全 文 ：天然产物研究与开发 Nat Prod Ｒes Dev 2016，28:699-706，689
文章编号:1001-6880(2016)5-0699-09
收稿日期:2015-07-06 接受日期:20115-12-23
基金项目:盐城市医学科技发展计划(YK2014051) ;江苏高校优势
学科建设工程资助项目(YSXK-2014)
* 通讯作者 Tel:86-25-85811511;E-mail:liuxunh1959@ sohu． com
不同产地苍耳草无机元素的 ICP-MS分析
刘娟秀1，罗益远1，刘训红1* ，宋建平2，侯 娅1，马 阳1，华愉教1，王胜男1
1南京中医药大学，南京 210023;2 盐城卫生职业技术学院，盐城 224006
摘 要:建立苍耳草药材中无机元素的电感耦合等离子体质谱﹙ ICP-MS ﹚分析方法，测定苍耳草不同产地及
商品药材 12 个样品中 24 种无机元素的含量，用 SPSS16． 0 对数据进行主成分分析及相关性分析。检测结果显
示苍耳草药材中 24 种元素之间有一定的相关性，Ca、K、Mg、P、Fe的含量较高，重金属及有害元素的含量应引起
重视;主成分分析选出 5 个主因子，得出 Ca、K、Sr、Fe、Al、V、Mg、Ba、Mn是苍耳草的特征无机元素。本实验为苍
耳草药材的质量控制及安全性评价提供依据。
关键词:苍耳草;不同产地;商品药材;无机元素;电感耦合等离子体质谱
中图分类号:Ｒ282． 71 文献标识码:A DOI:10． 16333 / j． 1001-6880． 2016． 5． 011
Analysis of Inorganic Elements in Xanthii
Herba from Different Areas Using ICP-MS
LIU Juan-xiu1，LUO Yi-yuan1，LIU Xun-hong1* ，SONG Jian-ping 2，
HOU Ya1，MA Yang1，HUA Yu-jiao1，WANG Sheng-nan1
1Nanjing University of Chinese Medicine，Nangjing 210023，China;2Yancheng
health vocational ＆ Technical College，Yancheng 224006，China
Abstract:The aim of this study was to establish an inductively coupled plasma-mass spectrometry(ICP-MS)method for
the simultaneous analysis of inorganic elements in Xanthii Herba from different areas and commercial resources． The
quantitative analysis of 24 inorganic elements in 12 samples were detected． They were used for cluster and principal com-
ponent analysis by SPSS16． 0． The results showed that the contents of Ca，K，Mg，P，Fe were high，the heavy metals and
harmful elements should be cause for concern． Five principal components were selected by principal component analysis
and Ca，K，Sr，Fe，Al，V，Mg，Ba，Mn were determined to be the characteristic inorganic elements． The results of this ex-
periment provided the basis for quality control and safety evaluation of Xanthii Herba．
Key words:Xanthii Herba;producing area;commercial herb;inorganic element;ICP-MS
苍耳草为菊科植物苍耳(Xanthium sibiricum
Patr．)的干燥地上部分，具祛风散热、解毒杀虫之功
效，主治鼻渊、风寒头痛、风湿痹痛、风疹、湿疹、疥癣
等病症，民间用药历史悠久［1］。苍耳草药效成分除
酚酸类［2］、倍半萜内酯类［3］、挥发油有机物等外，无
机元素对药效发挥的协同作用也不容忽视［4］。现
代医学已经证明，中药疗效不仅与有机成分有关，而
且与无机元素的种类和含量也有密切的联系［5］。
关于苍耳草药材的质量评价，目前主要集中在酚酸
类、挥发油等有机成分含量分析方面［6-9］，未见无机
元素研究报道。本文采用电感耦合等离子体质谱
(ICP-MS)法对苍耳草不同产地及商品药材 12 份样
品中 24 种无机元素进行含量测定，并对测定结果进
行多元统计分析，为苍耳草药材的质量控制及安全
性评价提供依据。
1 仪器与材料
1． 1 仪器
OptimaTM 2100DV 电感耦合等离子体-质谱仪
(美国 Perkin Elmer 公司) ;ETHOS 型微波消解系统
(意大利 MILESTONE 公司) ;BSA2245 型电子分析
天平(德国赛多利斯公司) ;DHG-9140A型电热恒温
鼓风干燥箱。
1． 2 试药
各元素标准溶液均为国家标准样品:含有
27Al、75 As、137 Ba、9Be、209 Bi、112 Cd、59 Co、52 Cr、64 Cu、56
Fe、24Mg、55 Mn、59 Ni、122 Sb、119 Sn、48 Ti、51 V、65 Zn、91 Zr
的多种元素标准溶液(100 μg /mL) ;56 Fe(GSB04-
1726-2004)、27 Al(GSB04-1713-2004)、24 Mg(GSB04-
1735-2004)、40 Ca(GSB04-1720-2004)、39 K(GSB04-
1751-2004 )、200． 5 Hg (GSB04-1729-2004 )、207 Pb
(GSB04-1742-2004)、28 Si(GSB04-1752-2004)、10． 8 B
(GSB04-1716-2004)、31 P(GSB04-1741-2004a)、87． 6 Sr
