马鹿角及梅花鹿角脱盘中无机元素分析与评价

陈 毓, 李锋涛, 钱大玮, 蒋 情, 段金廒

（1.江苏农牧科技职业学院, 江苏 泰州 225300； 2.南京中医药大学 江苏省中药资源产业化过程协同创新中心/中药资源产业化与方剂创新药物国家地方联合工程研究中心, 江苏 南京 210023）

马鹿角及梅花鹿角脱盘中无机元素分析与评价

陈 毓1,2, 李锋涛1,2, 钱大玮2*, 蒋 情2, 段金廒2

（1.江苏农牧科技职业学院, 江苏 泰州 225300； 2.南京中医药大学 江苏省中药资源产业化过程协同创新中心/中药资源产业化与方剂创新药物国家地方联合工程研究中心, 江苏 南京 210023）

目的 分析鹿角中的无机元素，为鹿角药材质量控制提供参考。方法 采用微波消解样品，电感耦合等离子体-原子发射光谱法 （ICP-AES） 分析不同产地马鹿角及不同年龄梅花鹿角脱盘中共计 29 种无机元素。 结果 在所有样品中均检测到了 21 种元素， 包括 Ca、 P、 K、 Na、 Mg等 5 种人体必需宏量元素， Fe、 Cu、 Zn、 Mn、 Cr、 Se、 Ni、Mo、 Si、 Sr等 10 种人体必需微量元素; 未检测到 Sn、 As、 Co、 B、 Hg、 V、 Ti、 Zr等 8 种元素。 相关性分析显示有多种元素间呈显著或极显著正相关。马鹿角不同部位无机元素组成相似，2个不同产地马鹿角中同种元素的平均含有量差异较大。除部分元素外，不同年龄梅花鹿角脱盘样品中各元素的量差异不大。结论 研究结果为鹿角药材的质量控制及其资源综合开发与利用提供了科学依据。

无机元素; 微波消解-ICP-AES; 相关性分析; 马鹿角; 梅花鹿角脱盘

鹿角 Cervi Cornu 为梅花鹿 Cervus nippon Temminck 或马鹿 Cervus elaphus Linnaeus的雄鹿已骨化的角或锯茸后翌年春季脱落的角基，分别习称“ 梅花鹿角”、 “马鹿角”、 “鹿角脱盘”［1］。 鹿角临床上应用广泛，主要用于肾阳不足，阳痿遗精，腰脊冷痛，阴疽疮疡，乳痈初起，瘀血肿痛等证。近年来，随着动物药的重要性受到越来越多的重视，针对鹿角的化学成分和药理活性开展了许多研究。研究表明， 鹿角中主要含有核苷及碱基［2］、 蛋白质及 多 肽［3-4］、 氨 基 酸［5-6］、 胆 固 醇［6-7］、 糖 及 脂类［4］、 无机元素［6，8-11］、 激素［12-13］等化学成分。

现代研究表明，中药疗效不仅与有机化学成分有关，而且与无机元素的种类和含有量也有密切的联系［14］。 因此， 测定中药材中无机元素的种类及其含有量对药材质量控制具有重要的意义。

已有学者对鹿角中的无机元素进行了分析［6，8-11］， 但多关 注 几种元素， 未能全面 反 映 出 鹿角中无机元素的种类和含有量。本实验用微波消解-ICP-AES 法分析了 2 个不同产地马鹿角及 5 个不同年龄梅花鹿角脱盘样品中的共计29种无机元素，包含有益元素和有毒金属，为鹿角药材的质量控制与资源利用提供了参考。

1 实验部分

1.1 仪器 Optima 2100DV型电感耦合等离子体发射光谱仪 （美国 Perkin Elmer公司）;Milestone Ethos T微波消解系统 （ 意大利 Milestone公司）; BT125 型电子天平 （赛多利斯科学仪器有限公司）;EPED超纯水系统 （南京易普达科技发展有限公司）。

