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ICP-MS/ICP-AES测定不同种质槟榔果实微量元素及HPLC测定氢溴酸槟榔碱



全 文 :HgS,立方晶系的 HgS、FeC、C 以及 ε-Fe2O3。根据
IR图谱可推测“左太”中含有大量的 C 单质,有文
献[4]报道其主要存在形式为氧化石墨。
3. 3 TEM给出“左太”的微观结构显示其中的微粒
极小,认为其平均粒子直径小于 50 nm,且表面粗
糙、不规则。
3. 4 利用 HPLC分析 3 份不同产地的“左太”样品
乙醇提取物得出“左太”中含有少量有机物,具体的
有机物种类有待于进一步分析。
4 讨论
“左太”在民间已经有长时间的应用,其疗效和
安全性已经得到了广泛认可,而且文献〔5〕报道“左
太”长期使用对机体也无明显毒副作用。其中的剧
毒物质汞是“左太”的主要原料,应该是有效物质之
一。但其中的汞是如何起效的,又是如何避免毒性
的,是不是由于其粒径在纳米级别就改变了原有性
质,这还需进一步的证实。其次“左太”在藏药中实
际上是发挥增效作用的,但其几乎不溶于水,其在体
内如何发挥效用也不明确。通过透射电子显微镜检
测微观结构发现构成“左太”的颗粒小于 50 nm,且
形状粗糙不规则,无疑具有显著的颗粒表面化作用。
阎立峰等〔6〕认为正是颗粒表面的吸附和荷电作用
发挥了药效作用,而且其中含有的少量有机物是不
是药效必须物质,也都需要进一步证实。另外,“左
太”价格昂贵,样品不易得到,本课题首次采用三份
“左太”样品进行分析比较,从分析结果看,三份“左
太”样品的品质并没有明显差异,说明“左太”的制
作工艺较为成熟和稳定。
致谢:本文是在院地合作项目基金(XBCD-2011-016)支持下完
成,谨对中国科学院、西藏自治区科学技术厅和奇正藏药的大力支持
表示感谢!
参 考 文 献
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收稿日期:2012-12-03
基金项目:国家科技支撑计划项目重点项目(2011BAI01B07);海南省自然科学基金(310107) ;海南省自然科学基金(310109)
作者简介:卢丽兰(1983-),女,在读博士研究生,助理研究员,主要从事植物营养及植物化学研究;Tel:13976060425,E-mail:lulilan1234@
163. com。
* 通讯作者:甘炳春,E-mail:gangbingchun@ sohu. com。
ICP-MS / ICP-AES测定不同种质槟榔果实微量
元素及 HPLC测定氢溴酸槟榔碱
卢丽兰1,2,周亚奎1,王彩霞3,战晴晴1,甘炳春1*
(1. 中国医学科学院 /北京协和医学院药用植物研究所海南分所,海南 万宁 571533;2. 西北农林科技大学
资源环境学院,陕西 杨凌 712100;3. 海南省农业科学院,海南 海口 570100)
摘要 目的:研究不同种质槟榔果实的微量元素和槟榔生物碱含量。方法:借助 ICP-MS /ICP-AES技术分析比
较 5 个不同种质同地种植槟榔果实微量元素的含量及 HPLC分析氢溴酸槟榔碱含量。结果:钙、镁、铁、锌、铝、锶、
硼、砷、锡等 9 种微量元素均以 G5 最高;铜、铷、铈、锂、汞等 5 种微量元素均以 G4 最高;锰、钒、锑、硒、钴、镍、镉等
元素均以 G3 最高;铬、钡、铋、钼等 4 种元素均以 G2 最高;铅、钛等元素以 G1 最高。氢溴酸槟榔碱以 G5 最高。G5
的氢溴酸槟榔碱含量显著高于其他 4 个种质。氢溴酸槟榔碱与镁、铁、锌、铝、硼元素呈正极显著相关系(相关系
数:R = 0. 925,0. 988,0. 943,0. 978,0. 912),但与钒、汞元素呈负显著相关系(R = - 0. 800,- 0. 732)。结论:5 个不
同种质槟榔果实在微量元素和氢溴酸槟榔碱含量上存在较大差异。该实验结果为了解槟榔果实中药效成分的含
量及其疗效差异及种质选育提供了重要参考。
关键词 槟榔果实;ICP-MS /ICP-AES;HPLC;种质;微量元素;氢溴酸槟榔碱
中图分类号:R284. 1 /R284. 2 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2013)04-0585-04
·585·Journal of Chinese Medicinal Materials 第 36 卷第 4 期 2013 年 4 月
