000000ac陈随清中药资源

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1、土壤中无机元素与山茱萸药材质量的有关性分析陈随清 张涛 尚朝利（河南中医学院 郑州 450008）摘要：目的：分析山茱萸生长地土壤中无机元素对山茱萸药材质量的影响关系。措施：对各产区山茱萸药材及土壤中无机元素进行测定；对山茱萸药材中的马钱苷、熊果酸、多糖、鞣制、总有机酸、水溶性浸出物、醇溶性浸出物进行测定；分析土壤中无机元素与山茱萸药材质量的有关性。成果：三个主产区内，山茱萸药材各化学成分含量没有明显差别，山茱萸药材中马钱苷，水溶性浸出物的含量都符合05版药典规定；山茱萸药材中铁、锰、钾、钙、镁元素的含量较高；铜、镉、砷、铅、汞元素含量较低。结论：山茱萸药材对镁 、锰、锌元素有富集作用，对钙、

2、钾、汞元素有明显的富集作用，对铁、铜、镉、砷、铅元素富集性不强。核心词：山茱萸，无机元素，微波消解，原子吸取光谱法Study on the correlation between the quality of Cornus officinalis and the contents of the inorganic elements in the soil where Cornus officinalis collectedCHEN Sui-qing ZHANG Tao SHANG Chao-li(Henan University of Traditional Chinese Medicine

3、Zheng Zhou 450008)AbstractObjective: Analysis the correlation between the quality of Cornus officinalis Siebet Zuccand the contents of the inorganic elements in the soil where Cornus officinalis collected ; Method :Determined the contents of 11 kinds of inorganic elements such as Zn,Mn,K,Fe,Mg,Ca,Cu

4、,Cd,As,Pb and Hg in the soil where Cornus officinalis collected ; Determined the contents of Loganin , ursolic acid ,polysaccharides ,tannins , organic acid, water-soluble extractives , ethanol-soluble extractives in Cornus officinalis ; Analysis the correlation between the quality of Cornus officin

5、alis and the contents of the inorganic elements in the soil where Cornus officinalis collected .Results:in the three main producing areas of Cornus officinalis , there is no significant difference in the content of chemical components of Cornus officinalis , the contents of Loganin and water-soluble

6、 extract comply with pharmacopoeial provisions. Inorganic elements such as Fe, Mn, K , Ca and Mg have a high contents in Cornus officinalis .Conclusion: Cornus officinalis have an enrichment Effect on contents of inorganic elements such as Mg,Mn and Zn; Cornus officinalis have a high enrichment Effe

7、ct on contents of inorganic elements such as Ca,K and Hg; Cornus officinalis have no obvious enrichment Effect on contents of inorganic elements such as Fe,Cu,Cd,As and Pb.key words: Cornus officinalis Siebet Zucc, Inorganic elements,Microwave digestion, Atomic Absorption Spectrometry山茱萸，又名山萸肉、萸肉、枣皮

8、、药枣等，是山茱萸科植物山茱萸Cornus officinalis Siebet Zucc除去果核的干燥成熟果肉，具有补益肝肾、涩精固脱的功能1。主产于国内的河南、浙江、陕西三省，四川、安徽、山东亦有分布2，以河南省栽培的产量最大。山茱萸是常用中药材，又为中成药六味地黄丸的重要原料之一，其临床疗效明显。近几年来，国内学者对山茱萸化学成分的研究有了重大进展，从山茱萸中分离出七种环烯醚萜苷类成分和数种鞣质类成分。但是有关山茱萸中无机元素方面的研究却少见报道。因此，本研究对山茱萸药材及药材产地土壤中锌、锰、钾、铁、钙、镁、铜、镉、砷、铅、汞11种元素进行了含量测定，旨在探明山茱萸药材对此11种元素的

9、富集性，进而为山茱萸药材道地性成因的研究奠定基本。1仪器、试剂与材料1.1仪器 AGLIENT 8455型紫外-可见分光光度计，电子天平（BS224S，北京赛多利斯仪器系统有限公司），岛津LC-20AT高效液相色谱仪（SPD-20A型紫外检测器，CTO-10AS VP型柱温箱，CBM-102型工作站），数控超声波清洗器（KQ-500DV，昆明市超声仪器有限公司）；PHS-2C型PH计(上海大谱仪器有限公司)；PerkinElmer Aanalyst 800原子吸取光谱仪（美国PerkinElmer 公司）；Milli-Q超纯水发生器（美国密理博公司）；MARS-5微波消解仪（美国CEM公司）；

