基于电感耦合等离子体发射光谱法对不同产地菊花微量元素的含量测定及主成分分析*

谢志慧，尹智慧，盛振华

(1.杭州市下城区中医院中药房，杭州 310004；2.浙江中医药大学分析测试中心，杭州 310053)

基于电感耦合等离子体发射光谱法对不同产地菊花微量元素的含量测定及主成分分析*

谢志慧1，尹智慧2，盛振华2

(1.杭州市下城区中医院中药房，杭州 310004；2.浙江中医药大学分析测试中心，杭州 310053)

目的 研究不同产地菊花中微量元素的含量及其分布特征。方法 采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定6种菊花中13种微量元素的含量，应用主成分分析法，结合SPSS19.0版软件进行元素特征分析。结果 不同产地菊花的微量元素含量的曲线具有一定的相似性，其中铁(Fe)、锌(Zn)、锰(Mn)等元素的含量比较高；主成分分析的结果表明6种菊花有5个主成分因子，其特征微量元素为镉(Cd)、铜(Cu)、锌(Zn)、钡(Ba)、钴(Co)。结论 各种微量元素的含量和分布特征能反映不同产地菊花的特性，对菊花的质量评价及分类有参考价值。

菊花；微量元素；分析，主成分；光谱法，电感耦合等离子体发射

菊花为菊科植物ChrysanthemummorifoliumRamat.的干燥头状花序。药材按照产地和加工方法的不同，分为亳菊、滁菊、贡菊、杭菊[1]，我国各地均有栽培。菊花味甘苦，性微寒；具有散风清热，平肝明目功效[2]。临床常用于风热感冒，头痛眩晕，目赤头痛，眼目昏花，为常用的中药材之一。现代研究已经表明，中药的药效不仅与有机物质有关，而且与中药所含的微量元素有着紧密的联系[3]。微量元素含量和种类又与中药材品种、产地、炮制方法等关系较为密切[4-5]。因此，笔者在本研究中主要是采用电感耦合等离子体发射光谱法(inductively coupled plasmaoptical emission spectroscopy，ICP-OES)测定不同产地及种类菊花中的13种微量元素的含量，并采用主成分分析对测定结果进行分析比较，旨在建立不同产地菊花微量元素的含量及其分布特征，为菊花的质量评价提供参考。

1 仪器与试药

1.1 仪器 ICAP6000型电感耦合等离子体发射光谱仪(美国Thermo Scientific公司)；MARS 240微波消解仪(美国CEM公司)；Millipore mili-Q超纯水器(美国Millipore公司)；AB135-S型分析天平(瑞士梅特勒-托利多公司，天平感量：0.01 mg)。

1.2 试剂 混合标准储备液(Fluka公司，批号139332，含有硼(B)、钡(Ba)、镉(Cd)、钴(Co)、铬(Cr)、铜(Cu)、铁(Fe)、镓(Ga)、铟(In)、锰(Mn)、铅(Pb)、锶(Sr)、锌(Zn)等元素，浓度均为1 000 mg·L-1)；硝酸(国药集团化学试剂有限公司，优级纯)；水为去离子水(18.2 MΩ)；高纯氩气(含量≥99.999%，上海五钢气体有限责任公司)。

1.3 药材 各种药材分别采购于全国各地，其中野菊花产于浙江嘉兴，经浙江中医药大学植物资源教研室黄真教授鉴定为ChrysanthemumindicumI.；怀菊产于河南焦作，杭白菊产于浙江桐乡，亳菊产于安徽亳州，贡菊产于安徽铜陵，滁菊产于安徽滁州，经浙江中医药大学植物资源教研室黄真教授鉴定，均为ChrysanthemummorifoliumRamat.。

2 方法与结果

2.1 供试品溶液的制备 分别将6种(野菊花、怀菊、杭白菊、亳菊、贡菊和滁菊)菊花研碎，过筛孔内径250 μm筛。 精密称取上述菊花药材粉末0.5 g，分别置于微波消解管中，然后各加入浓硝酸溶液8 mL，室温下预消化，浸泡过夜，放入微波消解系统中消解。微波消解条件详见表1。消解完成后，冷却，取出消解管，将管内消化液转移至50 mL量瓶，去离子水稀释至刻度，即得供试品溶液。同时，随行8 mL浓硝酸为空白实验。

表1 微波消解程序

2.2 仪器工作条件 ICP-OES的工作条件为如下。RF功率：1 150 W；辅助气流量：0.5 L·min-1；雾化器泵冲洗泵速：50 r·min-1；分析泵速：50 r·min-1；等离子观测：水平；最大积分时间：30 s。各元素的分析测定波长见表2。

2.3 线性关系考察 取混合元素标准品溶液适量，用5%稀硝酸稀释，制备成各元素浓度为0.5，1.0，2.0，4.0，6.0，8.0 mg·L-1系列标准品溶液，依次吸入ICP-OES仪分析测定，记录数值。以元素的光谱强度值(Y)为纵坐标，浓度(X)为横坐标，进行线性回归，得到回归方程，见表2。

