礦物藥青礞石、煅青礞石無(wú)機(jī)元素的ICP-MS分析Δ

劉圣金，吳德康，林瑞超，劉訓(xùn)紅，胡秋萍，孔慶友

（1.南京中醫(yī)藥大學(xué)，南京市 210046；2.中國(guó)藥品生物制品檢定所，北京市 100050；3.南京大學(xué)，南京市 210093）

礦物藥青礞石、煅青礞石無(wú)機(jī)元素的ICP-MS分析Δ

劉圣金1＊，吳德康1#，林瑞超2，劉訓(xùn)紅1，胡秋萍1，孔慶友3

（1.南京中醫(yī)藥大學(xué)，南京市 210046；2.中國(guó)藥品生物制品檢定所，北京市 100050；3.南京大學(xué)，南京市 210093）

目的：測(cè)定青礞石及其煅制品中無(wú)機(jī)元素的含量。方法：采用電感耦合等離子體-質(zhì)譜法分析青礞石與煅青礞石中的無(wú)機(jī)元素，用SPSS16.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分和相關(guān)性分析。結(jié)果：檢測(cè)了青礞石、煅青礞石中的25種元素，其中Si、Fe、Mg、Al、Ca、K、Na 7種元素為兩者的主要成分，累積貢獻(xiàn)率分別達(dá)到90.700%和100.000%。Ti的平均含量也較高，分別達(dá)到6.3562mg·g-1和5.5546mg·g-1。部分元素間顯示出一定的相關(guān)性。煅青礞石的無(wú)機(jī)元素含量大多較青礞石的含量低。結(jié)論：本試驗(yàn)結(jié)果可為青礞石藥材的有效性、安全性評(píng)價(jià)及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定提供科學(xué)的參考依據(jù)。

礦物藥；青礞石；煅青礞石；無(wú)機(jī)元素；電感耦合等離子體-質(zhì)譜法

青礞石（Chloriti lapis）為臨床常用礦物藥，應(yīng)用歷史悠久，系變質(zhì)鹽類(lèi)黑云母片巖或綠泥石化云母碳酸鹽片巖[1]。始載于《嘉本草》。性平，味甘、咸。具墜痰下氣、平肝鎮(zhèn)驚之功效，用于治療頑痰膠結(jié)、咳逆喘急、癲癇發(fā)狂、煩躁胸悶、驚風(fēng)抽搐[2]。現(xiàn)行版《中國(guó)藥典》收載含青礞石的成方制劑有兒童清肺丸、貝羚膠囊與竹瀝達(dá)痰丸，所用青礞石均為煅制品。目前市場(chǎng)商品多為青礞石生品，煅制品商品極少。近年來(lái)，中藥材中微量元素與其療效的關(guān)系日益受到關(guān)注，其所含元素的種類(lèi)及含量是中藥質(zhì)量評(píng)價(jià)的非常重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[3]。礦物藥作為中藥的一個(gè)重要組成部分，其安全性已引起現(xiàn)代社會(huì)的重視，對(duì)其中的元素分析包括重金屬及有害元素的分析顯得尤為重要。本文采用電感耦合等離子體-質(zhì)譜（ICP-MS）法對(duì)不同產(chǎn)地的商品青礞石、煅青礞石中的無(wú)機(jī)元素進(jìn)行分析比較，為青礞石、煅青礞石的有效性、安全性評(píng)價(jià)及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定提供科學(xué)的參考依據(jù)。

1 儀器與試藥

OptimaTM2100DV ICP-MS儀（美國(guó)Perkin Elmer公司）；ETHOS型微波消解系統(tǒng)（意大利Milestone公司）；DF110型電子分析天平（常熟衡器工業(yè)公司）；DHG-9023A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（蘇州江東精密儀器有限公司）。

含有鋁（Al）、砷（As）、鋇（Ba）、鈹（Be）、鉍（Bi）、鎘（Cd）、鈷（Co）、鉻（Cr）、銅（Cu）、鐵（Fe）、鎂（Mg）、錳（Mn）、鎳（Ni）、銻（Sb）、錫（Sn）、鈦（Ti）、釩（V）、鋅（Zn）、鋯（Zr）的多元素標(biāo)準(zhǔn)品溶液（100μg·g-1，國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心，GSB 04-1766-2004）；Fe（GSB 04-1726-2004）、Al（GSB 04-1713-2004）、Mg（GSB 04-1735-2004）、鈣（Ca，GSB 04-1720-2004）、鉀（K，GSB 04-1751-2004）、鍶（Sr，GSB 04-1754-2004）、汞（Hg，GSB 04-1729-2004）、鉛（Pb，GSB 04-1742-2004）的單元素標(biāo)準(zhǔn)品溶液（1000mg·L-1，國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心）；工業(yè)高純氬氣（上海比歐西氣體工業(yè)有限公司）；70%HNO3、36%HCl為優(yōu)級(jí)純，HF、硼酸為分析純，水為雙重蒸餾水。