10、锌（Zn）、锰（Mn）、钾（K）、铁（Fe）、钙（Ca）、镁（Mg）、铜（Cu）空心阴极灯（美国PerkinElmer公司）；镉（Cd）、砷（As）、铅（Pb）、汞（Hg）无极放电灯（美国PerkinElmer公司）；电热板（浙江星亚电热电器有限公司）。2.2 试剂 熊果酸对照品（中国药物生物制品检定所，批号110742-16）；马钱苷对照品（中国药物生物制品检定所，批号111640-04）；没食子酸对照品（中国药物生物制品检定所，110831-02），干酪素（北京双旋微生物培养基制品厂）。甲醇、异丙醇、乙腈为色谱纯（天津四友天津四友精细化学品有限公司），所用其他试剂均为分析纯。锌（Zn）、锰

11、（Mn）、钾（K）、铁（Fe）、钙（Ca）、镁（Mg）、铜（Cu）、汞（Hg）、镉（Cd）、砷（As）、铅（Pb）原则液 (国家有色金属及电子材料分析测试中心)，浓度均为1000gmL-1；硝酸、氢氟酸为优级纯；硝酸铵为光谱纯；过氧化氢为分析纯；水为超纯水，所用容器均用30%硝酸浸泡24小时，超纯水清洗后使用。1.3 实验材料：山茱萸药材样品采于陕西、河南、浙江三省，经河南中医学院陈随清专家鉴定为山茱萸科植物山茱萸Cornus officinalis Siebet Zucc，土壤样品采自各批山茱萸药材植株所在区域。每个地点为一批样品，共14批样品，编号为C1-C14，每批样品涉及药材及土壤各5

12、-10份，共采集89份，编号为S1-S89。样品信息见 表1 表1 样品信息表批号编号采集地点采集时间批号编号采集地点采集时间C1S1-S5陕西周至小王涧.10C8S51-S56洛阳龙峪湾.10C2S5-S10陕西周至厚畛子.10C9S57-S62洛阳陶湾.10C3S11-20陕西佛坪.10C10S63-S68西峡米坪镇.10C4S21-S35陕西洋县.10C11S69-S73西峡太平镇.10C5S36-S40浙江临安.10C12S74-S79西峡二郎坪.10C6S41-S45浙江淳安.10C13S80-S84西峡陈阳坪.10C7S46-S50洛阳白云山.10C14S85-S89西峡寨根.10

13、2 实验措施2.1马钱苷的含量测定采用中国药典一部20页山茱萸项下含量测定措施。措施学考察成果符合规定。2.2熊果酸的含量测定2.2.1色谱条件 色谱柱:Hypersil ODS(250 mm4.0 mm,5m)，流动相为乙腈-甲醇-水-磷酸(60：15：25：0.1)，流速:1 ml/min，检测波长:213 nm，柱温：25。2.2.2对照品溶液的制备取熊果酸对照品适量，精密称定，加甲醇制成每1 ml含量0.5mg的溶液，摇匀，即得。2.2.3供试品溶液的制备取本品粗粉1g，精密称定，置索氏提取器内，加乙醚适量，加热回流提取4小时，提取液回收乙醚至干，残渣加石油醚(3060)浸泡2次，每次

14、15ml(约浸泡2分钟)，倾石油醚，残渣加甲醇微热使溶解，定量转移至5 ml容量瓶内，并稀释至刻度，摇匀，作为供试品溶液。措施学考察该成果符合规定。2.3多糖的含量测定2.3.1提取测量措施：称取山茱萸粉末0.1g，加入50ml 80%乙醇溶液，振荡3小时，取出后过滤。取滤渣吹干后加入50ml蒸馏水，放置水浴锅中温浸1小时后过滤，取滤液15ml用蒸馏水定容至50ml。从中取2ml置于10ml的具塞试管中，加5%的苯酚溶液1ml,摇匀，加浓硫酸5ml，静置5分钟，然后水浴加热15分钟，取出冷却到室温，在484.4nm处测定其吸光度。措施学考察该成果符合规定。2.4鞣质含量的测定采用中国药典一部附

15、录57页附录X鞣质含量测定法项下测定措施测定。措施学考察成果符合规定。2.5 总有机酸含量的测定采用中国药典一部附录41页附录电位滴定法和永停滴定法项下电位滴定法测定，以酒石酸计，测定有机酸含量，措施学考察成果符合规定。2.6水溶性浸出物的测定采用中国药典附录56页附录X浸出物测定法项下，水溶性浸出物测定法冷浸法测定。2.7醇溶性浸出物的测定采用中国药典附录56页附录X浸出物测定法项下，醇溶性浸出物测定法测定。2.8 药材与土壤中无机元素的测定2.8.1样品制备取山茱萸药材，粉碎，过40目筛，精密称取粉末约0.3g（土壤样品精密称取粉末约0.2g），置聚四氟乙烯消解管内，加硝酸6mL，双氧水2

