量元素含量的變化正是體現(xiàn)了這種地域差異，兩者是有必然聯(lián)系的。