所有的青礞石、煅青礞石供試品均為實(shí)地收集或由相關(guān)單位提供，經(jīng)南京大學(xué)地質(zhì)專(zhuān)家孔慶友教授鑒定為黑云母片巖或綠泥石化云母碳酸鹽片巖，留樣保存于南京中醫(yī)藥大學(xué)中藥鑒定教研室。青礞石供試品來(lái)源見(jiàn)表1。

表1 青礞石供試品來(lái)源Tab1 Sample sources of C.lapis

2 試驗(yàn)方法

2.1 消解液體系的優(yōu)化

青礞石作為礦物藥，相對(duì)于植物藥較難消解，故本試驗(yàn)選擇不同的消解液進(jìn)行消解液體系的優(yōu)化，根據(jù)消解液有無(wú)殘?jiān)褪欠癯吻遄鳛橄鈨?yōu)化的指標(biāo)。最終確定加入濃HNO33mL、濃HCl 6mL、HF 2mL、硼酸0.2g的消解液為最優(yōu)體系。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備

根據(jù)供試品中待測(cè)元素的水平配制對(duì)照品溶液。依次測(cè)定25種無(wú)機(jī)元素的系列濃度對(duì)照品溶液，以對(duì)照品濃度（c，μg·mL-1）為橫坐標(biāo)，對(duì)照品峰強(qiáng)（I）為縱坐標(biāo)，制備標(biāo)準(zhǔn)曲線，得各元素對(duì)照品的回歸方程和相關(guān)系數(shù)（r），結(jié)果見(jiàn)表2。

2.2.1 多元素對(duì)照品溶液的配制 精密吸取多元素標(biāo)準(zhǔn)品溶液0、0.25、0.5、0.75、1.0mL，準(zhǔn)確加入HNO31.8mL，用去離子水定容至 10mL，分別配制成含 As、Ba、Be、Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Sn、Ti、V、Zn、Zr等元素濃度均為0、2.5、5、7.5、10μg·mL-1的混合對(duì)照品溶液。

2.2.2 P、Hg對(duì)照品溶液的配制 精密吸取P標(biāo)準(zhǔn)品溶液0、0.025、0.05、0.075、0.1mL與 Hg標(biāo)準(zhǔn)品溶液（稀釋為2μg·mL-1）0、0.25、0.5、0.75、1mL，準(zhǔn)確加入HNO30.9mL，用去離子水定容至5mL，配制成含P濃度為0、5、10、15、2.0μg·mL-1與含Hg濃度為0、0.1、0.2、0.3、0.4μg·mL-1的混合對(duì)照品溶液。

2.2.3 Pb、Sr對(duì)照品溶液的配制 分別精密吸取Pb、Sr標(biāo)準(zhǔn)品溶液（稀釋為100μg·mL-1）0、0.05、0.1、0.15、0.2mL，準(zhǔn)確加入HNO30.9mL，用去離子水定容至5mL，配制成含Pb、Sr濃度均為0、1、2、3、4μg·mL-1的混合對(duì)照品溶液。

2.2.4 Fe、Mg、Al、Ca、K、Na對(duì)照品溶液的配制 分別精密吸取Fe、Mg、Al、Ca、K、Na單元素標(biāo)準(zhǔn)品溶液0、0.1、0.2、0.35、0.5mL，準(zhǔn)確加入HNO30.18mL，用去離子水定容至10mL，配制成含F(xiàn)e、Mg、Al、Ca、K、Na為0、10、20、35、50μg·mL-1系列濃度的混合對(duì)照品溶液。

表2 25種無(wú)機(jī)元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線Tab2 Calibration curves of 25inorganic elements

2.2.5 Si對(duì)照品溶液的配制 分別精密吸取Si單元素標(biāo)準(zhǔn)品溶液0、0.25、0.5、0.75、1mL，準(zhǔn)確加入HNO30.18mL，用去離子水定容至10mL，配制成含Si為0、25、50、75、100μg·mL-1系列濃度的對(duì)照品溶液。