(GSB04-1754-2004)的单元素标准溶液(1000 μg /
mL) ，国家有色金属及电子材料分析测试中心。
65%硝酸(AＲ，批号 080330229) ;试验所用水均为
双重蒸馏水。
苍耳草样品信息见表 1，经南京中医药大学中
药鉴定教研室刘训红教授鉴定为菊科植物苍耳
Xanthium sibiricum Patr． 的干燥地上部分。除样品
S10 ～ S12 为实地采集外，其余样品均为商品药材，
留样凭证存放于南京中医药大学中药鉴定实验室。
表 1 苍耳草样品信息
Table 1 Samples of Xanthii Herba
编号
No．
产地
Place of origin
批号
Batch
供应商家
Supplying company
S1 安徽 Anhui 20130914 安徽沪谯中药科技有限公司 Anhui Huqiao Medicine Technology Co．，Ltd．
S2 江苏 Jiangsu 20130718 苏州春晖堂药业有限公司 Suzhou Chunhui Tong Pharmaceutical Co． Ltd．
S3 山东 Shandong 20130630 盐城市中医院 Yancheng Hospital of Traditional Chinese Medicine
S4 河北 Hebei 20130825 亳州永刚饮片有限公司 Bozhou Yonggang pieces Co． Ltd．
S5 湖北 Hubei 20130622 南京药业股份有限公司 Nanjing medical Co． Ltd．
S6 江苏 Jiangsu 20130324 大华中药店 Dahua Chinese medicine shop
S7 安徽 Anhui 120803 益丰大药房 Yifeng Large Pharmacy
S8 江苏 Jiangsu 130912 江苏省中医院 Jiangsu Province Traditional Chinese Medicine Hospital
S9 湖北 Hubei 130803 安徽福春堂中药饮片有限公司 Anhui Fu Chun Tang Pharmaceutical Co．，Ltd．
S10 江苏 Jiangsu 20130718 扬州仪征 Yizheng，Yangzhou
S11 安徽 Anhui 20130630 安徽亳州 Bozhou，Anhui
S12 山东 Shandong 20130825 山东青岛 Qingdao，Shandong
2 实验方法
2． 1 测定条件
ICP-MS工作参数:功率 13 kW，冷却气流量 15
L /min，载气流速 0． 8 L /min，辅助气流量 0． 2 L /
min，样品提升量为 1． 5 mL /min;测量条件:积分时
间 10 s，延迟时间 1 s，重复次数 1 次;测量方式:标
准曲线法;读数方式:峰强。
2． 2 对照品溶液制备
多元素对照品溶液的配制:分别精密吸取多元
素混标(100 μg /mL)标准溶液 100 μL，用去离子水
定容至 10 mL，配成多元素混标母液，浓度为 1 μg /
mL。精密吸取母液标准溶液 0、0． 25、0． 50、0． 75、
1. 00 mL，分别准确加入浓硝酸 1． 8 mL，用去离子水
定容至 10 mL，配成含 As、B、Ba、Be、Cd、Co、Cr、Cu、
Mn、Ni、Sb、Sn、Sr、V、Zn 等元素浓度分别为 0、
0. 025、0． 050、0． 075、0． 100 μg /mL 系列浓度的混合
对照品溶液。
K、Mg、Ca、P对照品溶液的配制:分别精密移取
各元素标准溶液 0、0． 1、0． 2、0． 3、0． 5 mL，准确加入
浓硝酸 1． 8 mL，用去离子水定容至 10 mL，配成含
K、Mg、Ca、P 浓度为 0、10、20、30、50 μg /mL 系列浓
度的混合对照品溶液。
Fe、Al、Si 对照品溶液的配制:精密移取 Fe、Al、
Si单元素标准溶液 0、0． 02、0． 03、0． 04、0． 05 mL，准
确加入硝酸 0． 09 mL，用去离子水定容至 10 mL，配
成含 Fe、Al浓度为 0、2． 0、3． 0、4． 0、5． 0 μg /mL系列
浓度的 Fe、Al、Si对照品溶液。
Pb、Hg对照品溶液的配制:分别精密吸取 Pb的
单元素标准溶液各 10 μL，用去离子水定容至 10
mL，配成 Pb、Hg 母液，浓度为 1 μg /mL。分别精密
移取 Pb母液各 0、0． 25、0． 50、0． 75、1． 00mL，准确加
入硝酸 1． 8 mL，用去离子水定容至 10 mL，配成含
Pb浓度分别为 0、0． 025、0． 050、0． 075、0． 100 μg /mL
系列浓度的混合对照品溶液。
007 天然产物研究与开发 Vol. 28
2． 3 供试品溶液制备
精密称取样品粉末(过 80 目筛) ，充分混匀备
用。准确称取 0． 4 g 样品放入聚四氟乙烯消解罐
中，精确加入浓硝酸 8 mL，置于通风橱中静置 20
min，待反应不剧烈后加盖密封，装入微波消解仪中，
按设定的消解程序:先经 10 min 由室温升温至 150
℃并维持 2 min消解，然后 3 min 由 150 升温至 200
℃、在 200 ℃维持 6 min 消解，消解完毕后，冷却至
室温，取出消解罐，在通风橱中将酸挥尽，用去离子
水定容至 100 mL量瓶中。
2． 4 标准曲线制备
根据试样中待测元素的水平配制对照品溶液，
依次测定 24 种无机元素的系列浓度对照品溶液，以
对照品浓度 X(μg /mL)为横坐标，对照品峰强 Y 为
纵坐标，绘制标准曲线，得各元素对照品的回归方
程、相关系数和线性范围。结果见表 2。
表 2 24 种无机元素的标准曲线和加样回收率
Table 2 Calibration curves and average recovery of 24 mineral elements
分析元素
Elements
回归方程
Ｒegression equation
相关系数
r
线性范围
Linear range(μg /mL)
Sn Y = 1460X + 4． 5 0． 9943 0． 025 ～ 0． 100
As Y = 1255X + 6． 6 0． 9856 0． 025 ～ 0． 100
Zn Y = 13490X + 32． 5 0． 9964 0． 025 ～ 0． 100
Sb Y = 2460X + 1 0． 9994 0． 025 ～ 0． 100
