電感耦合等離子體質譜法測定川芎中多種微量元素

羅雪芹，楊 軍，秦秀蓉

(四川省中醫藥科學院，四川 成都 610041)

川芎為傘形科藁本屬植物川芎 Ligusticum chuanxiong Hort.的干燥根莖，是我國川產道地藥材，在四川已有1 000多年的種植歷史，具有活血行氣、祛風止痛的功效;現代臨床用于治療頭痛、冠心病、心絞痛、腦血栓形成等癥[1]。近年來的大量研究表明，中藥療效不僅與有機成分有關，而且與無機元素的種類和含量也密切相關，測定中藥材中微量元素的含量，對于研究該資源的藥效、作用機理、組方和臨床應用等均具有重要的意義[2]。目前，尚未有用電感耦合等離子體質譜(ICP－MS)同時測定川芎藥材中多種微量元素的報道。本試驗中采用微波消解法處理樣品，利用ICP－MS法測定不同地區川芎藥材中鎂(Mg)、鈣(Ca)、鐵(Fe)、鋅(Zn)、錳(Mn)、銅(Cu)、鎘(Cd)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、汞(Hg)、砷(As)、鉛(Pb)等多種微量元素的含量，為研究川芎中微量元素與藥效的關系，更好地開發和利用川芎資源提供了基礎參考數據。

1 儀器與試藥

7700 －X型 ICP－MS儀(美國 Agilent公司);WX－8000型微波消解系統(上海屹堯微波化學技術有限公司);ASTK純水處理系統(北京愛思泰克科技開發有限公司)。試驗中所用玻璃器具均在10%硝酸中浸泡48 h后，再分別用蒸餾水和超純水沖洗干凈。HNO3均為優級純;含 Ca，Mg，Fe元素的標準貯備液(各元素的質量濃度均為 1 000 μg/mL)及含 Mn，Cr，Cu，Zn，Ni，Pb，As，Cd元素的標準貯備液(質量濃度均為10 μg/mL)，由美國Agilent Technologies公司提供;含以上單元素的標準貯備液(質量濃度均為1 000 μg/mL)由國家有色金屬及電子材料分析測試中心提供。川芎藥材樣品均購于四川成都荷花池藥材市場，經本院種植與資源研究所周毅副教授鑒定為傘形科植物川芎 Ligusticum chuanxiong Hort.的干燥根莖。

2 方法與結果

2.1 測定條件

用質譜調諧液對ICP－MS儀的工作參數進行優化，使儀器靈敏度、氧化物、雙電荷、分辨率等各項指標達到最佳，包括:射頻功率 1 550 W，四極桿區真空度 1.08 ×10－4Pa，載氣 1.05 L/min，補償氣0.8 L/min，輔助氣0.8 L/min，等離子氣流量 15 L/min，霧化室溫度2℃，蠕動泵轉速0.3 r/s，樣品提升時間30 s，樣品穩定時間40 s，采樣深度8.0 mm，采集模式為質譜圖，峰型有3個點，重復次數3次，元素積分時間0.3 s。

2.2 溶液配制

標準溶液:分別精密量取Aglient Technologies公司提供的多元素混合標準溶液適量，用10%HNO3稀釋配制的元素標準工作溶液分為 2 組，Ca，Mg，Fe 元素的標準質量濃度分別為 0.5，1.0，2.0，4.0，8.0，16.0，32.0 mg/L;Mn，Cr，Cu，Zn，Ni，Pb，As，Cd 元素的標準質量濃度分別為 5.0，10.0，20.0，40.0，80.0，160.0，320.0 μg/L。

內標溶液及質譜調諧液:取適量由Aglient Technologies公司提供的混合內標溶液(含 In，Bi，Ge，Sc，Li6，Lu，Rh，Sc，Tb 元素，P/N 5188－6525，1 mg/L)，用 5%HNO3稀釋 100倍，制成的混合內標溶液。質譜調諧液(含 Ge，Co，Li，Ti，Y 元素，P/N 5185 － 5959，1 μg/L)由Aglient Technologies公司提供，直接使用。

供試品溶液:取樣品于60℃干燥2 h，粉碎成粗粉，取約0.25 g，精密稱定，置微波消解罐中，分別加入5 mL HNO3，加蓋密閉后，置微波消解爐中，按擬訂的微波消解程序進行消解(表1)，消解完全后，將樣品的消解液轉入50 mL容量瓶中，用少量超純水洗罐3～4次，用超純水定容至刻度，混勻，待測;同時，加入5 mL HNO3到消解罐中，用同樣方法制備樣品空白溶液。每種樣品和空白制備一式3份。

