閆 峻，謝勝凱，劉瑞萍，曾 遠(yuǎn)，馮 碩，崔建勇，郭冬發(fā)

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100029）

菘藍(lán)（isatis indigotica Fort.）是十字花科草本植物，主要分布于我國的河北、江蘇、安徽、河南、山西、浙江、山東、廣西等地，其根和葉分別為板藍(lán)根和大青葉；馬藍(lán)（baphicacabnthus cusia（nees） bremek）是爵床科植物，主要分布于我國的福建、四川，云南、湖南、江西、貴州和廣東等地，其根和葉分別為南板藍(lán)根和南大青葉。菘藍(lán)和馬藍(lán)均為工業(yè)上常用染料的原料，同時也是臨床常用中藥材，具有清熱解毒、涼血消斑和利咽等功效，主要用于治療發(fā)熱咽痛、瘟疫時毒、 痄腮和丹毒等［1-3］。

目前，對菘藍(lán)和馬藍(lán)的研究主要集中在對其有機化學(xué)成分的分析和藥理作用的評價等方面［4-6］，但是對其微量營養(yǎng)元素等研究的較少?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，微量元素對人體健康、生長發(fā)育和防病治病有著密切的關(guān)系，尤其是微量元素可以調(diào)節(jié)人體機能［7-8］。同時有研究表明，微量營養(yǎng)元素首先被植物根部吸收，一部分在根部累積，另一部分輸送到植物體的地上部分并富集，從而形成了營養(yǎng)元素在植物體根、莖、葉、花和果實等器官的分布差異［9］。

目前，微量元素的測定方法主要有原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法和電感耦合等離子體發(fā)射光譜法等［10］。本研究采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法和電感耦合等離子體光譜法，對相同產(chǎn)地、相同生長時間的菘藍(lán)和馬藍(lán)的地下部分（板藍(lán)根和南板藍(lán)根）和地上部分（大青葉和南大青葉）及其種植地土壤中的20種金屬元素含量進(jìn)行測定，從而發(fā)現(xiàn)菘藍(lán)和馬藍(lán)根和葉種營養(yǎng)元素的差異，并對營養(yǎng)元素在土壤—根—葉體系中的分布特征進(jìn)行研究。

1 實驗儀器和試劑

1.1 實驗儀器

NexION 300 D電感耦合等離子體質(zhì)譜儀和5300 DV電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀均為美國鉑金埃爾默公司產(chǎn)品。

1.2 實驗材料和試劑

菘藍(lán)和馬藍(lán)的干燥根和葉，產(chǎn)地為四川省成都市，由北京中醫(yī)藥大學(xué)提供，并經(jīng)北京中醫(yī)藥大學(xué)劉永剛教授鑒定；硝酸、鹽酸、氫氟酸，MOS級，天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司；多元素溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液，美國Inorganic Ventures公司產(chǎn)品；純水為實驗室自制去離子水，符合GB/T 6682—2008的要求。

2 實驗方法

2.1 樣品及標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備

2.1.1 植物菘藍(lán)和馬藍(lán)樣品的制備

將菘藍(lán)和馬藍(lán)根和葉干燥至恒重，粉碎，過100目篩，密封保存。測量前將植物樣品粉末置于80℃烘箱中干燥4 h，準(zhǔn)確稱取0.2 g樣品置于聚四氟乙烯坩堝中，加入3 mL HNO3，蓋上蓋子，將坩堝放在50℃電熱板上加熱48 h，坩堝冷卻后，打開蓋子放在100℃電熱板上加熱，蒸至近干，再加入0.5 mL硝酸蒸至近干，加入1 mL硝酸和1 mL去離子水，蓋上蓋子后置于130℃電熱板上加熱3 h，將溶液轉(zhuǎn)入聚四氟乙稀塑料瓶中，并用去離子水定容至20 mL。

2.1.2 種植地土壤樣品的制備

將菘藍(lán)和馬藍(lán)種植地土壤干燥，粉碎，過100目篩，密封保存。測量前將土壤樣品粉末置于80℃烘箱中干燥4 h，準(zhǔn)確稱取50 mg樣品置于聚四氟乙烯坩堝中，加入1 mL鹽酸、1 mL硝酸和3 mL氫氟酸，蓋上蓋子，放在185℃電熱板上，加熱48 h，坩堝冷卻后，打開蓋子放在170℃電熱板上加熱，蒸至近干，再加入0.5 mL硝酸蒸至近干，加入1 mL硝酸和1 mL去離子水，蓋上蓋子后置于130℃電熱板上加熱3 h，將溶液轉(zhuǎn)入聚四氟乙稀塑料瓶中，并用去離子水定容至50 mL。

2.1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備

采用多元素混合標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，母液濃度均為10.0 mg·L-1， 將標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋至 1.0、5.0、10.0、 20.0 和 50.0 μg·L-1，做標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。以10 μg·L-1的Rh溶液作為在線內(nèi)標(biāo)對樣品進(jìn)行測試，在線內(nèi)標(biāo)溶液與樣品溶液通過一個三通混合后進(jìn)入霧化器。

