土牛膝及其药用价值

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1、1前言1.1 土牛膝及其药用价值简介土牛膝，别名倒扣草、倒扣簕、倒钩草、粗毛牛膝、鸡掇鼻、鸡骨癀，为苋科植物粗毛牛膝AchyranthesasperaL.、牛膝A.bidentataB1.野生种的根1。产于福建、广西、广东、四川、云南、河南、湖南等地。秋季采挖，洗净，晒干，生用，亦用鲜品。中国药典汇编对土牛膝有如下记载： a、药理:（1）人体体内显抗肿瘤的治疗作用。（2）毛牛膝煎剂在动物体内能中和白喉杆菌毒素，并有预防白喉的作用。（3）土牛膝煎剂或醇提取液对醉犬、猎、兔作静脉注射，均有短暂的降压作用。（4）土牛膝煎剂静脉注射于麻醉家兔，有轻微利尿作用，腹腔注射于已用醋酸产生扭转的小鼠呈一定的止

2、痛作用。（5）土牛膝煎剂对动物离体肠管有轻度抑制作用。（6）土牛膝煎剂和流浸膏对家兔离体子宫不论已孕、末孕都能使之收缩；对收缩无 力的小鼠离体子宫则有加强其收缩的作用。 b、药性:苦、凉。归肺、脾、肝、膀胱经。 c、药效: 败毒抗癌、逐淤除痹，消炎利尿。随着对土牛膝的研究不断深入，它的药用价值也与日俱增，临床应用方面，早在1958年上半年，佛山专区召开了“土牛膝疗法治疗白喉经验交流会议”，2会上黄华庭老中医作了“我对用土牛膝复方治疗白喉的经验和体会”的发言，详细介绍了土牛膝治疗白喉的发掘的经过及治疗78例白喉的系统情况许多单验方中将土牛膝煎服或捣烂取汁含漱，对治疗扁桃体炎具有明显效果。近年来，

3、人们开始了对土牛膝在降低糖尿病患者血糖浓度方面的功效的研究，在探讨其治疗2型糖尿病有效成分研究方面已拉开了序幕。1.2 中药微量元素与药效的关系生物体内的微量元素是指含量占生物体总质量001 以下的元素。微量元素在人体内的含量分少，但在生命活动中的作用却是十分重要的。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。特别是中药中具有毒性的重金属（如砷、汞等）对人体的健康有极大的影响。因此，中药中微量元素含量的测定有着重要的意义。1.3 关于微量元素砷和汞砷，又名砒，是一种广泛分布于自然界的一种金属。在土壤、水、矿物、植物中都能检测出微量的砷。正常人体组织中

4、也含有微量的砷。本来单质砷因不溶解于水，是没有毒性的，但是砷化物，特别是三氧化二砷，却是剧毒的。通常说的砷中毒，实际上是砷化物，主要是三氧化二砷中毒。三氧化二砷，又名砒霜。纯砒霜，色白，无味，易溶于水，溶解度可高达30 %砷化物的毒性主要是与人体中酶系统的巯基结合，致使酶功能发生障碍，影响细胞正常代谢3。汞，又名水银，是人体的一种非必须元素， FAO/WHO将汞定为优先研究的有害金属之一。汞及汞化合物都可以透过皮肤进入人体，危及人体健康4。1.4 论文相关的研究动态及理论和实践意义目前，药材重金属研究主要有以下5个方面：1、单味中药材重金属含量的测定2、同一功效、不同药材重金属含量的研究3、不

5、同产地、同一药材重金属含量的研究4、同种药材不同药用部位重金属的研究5、原生药材与炮制品重金属比较研究当前，国际和国家对中药材及中成药的重金属含量都有了严格的控制，国家有关部门已经把中药材重金属研究列入重点研究项目，开展中药材重金属研究是适应国际国内形式发展的需要和中医药发展的要求。土牛膝是一种常见的野生中药材，来源简单易得，并且广泛用于医药中，药理作用强，与人们生活关系密切，这使得对土牛膝的研究更具有价值和现实意义。不少的研究者选择牛膝作为样品进行研究，郑州大学的吴拥军、李建军、孙武勇等利用火焰原子吸收光谱法测定了牛膝中的铜、锌、铁的含量5。梅全喜，吴惠妃等对广东土牛膝的药用历史及现代研究状

