全 文 ：2011 年 2 月
第 20 卷 第 1 期
中央民族大学学报(自然科学版)
Journal of MUC(Natural Sciences Edition)
Feb.，2011
Vol. 20 No. 1
原子吸收法对藏草药兔耳草中 12 种元素
的初级形态分析
杨若明1，张经华2，蓝叶芬3
(1. 中央民族大学生命与环境科学学院，北京 100081;2. 北京市理化分析测试中心，北京 100089;
3. 首都师范大学，北京 100048)
摘 要: 用原子吸收分光光度法，测定了产于青藏高原的藏草药兔耳草的全药材、水提液、醇提液中 12 种元
素(Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Se、Zn、K、Ca、Mg、Cd、Pb)的含量，以及水提液中各元素可溶态、水溶态的含量，同时采取
正辛醇 － 水分配体系模拟藏药水提液中各微量元素在人体胃肠中的分配情况，对藏药中微量元素的初级形
态进行了分析，初步探讨了酸度变化(人体胃肠酸度)对微量元素的影响，结合藏药药效讨论其相关性，为进
一步研究微量元素与藏药药性、药效的关系提供科学的依据和奠定基础 .
关键词: 藏药;微量元素;形态分析;原子吸收法
中图分类号:O657. 3 文献标识码:A 文章编号:1005-8036(2011)01-0005-06
收稿日期:2010-09-21
作者简介:杨若明(1947 －)，女(汉族)，北京市人，中央民族大学生命与环境科学学院教授，研究方向:微量元素科
学，民族医药 .
微量元素与人体健康、疾病及中医药的关系十分密切［1］. 人的生、老、病、死是与生物分子如蛋白
质、肽、脂类、多糖、核酸、激素、维生素和微量元素等联系在一起的，微量元素在与上述生物分子的有机
联系中，常起着关键步骤的调控作用 .微量元素一方面能促进机体合成生命活动所需的各种物质，使生
命的质量提高;另一方面能提高各种酶的活性，加强机体的免疫功能，使防病治病有保证;微量元素还参
与调控环核苷酸的功能，使细胞生长正常［2］. 中药中的微量元素除直接参与补充和调节体内必需的元
素外，常与其药用有机成分形成配合物，产生协同作用，增强其疗效［2］.
藏医药是我国传统民族医药中的一个重要组成部分，也是世界传统医药宝库中的一个重要组成部
分，已有 2000 多年的历史，其种类仅次于中药，藏医所引用的药材，据记载约有 2000 余种［3 ～ 4］.
本文用原子吸收法测定了藏草药兔耳草全药、水提液、醇提液中 12 种元素(Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Se、
Zn、K、Ca、Mg、Cd、Pb)的含量，以及水提液中各元素可溶态、水溶态的含量，同时采取正辛醇 －水分配体
系模拟各藏药水提液中各微量元素在人体胃肠中的分配情况，对藏药中微量元素的初级形态进行了分
析［5 ～ 7］，并结合藏药药效初步探讨其相关性，为进一步研究微量元素与藏药药性、药效的关系提供科学
的依据 .
1 实验部分
1. 1 实验材料
兔耳草，Lagotis brevituba Maxim.玄参科，多年生矮小草本，生于海拔 3500 ～ 4500 m 的阴坡碎石带、
高山草甸、灌丛草地 .产于青海、西藏东部、甘肃南部、四川西部 . 8 ～ 9 月采集全草，洗净泥沙，晒干 . 全草
入药 .药效与主治:具有清血热、赤巴烦热、五脏热、解毒、止痛、降压续筋络、行血调经的功效 .主治血热、
中央民族大学学报(自然科学版) 第 20 卷
肝热、脉热、脏热、高血压、五脏热、赤巴热症、胸腔发炎症、筋络损伤、月经不调等症 .
上述实验药品购自四川省甘孜藏药店，经青海久美藏药药业有限公司董事长、藏医药专家久美彭措
鉴定 .
1. 2 仪器与试剂
仪器:AA-6650F 原子吸收分光光度计(日本岛津公司);空心阴极灯(北京有色金属研究总院);
Milli-Q Biocel 超纯水装置(美国 Millipore 公司).
试剂:各种试剂均为分析纯或优级纯 .元素标准溶液:国家标准物质研究中心 .
1. 3 样品预处理
原药材洗净、60℃下烘干(2h)至恒重，粉碎 .藏药中微量元素初级形态分析流程如图 1 所示 .
