全 文 ：原子吸收法对藏草药川木香中 12种元素的初级形态分析
杨若明 1 , 崔 箭1 , 张经华2 , 欧惠超1
(1.中央民族大学中国少数民族传统医学研究中心 , 北京 100081;
2.北京市理化分析测试中心 , 北京 100089)
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川木香的全药
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;Q949.95;Q946.91 文献标识码:A 文章编号:1000-0720
(2008)12-110-05
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 ～ 4] 。
本文用原子吸收法测定了藏草药川木香全药 、
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
藏草药川木香 Vladimiria souliei (French.)
Ling , 购自四川省甘孜藏药店 , 经藏医药专家久美
彭措鉴定 。
1.2 仪器与试剂
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)。
各种试剂均为分析纯以上 。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(2 h)至恒重 , 粉碎 。
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 H2SO4+5 mL HClO4 于电热板上加热消解 , 必
要时加入 H2O2 , 消解后用 25 mL 容量瓶 、 HCl
(1+99)定容 , 待测。
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2008 年 12 月 分析试验室Chinese Journal of Analysis Laboratory Vol.27.No.122008-12
收稿日期:2008-10-30;修订日期:2008-11-20
作者简介:杨若明(1947-), 女 , 教授;E-mail:ruomingyang@yahoo.com.cn
DOI :10.13595/j.cnki.issn1000-0720.2008.0372
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40 mL HNO3+10 mL HCl+5
mL HClO 4 , 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100mL锥形瓶中 , 加 25mL 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 , 两次提取液合并后 , 消解 , 用 25 mL
容量瓶定容 , 待测 。
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 1 h , 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 , 用 25 mL容量瓶
定容 , 待测。
可溶态测定液制备:分别从一 、二次水提液
中各移取100mL , 合并 , 自合并溶液中取75 mL经
0.45μm 滤膜(用 HCl(1+99)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
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 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 , 待
测。
上述每种测定液制备同时平行作空白处理。
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 。标准曲线的线性方程与相关系
数见表1 。
2 结果与讨论
2.1 回收率试验
用川木香样品 , 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 93.7%～
105.6%之间 , 满足实验要求。
2.2 测定结果
2.2.1 藏药中元素测定结果 藏草药川木香中 7
种微量元素 、 3种宏量元素和 2种有害元素的测定
表 1 线性方程与相关系数
Tab.1 Linear equation and correlation coefficient
元素 回归方程 相关系数
Cr A=0.0390w-0.0010 0.9997
Cu A=0.1155w-0.0039 0.9999
Fe A=0.0566w+0.0251 0.9992
Mn A=0.1374w+0.0035 0.9998
Ni A=0.0700w+0.0000 0.9999
Se A=0.0130w+0.0000 0.9978
Zn A=0.4065w+0.0222 0.9994
K A=0.1064w+0.0094 0.9955
Ca A=0.0364w+0.0225 0.9996
Mg A=0.2774w+0.2876 0.9987
Cd A=0.2620w+0.0040 1.0000
Pb A=0.0130w+0.0000 0.9999
结果见表 2。藏草药川木香中样品中有害元素 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] 。
2.2.2 川木香初级形态分析结果[ 6 , 8 , 10 , 11] 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 wA 、醇提量 wB 、一次水
提量 wC 、二次水提量 wD 、总水提量 wC-D(wC-D=
wC+wD)、可溶态含量 wE 、胃提水溶态含量 wF 、
肠提水溶态含量 wG), 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 , P i
(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 T0(%)=WB·P B
WA·PA ×100%=
wB
wA
×
100%, 醇提残留率 L0=1-T0
一次水提率 T1(%)=WC·PCWA·PA ×100%=
wC
wA
×
100%, 一提残留率 L1=1-T1
二次水提率 T2(%)=WD·PDWA·PA ×100%=
wD
wA
×
100%, 二提残留率 L2=L 1-T2