6、况进行了深入的研究6，中国中医研究院中药研究所的李先端、胡世林采用薄层色谱法对不同产地土牛膝的齐墩果酸含量测定进行了研究7。随着研究的深入，对土牛膝的认识也更深刻。利用氢化发生原子吸收光谱法在测定微量元素的含量，具有谱线简单、灵敏度高、检出限低、选择性好、适用范围宽、适用于多元素同时分析等优点。国内的研究者外虽然对土牛膝做了大量的研究，但对其微量元素的研究甚少，特别是对土牛膝中砷和汞的研究。所以，研究土牛膝中砷和汞的含量有着重要的意义。2实验部分2.1 实验试剂与仪器WFX-130A型原子吸收分光光度计(北京瑞利分析仪器公司)；WHG-103A氢化物发生器（北京瑞利分析仪器公司）；AY-220

7、型电子天平（Sdimadzu corporation Japan）；JRY-X350型消解器；SZ-93型自动三重纯水蒸馏器（上海亚荣生化仪器厂）。 三氧化二砷、二氯化汞、硫脲、抗坏血酸、重铬酸钾、硼氰化钾、氢氧化钠、硝酸、高氯酸为优级纯，其余试剂均为分析纯；实验用水为三次蒸馏水，土牛膝分别采于北京、成都、长沙、郴州郊外。2.2 仪器的工作条件及测量参数为了探索出最佳的仪器条件和测量条件，研究过程中进行了一系列的摸索实验，从仪器的灵敏度及其测量时的分析信号图来看，本文得出了测量砷和汞的仪器工作条件见表1 ；砷和汞的测量参数见表2 ： 表1 仪器工作条件 Table 1 Working cond

8、itions of equipment元素波长/nm 载气流量/nm.min-1 灯电流/ mA元素灯 狭缝宽/nm计算方法AsHg 253.7 193.710010053HCLHCL0.40.4峰面积峰面积表2 测量参数Table 2 The measure parameter元素 分析信号阻尼常数 读数时间/s 测量方式AsHg峰面积 峰面积1 241 24工作曲线法工作曲线法2.3 样品采集与处理 2.3.1 样品采集与预处理本研究实验所用样品为北京产土牛膝，成都产土牛膝，郴州产土牛膝和长沙产土牛膝的根，均为野生土牛膝，于七月份分别采于北京郊区、成都郊区、郴州苏仙岭和长沙岳麓山。将其茎叶

9、去除，只留下根， 并将泥沙洗净，晒干。样品晒干后，把它剪碎，置于恒温干燥箱中干燥，恒温温度为105，每间隔一个小时用电子天平称量样品，直至前后两次质量基本不变，方可取出，将其用硝酸浸泡并清洗过的研钵碾碎。2.3.2 样品消解 试样的前处理是确保分析结果准确可靠的先决条件，对于中药的微量元素含量的测定来说，尤为重要。由于中药药材样品具有复杂、结构各异、测定元素多面性及含量相差悬殊的特点，现在多采用消化法进行处理8。中药中主要成分为碳水化合物，因而可用酸氧化分解，经消化处理后微量元素均以离子存在，可以比较全面的进行测定9。 本实验采用湿法消解（化）土牛膝样品，即：精确称取四个不同产地的土牛膝样品粉

10、末各1.000 g，分别置于贴好标签的50 mL消解管中，往四个消解管中各加入10 mL混合酸（4体积硝酸与1体积高氯酸的混合酸：4HNO3：1HClO4 ），混匀，浸泡过夜。同法制备一份空白液。样品液与空白液同时置于智能消解器上加热消解。先设置消解器温度为45，缓慢加热至起泡，此时保持45恒温10 min，然后升温至65，使酸回流清洗试管壁，保持30 min，再升温至135，直至样品消解完全，若溶液不透明，冷却后再加入4HNO3：1HClO4混合酸适量，持续加热至溶液澄明后，升温至160，赶酸至2 mL左右10-15。冷却，转入100 mL容量瓶中，用5 %的硝酸溶液洗涤容器，洗涤液合并于容