P Y = 464． 8X + 427 0． 9992 10． 000 ～ 50． 00
Pb Y = 3188X + 10． 6 0． 9940 0． 025 ～ 0． 100
Co Y = 37200X － 19． 1 0． 9999 0． 025 ～ 0． 100
Cd Y = 86110X + 112 0． 9996 0． 025 ～ 0． 100
Ni Y = 27680X + 47 0． 9988 0． 025 ～ 0． 100
Ba Y = 106300X + 20 0． 9997 0． 025 ～ 0． 100
Fe Y = 18160X + 448． 5 0． 9997 2． 000 ～ 5． 000
B Y = 53180X + 27． 8 0． 9977 0． 025 ～ 0． 100
Si Y = 39060X + 2458． 2 0． 9983 0． 025 ～ 0． 100
Hg Y = 3709X + 16． 5 0． 9923 0． 025 ～ 0． 100
Mn Y = 586200X + 307． 7 0． 9997 0． 025 ～ 0． 100
Cr Y = 65530X － 40． 1 0． 9998 0． 025 ～ 0． 100
Mg Y = 44740X + 13597． 8 0． 9997 10． 00 ～ 50． 000
V Y = 47060X + 52． 8 0． 9997 0． 025 ～ 0． 100
Be Y = 1321000X － 380． 9 0． 9999 0． 025 ～ 0． 100
Ca Y = 13230X + 7422． 2 0． 9993 10． 000 ～ 50． 000
Cu Y = 158000X － 93． 8 0． 9998 0． 025 ～ 0． 100
Al Y = 187400X + 9055． 8 0． 9985 2． 000 ～ 5． 000
Sr Y = 4086000X － 3254． 6 0． 9997 0． 025 ～ 0． 100
K Y = 19790X + 245． 2 0． 9998 10． 000 ～ 50． 000
2． 5 方法学考察
2． 5． 1 精密度实验
分别吸取各标准溶液，进样 6 次，分别计算 24
种无机元素峰强度的 ＲSD，结果见表 3，结果表明仪
器的精密度良好。
2． 5． 2 稳定性试验
取同一样品(S6)溶液，每隔半小时测定一次，
重复 6 次，分别计算 24 种无机元素峰强度 ＲSD，结
果见表 3，表明样品在 3 h内稳定性良好。
2． 5． 3 重复性试验
取同一样品(S6)6 份，按“2． 3”项下方法制备
供试品溶液，按上述测定条件计算各元素的含量的
ＲSD，结果见表 3，表明该方法的重复性良好。
2． 5． 4 加样回收率试验
取已知含量的 S6 样品 0． 2 g(5 份) ，精密称定，
分别精密加入一定量的各元素标准溶液，依法制备
107Vol. 28 刘娟秀等:不同产地苍耳草无机元素的 ICP-MS分析
样品溶液，依上述条件进样测定，计算各元素的平均 回收率。结果见表 3。
表 3 24 种无机元素的精密度、稳定性、重复性和加样回收率试验结果
Table 3 Ｒesults of precision，repeatability，stability and recovery tests
分析元素
Elements
精密度
Precision
稳定性
Stability
ＲSD(%)
重复性
Ｒepeatability
ＲSD(%)
加样回收率 Ｒecovery
平均加样回收率
Average recovery(%) ＲSD(%)
Sn 1． 17 0． 79 2． 86 99． 17 1． 79
As 0． 64 1． 28 2． 40 98． 94 0． 44
Zn 1． 11 1． 88 1． 12 98． 67 2． 16
Sb 0． 66 1． 07 1． 87 97． 37 2． 10
P 1． 33 0． 81 1． 66 101． 13 1． 35
Pb 0． 82 1． 34 4． 08 100． 00 1． 48
Co 0． 89 0． 60 2． 35 97． 00 2． 82
Cd 0． 71 0． 78 1． 30 100． 00 0． 64
Ni 1． 29 0． 58 1． 49 98． 86 2． 27
Ba 1． 16 0． 76 0． 61 100． 91 1． 26
Fe 2． 88 0． 68 1． 27 99． 05 1． 03
B 0． 84 0． 90 0． 90 100． 13 1． 48
Si 0． 95 0． 58 0． 75 99． 53 0． 62
Hg 1． 22 0． 92 2． 67 98． 16 1． 00
Mn 0． 85 1． 03 1． 09 96． 50 1． 60
Cr 0． 92 0． 68 0． 97 100． 20 1． 22
Mg 1． 06 1． 41 0． 68 101． 78 1． 00
V 0． 90 0． 61 2． 29 100． 00 1． 48
Be 1． 41 0． 76 2． 27 100． 86 2． 94
Ca 1． 31 1． 11 0． 95 96． 03 0． 40
Cu 2． 07 0． 74 1． 80 100． 89 0． 60
Al 2． 53 0． 86 1． 45 98． 21 1． 31
Sr 1． 37 0． 84 0． 57 96． 17 0． 31
K 1． 68 2． 14 1． 76 97． 16 0． 80
2． 6 无机元素的测定
取各样品供试品溶液，依上述条件上机测定。
2． 7 无机元素间主成分分析
选择苍耳草中 18 种无机元素进行分析，应用
SPSS16． 0 统计软件包中的因子分析程序对原始数
据进行标准化处理。
2． 8 无机元素含量间相关性分析
通过对苍耳草 12 个样品中 24 种无机元素的含
量测定，并应用 SPSS16． 0 软件中相关性分析程序，
从而揭示元素间相关密切程度。
3 实验结果
3． 1 苍耳草中无机元素的含量分析与比较
得苍耳草的元素分析结果见表 4。对苍耳草不
同产地及商品药材的进行分析，可得除了主元素为
K(均值为 24． 734 mg /g)外，Ca、Mg、P、Fe、Al、Si 含
量亦很高，尤其是 Ca 的均值以达到 13． 974 mg /g;
微量及痕量元素中 Sr 含量最高(均值为 86． 60 μg /