1.2 试药及试剂 元素标准溶液 （Sn、 Se、 Mo、P、 Pb、 B、 Si、 Hg、 Ca、 Sr、 Na、 K） 母液质量浓度均为 1 000 μg/mL， 混合元素标准溶液 （ As、Zn、 Sb、 Bi、 Co、 Cd、 Ni、 Ba、 Fe、 Mn、 Cr、Mg、 Cu、 Al、 Ti、 Zr、 V） 母 液 质 量 浓 度 为 100 μg/mL， 均购自国家有色金属及电子材料分析测试中心; 超纯水由 EPED超纯水系统自制; 硝酸 （优级纯）、 过氧化氢 （分析纯） 均购自国药集团化学试剂有限公司。

1.3 样品 样品信息见表1。

1.4 样品处理 各样品分别镑片，粉碎， 过 100 目筛。 精密称取各样品粉末 0.5 g于聚四氟乙烯消解罐中， 加入 7 mL HNO3， 1 mL 30%H2O2， 密闭后放入微波消解炉， 按以下程序进行消解:10 min 升至 200 ℃， 200 ℃保持 10 min， 微波功率 1 000 W。待消解完全后， 取出样品， 冷却， 消解液转移至50 mL量瓶中， 加超纯水至刻度， 摇匀， 即得供试品溶液。 同步以 7 mL HNO3和 1 mL 30%H2O2做空白试验。 其中测定 Ca、 P元素时将供试品溶液用超纯水稀释 10 倍后进行。所有容器及量器用之前均用30% HNO3浸泡， 超纯水清洗干净后使用。

表1 样品信息Tab.1 In formations of the sam p les

1.5 电 感 耦 合 等 离 子 体-原 子 发 射 光 谱 （ ICPAES） 测定条件 射频功率 1.3 kW， 雾化气流量0.8 L/min， 辅助气体积流量 0.2 L/min， 冷却气体积流量 15 L/min， 观测方向 Axial， 溶液提升量为1.5 mL/min。

2 结果与分析

2.1 元素分析谱线的选择 元素分析谱线选择是否恰当， 直接影响到 ICP-AES 测定方法的可信度及测定结果的准确性。本实验依据光谱仪对每个元素的测定均可以同时选择多条特征谱线的特点，同时考虑共存元素的干扰， 对每个元素首先选取2～3条谱线进行测定，综合分析强度、干扰情况及稳定性等，最终选择干扰少、精密度和信噪比均较高的谱线作为被测元素的分析谱线，选择结果见表2。

2.2 工作曲线绘制及检测限 取元素标准溶液Na、 K母液，加超纯水配制成质量浓度为 0、 10、20、 50、 100、 200 μg/mL的系列标准溶液;Fe、Ca、 Mg、 Al、 P配制成质量浓度为 0、 5、 10、 50、100、 150、 300 μg/mL的系列溶液;Sr、 Sn、 Se、Si、Pb、Hg、 Mo、 B配制成质量浓度为 0、 0.2、0.5、1.0、2.0、5.0 μg/mL的系列溶液;As、Ba、Bi、 Cd、 Co、 Cr、 Cu、 Mn、 Ni、 Sb、 Ti、 V、 Zn、Zr配制成质量浓度为 0、 0.5、 1.0、 2.0、 5.0、 10 μg/mL的系列溶液。 上述各标准溶液在选定的工作条件下进行 ICP-AES 测定。 同时， 对空白消解液连续测定 10 次， 以 3 倍于 10 次测试质量浓度的标准偏差为该元素的仪器检出限。线性范围、相关系数及检出限结果见表2， 结果显示各元素线性相关系数为 0.993 4 ～0.999 9， 表明该方法线性关系良好。

表2 各元素的分析波长、 线性范围、 相关系数及检出限结果Tab.2 Analytical wavelength， linear equestion， cor relation coefficient and detection lim it of various elements

2.3 精密度试验 在选定的测试条件下， 采用ICP-AES 方法对上述各标准溶液的最高质量浓度重复测定 6 次，结果显示各元素响应值的 RSD为0.5% ～2.3%， 表明仪器精密度良好。

2.4 重复性试验 取 1 号样品为供试品，精密称取6 份样品各0.5 g， 按 “1.4” 项下方法消解制备供试品溶液，在选定的测试条件下进行测定，结果显示各元素质量分数的 RSD为 1.1% ～2.7%， 可满足实验的要求。