11、量瓶中，并定容至刻度线，摇匀。从5个容量瓶中分别取20 mL溶液放入5个贴好标签的100 mL的容量瓶中，加入5 %的硫脲和5 %的抗坏血酸混合液5 mL，用5 %的硝酸定容至刻度线。再从原来的5个容量瓶中分别取20 mL溶液放入另外5个贴好标签的100 mL容量瓶中，分别加入5 %的重铬酸钾溶液5 mL，用5 %的硝酸定容至刻度线。摇匀，得到不同产地土牛膝的供试液，贴好标签，备用。本消解实验所用玻璃仪器均经过5 %的硝酸溶液浸泡，清洗。2.4 标准溶液的配制及校准曲线的绘制、样品中砷和汞含量的测定2.4.1 砷标准储备液的配制 称取1.3203 g经105干燥过的分析纯三氧化二砷（As2O3

12、）,于小烧杯中，加入30 mL氢氧化钠（40 gL-1）加热溶解，冷却后加入（1+1）盐酸10 mL，移入1000 mL容量瓶中，用二次蒸馏水定容至刻度，摇匀。此溶液为1.00 gL-1的砷标准储备液。2.4.2 砷标准母液的配制移取1.00 gL-1的储备液1.00 mL于100 mL的容量瓶中，加5 %的硫脲和5 %的抗坏血酸的混合液5 mL，再用5 %的硝酸溶液定容至刻度线，摇匀，得到10 mgL-1的砷标准液。再移取1.00 mL 10 mgL-1的砷标准液于100 mL容量瓶中，加5 %的硫脲和5 %的抗坏血酸的混合液5 mL，再用5 %的硝酸溶液定容至刻度线，摇匀，得到100 gL

13、-1的砷母液。2.4.3 砷标准系列的配制分别取0、2、4、6、8、10 mL砷母液于6个100 mL容量瓶中，每个容量瓶加入5 %的硫脲和5 %的抗坏血酸的混合液5 mL，再用5 %的硝酸溶液定容至刻度线，得0、2、4、6、8、10 gL-1的砷标准系列。2.4.4 汞标准储备液的配制称取二氯化汞（分析纯）0.1354 g，用0.5 molL-1硫酸溶解并稀释至100 mL。此溶液1.00 mL等于1.00 mg汞。即的1.00 gL-1的汞标准储备液。2.4.5 汞标准母液的配制移取1.00 gL-1的汞储备液1.00 mL于100 mL的容量瓶中，加5 %重铬酸钾溶液5 mL，再用5 %

14、的硝酸溶液定容至刻度线，摇匀，得到10 mgL-1的汞标准液。再移取1.00 mL 10 mgL-1的汞标准液于100 mL容量瓶中，加5 %重铬酸钾溶液5 mL，再用 5 %的硝酸溶液定容至刻度线，摇匀，得到100 gL-1的汞母液。2.4.6 汞标准系列的配制分别取0、2、4、6、8、10 mL汞母液于6个100 mL容量瓶中，每个容量瓶加入5 %重铬酸钾溶液5 mL，再用5 %的硝酸溶液定容至刻度线，得0、2、4、6、8、10 gL-1的汞标准系列。2.4.7 标准曲线的绘制 在测定好的最佳仪器工作条件下，进行标准系列的测定，其结果见图1、图2，从图可知，砷和汞的标液浓度与其吸光度呈良好

15、的线性关系，信号图令人满意，砷的线性回归方程A=0.1753C+0.7238，相关系数R=0.9999。汞的线性回归方程A=0.0637C+0.0093，相关系数R=0.9993，符合研究实验要求。图1 汞的标准曲线Figure 1 The standard curve for Hg图2 砷的标准曲线Figure 2 The standard curve for As2.4.8 样品中汞含量的测定设置好最佳仪器条件后，以硼氰化钾作为还原剂，用1%的盐酸作为载体16，依次进样，空白样品测20次，不同产地土牛膝样品进样10次，利用汞标准系列测得的吸收度制成的标准曲线，根据样品的吸收度经过换算可的样