图 1 藏药中微量元素初级形态分析流程
Fig. 1 Process of analysis of primary speciation of trace elements in tibetan medicine
样品中总含量测定液制备:准确称取约 1 g 粉碎样品于 100 mL 锥形瓶中，加 40 mL HNO3 + 10 mL
H2 SO4 + 5 mL HClO4 于电热板上加热消解，必要时加入 H2O2，消解后用 25mL 容量瓶、1% HCl 定容，
待测 .
各类提取液中含量测定液制备:低温加热提取液至近干，冷却，加入 40 mLHNO3 + 10 mL HCl + 5
mL HClO4，以下流程与原药材的消解相同 .
乙醇提取液测定液制备:准确称取约 3 g 粉碎后的样品于 100 mL 锥形瓶中，加 25 mL 无水乙醇，于
25℃振荡器振荡 6 h，离心过滤;滤渣再次用无水乙醇提取，两次提取液合并并消解，25 mL 容量瓶定容 .
水提液测定液制备:准确称取约 20 g 粉碎后的样品于 250 mL 锥形瓶中，加 240 mL 水，沸腾后保持
微沸 1 h，冷却，离心过滤(离心条件:4000 rad /min，10 min)，用 250 mL 容量瓶定容得一次水提液;取残
渣的 4 /5 于原锥形瓶，加 200 mL 超纯水，加热沸腾后保持微沸 1h，冷却，离心过滤，用 200 mL 容量瓶定
容得二次水提液 .分别从一、二次水提液中取 75 mL 进行消解，25 mL 容量瓶定容 .
可溶态测定液制备:分别从一、二次水提液中各移取 100 mL，合并，自合并溶液中取 75 mL 经
0. 45 μm 滤膜(用 1% HCl 浸泡过)过滤，将滤液消解，用 25 mL 容量瓶定容，待测 .
模拟人工胃、肠提取测定液制备:取合并后的水提液两组各 50 mL，用 HCl 和 NaOH 调节 pH 值分别
为胃液的酸度(pH = 1. 3)与小肠液的酸度(pH = 7. 6)，放置过夜，移入分液漏斗中，每份均加入正辛醇 5
6
第 1 期 杨若明等:原子吸收法对藏草药兔耳草中 12 种元素的初级形态分析
mL 振荡萃取 5 min，静置 10 min，分液得下层水相 .水相消解，用 25 mL 容量瓶定容 .
上述每种测定液同时平行作空白制备处理 .
1. 4 测定条件的选择和标准曲线的绘制
通过正交设计，对 AAS 法的 3 个主要因素———灯电流、燃气流速、燃烧器高度进行实验［8］，确定了
最佳测定条件 .仪器工作条件及回归方程与相关系数见表 2.
表 1 仪器工作参数及线性方程与相关系数
Tab. 1 Working-parameter of instrument and linear equation and correlation coefficient
元素 波长(nm) 狭缝(nm) 灯电流(mA) 燃气流速(L /min) 燃烧器高度(mm) 回归方程 相关系数
Cr 357. 9 0. 5 9 3. 0 8 A = 0. 0390C － 0. 0010 0. 9997
Cu 324. 8 0. 5 5 1. 6 8 A = 0. 1155C － 0. 0039 0. 9999
Fe 248. 3 0. 2 11 2. 4 10 A = 0. 0566C + 0. 0251 0. 9992
Mn 279. 5 0. 2 10 2. 2 6 A = 0. 1374C + 0. 0035 0. 9998
Ni 232. 0 0. 2 12 1. 6 7 A = 0. 0700C + 0. 0000 0. 9999
Se 196. 0 1 22 2. 2 15 A = 0. 0130C + 0. 0000 0. 9978
Zn 213. 9 0. 5 7 1. 8 8 A = 0. 4065C + 0. 0222 0. 9994
K 766. 5 0. 5 9 2. 2 7 A = 0. 1064C + 0. 0094 0. 9955
Ca 422. 7 1. 0 9 2. 2 6 A = 0. 0364C + 0. 0225 0. 9996
Mg 285. 2 0. 5 7 2. 0 7 A = 0. 2774C + 0. 2876 0. 9987
Cd 228. 8 1. 0 7 2. 0 6 A = 0. 2620C + 0. 0040 1. 0000
Pb 283. 3 1. 0 9 2. 2 6 A = 0. 0130C + 0. 0000 0. 9999
2 结果与讨论
2. 1 回收率试验
用藏草药兔耳草样品，对各测定元素用标准加入法进行回收率试验 . 各元素回收率在 92. 5% ～
105. 9%之间，满足实验要求 .