表1 微波消解程序

2.3 方法學考察

線性關系考察:將2.2項下配置的各元素標準溶液按2.1項下條件分別測定。以測定值為縱坐標、標準溶液質量濃度為橫坐標計算回歸方程，見表 2。結果表明 Ca，Mg，Fe元素在 0.025～1.600 mg 范圍內，Mn，Cr，Cu，Zn，Ni，Pb，As，Cd 元素在 0.025 ～1.600 μg范圍內呈良好的線性關系，相關系數均大于0.999。

表2 測定元素的線性回歸方程與相關系數

檢出限確定:按2.2項下方法制備樣品空白溶液，按2.1項下中條件重復測定6次，取3倍標準偏差所對應的質量濃度為各元素的檢出限，并進行分析。結果 Ca，Mg，Fe，Mn，Cr，Cu，Zn，Ni，Pb，As，Cd 的檢出限分別為 0.821，0.337，0.039，0.006，0.193，0.053，0.252，0.053，0.044，0.033，0.028 μg/L。

精密度試驗:配制一定質量濃度的標準溶液，按2.1項下條件重復測定6次，并進行分析。結果各元素的 RSD為0.25% ～1.67%(n=6)，詳見表 3。

表3 方法的精密度檢測結果(n=6)

加樣回收試驗:取已知含量的樣品3份，每份取約0.25 g，精密稱定，分別精確加入一定量的各元素對照品溶液，按2.2項下方法制備加標的供試品溶液，分別按2.1項下條件測定。結果見表4。

2.4 樣品含量測定

按擬訂測定方法，分別對都江堰、彭州、什邡、崇州、彭山5個地區的川芎樣品進行測定，每種樣品平行3份，經過統計，得出各元素的含量均值。結果見表5。

表4 微量元素加樣回收試驗結果(n=3)

表5 各地區川芎樣品中微量元素的含量

3 討論

本試驗中，在設定的測試條件下，標準曲線的線性關系良好，相關系數大于 0.999 4，加樣回收率為 93.22% ～107.49%，RSD為0.98% ～4.09%。該法具有測量準確度高，數據可靠的優點，且操作簡便、快速，可用于川芎大批量樣品中多種微量元素含量的同時測定。

試驗分別測定了都江堰、彭州、什邡、崇州、彭山5個不同地區的川芎樣品中微量元素的含量，結果沒有明顯的地區差異，均表現出共同的規律:含豐富的Mg元素，同時Fe，Mn，Zn元素含量也相對較高，有害元素除Cd含量偏高，超出了國家相關標準的規定[3]，其余含量都極低。臨床微量元素學研究證明，Mg具有抗心律失常作用，對急性缺血－缺氧引起的嚴重室性快速心律失常有明顯的效果[4]。川芎藥材中高含量的Mg是否與其活血行氣、祛風止痛功效有關，待進一步研究;Cd作為重金屬元素，對大多數生物具有毒性，長期攝入Cd，并在器官中蓄積后，可引起疼痛病或軟骨化[5]。川芎藥材中Cd元素均超標，這是否與其種植的土壤環境及種植方式有關，應進一步考察求證。

本試驗結果提供了中藥川芎中11種元素含量的數據，為探討中藥川芎治療心腦血管疾病提供了進一步的科學依據，為深入了解和探討中藥川芎中微量元素與藥效的內在關系和更好地開發利用該資源提供了一定的參考。

[1]劉 圓，賈敏如.川芎品種、產地的歷史考證[J].中藥材，2001，24(5):364－367.

[2]魏彩霞，楊 靜.淺談中藥材的作用與其所含微量元素的關系[J].陜西中醫，2004，25(6):554 －556.

[3]WM2－2001，藥用植物及制劑進出口綠色行業標準[S].

[4]魏彩霞，楊 靜，韓巧蓮.中藥材的微量元素與保健作用[J].微量元素與健康研究，2003，20(6):30 －32.

[5]何邦平，陳 杰，張欣榮，等.微量元素與人體健康關系研究的回顧與展望[J].生命科學儀器，2003，1(1):41－44.