DOI:10.13863/j.issn1001-4454.2013.04.051
槟榔是棕榈科植物槟榔 Areca catechu L. 的成
熟种子,原产于马来西亚,在我国主产于海南岛、台
湾、云南河口及西双版纳热带雨林地区,广西、广东
及福建仅有少量分布〔1〕。槟榔作为一种常用中药,
位居我国著名四大南药之首,具有泻气攻积 、杀虫
行水的功效,可作强壮剂、消化剂、收敛剂、抗疟剂、
消肿剂、镇咳剂和通经剂,也与其他药物配制成利尿
和治疗腹泻、食滞、脱腹胀痛、水肿、腰痛等特效
药〔2-5〕。槟榔有效的药用成分除了槟榔生物碱
外〔6〕,还含有大量对人体有益的微量元素〔7〕。许多
研究表明中药中的有机活性成分和微量元素在人体
内起着互相协同、渗透、补充、制约的作用,并参与人
体内各种生化反应,促进体内自身调节,从而达到治
疗的目的。本文采用电感耦合等离子体原子发射光
谱仪法(ICP-MS /ICP-AES)和高液相色谱(HPLC)对
槟榔果实微量元素以及氢溴酸槟榔碱含量分析,旨
在为探讨槟榔果实药效与微量元素关系的研究提供
支持。
1 仪器与材料
1. 1 仪器 美国 PE公司 Elan DRCⅡ 型电感耦合
等离子体质谱仪,德国 Berghof 公司 MWS-2 型微波
消解系统;Waters 1252 高效液相色谱仪,Waters
2457 紫外检视器,Enlpower 色谱工作站;色谱柱为
Waters Symmetry C18(5 μm,250 mm ×4. 6 mm)。
1. 2 材料 所用槟榔果实经甘炳春研究员鉴定均
为棕榈科植物槟榔 Areca catechu L. 的成熟果实,5
个不同种质槟榔种植于中国医学科学院药用植物研
究所海南分所南药园中(分别取编号为 G1、G2、G3、
G4、G5),2011 年 12 月收获槟榔成熟果实,记录果
实特征,鲜果称重后,置于 60℃的烘箱烘干至恒重,
然后干果称重,用粉碎机粉碎成末,过 40 目筛,置于
防潮自封袋储存备用。槟榔果实形状特征见于表
1。氢溴酸槟榔碱对照品(批号:111684-200401)购
于中国食品药品检定研究院。
表 1 槟榔果实的性状特征
种质号 纵径 /cm 横径 /cm 单果重 /g 皮肉(鲜重 /g)
核仁重
(鲜重 /g) 果形特征
G1 4. 48 ± 0. 1 4. 13 ± 0. 1 31. 62 ± 0. 6 22. 65 ± 0. 5 8. 53 ± 0. 2 红心,圆锥,皮光滑,粒大,肉较薄,仁大,质坚硬
G2 4. 28 ± 0. 1 4. 03 ± 0. 1 36. 93 ± 0. 7 26. 20 ± 0. 5 10. 52 ± 0. 2 白心,西瓜纹,近圆形,皮光滑,粒大,皮薄,仁大
G3 4. 92 ± 0. 1 4. 06 ± 0. 1 43. 11 ± 0. 9 31. 88 ± 0. 6 11. 12 ± 0. 2 越南种,白心,头大尾小锥形,皮光滑,皮薄肉厚,仁大
G4 4. 22 ± 0. 1 3. 75 ± 0. 1 31. 52 ± 0. 6 21. 39 ± 0. 4 10. 06 ± 0. 2 白心,尾大头小,枇杷形,皮薄肉薄,仁大
G5 6. 43 ± 0. 1 3. 43 ± 0. 1 46. 72 ± 0. 9 37. 89 ± 0. 8 8. 73 ± 0. 2 白心,长形,皮光滑,粒大,皮薄肉厚,仁中等
2 方法
2. 1 微量测定条件 用微波消解方法处理干燥的
槟榔果实粉末,电感耦合等离子体参数:功率 1 100
W;冷却气流量(Ar)为 15. 0 L /min;辅助气流量
(Ar)为 1. 8 L /min;载气流量(Ar)为 1. 05 L /min。
2. 2 质谱仪参数 分析室真空为 1. 2 × 103 Pa。
测量参数:分辨率(10% 峰高)0. 8 amu(Nor),0. 6
amu(H) ;停留时间 100 ms;重复次数 8;测量点峰
2;循环次数 6;测量方式为质量扫描;样品分析时间
72 s;样品提升量 1 mL /min 。
2. 3 氢溴酸槟榔碱色谱条件 C18(5 μm,250 mm
× 4. 6 mm),流动相:甲醇-水溶液(0. 02 mol /L
KH2PO4-0. 02 mol /L H3PO4 的缓冲溶液和体积为
1. 4 mL三乙胺,H3PO4 的作用主要是调节溶液 pH =
3,每次水溶液均以 1 000 mL配制而成)= 10∶ 90(体
积比),进样前柱子用流动相平衡 20 min,流速为
1. 0 mL /min检测波长为 215 nm,柱温为 25 ℃,进样