2.4 样品元素含量测定 取各供试品溶液，按“2.2”项下仪器工作条件，吸入等离子发射光谱仪，记录数据。将数据代入回归方程，扣除空白值，计算得到样品中各元素的含量，结果见表3。

2.5 菊花元素含量的分布曲线的建立 根据各样品测定的结果，参考文献[6-7]无机元素的分析方法，按照所测元素的原子序数顺序制作含量分布曲线。各种菊花的元素含量曲线基本相似，呈现出有规律的波浪式分布。但由于产地、加工等原因的不同，其含量有所差异。这种近似的峰形趋势和主要元素的平均含量，可作为菊花的无机微量元素含量分布曲线的特征。

表2 线性回归方程及相关系数

Tab.2 Linear regression equation and correlation coefficient

元素谱线/nm回归方程rB249.773Y=2.45×104X+195.920.9999Ba455.403Y=1.38×106X+1.60×1030.9995Cd228.802Y=3.67×104X+8.680.9998Co228.616Y=2.73×103X+19.820.9999Cr283.563Y=4.81×104X+195.690.9999Cu324.754Y=4.43×104X+406.150.9997Fe259.940Y=2.74×104X+195.670.9999Ga294.364Y=5.73×103X+11.400.9998In230.606Y=2.35×103X+15.580.9996Mn257.610Y=1.98×105X+159.200.9996Pb220.353Y=4.19×103X-18.590.9996Sr346.446Y=3.65×104X+159.730.9999Zn213.856Y=3.53×104X+678.020.9997

表3 样品测定结果

Tab.3 Determination results of samples μg·g-1，n=3

表4 主成分分析特征值及方差贡献率

Tab.4 Eigenvalues and contribution of principal component analysis

主成分数特征值贡献率累计贡献率%14.73636.43436.43423.33332.07425.64032.97122.85684.93041.2819.85594.78550.6785.215100.000

3 讨论

本实验采用微波消解消化样品，微波消解应用于中药材的消化具有样品分解完全，溶解样品速度快、经济、简便和污染少等优点。该方法结合ICP-OES法能快速准确地测定菊花中各类微量元素的含量。

实验测定结果表明，6种菊花中微量元素的含量有差别，亳菊Fe元素的含量是6种菊花中含量最高的，其顺序是亳菊>杭白菊>野菊花>怀菊>贡菊>滁菊，而贡菊的Mn元素含量最高，但同时主成分分析的结果表明Cd、Cu、Zn、Ba、Co为菊花的特征微量元素。故主成分的分析结果结合菊花微量元素含量的分布曲线图能将不同产地的菊花分类区别，对菊花的质量评价具有参考价值。

表5 成分矩阵

[1] 郑虎占，董泽宏，佘靖，等.中药现代研究与应用[M].北京：学苑出版社，1998：4093.

[2] 国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)[M].北京：中国医药科技出版社，2010：292.

[3] 李吉锋，焦更生.解表类中草药中微量元素的含量测定及与药效关系的初步探讨[J].光谱实验室，2010，27(4)：1583-1584.

[4] 周祖文.影响中药微量元素的相关因素研究概况[J].微量元素与健康研究，2002，19(1)：66-68.

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DOI 10.3870/yydb.2015.08.023

Determination of Contents of Trace Elements Based on ICP-OES inChrysanthemummorifoliumfrom Different Areas and Principal Component Analysis

XIE Zhihui1, YIN Zhihui2, SHENG Zhenhua2

(1.TCMDispensary,HangzhouXiachengDistrictTraditionalChineseMedicalHospital,Hangzhou310004,China； 2.AnalysisandTestingCenter,ZhejiangChineseMedicalUniversity,Hangzhou310053,China)

Objective To study the contents and distribution characteristics of trace elements inChrysanthemummorifoliumfrom different areas. Methods The contents of 13 trace elements in six samples ofChrysanthemummorifoliumwere determined by ICP-OES.The principal component analysis combined with SPSS 19.0 software was applied to evaluate charac-teristics of elements Results Curves of trace element content ofChrysanthemummorifoliumfrom different origins had a certain similarity.The contents of Fe, Zn and Mn were higher than others.The results of principal component analysis showed that five principal components were extracted from six samples ofChrysanthemummorifolium, and Cd, Cu, Zn, Ba and Co was the characteristic trace elements. Conclusion The contents and distribution of trace elements can reflect the characteristics ofChrysanthemummorifoliumfrom different areas, which could be used forChrysanthemummorifoliumquality assessment and classification.

Chrysanthemummorifolium；Trace elements；Analysis，principal component；Spectrometry, inductively coupled plasma-optical emission

2014-05-29

2014-08-19

*浙江省科技厅公益性项目(2013C33185)

谢志慧(1984-)，女，浙江瑞安人，初级中药师，硕士，研究方向：中药资源开发。电话：0571-85458255，E-mail：xzh070707@163.com。

R282；R927.2

B

1004-0781(2015)08-1075-03