16、mL，（土壤样品另加氢氟酸2mL），混匀，置微波消解仪内，按消解程序进行消解（样品消解程序见表2），待消解完全后，将消解液体移入烧杯内，置电热板上低温加热浓缩至约1mL，放冷，用超纯水转入50mL量瓶中，稀释至刻度，摇匀，即得。同法同步制备试剂空白溶液备用。表2 消解程序Step 功率(W) Ramp(min) Temp () Hold(min)1 800 5 120 12 800 3 150 33 800 4 180 252.8.2 原则曲线分别对11种元素不同浓度原则溶液进行分析，以各元素测定期吸光度为纵坐标，各元素浓度为横坐标，做11种元素的原则曲线，原则曲线公式见表3。表3 11种元素

17、的原则曲线公式元素药材土壤FeA = 0.023C + 0.0083A = 0.0223C + 0.0078MnA = 0.0651C + 0.0005A = 0.0617C + 0.0004CaA = 0.9684C - 0.0277A = 0.9693C - 0.0301MgA = 0.0204C + 0.0002A = 0.0199C + 0.001KA = 0.0249C - 0.0012A = 0.0244C - 0.001ZnA = 0.176C + 0.0014A = 0.179C + 0.0015CuA = 0.021C + 0.0005A = 0.022C + 0.0004C

18、dA = 0.0504C + 0.0088A= 0.0502C + 0.0091AsA= 0.0038C + 0.0038A = 0.004C + 0.0031PbA= 0.0032C + 0.0105A = 0.0029C + 0.0041HgA= 0.1957C - 0.0307A = 0.1795C + 0.02022.8.3 加样回收率与精密度实验分别对11种元素进行加样回收率与精密度实验，各元素加样回收率在95.4%103.5%之间，精密度RSD均不不小于3%，符合测定规定。2.8.4样品测定2.8.4.1 锌（Zn）、锰（Mn）、钾（K）、铁（Fe）、钙（Ca）、镁（Mg）铜（Cu

19、）7种元素的测定运用PerkinElmer Aanalyst 800原子吸取光谱仪，采用火焰原子吸取光谱法对各产区山茱萸药材及产地土壤中所含的锌（Zn）、锰（Mn）、钾（K）、铁（Fe）、钙（Ca）、镁（Mg）铜（Cu）7种微量元素进行测定。各微量元素测定仪器工作条件 见表 4 。2.8.4.2 镉（Cd）、砷（As）、铅（Pb）元素的测定运用PerkinElmer Aanalyst 800原子吸取光谱仪，采用石墨炉原子吸取光谱法对各产区山茱萸药材及产地土壤中所含的铜（Cu）、镉（Cd）、砷（As）、铅（Pb）元素进行测定。各元素测定仪器工作条件 见表4 2.8.4.3 汞（Hg）元素的测定运

20、用PerkinElmer MHS-15 氢化物发生器与PerkinElmer Aanalyst 800原子吸取光谱仪，采用冷原子吸取光谱法对各产区山茱萸药材及产地土壤中所含的汞（Hg）元素进行测定。测定仪器工作条件 见表 4 表4 仪器工作条件元素波长(nm)狭缝宽度(nm)灯电流(mA)空气流量(Lmin-1)乙炔流量(Lmin-1)Fe248.30.2H30.017.02.0Mn279.50.2H20.017.02.0Ca422.70.7H10.017.02.2Mg285.20.7H8.017.02.0K766.50.7H12.017.02.0Zn213.80.7H15.017.02.3C

21、u327.40.7H1517.02.0Cd228.80.7L230-As193.70.7L380-Pb283.30.7L440-Hg253.70.7L25-3.成果对三个主产区的数据进行综合比较，三个主产区内，山茱萸药材各化学成分含量没有明显差别。山茱萸药材的马钱苷，水溶性浸出物的含量都符合05版药典规定。对各个采集地点各份样品及土壤中所含11种元素进行测定，计算其平均值即为各批样品及土壤中所含11种元素的含量，测定成果见表。对山茱萸药材各批样品中所含无机元素的含量分析发现，山茱萸药材中富含Fe、Mn、Zn、K、Ca、Mg六种无机元素，其中K、Ca、Mg的含量较高，Fe、Mn元素的含量次之，Z