2.2 儀器條件

2.2.1 電感耦合等離子體質(zhì)譜法

植物菘藍(lán)和馬藍(lán)以及種植地土壤中Li、Be、 Cu、 Zn、 Cr、 Co、 V、 Ni、 Ga、 Sr、 Sb、Ba、Bi和Tl元素采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法進(jìn)行測量，冷卻氣流速17 L·min-1，輔助氣流速 1.2 L·min-1， 樣品氣流速 0.92 L·min-1，駐留時間為 30 ms， 測量時泵速 20 r·min-1，測量時間為16 s，檢測室模式為雙模模式。

2.2.2 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法

植物菘藍(lán)和馬藍(lán)以及種植地土壤中Al、Ca、Fe、K、Mg和Na元素采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法進(jìn)行測量，射頻功率為1 300 W，等離子體氣流量為15 L·min-1，輔助氣流量為 0.2 L·min-1，霧化氣流量為0.8 L·min-1。

3 實驗結(jié)果

3.1 植物菘藍(lán)和馬藍(lán)以及種植地土壤營養(yǎng)元素的測定

植物菘藍(lán)和馬藍(lán)不同生長部位以及種植地土壤中營養(yǎng)元素的含量測定結(jié)果見表1。

由表1可知，植物菘藍(lán)和馬藍(lán)不同部位以及種植地土壤中各營養(yǎng)元素的含量存在一定的差異。菘藍(lán)和馬藍(lán)葉片中的營養(yǎng)元素含量普遍高于根中的營養(yǎng)元素含量，說明隨著植物的生長，營養(yǎng)元素主要集中在菘藍(lán)和馬藍(lán)的葉片部位，其中Ca、Fe、K、Mg、Na元素的含量明顯高于其他元素的含量。

3.2 植物菘藍(lán)和馬藍(lán)對營養(yǎng)元素的富集作用

植物對土壤中的營養(yǎng)元素具有一定的富集作用，其富集強度可以用（X植物/X土壤）來表示［8］。植物菘藍(lán)和馬藍(lán)不同生長部位對營養(yǎng)元素的富集強度見表2。

由表2可見，植物菘藍(lán)和馬藍(lán)不同部位對土壤的富集作用存在一定的差異。其中K、Ni、Cr和Ca在植物菘藍(lán)根中的富集強度最強 ， 分 別 達(dá) 到 了 0.565、 0.406、 0.364和0.340；K、Ca、Zn和Tl在植物菘藍(lán)葉中的富集強度最強，分別達(dá)到了 0.579、0.330、0.254和0.229；Ca、K、Mg和Zn在植物馬藍(lán)根中的富集強度最強，分別達(dá)到了0.955、0.699、 0.254和0.246； K、 Ca、 Mg和Tl在植物菘馬葉中的富集強度最強，分別達(dá)到了2.083、 1.577、 0.386 和 0.327。

表1 植物菘藍(lán)和馬藍(lán)以及種植地土壤中營養(yǎng)元素的含量/（mg·kg-1）Table 1 Contents of nutrient elements/（mg·kg-1） in isatis indigotica， baphicacabnthus cusia （nees） bremek and the soil

表2 植物菘藍(lán)和馬藍(lán)對營養(yǎng)元素的富集作用Table 2 Enrichment effect of isatis indigotica and baphicacabnthus cusia （nees） bremek on nutrient elements

4 結(jié)論與建議

植物菘藍(lán)和馬藍(lán)的根（板藍(lán)根、南板藍(lán)根）和葉（大青葉、南大青葉）及葉經(jīng)過加工制得的產(chǎn)物（青黛）具有廣泛的工業(yè)應(yīng)用和藥用價值，特別是在 “非典”和 “流感”等特殊時期，菘藍(lán)和馬藍(lán)的根和葉以其獨有的抗病毒、抗炎、抗菌和免疫增強活性，在特殊時期均做出了特殊的貢獻(xiàn)，同時作為常用有機染料在工業(yè)上也具有較為廣泛的應(yīng)用。本研究采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法和電感耦合等離子體光譜法對植物菘藍(lán)和馬藍(lán)的不同部位及其種植地土壤中的營養(yǎng)元素含量及其對營養(yǎng)元素的富集作用進(jìn)行了評價。菘藍(lán)和馬藍(lán)葉片中的營養(yǎng)元素含量高于根中的營養(yǎng)元素含量，其中Ca、Fe、K、Mg和Na元素的含量明顯高于其他元素的含量。對營養(yǎng)元素富集作用的結(jié)果表明，植物菘藍(lán)中K和Ca對營養(yǎng)元素的富集作用最強，植物馬藍(lán)中K、Ca和Mg的富集強度最強。

從整體上看，菘藍(lán)和馬藍(lán)對土壤中營養(yǎng)元素的富集作用較弱，說明土壤營養(yǎng)元素中有效營養(yǎng)元素含量較低。同時，在今后的研究中可以考慮通過K、Ca和Mg等富集強度較高的營養(yǎng)元素進(jìn)行植物營養(yǎng)成分示蹤研究。