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台琼海桐根、茎中24种元素的ICP-AES/ICP-MS测定



全 文 :台琼海桐根、茎中 24 种元素的 ICP - AES / ICP - MS测定
陈炳超1,刘红星2,钟晓2
(1. 广西师范学院资源与环境学院,广西 南宁 530001;2. 广西师范学院化学与生命科学学院,广西 南宁 530001)
摘 要:采用 HNO3 和 H2O2 的混合溶剂消解台琼海桐根、茎样品,再用电感耦合等离子体发射光谱(ICP - AES)、电
感耦合等离子体质谱(ICP - MS)测定样品消解液中的 Li、B、Mg、Al、P、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sr、Ba、Cd、Pb、
Na、K、Be、Tl、Mo等 24 种元素的含量。结果显示,台琼海桐根、茎中含有较丰富的人体必需的宏量与微量元素,其中 Ca、
K、Mg、P的含量很高,而且在茎中 K、P的含量比根中的要高。所用方法的准确度用国家一级标准物质进行对比分析,精
密度 RSD在 0. 5% ~ 6. 9%,可以满足本实验测定结果要求。
关键词:台琼海桐;根;茎;元素;ICP - AES;ICP - MS
中图分类号:R946. 91 文献标识码:A 文章编号:1000 - 1719(2012)11 - 2244 - 04
Determination of 24 Inorganic Elements in Roots and Stems of P.
Pentandrum(Blanco)Merr. by ICP-MS /ICP-AES
CHEN Bing-chao1,ZHONG Xiao2,LIU Hong-xing2
(1. College of Resources and Environmental Science,Guangxi Teachers Education University,Nanning 530001,Guangxi,China;
2. College of Chemistry and Life Sciences,Guangxi Teachers Education University,Nanning 530001,Guangxi,China)
Abstract:The 24 inorganic elements including Li,B,Mg,Al,P,Ca,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Sr,Ba,Cd,Pb,Na,K,
Be,Tl and Mo in roots and stems of P. pentandrum(Blanco)Merr. were determined by inductively coupled plasma atomic emission
spectrometry(ICP-AES)and inductively coupled plasma mass spectrometry(ICP-MS)with HNO3 and H2O2 digestion. The exper-
iment results show that roots and stems of P. pentandrum(Blanco)Merr. contain rich amount of essential macro and trace ele-
ments,among which the contents of Ca,K,Mg and P are high,and in the stem Kand P contents are higher than that in roots. The
methods are verified by comparative analysis of the standard reference material,and the precision RSD was in the range of 0. 5%
~ 6. 9% . This method was applied to the determination of inorganic elements in the sample of P. pentandrum(Blanco)Merr. with
good accuracy and precision.
Key words:P. pentandrum(Blanco)Merr.;roots;stems;elements;ICP-MS;ICP-AES
收稿日期:2012 - 05 - 12
基金项目:广西教育厅科研资助项目(桂教科研[2011]22 号) ;2011 年
