收稿日期：2023-09-25

基金項目：陜西省教育廳專項科研計劃項目（21JK0511）；陜西省重點研發(fā)計劃項目（2021SF-378）；陜西高校青年科技創(chuàng)新團隊項目（陜教［2019］90號）

作者簡介：程 芬（1987-），女，陜西咸陽人，副教授，碩士，主要從事中藥質(zhì)量控制研究，（電話）15686128980（電子信箱）715684946@qq.com；通信作者，胡本祥（1960-），男，陜西寶雞人，教授，碩士，主要從事中藥質(zhì)量控制標準及中藥規(guī)范化栽培技術(shù)研究，（電話）13891085127（電子信箱）hbx800823@126.com。

程 芬，楊長花，宋艷麗，等. 不同產(chǎn)地側(cè)柏葉中無機元素的含量測定及評價［J］. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2024，63（7）：158-164．

摘要：采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）測定不同產(chǎn)地側(cè)柏［Platycladus orientalis（L.） Franco］葉中無機元素含量，并進行方法學(xué)驗證，采用SPSS軟件進行聚類分析和主成分分析，對其特征元素進行評價。結(jié)果表明，標準樣品中26種元素的線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)（R2）≥0.995 3，各元素的檢出限在0.002 0～4.222 6 ng/mL，精密度、穩(wěn)定性、重復(fù)性符合要求，各元素的平均加樣回收率在84.1%～123.6%，相對標準偏差在0.7%～4.5%；28批側(cè)柏葉樣品中檢測出24種無機元素，含量差異較大，其中，側(cè)柏葉樣品K、Ca、Mg的含量均超過1 000 mg/kg，Cd、As、Hg、Cu含量均在《中華人民共和國藥典：一部》規(guī)定的限度范圍內(nèi)，Pb含量為0.602～9.337 mg/kg，有6批側(cè)柏葉樣品超出限度；主成分分析顯示Fe、Ti、Ca、Ni、Al、Mn、Zn、K為側(cè)柏葉的主要特征性元素；聚類分析顯示，地理位置相近的產(chǎn)地能較好地聚為一類，表明側(cè)柏葉中無機元素含量存在明顯的地域特征。建立的方法操作簡便，分析速度快，靈敏度高，可用于側(cè)柏葉中無機元素含量的測定。

關(guān)鍵詞：側(cè)柏［Platycladus orientalis（L.） Franco］葉；無機元素；聚類分析；含量測定；評價

中圖分類號：R284.1 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2024）07-0158-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.07.026 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

Determination and evaluation of inorganic elements content in Platycladus orientalis leaves from different regions

CHENG Fen1，YANG Chang-hua1，SONG Yan-li 1，DU Bei1，HU Ben-xiang1.2

（1. School of Medicine， Shaanxi Institute of International Trade & Commerce， Xi’an 712046，China；

2. School of Pharmacy， Shaanxi University of Chinese Medicine， Xi’an 712046，China）

Abstract： The content of inorganic elements in Platycladus orientalis leaves from different regions was determined by inductively coupled plasma mass spectrometry （ICP-MS）， and methodological validation was carried out. Cluster analysis and principal component analysis were conducted using SPSS software to evaluate the characteristic elements. The results indicated that the linear relationship between the 26 elements in the standard sample was good，with correlation coefficient （R2） ≥0 995 3，the detection limit of each element was between 0.002 0 and 4.222 6 ng/mL，precision， stability， and repeatability met the requirements，and the average sample recovery rate of each element ranged from 84.1% to 12.3.6%， with a relative standard deviation of 0.7% to 4.5%；24 inorganic elements were detected in 28 batches of Platycladus orientalis leaves samples， with significant differences in content，among them， the content of K， Ca， and Mg in the Platycladus orientalis leaves sample exceeded 1 000 mg/kg， and the content of Cd， As， Hg， and Cu were all within the limit range specified in the Pharmacopoeia of the People’s Republic of China： volume Ⅰ. The Pb content ranged from 0.602 to 9.337 mg/kg， with 6 batches of Platycladus orientalis leaves exceeding the limit；principal component analysis showed that Fe， Ti， Ca， Ni， Al， Mn， Zn， and K were the main characteristic elements of Platycladus orientalis leaves；cluster analysis showed that production areas with similar geographical locations could be well clustered together， indicating that there were obvious regional characteristics in the content of inorganic elements in Platycladus orientalis leaves. The established method was easy to operate， fast in analysis speed， and highly sensitive， and could be used for the determination of inorganic elements content in Platycladus orientalis leaves.