2.3 供試品溶液的制備

精密稱(chēng)取供試品粉末（過(guò)200目篩）0.15g，放入100mL聚四氟乙烯消解罐中，精確加入濃HNO33mL、濃HCl 6mL、HF 2mL、硼酸0.2g，置于通風(fēng)櫥中靜置15min，待反應(yīng)不劇烈后加蓋密封，裝入微波消解儀中，按設(shè)定的消解程序（0～10min升溫至220℃；10～30min恒定在220℃）消解，消解完畢后，冷卻至室溫，取出消解罐，在通風(fēng)櫥中將酸揮盡，轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中，用去離子水定容，即為供試品溶液1。由于青礞石供試品中Si、Fe、Mg、Al、Ca、K、Na等元素含量在常量范圍遠(yuǎn)大于單元素標(biāo)準(zhǔn)品溶液，故將供試品溶液1稀釋10倍后作為供試品溶液2，用于Si、Fe、Mg、Al、Ca、K、Na 7種元素的測(cè)定。

2.4 測(cè)定條件與樣品測(cè)定

ICP-MS工作參數(shù)為功率：1300W；冷卻氣流量：1.5L·min-1；載氣流速：0.8L·min-1；輔助氣流量：0.2L·min-1；樣品提升量：1.5mL·min-1。測(cè)量條件為積分時(shí)間：10s；延遲時(shí)間：1s；重復(fù)次數(shù)：1；測(cè)量方式：標(biāo)準(zhǔn)曲線法；讀數(shù)方式：峰強(qiáng)。

取各供試品溶液，依上述條件上機(jī)測(cè)定。

3 結(jié)果

3.1 青礞石中的元素含量分析

青礞石藥材中的元素分析結(jié)果見(jiàn)圖1。圖1顯示，青礞石藥材中，除了Si元素（均值達(dá)到260.8mg·g-1）外，F(xiàn)e、Na、K、Al、Mg、Ca等元素的含量亦較高，均值依次為75.0、39.8、37.5、32.0、25.3、14.4mg·g-1；Sn、Co、Ni、Ba、Be、V、Zr、Sr等元素的均值較低（＜1.0000mg·g-1），尤其是Sn更低（均值為0.0324mg·g-1）；P、Mn、Ti均值相對(duì)較高（＞1mg·g-1），其中Ti均值達(dá)6.3562mg·g-1。

Hg、Pb、Cd、Cr、Cu、As等重金屬及有害元素分析顯示，Pb與As在供試品中均有檢出，但有3個(gè)供試品As含量較高（＞1.0000mg·g-1），最高值為4.5167mg·g-1；Cr的最高值為2.0860mg·g-1，Hg的最高值為1.0007mg·g-1，Cd的最高值為0.1300mg·g-1，Cu的最高值為0.0850mg·g-1。

S2供試品Na、K、Ca含量較其他供試品高，差異較大。S15供試品Si和Fe、S1供試品Fe、S3供試品Ca含量相對(duì)其他供試品較高。

3.2 煅青礞石中的元素含量分析

煅青礞石元素分析結(jié)果見(jiàn)圖2。圖2顯示，鍛青礞石中，除了Si元素（均值達(dá)到191.0mg·g-1）外，F(xiàn)e、K、Na、Al、Mg、Ca等元素的含量亦較高，均值依次為69.6、42.1、24.9、21.5、17.9、6.0mg·g-1。Sn、Zn、Co、Ni、Ba、Be、Mn、V、Z r、Sr等元素的均值較低（＜1.0000mg·g-1），尤其是Sn更低（均值為0.0324mg·g-1）；P、Ti均值相對(duì)較高（＞1.0000mg·g-1），其中Ti均值達(dá)5.5546mg·g-1。

Hg、Pb、Cd、Cr、Cu、As等重金屬及有害元素分析顯示，Pb、Cd、As在供試品中均有檢出，As含量最高值為0.9983mg·g-1，Cr的最高值為0.2267mg·g-1，Hg的最高值為1.2080mg·g-1；Cd最高值為0.0767mg·g-1，Cu的最高值為0.2480mg·g-1。

3.3 主成分分析

3.3.1 原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理 選擇青礞石、煅青礞石中共有的22種無(wú)機(jī)元素進(jìn)行分析，應(yīng)用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件中的主成分分析程序?qū)υ紨?shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