度广西社科规划课题(11BJY011)
作者简介:陈炳超(1966 - ) ,男,广西玉林人,副教授,研究方向:资源
与环境科学研究和教学。
通讯作者:刘红星(1954 -) ,女,湖北武汉人,教授,研究方向:天然产物
和分析测试。
台琼海桐 Pittosporum pentandrum Merr. var. hain-
anense(Gagnep.)H. L. Li是海桐花属的一种重要药用
植物,该属植物大多具有清热解毒、祛风除湿、消肿止
痛等功效[1]。在民间,台琼海桐的根、叶、果常用于治
疗关节疼痛、脱力黄肿、跌打损伤、蛇咬伤、痈疽疮疖
等。近年来,研究发现海桐花属植物中含有多种抗肿
瘤和抗微生物的天然活性物质。Ilaria A 等发现从秃
序海桐果实中提取的总皂苷在体外对人体结肠腺癌、
无黑色素性恶性黑素瘤、乳腺癌、胰腺癌、成神经细胞
瘤和成神经管细胞瘤细胞均表现出显著的细胞毒活
性[2];Veronique 等在生物测定的基础上进行活性追
踪,从 P. pancheri Brongn. et Gris 的茎皮乙醇提取物中
分离获得法呢基单糖苷类化合物 pancherins A 和 pan-
cherins B,二者对 KB癌细胞均表现出显著的细胞毒活
性,此外 pancherins A 还对法呢基蛋白转移酶具有轻
微的抑制作用[3];Singh K J 等从滇藏海桐茎皮中分离
出羽扇豆醇、熊果酸和一种白色固态脂肪酸 n -二十
六酸,这 3 种化合物对人鳞状癌细胞 HSC -2、HSC - 3
和人牙龈成纤维细胞均表现出显著的抑制活性[4];李
玲玲等研究发现海桐种子和果皮的氯仿提取物 1g /L,
对于苹果轮纹病菌、小麦赤霉病菌、马铃薯干腐病菌、
香蕉枯萎病菌、西瓜枯萎病菌、烟草赤星病菌、棉花枯
萎病菌 7 种植物病原菌均具有良好抑制作用[5]。
以上研究均为海桐植物中有效成分的分离提取,而
从中医药研究的新学说[6]角度看,微量元素的作用亦能
帮助药物达到归经部位,并参与了生物体内各种酶、激
素、维生素、核酸等的合成和代谢,具有重要的生理活
性。由于有关台琼海桐根、茎中宏量与微量元素的研究
鲜见报道,本文首次采用HNO3和H2O2 的混合溶剂作为
消解液消解台琼海桐根、茎样品,电感耦合等离子体发
射光谱法(ICP - AES)和电感耦合等离子体质谱法
(ICP -MS)测定了台琼海桐根、茎中 24 种宏量与微量
元素,旨为进一步开发其药理、毒理研究提供依据。
·4422· 辽宁中医杂志 2012 年第 39 卷第 11 期
DOI:10.13192/j.ljtcm.2012.11.139.chenbch.064
1 实验部分
1. 1 主要仪器与试剂
ICP - AES:Advantage 电感耦合等离子体发射光
谱仪(美国 Thermo Fisher公司) ,ICP - MS:XseriesⅡ电
感耦合等离子体质谱仪(美国 Thermo Fisher 公司 ) ,
微波消解仪:ETHOST 微波消解仪(意大利 MILE-
STONE公司)。
标准溶液:Li、B、Mg、Al、P、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、
Co、Ni、Cu、Zn、Sr、Ba、Cd、Pb、Na、K、Be、Tl、Mo 的标准
溶液浓度为 10mg /L(美国 SPEX公司) ,测量时逐级稀
释至所需浓度。
硝酸、高氯酸、氢氟酸均为优级纯(GR) ,双氧水
(AR) ;超纯水为美国 MILLIPORE 公司的 Milli - QA
超纯水机生产。
1. 2 仪器工作条件
ICP - AES:入射功率:1150W;辅助气:0. 5PSI;雾
化器流量:26PSI;样品提升量:1. 2mL /min。ICP - MS:
入射功率:1400W ;冷却气流量:13L /min;辅助气:
0. 7L /min;雾化器流量:0. 85L /min。
1. 3 元素分析线波长及质谱线的选择
1. 3. 1 ICP - AES元素分析谱线的波长 见表 1。
表 1 元素分析谱线的波长
元素
波长
(nm)
元素
波长
(nm)
元素
波长
(nm)
元素
波长
(nm)
Na 589. 5 Ca 317. 9 Fe 240. 4 Al 308. 2
B 249. 6 Ti 334. 9 K 766. 4 P 178. 2
Mg 285. 2 Zn 213. 8 Sr 407. 7 Mn 257. 6
Ba 493. 4
1. 3. 2 ICP - MS元素质谱数 见表 2。
表 2 元素质谱数
元素 质谱数 元素 质谱数 元素 质谱数
Li 7 Co 59 Pb 208
Be 9 V 51 Ni 60
Tl 205 Cr 52 Cd 114
Mo 98 Cu 65
1. 4 样品来源