22、n元素含量较低。国家药用植物及制剂出口绿色行业原则中对重金属限量规定如下：重金属总量应200 mgkg(即ppm)，铅 (Pb)50mgkg，镉(Cd)03mgkg，汞(Hg)02mgkg，铜 (Cu)200mgkg，砷(As)20mgkg。通过与国标的比对，各山茱萸主产区山茱萸药材中Cu、Cd、Pb、As、Hg五种元素均不超过国家规定。4讨论采用富集系数对山茱萸药材对无机元素的富集性进行对比，（无机元素富集系数=药材内无机元素含量/土壤(或沉积物)中无机元素含量100%），发现山茱萸药材对各无机元素的富集系数如表5所示。表5 各无机元素的富集系数山茱萸对各无机元素的富集系数元素FeMnZnK

23、CaMg CuCdPbAsHg富集系数()0.622.82.63103.8157.66.1-6.21.7-55通过对富集系数的对比发现，山茱萸药材中Ca、K两种无机的含量几乎都高于药材所生土壤中Ca、K两种无机元素的含量，富集系数高达157.6 %和103.8 %，以此推断山茱萸药材对Ca、K两种无机元素有非常强的富集作用；山茱萸药材对Mg 、Mn、Zn三种无机元素有一定的富集作用；山茱萸药材对Fe元素的富集性较弱，为0.62 % 。对于重金属元素富集方面，发现山茱萸药材中重金属含量很低，山茱萸药材对Cu、As、Cd、Pb元素的富集性不强，实验数据显示Hg元素富集系数偏高，但山茱萸药材及产地土

24、壤中Hg元素的含量很低，极低含量的Hg元素对山茱萸的质量影响不大，但此成果也提示我们在选择山茱萸种植区域时应考虑避开汞元素超标的区域。通过对山茱萸药材和各产地土壤无机元素含量及富集关系的研究，以期为山茱萸道地性成因及山茱萸药材种植区域的选择，提供某些参照。参照文献：1 中华人民共和国卫生部药典委员会.中华人民共和国药典（）M.北京：化学工业出版社,:192 陈随清,董诚明,章运典,等.山茱萸栽培品种的调查J.中药材,25(5):305基金项目：科技部“十一五”科技支撑筹划项目（BAI09B05-8；BAI06A15-3）作者简介：陈随清,男,45岁,博士,专家。研究方向：中药规范化种植及质量原

25、则研究，刊登论文50余篇，主持“十一五”科技支撑筹划项目1项，参编著作5部。 E-mail:样品编号C1C2C3C4C5C6C7C8C9C10C11C12C13C14平均值元素类型样品含量（mg/kg）Fe药材ppm139.17562.890.998.8115.128.940.671.867.252.2105.974.540.676土壤ppm12187.5121501176711563.312092.912646. 71241212291. 712463.312453.31207612268.3126001242012204.5Mn药材ppm62.81.146.946. 947.240.835

26、.832. 526.1231812. 47.923.2土壤ppm793.7712.3732.1533. 3761.4810.4833.3782.91005.1871.6761.6817.6950.4970.7831Zn药材ppm4.85.74.63.410.19.84.17.27.79.13.32.77.33.56土壤ppm199.9192.3224.9187.7293. 6253.6252.3212.1205.5222.8202.8244.5263.6284.6226.7K药材ppm1954019767.11868917383.316008.615803.31831418073.318486

27、. 718931. 72031018216.7192421877818343.8土壤ppm2032018245.72161723357.418775.717576. 71722618863.319123.313378.511903.813660.8154721779217672Ca药材ppm4761440.23253.33354.43326.73924.33338.83093.534613671. 73593.43320.5320529692981.2土壤ppm1986.81725.32609.11292.8591.4550.71588.4647.61123.93445.83769.52045

28、.23045.22050.31890.9Mg药材ppm880.1917.11027. 8371.4671.1635.2566530. 7614.3435.7603.7569.6546.2390.4600.1土壤ppm8445.89919.111046.15993.58200.710825. 76265.34092.87665.59559.26639.38156.42737914439.49830.9Cu药材ppm-土壤ppm175.6169159.5145.4144161.4105.897.894.287.766.671.964.853.6115.3Cd药材ppb25. 553.433.837

29、.532.224.117.529.633.829.750.742.118.511.531.9土壤ppb351.1875.2477.3358.1506.51279277.2595.6413.2314.2385540487.1361.5515.8Pb药材ppb-357.219369.8398.3346.4241.8491.9542.9490.5959764.5436.5-441土壤ppb27072.527811. 73145426748.528453.78908.917466.23790033336. 7251902136226603.3273502841625577.1As药材ppb-土壤ppb22480161101925315719.390632.9435102585617633.319593.3213651975423980339344340629516.2Hg药材ppb70.166.273.163.941.652.356.258.654.257.661.463.364.349.259.4土壤ppb67.198.4104.899.4129.516178.8105.889.2200112.7112.374.575.2107.8表5 11种元素的测定成果