g) ，其中 Mn、B、Zn、Sn、Ni含量较高，Co、V、Be、Sb含
量较低且值接近，有少数样品未检出。重金属及有
害元素中，Pb符合《药用植物及制剂进出口绿色行
业标准》限量指标(Pb≤5． 0 μg /g)要求，Hg、As 均
超出限量指标(H g≤0． 2 μg /g、As≤2． 0 μg /g) ，Cd
除 S1 超标外(Cd≤0． 3 μg /g) ，其余均符合要求。
根据元素的测定结果绘制常量元素和微量元素
含量分布曲线。表明不同产地及商品苍耳草各无机
元素含量存在差异，但其元素分布规律却呈现相似
的分布态势。
207 天然产物研究与开发 Vol. 28
表 4 苍耳草中无机元素含量分析(μg /g)
Table 4 Contents of the inorganic elements in Xanthii Herba(μg /g)
样品 Sample S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12
常量元素
Constant elements
Fe 328． 19 900． 04 2366． 11 804． 87 812． 09 1006． 92 374． 57 467． 18 320． 01 620． 01 1103． 45 656． 86
Si 624． 58 1015． 85 603． 29 469． 05 557． 15 513． 48 369． 55 497． 41 291． 95 430． 90 1585． 81 385． 80
Ca 17347． 9720722． 4422289． 5322773． 9724533． 6915007． 92 2732． 12 4037． 80 3327． 14 2443． 68 29732． 18 2747． 81
Al 327． 17 937． 99 2680． 28 827． 68 804． 95 368． 16 130． 12 512． 59 208． 63 280． 49 872． 21 274． 22
K 26309． 1623025． 6546175． 7339667． 5032997． 9624110． 8812608． 4516398． 6713145． 8511592． 4937044． 56 13732． 91
Mg 4912． 79 5116． 68 5392． 41 7601． 11 9722． 54 4727． 76 3874． 99 6097． 48 6156． 74 4730． 09 8583． 80 4482． 87
P 2214． 74 2231． 37 3748． 59 2922． 90 4116． 98 2099． 52 6234． 78 11183． 9911329． 48 9145． 65 3669． 03 7234． 63
微量及痕量元素
Micro and
Trace elements
Sn 15． 85 8． 11 7． 43 6． 91 8． 43 10． 21 9． 42 2． 59 8． 87 8． 23 10． 09 11． 86
Zn 37． 59 29． 90 34． 82 35． 66 42． 51 34． 83 47． 87 64． 75 73． 23 63． 83 54． 66 57． 72
Co 0． 62 0． 60 0． 81 0． 02 0． 93 0． 04 － － 0． 38 0． 73 0． 88 0． 53
Ni 1． 09 － 13． 99 － 5． 51 29． 73 3． 25 － － 26． 24 － 12． 68
Ba 31． 11 34． 33 47． 78 42． 70 80． 70 35． 86 3． 24 6． 17 3． 84 6． 97 28． 66 5． 04
Mn 49． 39 66． 72 146． 36 76． 15 166． 35 49． 86 36． 30 62． 23 48． 60 47． 71 111． 29 55． 77
V － 0． 40 2． 76 － － － － 0． 34 － － 0． 13 0． 72
Be 0． 06 － － － － 0． 05 0． 06 0． 04 0． 07 0． 10 － －
Sb 2． 93 － 1． 63 1． 15 － 2． 16 0． 44 － 2． 64 1． 44 － －
B 48． 80 73． 78 59． 58 81． 84 69． 09 41． 25 23． 08 28． 29 29． 10 32． 93 102． 34 31． 64
Sr 146． 41 144． 38 117． 69 223． 26 113． 01 152． 17 17． 30 18． 00 19． 62 13． 08 62． 99 11． 31
重金属及有害元素
Heavy metals and
Harmful elements
Cu 17． 46 11． 39 20． 73 12． 13 16． 86 18． 37 20． 56 23． 03 22． 14 25． 37 21． 33 28． 62
As 15． 38 5． 89 2． 97 3． 79 6． 04 3． 66 8． 78 2． 84 10． 19 7． 26 5． 36 5． 57
Cd 0． 36 0． 29 0． 16 0． 12 0． 26 0． 03 0． 26 0． 10 0． 23 0． 04 0． 30 0． 24
Cr 14． 09 40． 24 111． 33 34． 71 21． 72 58． 75 11． 99 9． 43 7． 66 43． 49 9． 36 7． 53
Pb 0． 13 2． 22 4． 22 1． 43 － － － － － － 2． 35 －
Hg 2． 74 2． 52 13． 25 3． 30 － 7． 54 7． 09 2． 72 1． 04 3． 60 0． 89 3． 31
“-”表示未检出，下同。
“-”means“not detected”，same as below．
3． 2 苍耳草中无机元素间主成分分析
3． 2． 1 主成分筛选及其贡献率
主成分的特征值及贡献率是选择主成分的依
据［10］，表 5、图 1 描述了主成分分析初始值对原有变
量的总体描述情况。从表中可知前 5 个主成分的累
积方差贡献率达到 88． 803%(＞ 85%) ，因此选择前
5 个主成分，它们代表了苍耳草中无机元素 100%的
信息。
表 5 特征值和贡献率
Table 5 Total variance explained
主成分
Principal component