量为 20 μL。
表 3 HPLC法测定氢溴酸槟榔碱的含量(mg/g,DW)
化学成分
槟榔品种
G1 G2 G3 G4 G5
平均
氢溴酸槟榔碱 0. 5b 0. 8b 0. 6b 0. 87b 1. 29a 0. 81
注:数字后不同字母代表不同种质槟榔果实的氢溴酸槟
榔碱含量差异达到了 5%显著水平
3 结果与分析
从表 2 的结果可以看出,槟榔果实中含有丰富
的微量元素,尤其是钙、镁、铁、锰、锌、铜、铝、铷、锶、
钡、硼、镍等。5 个不同种质的槟榔果实在微量元素
和氢溴酸槟榔碱含量上存在较大差异。其中,钙、
镁、铁、锌、铝、锶、硼、砷、锡等 9 种微量元素均以 G5
最高;铜、铷、铈、锂、汞等 5 种微量元素均以 G4 最
高;锰、钒、锑、硒、钴、镍、镉等 7 种元素均以 G3 最
高;铬、钡、铋、钼等 4 种元素均以 G2 最高;铅、钛等
·685· Journal of Chinese Medicinal Materials 第 36 卷第 4 期 2013 年 4 月
2 种元素以 G1 最高。氢溴酸槟榔碱以 G5 最高。
G5 的氢溴酸槟榔碱含量显著高于其他 4 个品种(P
< 0. 05)(见表 3)。氢溴酸槟榔碱与镁、铁、锌、铝、
硼元素呈正极显著相关系(相关系数:R = 0. 925,
0. 988,0. 943,0. 978,0. 912),但与钒、汞元素呈负显
著相关系(R = - 0. 800,- 0. 732)(见表 4)。
4 讨论
大部分微量元素对人体都是有益的,有些甚至
被确认是人体必需的微量元素〔8〕。几乎所有中药
都含有不同种类和不同比例的微量元素,近些年来,
人们越来越重视对中药材中微量元素,以及微量元
素在药效中的作用与对人体健康的影响。具有不同
功能疗效中草药微量元素含量比例存在较大差异,
含量比例大小与功效程度大小有一定相关性〔9〕。
因此中药中微量元素含量及其与标志性药效成分相
关性已经成为中药材的重要评价指标。
表 2 ICP-MS/ICP-AES法测定槟榔果实微量元素的含量(μg /g,DW)
元素
槟榔品种
G1 G2 G3 G4 G5
平均
钙 3198 b 2213 c 2980 b 2397 c 3882 a 2934
镁 1160 c 1658 b 1249 c 1996 ab 2148 a 1642. 2
铁 109. 2 c 154. 5 b 122. 4 c 156. 5 b 196. 1 a 147. 7
锰 41. 08 c 74. 17 b 97. 89 a 43. 05 c 48. 37 c 60. 91
锌 15. 97 a 18. 09 a 16. 92 a 21. 79 a 23. 82 a 19. 32
铝 25. 61 a 28. 09 a 27. 12 a 30. 16 a 32. 78 a 28. 75
铜 35. 10 a 31. 90 a 34. 20 a 41. 50 a 29. 80 a 34. 5
铬 0. 375 a 0. 875 a 0. 465 a 0. 443 a / 0. 540
钒 0. 681 a 0. 203 a 0. 893 a 0. 332 a 0. 124 0. 447
铷 2. 54 a 3. 18 a 2. 94 a 5. 17 a 2. 70 a 3. 31
锶 11. 27 a 14. 32 a 18. 39 a 15. 23 a 20. 09 a 15. 86
钡 18. 23 a 24. 15 a 13. 90 a 21. 34 a 23. 56 a 20. 24
硼 8. 78 a 9. 03 a 8. 25 a 9. 47 a 10. 12 a 9. 13
铅 0. 421 a 0. 243 a 0. 359 a 0. 118 a 0. 240 a 0. 276
碲 0. 230 a 0. 120 a 0. 450 a 0. 321 a / 0. 280
钛 1. 02 a 0. 97 a 1. 00 a 0. 60 a 0. 95 a 0. 91
铈 0. 21 a 0. 32 a 0. 28 a 0. 85 a / 0. 42
铋 0. 18 a 1. 23 a 0. 56 a / 0. 48 a 0. 61
砷 0. 032 a 0. 027 a 0. 039 a 0. 034 a 0. 045 a 0. 035
硒 0. 11 a 0. 09 a 0. 15 a 0. 07 a 0. 13 a 0. 11
锂 0. 56 a 0. 48 a 0. 43 a 0. 78 a 0. 64 a 0. 58
