劉　濤， 李青苗， 梁　悅， 焦　芳， 周蔚昕， 白　婷， 劉坤平

(1.成都大學(xué) 藥學(xué)與生物工程學(xué)院， 四川 成都　610106； 2.四川省中醫(yī)藥科學(xué)院， 四川 成都　610041；

3.成都大學(xué) 張瀾學(xué)院， 四川 成都　610106)

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激光誘導(dǎo)擊穿光譜法測定丹參中鈣、鎂離子含量

劉濤1， 李青苗2， 梁悅1， 焦芳1， 周蔚昕3， 白婷1， 劉坤平1

(1.成都大學(xué) 藥學(xué)與生物工程學(xué)院， 四川 成都610106； 2.四川省中醫(yī)藥科學(xué)院， 四川 成都610041；

3.成都大學(xué) 張瀾學(xué)院， 四川 成都610106)

摘要：為了采用激光誘導(dǎo)擊穿光譜法對丹參中鈣、鎂元素含量進(jìn)行測定，采用1 064 nm激光束經(jīng)光路傳輸系統(tǒng)聚焦在樣品表面，熔融樣品并產(chǎn)生等離子體以激發(fā)待測元素，用高精度光譜儀進(jìn)行采集光譜，建立樣品中鈣、鎂元素離子濃度與其激光誘導(dǎo)擊穿光譜強(qiáng)度間的定標(biāo)曲線.鈣、鎂離子的含量與光譜強(qiáng)度線性相關(guān)系數(shù)分別達(dá)0.9981及0.9998.結(jié)果表明，本激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)能夠用于檢測丹參中鈣、鎂元素含量.

關(guān)鍵詞：激光誘導(dǎo)擊穿光譜法；丹參；鈣；鎂

0引言

丹參是唇形科植物丹參的干燥根和根莖，其味苦，性微寒，歸心肝二經(jīng)，具有祛瘀止痛，活血通經(jīng)，清心除煩等功效[1-2]，始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》.現(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn)，丹參具有擴(kuò)張冠狀動脈、防止心肌缺血和心肌梗死、改善循環(huán)、降低心肌耗氧量等作用，在臨床上被廣泛用于各種心血管疾病的治療[3-6].丹參中含有鐵(Fe2+)，鎂(Mg2+)，猛(Mn2+)，銅(Cu2+)，鋅(Zn2+)及鈣(Ca2+)等金屬離子[7-8]，這些金屬離子對植物的生長及次生代謝產(chǎn)物的生成和積累有一定的作用[9]，同時，人體血液中Ca2+、Mg2+含量對冠心病及急性腦血管病患者的治療及預(yù)后有一定的臨床意義[10-11].因此，測定丹參藥材中Ca2+、Mg2+含量對于了解丹參的藥效及評價其質(zhì)量有一定的意義，目前其測定方法有滴定法、原子吸收分光光度法等.

激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)(Laser-Induced break-down spectroscopy,LIBS)是光譜分析領(lǐng)域一種嶄新的分析手段[12-13]，該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于固體、液體和氣體等光譜分析.該技術(shù)利用高功率激光與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生瞬態(tài)等離子體激發(fā)待測樣品中的元素，通過光學(xué)系統(tǒng)對元素的原子和離子所發(fā)射的光譜進(jìn)行收集，利用發(fā)射線的波長和強(qiáng)度實現(xiàn)對物質(zhì)的定性和定量分析[14].LIBS方法具有簡單、無需樣品前處理、可同時測量多種元素等特點(diǎn)，越來越廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域中.基于此，本研究采用LIBS方法對丹參中的Ca2+、Mg2+含量進(jìn)行了測定.

1材料與裝置

1.1材料

1.1.1藥材.

實驗所用的丹參藥材采自我國部分省市，經(jīng)李青苗副研究員鑒定均為唇形科植物丹參的干燥根和根莖，來源與編號見表1.

表1　丹參藥材來源

1.1.2試劑.

實驗所用試劑包括：碳酸鈣(批號，2014060601，分析純)，七水合硫酸鎂(批號，2013121901，分析純)，成都市科龍化工試劑廠，溴化鉀(光譜純)，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所.

1.1.3儀器與裝置.

FW-5型壓片機(jī)由天津博天勝達(dá)科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)；光譜儀為德國LTB公司生產(chǎn)的Aryelle 200 ICCD高分辨光譜儀，檢測范圍為200～500 nm.本實驗搭建的LIBS、Raman測試平臺原理示意如圖1、圖2所示.

圖1測試平臺原理示意圖

圖2測試平臺實物圖

如圖2所示，LIBS測試平臺中的Nd-YAG脈沖激光器(英國Litron)發(fā)射出的1 064 nm激光束經(jīng)光路傳輸系統(tǒng)聚焦在樣品表面，熔融樣品并產(chǎn)生等離子體以激發(fā)待測元素.為獲得穩(wěn)定信號，每個LIBS圖譜累積50次激光脈沖，激光器頻率為1 Hz，延時時間為2 μs，能量為100 mJ，樣品表面上激光脈沖能量密度為約3.5 GW/cm2.采用側(cè)面50度角對信號進(jìn)行收集.