特征值
Eigenvalue
初始特征值 Initial Eigenvalues
方差贡献率
Variance Contribution Ｒate(%)
累计方差贡献率
Accumulated Variance
Contribution Ｒate(%)
1 8． 286 46． 034 46． 034
2 2． 579 14． 329 60． 363
3 2． 521 14． 004 74． 367
4 1． 455 8． 086 82． 452
5 1． 143 6． 351 88． 803
307Vol. 28 刘娟秀等:不同产地苍耳草无机元素的 ICP-MS分析
86
4
2
0
Ee
ge
nv
al
ue
s
1%2%3%4%5%6%7%8%9 10%11%12%13%14%15%16%17%18
Component%number
图 1 主成分特征值碎石图
Fig. 1 Principal component eigenvalues scree plot
3． 2． 2 因子旋转变换
因子旋转变换使新的公因子对每个指标的因子
载荷值分化，从而更清楚地看到每个公因子对指标
的影响大小。由表 6 因子载荷矩阵可知，苍耳草药
材的第一主成分与 Ca、K、Sr 元素上有大的载荷系
数;第二主成分与 Fe、Al、V 元素上有大的载荷系
数;第三主成分与 Mg、Ba、Mn 元素上有大的载荷系
数;第四主成分与 Ni、Be、Sb 元素上有大的载荷系
数;第五主成分 Sn、Co 元素上有大的载荷系数。由
于苍耳草药材中元素总方差的 70% 以上贡献率来
自第一、二、三主成分，故 Ca、K、Sr、Fe、Al、V、Mg、
Ba、Mn为苍耳草药材的特征元素。
3． 2． 3 综合评价
由表 7 计算可得各主成分因子得分，其数值与
表 6 旋转变换后的因子载荷矩阵
Table 6 Ｒotated component matrix
元素
Elements
主成分 Principal component
1 2 3 4 5
Fe 0． 287 0． 919 0． 171 － 0． 010 0． 080
Si 0． 247 0． 099 0． 172 － 0． 643 0． 560
Ca 0． 680 0． 228 0． 543 － 0． 301 0． 280
Al 0． 274 0． 894 0． 268 － 0． 080 － 0． 011
K 0． 612 0． 492 0． 524 － 0． 141 0． 068
Mg 0． 084 － 0． 092 0． 917 － 0． 352 0． 000
P － 0． 923 － 0． 124 － 0． 055 0． 065 － 0． 312
Sn 0． 287 － 0． 273 － 0． 203 0． 321 0． 744
Zn － 0． 928 － 0． 246 0． 031 0． 001 － 0． 026
Co － 0． 114 0． 351 0． 470 － 0． 039 0． 741
Ni － 0． 043 0． 285 － 0． 203 0． 601 0． 097
Ba 0． 598 0． 236 0． 695 0． 022 0． 045
Mn 0． 145 0． 545 0． 763 － 0． 185 0． 102
V 0． 023 0． 966 － 0． 059 0． 042 － 0． 003
Be － 0． 437 － 0． 412 － 0． 289 0． 603 － 0． 019
Sb 0． 171 － 0． 112 － 0． 052 0． 833 0． 112
B 0． 543 0． 131 0． 508 － 0． 504 0． 301
Sr 0． 939 0． 027 0． 241 0． 079 － 0． 109
方差贡献率乘积之和相加，得出苍耳草样品的无机
元素总因子得分值 F［11，12］，其综合评价函数为:
F = 0． 46034F1 + 0． 14329F2 + 0． 14004F3 +
0. 08085F4 + 0． 06351F5
将每个样品标准化的变量值代入上式，可计算
出每个样品综合得分(F)并计算排名见表 8。样品
综合排序越前该样品的质量较好，结果表明，综合得
分排名前三的样品分别为 S3(盐城中医院)、S4(江
苏省中医院)、S6(大华中药店) ，说明就无机元素含
量而言以上样品品质较好。
3． 3 无机元素含量间的相关性分析
苍耳草药材中的元素含量间的相关性见表 9。
结果显示，苍耳草药材中有 28 对元素呈显著正相关
(P ＜ 0． 01) ，78 对元素呈正相关(P ＜ 0． 05) ;3 对元
407 天然产物研究与开发 Vol. 28
表 7 因子得分系数矩阵
Table 7 Component score coefficient matrix
元素
Elements
主成分 Principal component
1 2 3 4 5
Fe － 0． 008 0． 227 － 0． 067 0． 027 0． 013
Si － 0． 004 0． 003 － 0． 162 － 0． 316 0． 335
Ca 0． 100 － 0． 036 0． 090 － 0． 035 0． 072
Al － 0． 014 0． 257 － 0． 016 0． 014 － 0． 055
K 0． 081 0． 060 0． 114 0． 048 － 0． 061
Mg － 0． 091 － 0． 152 0． 442 0． 042 － 0． 088
P － 0． 248 0． 031 0． 156 0． 031 － 0． 109
Sn 0． 063 － 0． 090 － 0． 106 0． 122 0． 481
Zn － 0． 282 － 0． 020 0． 181 0． 018 0． 073
Co － 0． 203 0． 074 0． 168 0． 093 0． 465
Ni － 0． 021 0． 123 － 0． 002 0． 276 0． 085
Ba 0． 074 － 0． 051 0． 292 0． 184 － 0． 091
Mn － 0． 109 0． 084 0． 296 0． 087 － 0． 011
V － 0． 057 0． 342 － 0． 149 － 0． 001 0． 005
Be － 0． 072 － 0． 080 0． 102 0． 266 0． 053
Sb 0． 053 － 0． 053 0． 165 0． 446 0． 057
B 0． 068 － 0． 054 0． 046 － 0． 154 0． 103