钴 0. 28 a 0. 31 a 0. 47 a 0. 25 a 0. 36 a 0. 33
镍 1. 22 a 0. 98 a 2. 33 a 0. 76 a 0. 93 a 1. 24
钼 0. 32 a 0. 53 a 0. 43 a 0. 50 a 0. 45 a 0. 45
镉 0. 025 a 0. 04 a 0. 089 a 0. 061 a 0. 049 a 0. 053
锡 0. 02 a 0. 01 a 0. 06 a 0. 03 a 0. 08 a 0. 04
汞 0. 0055 a 0. 0044 a 0. 0043 a 0. 0058 a 0. 0024 a 0. 0045
注:同列数字后不同字母代表不同种质槟榔果实的微量元素间差异达到了 5%显著水平;“/”代表未检测到
·785·Journal of Chinese Medicinal Materials 第 36 卷第 4 期 2013 年 4 月
表 4 氢溴酸槟榔碱(AH)与各个微量元素的
皮尔逊(Pearson)的相关系数分析
指标 AH 指标 AH
钙 0. 415 碲 - 0. 659
镁 0. 925** 钛 - 0. 248
铁 0. 988** 铈 - 0. 229
锰 - 0. 294 铋 0. 131
锌 0. 943** 砷 0. 583
铝 0. 978** 硒 - 0. 026
铜 - 0. 357 锂 0. 470
铬 - 0. 526 钴 - 0. 039
钒 - 0. 800* 镍 - 0. 517
铷 0. 104 钼 0. 473
锶 0. 683 镉 - 0. 008
钡 0. 690 锡 0. 586
硼 0. 912** 汞 - 0. 732*
铅 - 0. 618 - -
注:n - 1 = 4,R0. 05 = 0. 729;R0. 01 = 0. 811,**代表差异程度:R≤
0. 01,* 代表差异程度:R≤0. 05
本文应用 ICP-AES 和 HPLC 分析比较了 5 个不
同种质槟榔果实中 27 种微量元素含量和氢溴酸槟
榔碱含量,结果发现 5 个种质槟榔果实都含有一些
重金属,G5 槟榔果实微量元素含量较高,且有 9 种
微量元素在 5 个种质槟榔果实中含量最高的,且钙、
镁、铁等微量元素含量显著高于其他 4 个种质。氢
溴酸槟榔碱以 G5 最高,且显著高于其他 4 个种质。
氢溴酸槟榔碱与镁、铁、锌、铝、硼元素呈正极显著相
关系,但与钒、汞元素呈负显著相关系。由此可见,
氢溴酸槟榔碱与槟榔果实中镁、铁、锌、铝、硼、钒、汞
元素关系比较密切。本研究选择了产地来源相同的
5 个不同种质槟榔,它们的生长年限和生态环境(包
括栽培技术)条件都一致,因此,槟榔果实中微量元
素与氢溴酸槟榔碱含量的差异可以归结为自身遗传
特性的影响。该实验为了解不同种质槟榔果实中药
效成分的含量及其疗效差异及选择优质种质提供重
要参考依据。
参 考 文 献
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45-46.
《中药材》杂志入选“中国最具国际影响力学术期刊”
中国学术期刊电子杂志社、中国科学文献计量评价研究中心与清华大学图书馆在北京首次发布了 2012
年度“中国最具国际影响力学术期刊”和“中国国际影响力优秀期刊”,科技界和社科界 418 种学术期刊分别
入选两个名单。这是我国首次以文献计量的角度,全面、系统、深入地向社会揭示我国学术期刊走向世界取
得的成绩和存在的问题,标志着我国学术期刊有了统一的国际影响力品牌标识。
“中国最具国际影响力学术期刊”和“中国国际影响力优秀期刊”,是依据《中国国际学术期刊国际引证
报告( 2012 版) 》,按 2011 年度中国学术期刊被 SCI期刊、SSCI期刊引用的总被引频次和影响因子排序,经综
合计算,并经 40 多位国内外专家审议,最终遴选出的 TOP 5%期刊和 TOP 5% ~ 10%期刊。从 3533 种科技
期刊与 680 种人文社科类期刊中分别选出 175 种与 34 种“中国最具国际影响力学术期刊”、175 种与 34 种
“中国国际影响力优秀期刊”。
《中药材》杂志入选“中国最具国际影响力学术期刊”。从定量分析的角度看,标志着该杂志的国际影响
力已经达到国际中等以上水平,跨入了国际品牌学术期刊行列。
·885· Journal of Chinese Medicinal Materials 第 36 卷第 4 期 2013 年 4 月