16、品中汞的浓度16，其结果见表3。表3 样品中汞的量Table 3 The amount of mercury in the sample样品名ABSS.D.R.S.D.%浓度/gkg-1S(0.000)0.06020.00132.87120.0081S(2.000)0.14690.00432.93012.0473S(4.000)0.24230.00291.18333.9834S(6.000)0.33690.00932.74735.9030S(8.000)0.44300.00451.01368.0547S(10.000)0.53950.00631.175810.0116样品空白0.06530.0

17、0182.6939196.1740成都土牛膝0.06680.00233.5961211.4003长沙土牛膝0.07450.00283.8077289.0937郴州土牛膝0.07010.00142.0185244.4386北京土牛膝0.08190.00202.4587364.49992.4.9 样品中砷含量的测定 设置好最佳仪器条件后，调节流动注射氢化物发生器，设置温度在80左右，以硼氰化钾作为还原剂，用1%的盐酸作为载体16-17，依次进样，空白样品测20次，不同产地土牛膝样品进样10次，利用砷标准系列测得的吸收度制成的标准曲线，根据样品的吸收度经过换算可的样品中砷的浓度，其结果见表4。表4

18、样品中砷的含量Table 4 The content of arsenic in samples样品名ABSS.D.R.S.D.%浓度/gkg-1S(0.000)0.71700.03745.2816-0.0386S(2.000)1.07420.00392.06231.9992S(4.000)1.43240.01640.36144.0413S(6.000)1.78280.05211.14346.0424S(8.000)2.12260.01532.92037.9815S(10.000)2.47150.02400.72009.9722样品空白0.70800.01950.9695-45.0083成都土

19、牛膝0.80160.01362.7518222.0127长沙土牛膝1.16420.01681.70111256.5094郴州土牛膝1.09810.02302.09841068.0549北京土牛膝1.08840.02051.88421040.14152.5 检出限试验检出限试验：对试剂空白溶液测定20次，计算其吸光值（ABS）标准偏差，以其3倍标准偏差为检出限。因此，该实验中砷、汞的检出限分别为：0.0585gL-1，0.0094gL-1。结果见表5。2.6 精密度试验精密度：精密度是指在确定的条件下，将测定方法实施多次所得结果之间的一致程度，影响测试结果的随机误差小，测试的精密度越高，度量精密

20、度有两种方法一种是重复性，另一种是再现性。本实验采取重复性方法：按实验方案，对土牛膝样品溶液连续进样10次（即平行测定10次），测定结果的 RSD % 即为此实验方法的精密度。不同产地砷元素的精密度结果见表6，汞元素的精密度结果见表7。表5 As和Hg的检出限Table 5 The detection limit of As and Hg AsHg测量ID ABS测量ID ABS10.738010.062320.702620.065430.713330.063540.730040.063150.703850.064260.781560.065270.759070.065480.719980.0

21、65790.695590.0659100.7037100.0667110.6941110.0659120.7018120.0669120.6984130.0648140.6935140.0658150.7125150.0647160.7003160.0653170.7601170.0643180.6984180.0657190.6692190.0650200.7166200.0659平均值0.7080平均值0.0644S.D.0.0195S.D.0.0032R.S.D.%2.7518R.S.D.%1.0067表6 As元素精密度结果Table 6 The accuracy result of

22、As长沙产成都产郴州产北京产测量IDABS测量IDABS测量IDABS测量IDABS12345678910平均值S.D.R.S.D%1.16281.17861.17981.14501.15201.16451.18681.17791.16001.13471.16420.01681.447112345678910平均值S.D.R.S.D.%0.82400.79920.80780.79120.80150.80200.80630.80110.80270.77130.80160.01361.701112345678910平均值S.D.R.S.D.%1.06661.07371.08651.09211.12