醇提浸留比 Q0 =T0 L0 , 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 L 2
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溶解率S(%)=WE·PE
WA·PA×100%=
wE
wA
×100%
颗 粒 吸 附 率 U (%) =
WC·PC +WD·PD-WE·PE
WA·PA ×100%=
wC-D-wE
wA
×
100%
表 2 藏草药川木香中 12 种元素分析结果
Tab.2 Analytical results of 12 elements in radix vlatimiriae of tibetan medicine(μg g)
药
名
元
素
总含量
(wA)
醇提量
(w B)
一次水提量
(wC)
二次水提量
(wD)
总水提量
(wC-D)
可溶态含量
(wE)
胃提水溶态
含量(wF)
肠提水溶态
含量(wG)
川木香
Cr 15.70 0.568 0.935 0.222 1.157 0.412 0.450 0.935
Cu 8.562 0.300 3.840 1.753 5.593 1.753 1.770 1.276
Fe 409.4 21.74 18.25 6.336 24.59 8.275 17.43 23.71
Mn 24.66 0.238 6.049 0.936 6.985 2.909 2.729 2.668
Ni 9.094 1.719 2.726 1.056 3.782 1.368 1.293 0.958
Se 4.885 1.993 3.061 0.436 3.497 0.187 0.374 0.607
Zn 19.39 15.21 8.982 4.015 13.00 4.015 5.760 4.877
K 2.216E+4 205.2 1.085 E+4 2673 1.352E+4 8114 5480 4615
Ca 7144 134.8 1757 288.8 2046 655.3 551.3 551.3
Mg 1714 34.93 1101 126.3 1227 401.7 295.1 335.4
Cd 0.075 未检出 0.024 未检出 0.024 0.012 0.007 未检出
Pb 0.574 0.136 0.381 0.118 1.157 0.412 0.450 0.935
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。
胃 液 提 取 中 , 水 溶 率 Sw1 (%) =
WF·PF
WC·PC +WD·PD×100%=
wF
wC-D
×100%
醇溶率 So1=1-Sw1
K ow1 =WC·PC +WD·PD-WF·PFWF·PF ×100%=
wC-D-wF
wF
×100%
肠 液 提 取 中 , 水 溶 率 Sw2 (%) =
WG·PG
WC·PC +WD·PD×100%=
wG
wC-D
×100%
醇溶率 So2=1-Sw2
K ow2 =WC·PC +WD·P D-WG·PGWG·PG ×100%=
wC-D-wG
wG
×100%
K ow =wo ww , wo 和 ww 分别为该化合物在正
辛醇相和水相中的平衡质量分数 。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 K ow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。
2.2.3 酸度对水提液微量元素的影响 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 , 药理学中药物鉴定中常以正辛醇
-水萃取体系测定 K ow参数 , K ow计算公式如下:
K ow =w 0ww
式中 , wo 和 ww 分别为该化合物在正辛醇相和水
相中的平衡质量分数。
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 , 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应
与中药药性 、药效存在密切关系 。实验表明pH(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 K ow值的影响主要表现为:除
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Cr的碱性条件下 K ow小于酸性条件下 K ow外 , Cu 、
Zn 、Ni 、Cd大部分均为碱性条件下K ow大于酸性条
件下K ow , 说明 Cr 的吸收可能集中在胃部 , 而后
几种元素的吸收可能主要集中在肠部。
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 。
2.2.4 藏药川木香分析结果的讨论 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 。
从表 2 可见 , 对藏药川木香中 Cr 、 Cu 、 Fe 、
Mn 、Ni 、Se等 7种微量元素的测定结果中 , 总水提
量较大的依次为Fe 、Zn 、Mn;从表 3可见 , 浸留比
Q较大的依次为 Se 、 Zn 、Cu。川木香具有调节心
跳 、健胃消积等功效 , 主治食欲不振 、胃溃疡 、胃
腹胀痛等 。而心率失常与 Se 、Zn 、Mn 、Cu 含量的
降低有关 , 胃溃疡 、胃腹胀痛与 Zn 、Cu 、 Se 、 Fe 、
Mg 等元素含量的降低有关 , 缺 Zn 、K 则会引起食
欲不振。此外 , Mn能促进 Cu的利用 , Cu 能加速
Fe的吸收和利用 , Fe 、 Cu 、 Mn 有生血协同作
用[ 12] 。可见 , 川木香的药效与上述的几种元素有
十分密切的关系。
表 3 藏草药川木香中 12 种元素初级形态分析参数
Tab.3 Analytical parameters of primary speciations of 12 elements in radix vladimiriae
参数 Cr Cu Fe Mn Ni Se Zn K Ca Mg Cd Pb
T0 % 3.62 3.50 5.31 0.97 18.90 40.79 78.48 0.93 1.89 2.04 0.00 23.67
L 0 % 96.38 96.50 94.69 99.03 81.10 59.21 21.52 99.07 98.11 97.96 100.00 76.33