Sr 0． 277 － 0． 093 0． 036 0． 098 － 0． 189
表 8 主成分值及综合主成分值
Table 8Principal and comprehensive principal components
编号 No． F1 F2 F3 F4 F5 F 综合排名
S3 0． 284 2． 956 0． 199 0． 625 － 0． 059 0． 629 1
S4 1． 504 － 0． 536 0． 591 － 0． 302 － 1． 510 0． 578 2
S6 1． 158 － 0． 188 － 0． 612 1． 262 － 0． 293 0． 504 3
S1 0． 979 － 0． 985 － 0． 277 1． 054 1． 314 0． 439 4
S5 0． 030 － 0． 232 2． 391 0． 044 － 0． 030 0． 317 5
S2 0． 942 0． 120 － 0． 807 － 1． 319 0． 256 0． 247 6
S11 － 0． 113 － 0． 044 0． 721 － 1． 751 1． 704 － 0． 595 7
S7 － 0． 219 － 0． 504 － 1． 341 － 0． 277 － 0． 515 － 0． 416 8
S12 － 0． 770 0． 286 － 1． 105 － 0． 416 0． 537 － 0． 468 9
S10 － 1． 305 － 0． 071 － 0． 115 1． 112 0． 552 － 0． 502 10
S9 － 1． 326 － 0． 743 0． 473 0． 856 － 0． 218 － 0． 595 11
S8 － 1． 163 － 0． 060 － 0． 119 － 0． 887 － 1． 740 － 0． 743 12
素呈显著负相关(P ＜ 0． 01) :Ca-P、P-Sr、Sr-Cu，19 对
元素呈负相关。正相关表明上述 106 对元素吸收积
累过程中相互间具有协同作用，负相关则表明上述
22 对元素吸收积累过程中相互间起着拮抗作用。
507Vol. 28 刘娟秀等:不同产地苍耳草无机元素的 ICP-MS分析
表 9 苍耳草中无机元素含量间相关性分析
Table 9 The correlation of the inorganic elements contents in Xanthii Fructus
Fe Si Ca Al K Mg P Sn Zn Co Ni Ba Mn V Be Sb B Sr Cu As Cd Cr Pb Hg
Fe 1
Si 0． 300 1
Ca 0． 544 0． 694 * 1
Al 0． 941＊＊ 0． 273 0． 571 1
K 0． 742＊＊ 0． 452 0． 895＊＊ 0． 786＊＊ 1
Mg 0． 118 0． 407 0． 645 * 0． 201 0． 556 1
P － 0． 413 － 0． 450 － 0． 783＊＊ － 0． 355 － 0． 661 * － 0． 139 1
Sn － 0． 182 0． 096 0． 100 － 0． 265 － 0． 039 － 0． 240 － 0． 434 1
Zn － 0． 459 － 0． 221 － 0． 657 * － 0． 453 － 0． 614 * 0． 001 0． 925＊＊ － 0． 221 1
Co 0． 388 0． 470 0． 449 0． 406 0． 344 0． 367 － 0． 201 0． 304 － 0． 041 1
Ni 0． 282 － 0． 280 － 0． 225 0． 014 － 0． 140 － 0． 387 － 0． 044 0． 097 － 0． 053 0． 035 1
Ba 0． 480 0． 243 0． 815＊＊ 0． 519 0． 767＊＊ 0． 639 * － 0． 673 * 0． 021 － 0． 671 * 0． 422 － 0． 016 1
Mn 0． 663 * 0． 344 0． 702 * 0． 720＊＊ 0． 760＊＊ 0． 721＊＊ － 0． 320 － 0． 200 － 0． 294 0． 625 * － 0． 098 0． 807＊＊ 1
V 0． 856＊＊ 0． 020 0． 182 0． 881＊＊ 0． 478 － 0． 163 － 0． 108 － 0． 172 － 0． 245 0． 306 0． 153 0． 179 0． 476 1
Be － 0． 518 － 0． 453 － 0． 670 * － 0． 556 － 0． 666 * － 0． 493 0． 494 0． 125 0． 473 － 0． 256 0． 342 － 0． 565 － 0． 645 * － 0． 398 1
Sb － 0． 038 － 0． 358 － 0． 110 － 0． 048 0． 004 － 0． 309 － 0． 046 0． 429 － 0． 038 － 0． 094 0． 259 － 0． 068 0． 300 0． 001 0． 560 1
B 0． 429 0． 790＊＊ 0． 934＊＊ 0． 457 0． 791＊＊ 0． 689 － 0． 648 * 0． 018 － 0． 478 * 0． 448 － 0． 321 0． 641 * 0． 602 * 0． 065 * － 0． 684 * － 0． 271 * 1
Sr 0． 323 0． 176 0． 723＊＊ 0． 357 0． 697 * 0． 264 － 0． 817＊＊ 0． 130 － 0． 847 － 0． 045 － 0． 061 0． 704 * 0． 271 0． 045 － 0． 424 0． 239 0． 599 * 1
Cu － 0． 098 － 0． 247 － 0． 641 * － 0． 214 － 0． 493 － 0． 298 0． 673 * 0． 046 0． 749＊＊ 0． 106 0． 356 － 0． 606 * － 0． 192 0． 155 0． 341 － 0． 051 － 0． 569 － 0． 848＊＊ 1
As － 0． 558 － 0． 125 － 0． 197 － 0． 456 － 0． 334 － 0． 233 0． 014 0． 718＊＊ 0． 115 0． 158 － 0． 258 － 0． 207 － 0． 378 － 0． 383 0． 510 0． 524 － 0． 243 － 0． 104 0． 001 1