Key words： Platycladus orientalis leaves；inorganic elements； cluster analysis； content determination； evaluation

側(cè)柏葉為柏科植物側(cè)柏［Platycladus orientalis（L.） Franco］的干燥枝梢及葉［1］，具有涼血止血、化痰止咳、生發(fā)烏發(fā)的作用，臨床用于治療各種出血證，肺熱咳嗽，血熱脫發(fā)及須發(fā)早白等。側(cè)柏葉中含有槲皮素、槲皮苷、山奈酚、揮發(fā)油等成分，藥理試驗表明，側(cè)柏葉具有抗炎、抑菌、祛痰、平喘等功效［2，3］。

中藥材含有多種無機元素，研究人員發(fā)現(xiàn)不同元素攝入量與人體的新陳代謝、生長發(fā)育和疾病的發(fā)生存在關(guān)聯(lián)［4］，K、Ca、Na、Mg等元素是人體的重要組成部分，F(xiàn)e、Mn、Se等微量元素在人體的許多生理過程（如細胞代謝、免疫反應(yīng)和基因表達等）中發(fā)揮重要作用，而Hg、Cu、As、Cd、Pb等重金屬元素易在人體腎、脾、肝等器官中積累而造成不同程度的損害［5］?！吨腥A人民共和國藥典：一部》（以下簡稱《中國藥典》）已對28種藥材及飲片中Pb、Cd、As、Hg、Cu重金屬元素做了限量要求。微量元素對植物的生長發(fā)育具有重要作用，也是其藥性物質(zhì)基礎(chǔ)的重要組成部分，同時對人體許多生物分子（如蛋白質(zhì)、酶、生長調(diào)節(jié)劑等）的活性起關(guān)鍵調(diào)控作用［6］。此外，中藥無機元素含量及分布特征還與產(chǎn)地、氣候等因素密切相關(guān)［7］。

目前中藥材中微量元素測定的方法主要有原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）等。原子吸收光譜法和原子熒光光譜法只能測定單一元素含量，不能同時測定多種元素含量，且靈敏度低、耗時較長。電感耦合等離子體發(fā)射光譜法和電感耦合等離子質(zhì)譜法在測定痕量元素中具有較大優(yōu)勢，可以同時測定多種元素，且測定速度快、靈敏度高［8］。電感耦合等離子體質(zhì)譜法具有檢出限低、質(zhì)譜干擾少、多元素同時測定等優(yōu)勢，可用于中藥材無機元素的測定［9，10］。側(cè)柏葉在中國分布廣泛，不同產(chǎn)地的藥材存在一定差異，分析其中元素差異可用于產(chǎn)地溯源及質(zhì)量評價［11］?；诖耍狙芯坷肐CP-MS法對不同產(chǎn)地側(cè)柏葉樣品中無機元素的含量進行分析，探討不同產(chǎn)地側(cè)柏葉中無機元素的分布特點及規(guī)律，為藥材質(zhì)量評價提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 儀器與材料

1.1 儀器

ZRX-16801型趕酸儀（上海博通化學(xué)科技有限公司）；DHG-9075A型鼓風干燥箱（上海助藍儀器科技有限公司）；Antonpaar微波消解儀（蘇州賽恩斯儀器有限公司）；TE124S型電子分析天平［賽多利斯斯泰迪生物設(shè)備（北京）有限公司］；電感耦合等離子體質(zhì)譜儀［賽默飛世爾科技（中國）有限公司］；多功能粉碎機（浙江永康榮浩工貿(mào)有限公司）；Milli-Q Advantag超純水發(fā)生器［密理博（中國）有限公司］。

1.2 材料

Hg（1 000 μg/mL，批號207031-1）、Cu（1 000 μg/mL，批號206020-1）、Cd（1 000 μg/mL，批號204046-5）、Pb（1 000 μg/mL，批號204029-8）、As （1 000 μg/mL，批號207003-1），均購自國標（北京）檢驗認證有限公司；21種元素混合對照品溶液（含Na、B、Mg、Al、Ti、K、Cr、Ca、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Se、Mo、Sr、Sn、Sb、Ba、Tl，批號20DB390），購自國家有色金屬及電子材料分析測試中心，各元素質(zhì)量濃度均為100 μg/mL。內(nèi)標溶液鍺（Ge）（1 000 μg/mL，批號207002），購自國家有色金屬及電子材料分析測試中心；內(nèi)標溶液銦（In）（1 000 μg/mL，批號203044-2），購于國標（北京）檢驗認證有限公司。