3.3.2 主成分篩選及貢獻(xiàn)率 主成分的特征值及貢獻(xiàn)率是選擇主成分的依據(jù)，青礞石、煅青礞石主成分分析初始解釋原有變量的總體描述情況見(jiàn)表3。從表3中可知，青礞石前7個(gè)主成分（Si、Fe、Mg、Al、Ca、K、Na）的累積貢獻(xiàn)率達(dá)90.700%；煅青礞石前7個(gè)主成分（Si、Fe、Mg、Al、Ca、K、Na）的累積貢獻(xiàn)率達(dá)100.000%，它們代表了青礞石、煅青礞石中無(wú)機(jī)元素的基本信息。

表3 青礞石、煅青礞石主成分特征值和貢獻(xiàn)率（總方差解釋?zhuān)㏕ab3 Characteristic value and contribution rate of main constituents in C.lapis and processed one（total variance exp lanation）

3.4 青礞石、煅青礞石元素比較分析

為了便于比較分析，取25種元素含量的平均值。由于常量元素含量較高，與其他元素相差較大，故將青礞石、煅青礞石常量元素含量縮小10倍，其他元素（除Ti元素外）擴(kuò)大10倍。元素比較分析對(duì)比見(jiàn)圖3。結(jié)果顯示，煅青礞石常量元素中除K含量較生品稍高外，其他含量均小于生品；重金屬及有害元素除Cu外，其他含量均小于生品，其中生品As的平均含量為0.821mg·g-1，煅品為0.344mg·g-1；微量及痕量元素除Zr含量較生品稍高外（煅品為0.109mg·g-1，生品為0.095mg·g-1），其他均含量均小于生品。

3.5 青礞石、煅青礞石中元素含量間的相關(guān)性分析

3.5.1 對(duì)青礞石藥材中元素含量間的相關(guān)性進(jìn)行分析 結(jié)果顯示，青礞石藥材中13對(duì)元素（Fe-Hg、Mg-Ba、Ca-Cd、Ca-Co、K-Na、K-Ni、Na-Ni、Cd-Co、Cd-Mn、Cr-Mn、Cr-Be、Co-Ba、Mn-Be）呈顯著正相關(guān)（P＜0.01）；17對(duì)元素（Si-Cr、Si-Be、Fe-V、Mg-Al、Mg-P、Ca-Ni、Ca-Ba、Cd-Cr、Cd-Ba、Cr-Ni、Cu-Sn、Sn-Co、Sn-Ba、Ni-Mn、Mn-V、V-Be）呈正相關(guān)（P＜0.05）；1對(duì)元素（Si-P）呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05）。正相關(guān)表明青礞石在礦物形成中這些元素對(duì)能夠促進(jìn)相互間的富集，而負(fù)相關(guān)則表明這些元素對(duì)在青礞石礦物形成過(guò)程中能夠相互抑制對(duì)方的富集。

3.5.2 對(duì)煅青礞石中元素含量間的相關(guān)性進(jìn)行分析 結(jié)果顯示，煅青礞石中43對(duì)元素（Si-Sr、Fe-Ca、Fe-Cu、Fe-P、Fe-Co、Fe-Ni、Fe-Mn、Fe-V、Fe-Be、Mg-Al、Mg-Hg、Mg-P、Mg-Ni、Ca-Hg、Ca-P、Ca-Co、Ca-Ni、Ca-Mn、Ca-V、Na-As、Hg-Cr、Hg-P、Hg-Ni、Hg-V、Cr-Ni、Cr-V、Cu-Co、P-Co、P-Ni、P-Mn、Co-Ni、Co-Mn、Co-V、Co-Be、Ni-Mn、Ni-V、Ni-B、Ni-Ti、Ba-Zr、Ba-Sr、Mn-V、Mn-Be、Mn-Ti）呈顯著正相關(guān)（P＜0.01）；26對(duì)元素（Si-Pb、Si-Cr、Si-V、Fe-Hg、Fe-Pb、Fe-Ti、Mg-Ca、Mg-Pb、Ca-Cr、Ca-Be、Hg-Co、Hg-Mn、Hg-Be、Cd-Sn、Cr-P、Cr-Mn、Cr-Ti、Cu-Mn、Cu-Be、P-V、P-Be、P-Ti、Co-Ti、V-Be、V-Ti、Zr-Sr）呈正相關(guān)（P＜0.05）；3對(duì)元素（Si-K、K-Pb、K-Cr）呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01）；3對(duì)元素（Ca-K、K-Mn、K-V）呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05）。其中與10種以上元素有相關(guān)性的元素有Ca、P、V、Ni、Mn、Hg。