Cd － 0． 179 0． 400 0． 293 － 0． 034 0． 093 0． 166 － 0． 269 0． 548 － 0． 134 0． 414 － 0． 678 * 0． 122 0． 148 － 0． 068 － 0． 305 － 0． 130 0． 296 0． 001 － 0． 184 0． 595 * 1
Cr 0． 866＊＊ － 0． 028 0． 316 0． 800＊＊ 0． 539 － 0． 173 － 0． 375 － 0． 177 － 0． 525 0． 183 0． 518 0． 397 0． 389 0． 751＊＊ － 0． 163 0． 255 0． 148 0． 406 － 0． 187 － 0． 430 － 0． 430 1
Pb 0． 863＊＊ 0． 537 0． 635 * 0． 904＊＊ 0． 753＊＊ 0． 153 － 0． 438 － 0． 170 － 0． 455 0． 387 － 0． 126 0． 356 0． 544 0． 751＊＊ － 0． 581 * － 0． 104 0． 624 * 0． 368 － 0． 297 － 0． 388 0． 11 0． 669 * 1
Hg 0． 685 * － 0． 220 － 0． 022 0． 595 * 0． 281 － 0． 511 － 0． 223 － 0． 071 － 0． 393 － 0． 156 0． 467 0． 023 0． 080 0． 740＊＊ － 0． 008 0． 248 － 0． 206 0． 132 0． 071 － 0． 306 － 0． 356 0． 811＊＊ 0． 484 1
* P≤0． 05;＊＊P≤0． 01
4 讨论与结论
对中药发挥疗效的物质基础的研究除了其有机
成分外，微量元素所起的作用也日益受到人们的重
视。随着对中药与微量元素之间关系的深入研究，
发现微量元素与有机成分反应所形成的配合物是中
药治病的功效物质基础［13］，可作为药材品质评价的
一项指标。
分析结果显示，苍耳草中常量元素以 K、Ca、
Mg、P、Si、Fe、Al较为丰富，微量元素以 Mn、Zn、Sr 较
为丰富。其中 Mn、Fe 与刺激红细胞生成素和促进
造血功能有关;Zn 参与免疫功能的一种重要元素，
对免疫功能具有营养和调节作用;K 对维持细胞平
衡、新陈代谢及抗应急反应均具有重要作用，据文献
报道，解毒类中药通常具有消炎和抗肿瘤作用;Ca
是生命活动中的重要元素，具有解毒、消炎、消肿抗
过敏作用［14］;P 有调节神经、催眠、镇痛等作用;Mg
具有抑制神经兴奋性的作用［15］。这些元素可能有
助于苍耳草祛风散热、解毒杀虫功效的发挥。主成
分分析结果表明 Ca、K、Sr、Fe、Al、V、Mg、Ba、Mn、P、
Zn、Sn、Be为苍耳草药材的特征元素。重金属及有
害元素中 Hg、As含量超出《药用植物及制剂进出口
绿色行业标准》限量标准，为了确保苍耳草药材用
药安全，重金属及有害元素的限量控制要引起足够
的重视。
本实验建立了电感耦合等离子体质谱法(ICP-
MS)同时分析苍耳草药材中 24 种无机元素含量的
方法，对不同产地及商品药材进行比较分析，并对测
定结果作多元统计分析，从而为苍耳草药材的质量
控制及安全性评价提供科学的参考依据。
参考文献
1 Nanjing University of Chinese Medicine(南京中医药大
学)． The Dictionary of Traditional Chinese Medicine(中药
大辞典)． Shanghai:Shanghai Science and Technology，
2005． 1486-1488．
2 Han T(韩婷) ，Li HL(李慧梁) ，HU Y(胡园) ，et al ． Phe-
nolic acids in Fructus Xanthii and determination of contents
of total phenolic acids in different species and populations of
Xanthium in China． J Integr Med(中西医结合学报) ，
2006，4:194-198．
3 Ｒodriguez E，Towers GHN，Mitchell JC． Biological activities
of sesquiterpene lactones． Phytochemistry，1976，15:1573-
1580．
4 Zheng ZY(邓中炎) ，Yan C(严灿)． Traditional Chinese
medicine and trace elements． Guangdong Trace Elements Sci
(广东微量元素科学) ，1995，2(11) :27-28．
5 Tian ZP(田柱萍) ，He BP(何邦平) ，Wang XY(王小燕) ，
et al． The efficacy of medicine of the Chinese herbal medi-
cine with its a research for containing trace element relating
to progress． Studies Trace Elements Health (微量元素与健
康研究) ，2005，22(4) :54-56．
(下转第 689 页)
607 天然产物研究与开发 Vol. 28
明大蒜素素可能通过抑制 AD 小鼠脑内氧化应激，
降低 tau蛋白的磷酸化，起到对 AD转基因小鼠大脑
神经元的保护作用。
参考文献
1 Ferr CP，Prince M，Brayne C，et al． Alzheimer’s disease in-
ternational global prevalence of dementia:a Delphi consensus
study． Lancet，2005，366:2112-1227．
2 Xu J，Wen SＲ，Yu YH，et al． The role of the Tau protein in
Alzheimer’s disease． Prog Mod Biomed，2015，3:573-575．
3 Yves C． Oxidative stress and Alzheimer disease． Am J Clin
Nutr，2000，71:621-629．