台琼海桐植物的根、茎采自广西师范学院明秀校
区。
1. 5 样品制备及预处理
采集新鲜台琼海桐根、茎,用自来水洗净,再用超
纯水清洗,自然阴干,粉碎成粉末(200 目) ,放入干净
的玻璃瓶中,盖紧,于冰箱 4℃保存,备用。
称取台琼海桐植物的根、茎各 0. 5000g 样品于微
波消解仪配套的聚四氟乙烯罐中,加入 7mL 浓硝酸,
1mL双氧水(30%) ,轻轻摇动,使样品分散,然后装入
微波消解仪中。按表 3 条件消解样品,完全冷却后,将
样品消解液转移至聚四氟乙烯烧杯中,置电热板上加
热浓缩至约 2mL,冷却后定容于 25mL 的塑料比色管
中,摇匀,同时作试剂空白液,供 ICP - MS 及 ICP -
AES测定
表 3 微波消解处理过程
步骤 功率(W) 温度(℃) 保持时间(min)
1 升温 1000 室温—180 10
2 保温 1000 180 10
3 冷却 0 室温 10
2 结果与讨论
2. 1 消解条件的选择
样品的消解效果的良好是测定结果的可靠性的前
提。台琼海桐根、茎含有的坚硬木质部分,消解比较困
难,而采用微波消解能较好的消解其坚硬的木质部分。
对此,选择几种强氧化剂进行试验。即:7mL HNO3 -1mL
H2O2 - 1mL HF - 1mL HClO4、7mLHNO3 - 2mL H2O2 -
1mL HF -1mL HClO4、7mLHNO3 -2mL H2O2 - 1mL HF、
7mL HNO3 - 2mLH2O2 - 1mL HClO4、7mL HNO3 -2mL
H2O2体系消解液,通过试验可得:7mLHNO3 - 1mL H2O2
体系完全可以将 0. 5000g,台琼海桐根、茎有机质部分完
全被破坏,消解液清澈透明,保证消解效果良好。
2. 2 方法的检出限试验
取 12 次平行测定空白溶液的结果,按 IUPAC 规
定(DL - X 空白 + 3SD)得出各元素检出限结果(见表
4)。
表 4 各种元素检出限
元素 检出限(μg /g) 元素 检出限(μg /g) 元素 检出限(μg /g)
Li 0. 01 Cr 0. 1 Zn 0. 04
B 0. 2 Mn 0. 02 Sr 0. 01
Mg 15 Be 0. 001 Ba 0. 04
Al 5 Tl 0. 001 Cd 0. 002
P 4 Fe 0. 3 Pb 0. 1
Ca 2 Co 0. 01 K 5
Ti 0. 4 Ni 0. 02 Na 6
V 0. 01 Cu 0. 03 Mo 0. 01
2. 3 准确度试验
本 方 法 选 用 了 两 个 国 家 一 级 标 准 样 品
GBW10015、GBW10020 进行了试验,结果见表 5 ~ 6。
表 5 以 GBW10015 对照的准确度试验结果
元素 推荐值 测定值 元素 推荐值 测定值
Li 1. 46 1. 53 Fe 540 560
B 25 26. 8 Co 0. 22 0. 22
Mg 0. 552 0. 54 Ni 0. 92 1. 10
Al 0. 061 0. 061 Cu 8. 9 9. 2
P 0. 36 0. 37 Zn 35. 3 36. 8
Ca 0. 66 0. 69 Sr 87 87
Ti 28 27. 4 Ba 9. 0 9. 3
V 0. 87 0. 82 Cd 0. 15 0. 17
Cr 1. 4 1. 2 Pb 11. 1 11. 6
Mn 41 43 Mo 0. 47 0. 46
K 2. 49 2. 36 Be 0. 017 0. 049
Na 1. 50 1. 51 Tl 0. 019 0. 047
·5422·辽宁中医杂志 2012 年第 39 卷第 11 期
表 6 以 GBW10020 对照的准确度试验结果
元素 推荐值 测定值 元素 推荐值 测定值
Li 1. 0 0. 92 Fe 480 513
B 32 34 Co 0. 23 0. 23
Mg 0. 234 0. 244 Ni 1. 1 1. 3
Al 0. 115 0. 118 Cu 6. 6 6. 3
P 0. 125 0. 135 Zn 18 18. 7
Ca 4. 2 4. 3 Sr 170 166
Ti 38 32. 5 Ba 98 113
V 1. 16 1. 08 Cd 0. 17 0. 16
Cr 1. 25 1. 17 Pb 9. 7 9. 2
Mn 30. 5 33. 5 Mo 0. 20 0. 18
K 0. 77 0. 74 Be 0. 031 0. 039
Na 0. 013 0. 010 Tl 0. 060 0. 064
2. 4 精密度试验
通过 12 次平行测定,结果见表 7,其 RSD 在
0. 5% ~6. 9%。
表 7 精密度试验结果(n = 12)
元素 RSD(%) 元素 RSD(%) 元素 RSD(%)