2. 2 测定结果
2. 2. 1 藏药兔耳草微量元素及初级形态分析结果
藏药兔耳草中 7 种微量元素、3 种宏量元素和 2 种有害元素的测定结果及初级形态分析参数见表
2.藏草药样品中有害元素 Pb 和 Cd 的含量均符合我国《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》的要求
(Pb < 5. 0 mg /kg，Cd < 0. 3 mg /kg )［9］.
为了深入了解藏药中 12 种微量元素的初级形态特点，根据实验测定结果(总含量 CA、醇提量 CB、
一次水提量 CC、二次水提量 CD、总水提量 CC － D(CC － D = CC + CD)、可溶态含量 CE、胃提水溶态含量 CF、
肠提水溶态含量 CG)，按照初级形态分析要求，令 Wi(i = A，B，…，G)表示某形态的重量或体积，Pi(i =
A，B，…，G)表示元素在该形态中的含量，则藏药中微量元素初级形态分析参数分别为:
醇提率 To(%)=
WB·PB
WA·PA
× 100% =
CB
CA
× 100% 醇提残留率 Lo = 1 － To
一次水提率 T1(%)=
WC·PC
WA·PA
× 100% =
CC
CA
× 100% 一提残留率 L1 = 1 － T1
二次水提率 T2(%)=
WD·PD
WA·PA
× 100% =
CD
CA
× 100% 二提残留率 L2 = L1 － T2
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中央民族大学学报(自然科学版) 第 20 卷
醇提浸留比 Qo = To / Lo 一提浸留比 Q1 = T1 / L1 二提浸留比 Q2 = T2 / L2
总水提率 T = T1 + T2 总水提浸留比 Q = T /L2
溶解率 S(%)=
WE·PE
WA·PA
× 100% =
CE
CA
× 100%
颗粒吸附率 U(%)=
WC·PC + WD·PD － WE·PE
WA·PA
× 100% =
CC － D － CE
CA
× 100%
上述各参数中以提取率和浸留比最重要 .前者表示该药的实际服用部分，后者则可视为该元素发挥
药效的标度 .一般而言，一味药或一方剂中，不同元素的浸留比不同 . 浸留比最大的元素，可以认为是该
药中作用最大的元素或最特征的元素［6，8，10 ～ 11］.
表 2 藏草药兔耳草中 12 种元素分析结果(μg / g)
Tab. 2 Analytical results of elements in samples of Tibetan medicine(μg / g)
参 数 Cr Cu Fe Mn Ni Se Zn K Ca Mg Cd Pb
CA(μg / g) 17. 30 7. 465 721. 1 149. 4 3. 528 8. 451 9. 207 3. 012 E4 1. 845 E4 2018 0. 147 1. 532
CB(μg / g) 1. 144 0. 215 7. 928 0. 237 0. 172 1. 671 8. 828 251. 7 — 34. 94 0. 007 0. 709
CC(μg / g) 0. 737 0. 535 41. 056 27. 119 0. 505 6. 934 4. 445 1. 852E4 4. 634E3 890. 0 0. 043 0. 829
CD(μg / g) 0. 399 0. 539 21. 759 8. 475 0. 174 0. 280 1. 269 3. 664 E3 889. 2 160. 1 0. 000 0. 095
CC － D(μg / g) 1. 136 1. 074 62. 82 35. 60 0. 679 7. 214 5. 714 2. 218 E4 5523 1050 0. 043 0. 924
CE(μg / g) 0. 267 0. 115 24. 76 18. 97 0. 203 0. 468 1. 269 1. 162 E4 2859 540. 7 0. 009 0. 032
CF(μg / g) 0. 134 0. 283 26. 70 20. 86 0. 429 0. 187 2. 863 7910 2832 445. 9 0. 004 0. 095
CG(μg / g) 0. 284 0. 300 28. 90 21. 21 0. 226 0. 421 3. 084 1. 030 E4 2832 537. 6 0. 000 0. 667
To(%) 6. 61 2. 88 1. 10 0. 16 4. 88 19. 78 95. 89 0. 84 0. 00 1. 73 5. 03 46. 28
L o(%) 93. 39 97. 12 98. 90 99. 84 95. 12 80. 22 4. 11 99. 16 100. 00 98. 27 94. 97 53. 72
Q o 0 . 07 0. 03 0. 01 0. 00 0. 05 0. 25 23. 31 0. 01 0. 00 0. 02 0. 05 0. 86
T1(%) 4. 26 7. 16 5. 69 18. 15 14. 32 82. 05 48. 28 61. 48 25. 12 44. 09 29. 38 54. 13