2方法與結(jié)果

2.1供試品的制備

2.1.1標(biāo)準(zhǔn)樣品片的制備.

精密稱取一定量的MgSO4·7H2O和CaCO3，分別精密加入適量KBr粉末，同置于瑪瑙研缽中，研磨均勻，制備得到不同Ca2+、Mg2+含量的標(biāo)準(zhǔn)樣品粉末.取以上各粉末0.6 g，分別加入壓片機(jī)中，于15 MPa壓力下壓制1 min制得標(biāo)準(zhǔn)樣品片系列.

2.1.2供試品的配制.

將上述不同產(chǎn)地的丹參粉末各取適量于瑪瑙研缽中研磨，在相同的條件下壓片制得待測供試品樣品片.

2.2測定方法

2.2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制.

分別取對照品，利用內(nèi)標(biāo)元素譜線強(qiáng)度比與待測元素濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,標(biāo)準(zhǔn)曲線分別如圖3、4所示.

圖3Ca2+標(biāo)準(zhǔn)曲線與方程

圖4Mg2+標(biāo)準(zhǔn)曲線與方程

2.2.2樣品的分析.

取丹參樣品，利用激光誘導(dǎo)擊穿，捕獲信號，得出樣品的全譜圖，通過查閱原子光譜標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)數(shù)據(jù)庫，對各線狀光譜進(jìn)行光譜認(rèn)證，結(jié)果如圖5所示.結(jié)果表明，丹參中含有Ca2+、Mg2+.

2.3樣品含量測定結(jié)果

取丹參樣品，分取樣品片2個部位，激光誘導(dǎo)擊穿，捕獲信號，取2部位的峰面積平均值，計算樣品中Ca2+及Mg2+含量，結(jié)果如表2、3所示.

圖5　丹參樣品光譜認(rèn)證結(jié)果

表3　不同產(chǎn)地丹參中Ca2+峰面積情況及含量

3討論

激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)取得了顯著的技術(shù)成果并得到廣泛的應(yīng)用，但目前其在中醫(yī)藥領(lǐng)域的研究應(yīng)用僅見少量報道，相應(yīng)的測定儀器在我國尚未量化生產(chǎn).本研究采用激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)對其在中藥質(zhì)量控制中的應(yīng)用進(jìn)行了探索性研究.結(jié)果表明，該方法在中藥質(zhì)量控制中具有較好的應(yīng)用前景.

在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，對照品的制備過程對實驗結(jié)果影響較大，在瑪瑙研缽中應(yīng)將對照品與溴化鉀充分混合均勻，按照從含量低到含量高的順序壓片，可相對減少誤差.

目前，《中國藥典》對一些原藥材及飲片中所含的重金屬離子做了嚴(yán)格的含量控制要求，但對于Ca2+、Mg2+等則沒有含量測定要求.在丹參藥材中，這些金屬離子對藥材的生長代謝及次生代謝物的積累有一定的影響，同時，Ca2+、Mg2+對心腦血管疾病也有一定的影響，與丹參的功能主治間接相關(guān).因此，對Ca2+、Mg2+的含量測定可以控制藥材質(zhì)量與臨床療效的相關(guān)性.實驗結(jié)果表明，丹參藥材中所含的Ca2+、Mg2+含量有差異，部分地方的藥材中Mg2+含量趨無，與產(chǎn)地是否有相關(guān)性，有待進(jìn)一步研究.

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Concentration Detection of Calcium and Magnesium in Radix Salvia miltiorrhiza by Laser-induced Breakdown Spectroscopy

LIUTao1,LIQingmiao2,LIANGYue1,JIAOFang1,ZHOUWeixin3,BAITing1,LIUKunping1

(1.School of Pharmacy and Bioengineering, Chengdu University, Chengdu 610106, China;2.Sichuan Academy of Chinese Medicine Sciences, Chengdu 610041, China;3.Zhanglan School, Chengdu University, Chengdu 610106, China)

Abstract:objective:The paper is going to analyze the concentration of calcium and magnesium in radix salvia miltiorrhiza by the laser-induced breakdown spectroscopy.The laser beam which is 1064 nm focuses on the surface of the sample through beam propagation system,and fusion is done on the sample,and plasma is generated in order to stimulate the elements which are going to be tested.Meanwhile,a high resolution spectrograph is used to collect spectrum and the calibration curve between the ionic concentration of calcium and magnesium in the sample and laser-induced breakdown spectrum tensity is established.The results show that the linear correlation coefficient of calcium and magnesium is 0.9981 and 0.9998,respectively.Finally,a conclusion is drawn that this study proves that laser induced breakdown spectroscopy technology can be used to test the calcium and magnesium in radix salvia miltiorrhiza.

Key words:laser-induced breakdown spectroscopy technology;radix salvia miltiorrhiza;calcium;magnesium

中圖分類號：R284.1；O657.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

通訊作者：劉濤(1976 — )， 男， 博士， 研究員， 從事中成藥新藥開發(fā)與再評價工作.

基金項目：四川省中醫(yī)藥管理局中醫(yī)藥科學(xué)技術(shù)研究(2014F004)、 四川省科技廳自然科學(xué)基金(2014SZ0136)資助項目.

收稿日期：2015-11-10.

文章編號：1004-5422(2016)01-0009-04