收集不同產(chǎn)地的側(cè)柏葉樣品（28批），編號與來源如表1所示，側(cè)柏葉樣品經(jīng)陜西國際商貿(mào)學(xué)院胡本祥教授鑒定為柏科植物側(cè)柏［Platycladus orientalis（L.） Franco］的干燥枝梢和葉，符合本試驗要求。

2 方法

2.1 供試品溶液的制備

取不同產(chǎn)地的側(cè)柏葉樣品，60 ℃干燥2 h，粉碎過2號篩，精密稱取0.25 g，置于聚四氟乙烯消解管中，加硝酸6 mL，進行預(yù)消解、消解、趕酸。結(jié)束后冷卻至室溫，將消解液轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，去離子水清洗消解管2～3次，洗液轉(zhuǎn)移至容量瓶中，加Au單元素標準溶液（1 μg/mL）200 μL，去離子水稀釋至刻度，搖勻，即得。同法制得樣品空白溶液。微波消解儀工作程序如表2所示。

2.2 元素標準品溶液的制備

分別精密移取適量的對照品溶液，用10% HNO3溶液稀釋配制標準品儲備液。分別精密移取標準品儲備液，用2%硝酸溶液稀釋，分別制成B、Na、Mg、Al、Ti、K、Cr、Ca、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Se、Mo、Sr元素含量為5.00、15.00、25.00、50.00、75.00、100.00、200.00、500.00、1 000.00、2 000.00、5 000.00 ng/mL，Sn、Sb、Ba、Tl元素的含量為0.05、0.10、0.50、1.00、2.00、5.00、15.00、25.00、50.00、75.00、100.00、200.00 ng/mL的標準品溶液。精密移取適量的Cu、As、Cd、Pb、Hg對照品溶液，依次稀釋，制成含Cu的標準品溶液（5.00、10.00、25.00、50.00、100.00、200.00、500.00 ng/mL），含As的標準品溶液（0.25、0.50、1.25、2.50、5.00、10.00、25.00 ng/mL），含Cd 的標準品溶液（0.25、0.50、1.25、2.50、5.00、10.00、25.00 ng/mL），含Pb的標準品溶液（0.50、1.00、2.50、5.00、10.00、20.00、50.000 ng/mL），含Hg的標準品溶液（0.10、0.20、0.50、1.00、2.00、5.00 ng/mL），均為臨用時現(xiàn)配。

2.3 質(zhì)控溶液配制

在聚四氟乙烯消解管中加入Hg元素質(zhì)控樣品0.25 g，參照“2.1”供試品溶液制備的方法，即得質(zhì)控溶液。

2.4 內(nèi)標溶液配制

分別精密移取適量的Ge和In元素標準溶液，用10% HNO3稀釋，配制成含量為1 μg/mL的混合內(nèi)標儲備液。精密移取混合內(nèi)標儲備液，用2% HNO3溶液稀釋，配制成含量為20 ng/mL的溶液，作為內(nèi)標溶液。

2.5 ICP-MS工作條件

采用氦氣碰撞-動能歧視模式進行樣品分析，RF功率為1 548.6 W，霧化室溫度為2.6 ℃，輔助氣體流量為0.798 L/min，冷卻氣體流量為14 L/min，霧化氣體流量為1.018 L/min，蠕動泵泵速為40.0 r/min，駐留時間為0.05 ms，掃描次數(shù)為25次，反應(yīng)池氣（He）體積流量為5.4 mL/min，取樣錐為Ni錐，采樣深度為10 mm。

2.6 測定方法

測定Na、B、Mg、Al、Ti、K、Cr、Ca、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Mo、Sr、Sn、Cd、Sb、Ba、Tl、Pb、Hg共26種無機元素的含量，其中相對原子質(zhì)量小于100的元素用Ge作為內(nèi)標，相對原子質(zhì)量大于100的元素用In作為內(nèi)標。以標準品的含量為橫坐標（X），以測量值與內(nèi)標測量值（3次讀數(shù)的平均值）為縱坐標（Y），繪制標準曲線，根據(jù)標準曲線計算元素的含量，計算公式如下。

[X=（C-C0）×V×fm×1 000]