Q0 0.04 0.04 0.06 0.01 0.23 0.69 3.65 0.01 0.02 0.02 0.00 0.31
T1 % 5.96 44.84 4.46 24.53 29.98 62.65 46.33 48.94 24.59 64.18 32.63 66.36
T2 % 1.42 20.48 1.55 3.80 11.61 8.93 20.71 12.06 4.04 7.36 0.00 20.48
T % 7.37 65.32 6.01 28.32 41.59 71.58 67.04 61.00 28.64 71.54 32.63 86.84
L 1 % 94.04 55.16 95.54 75.47 70.02 37.35 53.67 51.06 75.41 35.82 67.37 33.64
L 2 % 92.63 34.68 93.99 71.68 58.41 28.42 32.96 39.00 71.36 28.46 67.37 13.16
Q1 0.06 0.81 0.05 0.32 0.43 1.68 0.86 0.96 0.33 1.79 0.48 1.97
Q2 0.02 0.59 1.02 0.05 0.20 0.31 0.63 0.31 0.06 0.26 0.00 1.56
Q 0.08 1.88 0.06 0.40 0.71 2.52 2.03 1.56 0.40 2.51 0.48 6.60
S % 2.62 20.48 2.02 11.80 15.04 3.83 20.71 36.61 9.17 23.42 16.59 0
U % 4.75 44.84 3.98 16.53 26.55 67.75 46.33 24.39 19.46 48.12 16.04 86.84
S o1 % 61.08 68.36 29.09 60.93 65.82 89.31 55.68 59.47 73.05 75.95 72.04 100.0
Sw1 % 38.92 31.64 70.91 39.07 34.18 10.69 44.32 40.53 26.95 24.05 27.96 0
K ow1 1.57 2.16 0.41 1.56 1.93 8.35 1.26 1.47 2.71 3.16 2.58 ▲
S o2 % 19.21 77.19 2.58 61.81 74.68 82.63 62.47 65.86 73.05 72.66 100.00 33.10
Sw2 % 80.79 22.81 96.42 39.19 25.32 17.37 37.53 34.14 26.95 27.34 0 66.90
K ow2 0.24 3.38 0.04 1.62 2.95 4.76 1.66 1.93 2.71 2.66 ▲ 0.49
注:胃肠模拟实验中 , 由于个别元素在水相中的浓度太小而不能被检出 , 此时该元素的K ow值应相当大 , “ ▲”表示“该值相
当大”
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
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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和奠定基础。
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Analysis on primary speciation of 12 elements in radix vladimiriae of tibetan medicines by atomic absorption
spectrometry
YANG Ruo-ming＊1 , CUI Jian1 , ZHANG Jing-hua2 and OU Hui-chao1(1.China Minority Traditional Medical
Center , Central University for Nationalities , Beijing 100081;2.Beijing Center for Physical And Chemical Analysis ,
Beijing 100089), Fenxi Shiyanshi , 2008 , 27(12):110 ～ 114
Abstract:Tibetan Medical Science , which has special therapies and efficacy to a lot of diseases , is the head of the
four ethnic medical sciences in China.Tibetanmedicines 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 radix vladimiriae were
determined by flame atomic absorption spectrometry , and the distribution of the trace elements of the aqueous extract in
human′s stomach and intestine was simulated by means of 1-octanol-aquafer distribution system.According to the re-
sults , the primary speciation of twelve trace elements in eight kinds of tibetan medicines was analyzed , the effect of the
different acidities(the acidity of human′s stomach and intestine)on the trace elements was investigated , the correla-
tion 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 spe-
ciality of tibetan medicines.
Keywords:Tibetan medicine;Trace element;Speciation analysis AAS
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第 27卷第 12 期
2008 年 12 月 分析试验室Chinese Journal of Analysis Laboratory Vol.27.No.122008-12