23、901.12481.10471.07501.10361.12541.09810.02302.098412345678910平均值S.D.R.S.D.%1.11681.11261.06251.08931.06791.06121.08441.11181.08721.09011.08840.02051.8842 表7 Hg元素精密度结果Table 7 The accuracy result of Hg长沙产成都产郴州产北京产测量IDABS测量IDABS测量IDABS测量IDABS12345678910平均值S.D.R.S.D%0.54220.53620.55340.54150.53380.52690

24、.54270.53700.53890.53910.53950.00631.175812345678910平均值S.D.R.S.D.%0.44620.43990.44350.45900.44450.44610.43940.43440.44280.44220.44300.00451.103612345678910平均值S.D.R.S.D.%0.64240.62910.64230.65180.63690.64250.63580.64350.66910.64230.64710.00232.036512345678910平均值S.D.R.S.D.%0.62890.62400.63510.64020.62

25、330.62590.64070.63480.65210.62030.62870.01321.08262.7 回收率试验2.7.1 原理回收率是衡量准确度的一个指标，它是反应待测物在样品分析过程中的损失的程度，损失少，回收率越高，因而说明此测定方法较好，数据就更加接近真实值。回收率包括绝对回收率和相对回收率。绝对回收率考察的是经过样品处理后能用于分析的待测样的比例。相对回收率严格来说有两种。一种是回收试验法，一种是加标样回收试验法。前者是在空白基质中加入待测物，标准曲线也是同此，这种测定用得较多，但有标准曲线重复测定的嫌疑。第二种是在已知浓度样品中加入标样，相对回收率主要考察准确度。18其计算方

26、法为：回收率（%）=（加标混合样品浓度-样品供试液浓度）/加入的标液浓度。本文采用加标回收率试验法验证此方法的准确度。2.7.2 具体操作取已知含量的四个不同产地的土牛膝样品供试液各三份于50 mL容量瓶中，每份5 mL，贴好标签（1#，2#，3#）。按长沙产土牛膝1#，2#，3#；郴州产土牛膝1#，2#，3#；北京产土牛膝1#，2#，3#；成都产土牛膝1#，2#，3#的顺序依次分别准确加入砷、汞的标准溶液（10 gL-1）：0.10 、0.20、 0.30 mL；0.10 、0.20、 0.30 mL，用5 %的硝酸溶液稀释定容至刻度线，摇匀，得到加标混合样品。同样品测定方法进行测定，结果见

27、表8、表9。表8 As的回收率结果Table 8 The results of the recovery of As样品名称加标样品量/ng加标混合样品量/ng回收率/%平均回收率/%成都土牛膝011.100/980.112.050950.213.1201010.314.04098长沙土牛膝062.825/1000.163.785960.264.8451010.365.915103郴州土牛膝053.400/1020.154.4501050.255.380990.356.460102北京土牛膝052.005/97.70.153.0151010.253.945970.354.85595表9 Hg的

28、回收率结果Table 9 The results of the recovery of Hg样品名称加标样品量/ng加标混合样品量/ng回收率/%平均回收率/%成都土牛膝010.570/99.80.111.5701000.212.620102.50.313.48097长沙土牛膝014.450/100.20.115.43598.50.216.5101030.317.42099郴州土牛膝012.215/98.50.113.21199.60.214.095940.315.275102北京土牛膝018.245/98.20.119.195950.220.275101.50.321.18598 2.8 结

29、果与讨论 1. 本文建立的经硝酸一高氯酸混酸（4：1）消化，氢化发生原子吸收法测定四个不同产地土牛膝中砷和汞含量的方法，该方法所用仪器设备简单，具有准确度高，操作步骤简便的特点。方法加标回收率在97 %102 %，RSD在0.5 %5.0 %之间，方法简便可行，是研究中药材微量元素含量的有效方法。2. 样品采集和处理极大地影响分析结果的准确性，规范地采集和处理是研究成功的保证。文献报道中药不同部位的微量元素含量不尽相同，由于土牛膝作为一种中药材，主要以其根入药，因此本文取其根来进行研究，具有一定的实际意义。3. 我国药用植物及制剂进出口绿色行业标准限量指标:重金属总量应20.0 mg.kg-1