T2(%) 2. 31 7. 22 3. 02 5. 67 4. 92 3. 31 13. 78 12. 16 4. 82 7. 93 0. 00 6. 20
T(%) 6. 57 14. 38 8. 71 23. 83 19. 24 85. 36 62. 06 73. 65 29. 94 52. 02 29. 38 60. 34
L1(%) 95. 74 92. 84 94. 31 81. 85 85. 68 17. 95 51. 72 38. 52 74. 88 55. 91 70. 62 45. 87
L2(%) 93. 43 85. 62 91. 29 76. 17 80. 76 14. 64 37. 94 26. 35 70. 06 47. 98 70. 62 39. 66
Q1 0 . 04 0. 08 0. 06 0. 22 0. 17 4. 57 0. 93 1. 60 0. 34 0. 79 0. 42 1. 18
Q2 0 . 02 0. 08 0. 03 0. 07 0. 06 0. 23 0. 36 0. 46 0. 07 0. 17 0. 000 0. 16
Q 0. 07 0. 17 0. 10 0. 31 0. 24 5. 83 1. 64 2. 79 0. 43 1. 08 0. 42 1. 52
S(%) 1. 55 1. 54 3. 43 12. 70 5. 77 5. 54 13. 78 38. 58 15. 49 26. 79 6. 19 2. 08
U(%) 5. 03 12. 84 5. 28 11. 13 13. 47 79. 83 48. 28 35. 07 14. 44 25. 24 23. 19 58. 25
S o1(%) 88. 25 73. 60 57. 49 41. 40 36. 83 97. 41 49. 90 64. 34 48. 72 57. 54 89. 94 89. 71
Sw1(%) 11. 75 26. 40 42. 51 58. 60 63. 17 2. 59 50. 10 35. 66 51. 28 42. 46 10. 06 10. 29
K ow1 7 . 51 2. 79 1. 35 0. 71 0. 58 37. 56 1. 00 1. 80 0. 95 1. 35 8. 94 8. 72
S o2(%) 75. 02 72. 10 53. 99 40. 40 66. 77 94. 17 46. 02 53. 56 48. 72 48. 81 100. 00 27. 79
Sw2(%) 24. 98 27. 90 46. 01 59. 60 33. 23 5. 83 53. 98 46. 44 51. 28 51. 19 0. 00 72. 21
K ow2 3 . 00 2. 58 1. 17 0. 68 2. 01 16. 14 0. 85 1. 15 0. 95 0. 95 ※ 0. 38
注:“※”表示“该值相当大”，“—”表示未检出 .
2. 2. 2 酸度对水提液微量元素的影响
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第 1 期 杨若明等:原子吸收法对藏草药兔耳草中 12 种元素的初级形态分析
胃液提取中，水溶率 SW1(%) =
WF·PF
WC·PC + WD·PD
× 100% =
CF
CC － D
× 100%
醇溶率 SO1 = 1 － Sw1
KOW1 =
WC·PC + WD·PD － WF·PF
WF·PF
× 100% =
CC － D － CF
CF
× 100%
肠液提取中，水溶率 SW2(%) =
WG·PG
WC·PC + WD·PD
× 100% =
CG
CC － D
× 100%
醇溶率 SO2 = 1 － Sw2
KOW2 =
WC·PC + WD·PD － WG·PG
WG·PG
× 100% =
CC － D － CG
CG
× 100%
正辛醇是一种在结构上与人体内的碳水化合物和脂肪类似的长链烷烃醇，药理学药物鉴定中常以
正辛醇 －水萃取体系测定 Kow参数，以评价有机药物的亲脂性及生物活性 . 正辛醇醇溶性微量元素具有
较强的亲脂性，较易被人体所吸收，有较强的生物活性 .如微量元素作为藏药主要有效成分，正辛醇醇溶
性微量元素含量与中药药性、药效存在密切关系 . KOW计算公式如下:
KOW =
Co
Cw
式中，CO 和 CW 分别为该化合物在正辛醇相和水相中的平衡浓度 .
藏药微量元素中正辛醇醇溶性成分具有较强的亲脂性及较强的生物活性，微量元素作为藏药主要
有效成分之一，正辛醇醇溶性微量元素含量应与中药药性、药效存在密切关系 . 实验表明 pH 值(胃酸
度:pH = 1 . 3 和肠酸度:pH = 7. 6)对藏药水提液微量元素的形态分布即 KOW值的影响主要表现为:
实验结果表明，兔耳草中的 Cr 、Cu、Fe、Zn、Se、K、Mg、Pb 等元素的碱性条件下 Kow 小于酸性条件
下 Kow;Mn 的两个 Kow 值较接近;Ni、Cd 为碱性条件下 Kow 大于酸性条件下 Kow，说明 Ni、Cd 的吸收
可能肠部较多，而其他几种元素的吸收可能主要集中在胃部 .