式中，X為樣品中待測元素的含量（mg/kg）；C為樣品中待測元素opCC8HmViulYAR2E3S0y2Q==的濃度（ng/mL）；C0為空白樣品中待測元素的濃度（ng/mL）；V為樣品總體積（mL）；m為樣品質(zhì)量（g）；f為稀釋因子。

3 結(jié)果與分析

3.1 線性與檢出限

精密吸取不同濃度的各元素標準品溶液，依次進樣分析，結(jié)果如表3所示。26種元素線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)（R2）≥0.995 3，檢出限在0～4.222 6 ng/mL。

3.2 精密度考察

取對照品溶液適量，按ICP-MS條件連續(xù)進樣6次，記錄儀器響應(yīng)值。結(jié)果表明，Cd、Pb、As、Hg、Cu、B、Na、Mg、Al、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Sb、Ni、Zn、Se、Sr、Mo、Sn、Tl、Ba儀器響應(yīng)值的相對標準偏差（RSD）在0.9%～4.7%，表明儀器精密度良好。

3.3 穩(wěn)定性試驗

取側(cè)柏葉樣品（S2），精密稱定，按照“2.1”的方法制備供試品溶液，分別于 0、1、2、4、6、10、12 h 測定，各元素相對標準偏差在0.8%～4.1%，表明樣品溶液在12 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。

3.4 重復(fù)性試驗

取側(cè)柏葉樣品（S2），精密稱定，按照“2.1”的方法平行制備6份供試品溶液，各元素相對標準偏差在0.5%～4.3%，表明試驗重復(fù)性良好。

3.5 加樣回收率試驗

取已知含量的側(cè)柏葉樣品（S2），共6份，每份0.2 g，加入5%氫氟酸溶液30 mL，再加入50.0 μg/L混合對照品溶液1 mL，按照“2.1”的方法制備供試品溶液，再按“2.5”ICP-MS條件進樣測定，記錄儀器響應(yīng)值并計算加樣回收率。各元素的平均加樣回收率在84.1%～123.6%，相對標準偏差在0.7%～4.5%，表明該方法準確可靠，能滿足側(cè)柏葉樣品中各元素的含量測定。

3.6 樣品含量的測定

精密稱取側(cè)柏葉樣品0.25 g，按照“2.1”的方法制備樣品溶液。按照“2.6”的方法測定含量（n=3），檢測結(jié)果如表4所示。結(jié)果表明，28批側(cè)柏葉樣品中檢測出24種無機元素，含量差異較大。其中，樣品K、Ca、Mg的含量均超過1 000 mg/kg，Al的含量在405.716～1 089.485 mg/kg，Na、B、Ti、Cr、Mn、Fe、Zn、Sr、Ba的含量在3.949～1 068.960 mg/kg，Cu、Pb、V、Ni的含量在0.602～9.673 mg/kg，其他無機元素的含量大多小于1.000 mg/kg。根據(jù)《中國藥典》規(guī)定，Pb含量不得超過5 mg/kg，Cd含量不得超過1 mg/kg，As含量不得超過2 mg/kg，Hg含量不得超過 0.2 mg/kg，Cu含量不得超過20 mg/kg［1］。28批側(cè)柏葉樣品中，Pb含量為0.602～9.337 mg/kg，有6批樣品超出規(guī)定限度；Cd含量為0.014～0.586 mg/kg，未超出規(guī)定限度；As含量為0.113～0.982 mg/kg，未超出規(guī)定限度；Hg含量為0.014～0.198 mg/kg，未超出規(guī)定限度；Cu含量為1.231～8.185 mg/kg，未超出規(guī)定限度。Cd、As、Hg、Cu含量均在國家規(guī)定的限度范圍內(nèi)，僅Pb含量超標。

3.7 主成分分析

對28個產(chǎn)地的側(cè)柏葉無機元素含量進行主成分分析（PCA），PCA是利用降維的思想，把多指標轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個綜合指標。主成分的初始特征值和方差貢獻率如表5所示。6個主成分的特征值均大于1.000，累計方差貢獻率達85.010%，對6個主成分因子進行分析，結(jié)果如表6所示。主成分1中Fe、Ti、Ca、Ni、Al、Mn的載荷系數(shù)絕對值較大，主成分2中Zn、K的載荷系數(shù)絕對值較大，其他主成分中各元素的載荷系數(shù)絕對值均小于0.800，結(jié)果表明，F(xiàn)e、Ti、Ca、Ni、Al、Mn、Zn、K為側(cè)柏葉的主要特征性元素。