4 討論

礦物在富集形成過(guò)程中除主要元素外，常常還有較多伴生元素。本試驗(yàn)可以看出，青礞石中的主要元素有Si、Fe、Mg、Al、Ca、K、Na等7種，另外還含有18種伴生元素（包括重金屬及有害元素、痕量及微量元素）。初步分析表明，不同產(chǎn)地的青礞石中部分元素相差較大，可能與該變質(zhì)巖形成過(guò)程及地域礦物組成有很大關(guān)系。值得注意的是，除了主元素以外，Ti的含量較高，平均含量達(dá)到6.3562mg·g-1。Ti也是人體不可缺少的微量元素，對(duì)于青礞石中較高含量的Ti對(duì)其適應(yīng)證有無(wú)相關(guān)作用，尚需從藥效、藥理等方面進(jìn)一步研究，這樣的探索也是很有意義的。

煅青礞石的元素含量總體較青礞石低，重金屬和有害元素也多有不同程度的下降。目前青礞石的煅制方法沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，有明煅、加火硝煅等多種方法。至于通過(guò)哪種方法煅制，既能降低有害物質(zhì)含量，又不影響療效或者可以增強(qiáng)療效，需要通過(guò)結(jié)合藥效、藥理、毒理、元素間相關(guān)性等方面進(jìn)行具體的研究，篩選出較為科學(xué)的煅制工藝。

青礞石、煅青礞石許多元素間存在一定的相關(guān)性（正相關(guān)或負(fù)相關(guān)），主要是正相關(guān)，這與礦物形成過(guò)程中相關(guān)元素的共同富集是息息相關(guān)的。這對(duì)研究其作用機(jī)制有一定的啟示，是否可以從元素間的相關(guān)性及其之間相互的比例關(guān)系來(lái)探討其作用機(jī)制，有待進(jìn)一步研究。

[1] 國(guó)家藥典委員會(huì)編.中華人民共和國(guó)藥典（一部）[S].2010年版.北京：中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，2010：184.

[2] 國(guó)家中醫(yī)藥管理局《中華本草》編委會(huì)編.中華本草[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1999：294.

[3] 吳擁軍，劉 潔，吳予明，等.中藥巴戟天多糖的測(cè)定及其微量元素分析[J].光譜學(xué)與光譜分析，2005，25（12）：2076.

ICP-MS Analysis of Inorganic Elements of Mineral MedicineChloriti lapisand Processed One

LIU Sheng-jin，WU De-kang，LIU Xun-hong，HU Qiu-ping
（Nanjing University of Traditional Chinese Medicine，Nanjing 210046，China）
LIN Rui-chao
（National Institute for Pharmaceutical and Biological Products Control，Beijing 100050，China）
KONG Qing-you
（Nanjing University，Nanjing 210093，China）

OBJECTIVE：To determine the contents of the inorganic elements inChloriti lapisand processed one.METHODS：The inorganic elements ofC.lapisand processed one were analyzed by inductively coupled plasma-mass spectrography（ICP-MS）.Main components and correlation were analyzed using SPSS16.0software.RESULTS：25inorganic elements were determined.Main components were Si，F(xiàn)e，Mg，Al，Ca，K，Na and cumulative rate reached at 90.700%and 100.000%.Average content of Ti was relatively high and reached 6.3562mg·g-1and 5.5546mg·g-1.And there were correlations among some inorganic elements.The content of inorganic elements in processedC.lapiswas lower than that ofC.Lapis.CONCLUSION：The study provides a scientific reference for effectiveness and safety evaluation and the formulation of quality standard ofC.Lapis.

Mineral medicine；Chloriti lapis；ProcessedChloriti lapis；Inorganic elements；ICP-MS

R282.76；R931.76

A

1001-0408（2011）19-1777-04

Δ“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目子課題（2006BAI55B02-13）；江蘇省普通高校研究生科研創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目（CX09B-282Z）；江蘇省老中醫(yī)藥專(zhuān)家?guī)煶许?xiàng)目（2009）

＊講師，博士研究生。研究方向：中藥鑒定、品質(zhì)評(píng)價(jià)及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。電話：025-85811511。E-mail：13770653305@139.com

#通訊作者：教授。研究方向：中藥鑒定、品質(zhì)評(píng)價(jià)及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。電話：025-85811511。E-mail：wudekang2008@126.com

2010-06-11

2010-08-29）