2.5 加样回收率试验 取 1 号样品为供试品， 精密称取 6 份样品各 0.25 g，分别加入与样品中待测元素质量浓度等量的各标准溶液， 照 “1.4” 项下方法进行消解制备供试品溶液，在选定的测试条件下进行测定， 结果显示各元素回收率为 96.4% ～103.8%， RSD为 1.7% ～2.9%， 说明该方法准确可靠。

2.6 样品测定结果 在上述方法学考察基础上，按照选定的最佳仪器测试参数，采用标准曲线法测定各样品溶液中微量元素的量， 结果见表3。 结果显示， 在所 有 样 品中均检测 到 Ca、 K、Na、 P、Se、 Sr、 Pb、 Si、 Mo、 Zn、 Sb、 Bi、 Cd、 Ni、 Ba、Fe、 Mn、 Cr、Mg、 Cu、Al等 21 种元素，未检测到 Sn、 As、 Co、 B、 Hg、 V、 Ti、 Zr等 8 种元素。所有常量元素中， 马鹿角和梅花鹿角脱盘均以 Ca含有量为最高， 马鹿角中平均值可达 216.4 mg/g，梅花鹿角脱盘中平均值为 225.3 mg/g; 其次为 P，马鹿角 为 94.44 mg/g， 梅 花 鹿 角 脱 盘 为 100.5 mg/g;Na、 Mg的含有量相对较低， 马鹿角中分别为 5.745 mg/g和 5.411 mg/g， 梅花鹿角脱盘分别为 5.436 mg/g和 4.873 mg/g;K含有量相对最低，马鹿角 为 2.371 mg/g， 梅 花 鹿 角 脱 盘 为 2.006 mg/g。

微量元素比较结果显示，所有马鹿角及梅花鹿角脱盘样品中， Zn、 Fe、 Si、 Al、 Sr、 Ba平均含有量相对较高， Se、 Mo、 Sb、 Bi、 Cd、 Ni、 Mn、 Cr、Cu含有量相对较低。 此外，在所有样品中还检测到部分对生物有明显毒性的金属及类金属元素如Sb、 Pb、 Cd 等。

表 3 不同样品中无机元素分析结果 （μg/g）Tab.3 Analysis results of the investigated elements in sam p les（ μg/g）

2.7 无机元素含有量相关性分析 采用 SPSS 16.0软件进行各元素间相关性分析，因多数变量不服从正态分布， 故采用 Spearman 等级相关系数法， 统计结果见表 4、5。相关矩阵分析显示， 马鹿角中有 11 对元素呈极显著正相关 （P＜0.01）， 分别为Ba与 Zn， Si与 Fe、 Mn、 Al、 K， Ca与 P， Al与Fe、 Mn， Sr与 Mg， K与 Fe、Al; 有 10 对元素呈显著正相关 （ P＜0.05）， 分别为 Fe与 Zn、 Ni、 Ba、 Mn， Ni与 Si、 Al， Mg与 Mo， Sr与 Ca， K与Ni、 Mn。 鹿角脱盘中有 14 对元素呈显著正相关（P＜0.05）， 分别为 Cd 与 Se、 Sb， Mn 与 P， Mg与 Zn， Ca与 P、Ba， Cu 与 Ni、 Fe，Al与 Pb、Mn， Sr与 Ca， Na与 Sr、 Fe、 Ba。

马鹿角样品中， 特别是 Fe与 7种元素显著相关， Si、 K、 Al分别与 5 种元素显著相关， Ni与 4种元素显著相关，表明这些元素之间可能存在较好的协同促进吸收作用。

表4 马鹿角中无机元素相关性分析结果Tab.4 Correlations of the investigated elements in Cervi Cornu samples

表5 梅花鹿角脱盘中无机元素相关性分析结果Tab.5 Correlations of the investigated elem ents in antler button sam p les

3 讨论

3.1 随着动物药研究的广泛和深入， 作为活性成分之一的微量元素不断引起人们的重视。本实验应用 ICP-AES 法分析了 2 个不同产地马鹿角及 5 个不同年龄梅花鹿角脱盘中共计 29 种无机元素。 结果在所有样品中均检测到了21种元素， 包括 5种常量元素及16 种微量元素。 结果显示， 马鹿角不同部位中无机元素组成相似，同种元素的量有一定的差异，两个不同产地马鹿角中同种元素的平均含有量差异较大。不同年龄梅花鹿角脱盘样品中的无机元素组成亦相似，除部分样品中的部分元素外，各元素的含有量差异不大。