Li 2. 6 Cr 4. 5 Zn 0. 6
B 2. 0 Mn 0. 8 Sr 0. 9
Mg 0. 8 K 2. 2 Ba 1. 1
Al 1. 2 Na 3. 1 Cd 5. 8
P 1. 0 Fe 0. 4 Pb 2. 8
Ca 0. 5 Co 1. 9 Be 6. 9
Ti 1. 3 Ni 1. 2 Mo 1. 0
V 1. 9 Cu 1. 0 Tl 6. 2
2. 5 样品测定结果
按 1. 2 仪器工作条件对台琼海桐根、茎样品消化
液进行测定,结果见表 8 ~ 9。
表 8 ICP - AES测定结果
元素
根的含量
(μg /g)
茎的含量
(μg /g)
元素
根的含量
(μg /g)
茎的含量
(μg /g)
Al 866 512 Mn 9. 472 19. 67
B 19. 14 14. 91 Na 187 191
Ba 349. 8 165. 2 P 2020 4163
Ca 18060 17980 Sr 36. 41 30. 35
Fe 480. 6 287. 8 Ti 32. 13 37. 73
K 17620 21590 Zn 17. 4 32. 48
Mg 1680 1677
表 9 ICP - MS测定结果
元素
根的含量
(μg /g)
茎的含量
(μg /g)
元素
根的含量
(μg /g)
茎的含量
(μg /g)
Li 0. 175 0. 133 Mo 0. 274 1. 45
V 0. 703 0. 578 Pb 0. 875 4. 595
Cr 7. 42 8. 389 Cd 0. 413 0. 345
Co 0. 135 0. 198 Tl 0. 0679 0. 0192
Ni 1. 81 2. 382 Be 0. 0096 0. 0137
Cu 6. 29 9. 26
3 结 论
(1)检测的 24 种元素中,Ca、K、Mg、P 的含量很
高,其中根中 Ca 的含量最高达 18060μg /g,K 的含量
达 17620μg /g;茎中 K的含量最高达 21590μg /g,Ca的
含量达 17980μg /g;P的含量排列第三,在茎中含量达
4163μg /g,根中达 2020μg /g。Ca、P、Mg是对人体内十
分重要的元素能起到能保持牙齿坚固,并可增强骨质,
预防骨质疏散症,还能帮助神经系统正常运作,使之能
承受较严重的精神刺激,舒缓神经紧张、缓和失眠症、
有助于降低胆固醇水平,预防高血压及其它心血管疾
病[7 - 9]。(2)台琼海桐根、茎中不仅含有宏量元素,微
量元素也很丰富。微量元素 Fe在根中的含量最高,达
480μg /g;Sr 含量次之为 36. 4μg /g;B 的含量第三,为
18. 5μg /g。Fe是一种常见的微量元素,也是人体十分
重要的一种微量元素,是人体内血红蛋白的重要组成
部分;而 Sr的含量在一般植物中都比较低,而在海桐
根中的含量比较高,Sr 对人体是一种有益元素,能促
进骨骼和牙齿的生长发育,有利于骨骼钙化,防治骨质
疏松还能预防高血压,保护心脏,降低心脑血管的患病
率和死亡率[10 - 16],Sr也是我国评价是否为天然矿泉水
的一项重要指标[17];B 是一种必需营养成分,对人体
的影响尤其对生殖系统的影响较大,有助于提高男性
睾丸甾酮分泌量[18]。(3)在本次台琼海桐根、茎微量
元素的分析中,针对一些对人体无益甚至是有害的元
素也进行了测定,如,Pb、Cd、Tl、Be 等,但它们的含量
相对都很低,其中 Be 的含量最低,在根中为
0. 0096μg /g,茎中为 0. 0137μg /g,可见植物的生长环
境还是比较好的。
综上所述,开展本课题的研究可为台琼海桐植物
的深度开发利用提供一定的科学依据。
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收稿日期:2012 - 05 - 04
基金项目:国家自然科学基金(81173592) ;天津市应用基础及前沿技术
研究计划(11JCZDJC21100)
作者简介:钟佩茹(1976 -) ,女,天津人,讲师,博士,研究方向:中药药
理。
通讯作者:王虹,教授,E - mail:wanghongsys@ 126. com。
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补骨脂素对人脐静脉内皮细胞活力
及 TNF-α诱导组织因子产生的影响
钟佩茹1,高秀梅1,陈彤2,王虹1,李明聪1
(1. 天津中医药大学,天津 300193;2. 天津市人民医院,天津 300000)
摘 要:目的:通过补骨脂素对 TNFα诱导血管内皮细胞组织因子的影响,以明确补骨脂素在血栓形成过程中的作