30、，铅（Pb）5.0 mg.kg-1，镉（Cd）0.2 mg.kg-1，汞（Hg）0.3 mg.kg-1，铜（Cu）20.0 mg.kg-1，砷（As）2.0 mg.kg-1。用此法测定的结果显示砷的含量北京为1.040 mgkg-1,成都为0.222 mgkg-1,郴州为1.068 mgkg-1，长沙为1.256 mgkg-1均小于2.0 mg.kg-1，含量符合标准，汞的含量北京为0.364 mgkg-1，成都为0.211 mgkg-1，郴州为0.244 mgkg-1，长沙为0.289 mgkg-1 除北京产土牛膝外，其它均小于0.3 mgkg-1，含量符合标准。4. 经样品分析，我们可知，

31、长沙产土牛膝与郴州产土牛膝根部的砷和汞的含量比北京产地与成都产地的高一些。究其原因，主要是因为四个品种的生长环境不尽相同，然而，影响其砷和汞含量有差异的具体因素还有待进一步研究。参考文献1 中医药学刊 199503.2 佛山专区土牛膝疗法治疗白喉经验交流会议总结(初稿) J广东中医，1958，(7)：36.3 王懿萍 张小荣杨巧艳 王盛民中药微量元素与药效的关系 陕西中医第27卷第12期 :1573.4 袁爱萍. 微量元素与健康 1988，14（2）：56.5 郑吴拥军 李建军等.州大学学报（医学版）牛膝中铜、锌、铁的火焰原子吸收光谱法测定.6 梅全喜、吴惠妃 广州中医药大学附属中山中医院 .

32、 J广东中医，1958，(7)：36.7 李先端 胡世林.不同产地牛膝中齐墩果酸含量测定 .中国中医研究院中药研究所.8 王德贵，姚惠飞，苏中武，夏枯草属三种花用植物的氨基酸和微量元素j 植物资源与环境.9 谢夏丰, 仇佩江 .中药中微量元素分析的两种前处理方法的比较 温州医学院学报 第33卷第3期 6月:205.10 刘 君，张京君治疗冠心病中药的微量元隶测定rJ广东微量元素科学，- 8（12)：43-45.11 中医药学刊 199503.12 Larkins PL. Spectrochin Acta 1971,26(8):477.13 Misra T N，Singh R S，Pandey

33、H S，et a1An aliphafic dihydroxyketone from Achyranthes asperaJPhytochemistry，1991，30(6)：2076207814 Misra T N，Singh R S，Pandey H S，et a1Two long chain compounds from Achyranthes asperaJPhytochemistry，1993，33(1)：221223.15 王夔，慈云祥唐任寰等生命科学中的微量元素分析与数据手册M北京：中国计量出版社，1998716 北京瑞利分析仪器公司汇编M.原子吸收分光光度计石墨炉使用手册.内部

34、资料.17 王新平火焰原子吸收光谱法测定中草药刨花中的8种微量元素J光谱学与光谱分析，25(2)：293295.18 .致 谢本文是在导师魏得良研究员的精心指导和悉心关怀下完成的。魏老师治学严谨、知识渊博并且非常敬业，在指导我的论文期间，他在科研、学习、生活方面，都给予我许多的帮助和无微不至的关怀，更非常感谢导师为我提供了一个良好的实验与学习环境。 四年来，系里全体领导和老师的无私奉献和谆谆教导，给了我巨大的帮助，照亮了我前行的方向，这也将是我人生的一笔重要财富。我每一次小小的进步，都倾注了老师们的心血。在论文完成之际，我向你们道一声：辛苦了！特向魏得良老师表示深深的敬意和感谢！在四年的学习生涯中，同窗好友的支持帮助我战胜了许多困难。在我完成论文期间，胡吉林学长，刘大鹏、李秋、周跃辉、吴甜等同学给予了我莫大的帮助，在此表示衷心地感谢。父母无私的奉献和无私的爱激励我顺利完成了学业。在此，我要对所有关心和帮助我的人表示我最衷心的感谢。