3.8 聚類分析

對不同產(chǎn)地的側(cè)柏葉無機元素含量進行聚類分析，用組間聯(lián)接方法、平均 Euclidean距離進行層次聚類，從元素的角度探討不同產(chǎn)地側(cè)柏葉26種無機元素的差異性。結(jié)果顯示，當平均Euclidean距離為19時，28批樣品共分為4類，結(jié)果如圖1所示。

聚類分析結(jié)果顯示，四川省、廣西、山東省、安徽省、河北省聚為第一類，陜西省聚為第二類，云南省曲靖市馬龍縣、云南省玉溪市江川縣、云南省昆明市晉寧縣聚為第三類，云南省麗江市永勝縣聚為第四類，說明地理位置相近的產(chǎn)地能較好地聚為一類，表明側(cè)柏葉中無機元素含量存在明顯的地域特征。綜上，本試驗通過對側(cè)柏葉無機元素含量測定，對修訂完善側(cè)柏葉質(zhì)量標準，保證藥材有效性和安全性提供了數(shù)據(jù)支撐。

4 小結(jié)與討論

對不同產(chǎn)地側(cè)柏葉樣品中重金屬進行分析，Cd、As、Hg、Cu含量均在國家規(guī)定的限度范圍內(nèi)，僅有Pb含量超標。Pb在S25樣本（陜西省咸陽市）中含量最高，為 9.337 mg/kg。重金屬含量是評價中藥材安全性的重要指標，準確測定中藥材重金屬含量可為中藥材質(zhì)量控制和臨床用藥的安全性提供科學(xué)依據(jù)。

28批側(cè)柏葉樣品中檢測出24種無機元素，含量差異較大。側(cè)柏葉樣品中K含量最高，K是多種酶的活化劑，在代謝過程中起著重要作用，促進光合作用和氮代謝，提高植物對氮的吸收利用。微量元素中Fe含量較高，F(xiàn)e是合成葉綠素必需的元素，與光合作用有密切關(guān)系。

主成分分析顯示Fe、Ti、Ca、Ni、Al、Mn、Zn、K為側(cè)柏葉的主要特征性元素。聚類分析結(jié)果顯示地理位置相近的產(chǎn)地能較好地聚為一類，表明側(cè)柏葉中無機元素含量存在明顯的地域特征。

參考文獻：

［1］ 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典：一部［M］.北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2020.225.

［2］ 張瑞峰，曾 陽，劉力寬，等.側(cè)柏葉的化學(xué)成分與藥理學(xué)作用研究進展［J］.中國野生植物資源，2021，40（4）：53-56.

［3］ 白雅黎，朱向東，蘭雨澤，等.側(cè)柏葉的臨床應(yīng)用及其用量［J］.長春中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報，2020，36（6）：1123-1126.

［4］ 趙會明.淺談化學(xué)元素與人體健康［J］.甘肅聯(lián)合大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2010，24（S2）：110-112.

［5］ 李淑芹，翟俊民.微量元素與人體健康的關(guān)系［J］.中國地方病防治雜志，2008，23（6）：433-434.

［6］ 李韻雪，閔遠洋，麥晉賢，等.崗梅藥材重金屬生物可給性及其人體健康風險評價［J］.生態(tài)毒理學(xué)報，2022，17（2）：402-412.

［7］ 代 磊，鄒佳佳，徐小力，等.電感耦合等離子體質(zhì)譜法分析不同產(chǎn)地使君子中的無機元素及健康風險評估［J］.醫(yī)藥導(dǎo)報，2023，42（8）：1204-1210.

［8］ 劉先華，周 安.微量元素分析技術(shù)在中醫(yī)藥研究中應(yīng)用概況［J］.安徽中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報，2019，38（4）：90-92.

［9］ 李 建，黃宇思，賴 慧，等.ICP-MS法用于不同產(chǎn)地大葉茜草中9種微量元素的含量測定及質(zhì)量評價［J］.西北藥學(xué)雜志，2022，37（5）：8-14.

［10］ 張 玲，劉桂建.不同品種藥用菊花無機元素含量特征分析［J］.中成藥，2022，44（7）：2414-2417.

［11］ 孔維新.側(cè)柏葉中微量元素的測定［J］.棗莊學(xué)院學(xué)報，2009， 26（5）：130-134.