藏药中微量元素作用于不同的靶位如上所述的胃肠，靶位的酸度不同，具体的形态不同，其有效成
分即能与靶位产生作用的成分不同，生物活性不同，作用的剂量如醇溶性微量元素的含量也不同 . 这为
用藏药治疗不同的疾病而选择的作用靶位不同，所用剂量不同找到了一定的理论依据 .
2. 2. 3 藏药兔耳草分析结果的讨论
水提率表示该药水煎剂的实际服用部分，浸留比则可视为一种元素发挥药效的标度 . 一般而言，一
味药或一方剂中，浸留比最大的元素，可以认为是该药中作用最大的元素或最特征的元素［5，10］.
藏草药兔耳草就 Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Se 等 7 种微量元素中，总水提量较大的依次为 Fe、Mn、Se、Zn;
浸留比较大的依次为 Se、Zn、Mn. 其中 Zn 能增强免疫及吞噬细胞的功能，具有消炎作用，作为强氧化
剂，与高血压发病密切相关;高血压患者血清 Cd 显著提高，Zn /Cd 比值降低，Zn、Fe、Se 的摄入均有利于
拮抗 Cd 的毒性［2］.另外，缺 Ca、Mg、Zn 都会引起血压高，补 Ca、Mg、Zn 有助于降血压，高血压患者，补
Ca、Mg、Zn 后，血压肯定会降低［2］.兔耳草具有清热解毒、止痛、降压续筋络、行血调经的功效，主治高血
压、胸腔发炎症等 .这应与 Zn、Fe、Se、Ca、Mg 有密切的关系 .
3 结 论
初级形态分析的目的是探讨藏草药中哪些元素在发挥作用;主要是找出原生药中微量元素的种类
及含量，测出水提液中微量元素的浸出情况，并将滤液用 0. 45 μm 滤膜分成可溶态和悬浮态;主要方法
是在分离的基础上进行各个级分的有关元素含量测定，并据以规定和算出所需的“形态分析参数”，然
后可对颗粒物和可溶态作进一步研究 . 原药中以不同形态存在的微量元素，其溶出度必不相同，Na、K
9
中央民族大学学报(自然科学版) 第 20 卷
以无机盐形态存在，其溶出度很高;有些元素与有机大分子结合或被吸附，其溶出度较低 . 因此，研究水
提液中各元素提取率，结合其在原药中的总含量可为元素形态分析提供依据 .对藏药中微量元素的初级
形态分析能为进一步研究微量元素与藏药药性、药效的相关性和进行更高层次的形态分析提供依据 .
致谢:衷心感谢中央民族大学藏学院土登彭措教授在样品获得、鉴定专家等方面给予的大力帮助 .
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Analysis on Primary Speciation of 12 Elements in Tibetan Medicines
such as Lagotis Brevituba Maxim.
YANG Ruo-ming1，ZHANG Jing-hua2，LAN Ye-fen3
(1. College of Life and Environmental Sciences，Minzu University of China，Beijing 100081，China;
2. Beijing Center for Physical And Chemical Analysis，Beijing 100089;3 . Capital Normal University，Beijing 100048，China)
Abstract:Tibetan medicines contain a great variety of trace elements，and have very close and
important relations with trace elements. The contents of twelve elements (Ca，Cd，Cr，Cu，Fe，K，
Mg，Mn，Ni，Pb，Se and Zn)in the aqueous extract and ethanolic extract of tibetan medicines such
as Lagotis brevituba Maxim.， were determined by flame atomic absorption spectrometry， the
distribution of the trace elements of the aqueous extract in humans stomach and intestine was
simulated by means of 1-octanol—aquafer distribution system. According to the results，the primary
speciation of twelve trace elements in eight kinds of tibetan medicines was analyzed，the effect of the
different acidity (the acidity of humans stomach and intestine) to the trace elements was
investigated，the connection between the drug efficacy of tibetan medicines and trace elements was
studied. The article provides scientific data and lays the foundation for further study of the relations
between trace elements and the drug efficacy and medical speciality of tibetan medicines
Key words:tibetan medicine;trace element;speciation analysis;AAS
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