用,探讨补骨脂素对心血管系统的调节作用。方法:体外培养人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein cells,HUVECs) ,
采用MTT方法,检测补骨脂素对 HUVECs细胞活力的影响;以肿瘤坏死因子 α(tumor necrosis factor - α,TNF-α)刺激 HU-
VECs,利用 ELISA方法检测补骨脂对 TNF-α诱导 HUVECs 组织因子(Tissue Factor,TF)水平的影响。结果:补骨脂素可
以增强正常 HUVECs活力,最大浓度约为 10 -7M。在 10 -7、10 -8M浓度下补骨脂素对 TNF-α诱导 HUVECs分泌 TF呈现
显著抑制作用(P < 0. 01 和 P < 0. 05)。结论:补骨脂素能够降低 TNFα诱导 HUVECs的 TF释放,降低血栓形成风险。
关键词:补骨脂素;人脐静脉内皮细胞;肿瘤坏死因子 α;组织因子
中图分类号:R285. 5 文献标识码:A 文章编号:1000 - 1719(2012)11 - 2247 - 03
Effects of Psoralen on Cells Viability and Tissue Factor in
TNFα - induced Human Umbilical Vein Cells
ZHONG Pei-ru1,GAO Xiu-mei1,CHEN Tong2,WANG Hong1,LI Ming-cong1
(1. Tianjin University of Traditional Chinese Medicine,Tianjin 300193,China;
2. Tianjin People's Hospital,Tianjin 300000,China)
Abstract:Objective:The aim of this study is to investigate the effect of Psoralen on the cells viability and TF production in
HUVECs,and to demonstrate the regulation on cardiovascular system by Psoralen in procedure of thrombosis. Methods:The HU-
VECs were successfully cultured in vitro. HUVECs were stimulated with 5ng /mL TNF-α. The influence of Psoralen on HUVECs
viability was evaluated by MTT method. Furthermore,the protein levels of TF were determined by ELISA. Results:Psoralen can ob-
viously increase the cells viability of HUVECs at the dose of 10-7M. The TNF-α-induced TF expression was significantly decreased
by pretreatment with 10-8 or 10-7M Psoralen. Conclusion:Psoralen has the ability to decrease the TNF-α-induced TF expression in
HUVECs. Hence,it indicates that psoralen may reduce the risk of thrombotic formation through the regulating coagulation.
Key words:Psoralen;human umbilical vein cells;TNF-α;tissue factor
中药补骨脂为豆科植物补骨脂Psoralea corylifolia
L.的干燥成熟果实,温补肾阳,具有雌激素样作用[1],
并能强筋健骨、增强免疫力[2]。补骨脂素(psoralen)是
补骨脂重要活性成分之一。前期实验中,补骨脂素能
够提高 MCF - 7 细胞活力,促进其增殖。应用荧光素
酶报告基因技术发现,与雌激素不同,补骨脂素为选择
性雌激素受体(Estrogen receptor,ER)激动剂,选择性
激动 ERα,而对 ERβ无明显影响[3]。为了深入研究补
骨脂素的药理作用,本实验拟通过考察补骨脂素对
TNF-α刺激血管内皮细胞组织因子(Tissue Factor,TF)
表达的调节,阐述补骨脂素在心血管系统中对血栓形
成的调控作用。
·7422·辽宁中医杂志 2012 年第 39 卷第 11 期