4 Prasad K，Laxdal VA，Yu M，et al． Antioxidant activity of al-
licin，an active principle in garlic． Mol Cell Biochem，1995，
148:183-189．
5 Guadagna S，Esiri MM，Williams ＲJ，et al． Tau phosphoryla-
tion in human brain:relationship to behavioral disturbance in
dementia． Neurobiol Aging，2014，21:125-126．
6 Spires-Jones TL，Hyman BT． The intersection of amyloid beta
and tau at synapses in Alzheimers disease，Neuron，2014，
82:756-771．
7 Liu Q，Smith MA，Avila J，et al． Alzheimer-specific epitopes
of tau represent lipid peroxidation-induced conformations．
Free Ｒadic Biol Med，2014，38:746-754．
8 Helen A，Ｒajasree CＲ，Krishnakumar K，et al． Antioxidant
role of oils isolated from garlic(Allium sativum Linn)and
onion(Allium cepa Linn)on nicotine-induced lipid peroxida-
tion． Veterin Human Toxicol，1999，41:316-319．
9 Liu H(刘浩) ，Cui MZ(崔美芝) ，Dong J(董娟)．大蒜素抗
氧化延缓衰老作用的实验研究． Chin J Gerontol(中国老
年学杂志) ，2006，26:
櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵
252-253．
(上接第 706 页)
6 Yang L(杨柳) ，Su ZJ(苏芝军) ，Xu SJ(许舜军) ，et al．
Simultaneous determination of 4 phenolic acids in Cangerzi
by Ultra-performance liquid chromatography． Acta Pharm
Sin (药学学报) ，2010，45:1537-540．
7 Tian J(田静) ，Xia YF(夏玉凤) ，Fang KH(房克慧)． Sim-
ultaneous determination of eight phenolic acids in Xanthium
sibiricum medicines by HPLC． Chin Med Mater(中药材) ，
2013，36:1623-1626．
8 Hong Y(洪燕) ，Han YQ(韩燕全) ，Xia LZ(夏伦祝) ，et
al． Simultaneous determination of nine phenolic acids compo-
nentsnin Xanthii Fructus． Chin Pharm J(中国药学杂志) ，
2013，48:1109-1112．
9 Tan ZL(覃振林) ，Wei HY(韦海英) ，LI XJ(李学坚) ，et
al． Analysis of chemical constituents of volatile oil by GC-MS
of Xanthium sibiricum． Chin J Tradit Med Sci Technol (中国
中医药科技) ，2006，13:248-250．
10 Liu ZM(刘明芝) ，Zhou ＲY(周仁郁)． TCM Statistics and
Software Application(中医药统计学与软件应用)． Beijing:
The Medicine Science Press of China，2006． 280-284．
11 Yan H(严辉) ，DU JA(段金廒) ，Qian DW(钱大玮) ，et al．
Correlation analysis and evaluation of inorganic elements in
Angelica sinensis and its correspondence soil from different
regions． Chin Med Mater(中药材) ，2011，34:512-516．
12 Luo FL(罗夫来) ，Guo QS(郭巧生)． Determination and
principal components analyze of mineral elements in different
population of Thesium chinense． China J Chin Mater Med
(中国中药杂志) ，2010，35:1226-1230．
13 Cao ZQ(曹治权) ，Wang XP(王秀萍) ，Cao GZ(曹广智) ，
et al． Study on the relationship between the presence of trace
elements in traditional Chinese medicine and biological activ-
ity． Guangdong Trace Elements Sci (广东微量元素科学) ，
1995，2(10) :18-26．
14 Su DS(苏达世) ，Wan BL(万邦莉)． Survey of inorganic el-
ements in gypsum． Chin J Hosp Pharm(中国医院药学杂
志) ，1989，9(4) :166-167．
15 Feng LY(孟令云) ，Li B(李滨)． Determination of inorganic
trace elements in leaves of Ginkgo biloba and its clinical sig-
nificance． Inf Tradit Chin Med(中医药信息) ，2001，18
(5) :36-37．
986Vol. 28 张 浩等:大蒜素对阿尔茨海默病转基因小鼠脑内 Tau蛋白表达的影响