3.2 研究结果显示， 马鹿角及梅花鹿角脱盘中 5种常量元素含有量均较丰富， 其中尤以 Ca、 P含有量为最高， Na、 Mg、K次之。 微量元素中以Zn、 Fe、 Si、 Al、 Sr、 Ba含有量较为丰富。 Ca是生命活动中的重要元素，也是骨代谢的重要因子，Ca缺乏是低骨量的重要原因， 摄入足够的 Ca是预防骨质疏松的重要基础。P有调节神经、催眠、镇痛等作用;Mg参与神经及免疫信息传导， 还具有抑制神经兴奋性的作用;K是机体中重要的电解质，可促进蛋白质、 碳水化合物和热能代谢;Zn对人的智力发育、免疫功能、物质代谢和生殖功能等均有重要作用;Fe与人体免疫系统和造血功能关系密切;Sr可参与人体骨造髓的生理过程［15］。Si在骨生长中发挥有重要作用［16］。

3.3 值得注意的是在所有样品中还检测到部分对生物有明显毒性的金属及类金属元素如 Sb、 Pb、Cd等， 重金属对人体的新陈代谢及正常的生理作用具有明显的伤害作用，人体内重金属含有量过量会导致各种疾病的发生。近年来，中药的安全性日益受到国际社会的关注， 《中国药典》2010 年版也对部分中药材及饮片规定了 Pb、 As、 Hg、 Cd、 Cu等重金属及有害元素的限量标准，但对其中收载的动物药都尚未制订限量标准。本研究的测定结果为今后制订该中药材中重金属及有害元素的限量标准提供了一定参考。

3.4 《中国药典》 2010 年版中鹿角的质量标准仅规定了来源、性状及水溶性浸出物等，这些项目方法专属性不强，也不够全面，未能较好地控制其质量。本研究结果为鹿角药材的质量控制及鹿角资源的综合开发利用提供了科学依据，同时也为动物药的研究积累了资料。

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Evaluation and analysis of inorganic elements in Cervi Cornu by ICP-AES with m icrowave digestion

CHEN Yu1，2， LIFeng-tao1，2， QIAN Da-wei2*， JIANG Qing2， DUAN Jin-ao2

（1.Jiangsu Agri-animal Husbandry Vocational College， Taizhou 225300， China;2.Jiangsu Collaborative Innovation Center of Chinese Medicinal Resources Industrialization， and Nationaland Local Collaborative Engineering Center of ChineseMedicinal Resources Industrialization and Formulae Innovative Medicine， Nanjing University of Chinese Medicine， Nanjing 210023， China）

AIM Exploring the effective methods for quality control of Cervi Cornu.METHODS Inorganic elements in CerviCornu samples derived from stags of differentages and different regionswere analyzed by ICP-AES usingmicrowave digestion combined withmultivariate statistical analysis in the present study.RESULTS Total of 21 inorganic elements including five essentialmacro elements（ Ca、 P、 K、 Na、 Mg） and eleven essential trace elements（ Fe、 Cu、 Zn、 Mn、 Cr、 Se、 Ni、 Mo、 Si、 Sr） were found in all the samples， but Sn、 As、 Co、 B、Hg、 V、Ti and Zrwere not detected.The resultsshowed that therewere no differences in kindsofelements in four sections of Cervi Cornu， while the average contents in the samples derived from different regionswere different.In addition， there were no obvious differences in the contents of the antler button samples.CONCLUSION The present study would be very helpful for quality control of CerviCornu and also provides good basis for comprehensive utilization of the resources of Cervi Cornu.

inorganic elements;ICP-AES;correlation analysis;Cervi Cornu

R284.1

:A

1001-1528（2014）12-2571-06

10.3969/j.issn.1001-1528.2014.12.030

2013-12-30

国家自然科学基金资助项目 （81274017）; 江苏农牧科技职业学院院级课题 （NSFPT1408）

陈 毓 （1983—）， 女， 讲师， 硕士， 研究方向: 中药资源化学及其产业化。 E-mail:medicalchenyu@126.com

*通信作者: 钱大玮 （1962 —） ， 男， 教授， 研究方向: 中药资源化学及其产业化。 E-mail:qiandw@njutcm.edu.cn