不同栽培方式对金线莲中微量元素的影响

程伟青　吴水华　邓笑治

摘要[目的]建立微波消解-ICP-MS法测定金线莲中微量元素，为企业种植金线莲及质量标准的制定提供依据。[方法]样品微波消解后，采用ICP-MS法测定各元素含量，比较不同品种、不同栽培方式及月龄对金线莲中各微量元素的影響。[结果]各微量元素标液工作曲线的线性良好，相关系数≥0.999，精密度RSD≤4.4%，重复性RSD≤5.8%，回收率89.4%～114.2%，回收率RSD ≤4.8%。金线莲不同品种间微量元素含量有較大差异，其中以Ca、Mg、Fe、Mn、Zn的含量较高。[结论]金线莲中的微量元素含量随种植周期的延长而增长。该方法快捷准确、灵敏稳定、重现性好，可用于同时测定金线莲中各微量元素的含量。

关键词金线莲；微量元素；ICP-MS；微波消解；栽培方式

中图分类号S567.23+9文献标识码A文章编号0517-6611（2017）20-0123-03

Abstract[Objective]The research aimed to establish the microwave digestion inductively coupled plasma mass spectrometry （ICPMS） method for content determination of trace elements in A. roxburghii，which provided the basis for the development of A. roxburghii and the quality standard. [Method]After the treatment of microwave digestion， ICPMS method was used in the determination. The effects of different cultivars， different cultivation methods and age on the trace elements of A. roxburghii were studied.[Result]The standard liquid working curves of trace elements had good linearity， with the correlation coefficients of more than 0.999. The relative standard deviation（ RSD） of precision was less than 4.4% and RSD of repeatability was less than 5.8%.The average recovery was 89.4%-114.2%，with RSD of less than 4.8%. Different varieties of A. roxburghii presented great differences in contents of inorganic elements， with high content of Ca， Mg， Fe， Mn， Zn. [Conclusion ]The content of trace elements increase along with the prolonged cultivation cycle.The method is fast and accurate， sensitive and stable， good reproducibility. It can be used for the simultaneous determination of trace elements in A. roxburghii.

Key wordsAnoectochilus roxburghii （Wall.） Lindl；Trace elements；Inductively coupled plasma mass spectrometry（ ICPMS）；Microwave digestion；Cultivation methods

金线莲是兰科开唇兰属多年生草本植物，全草入药，性平味甘，清热凉血、解毒除湿，在我国有20种[1]，俗称“药王”“金草”，含有多糖、黄酮、氨基酸等有效成分[2]，在民间食用广泛。现今，民众对食品重金属污染问题日趋关注，野生及人工培育后林下种植的金线莲都有可能受污染。微量元素的检测多为原子吸收分光光度法（AAS法）[3-4]，该分析方法耗时费力，一次只能完成一个样品的一种元素分析。电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）检测微量元素具有灵敏度高、抗干扰能力强、快速准确等优点，在食品药品微量元素检测领域有广泛应用[5-6]。目前，对市场流通的金线莲品质并无质量标准，该试验建立了准确、快速的微波消解-ICP-MS法测定不同品种不同月龄金线莲的微量元素，以期为金线莲产品的微量化学成分阐明、质量标准的建立和安全评价提供试验依据。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1

仪器。微波消解仪（Anton Paar-Multiwave PRO）；电感耦合等离子体质谱仪（Agilent-7700 Series ICP-MS）；Milli-Q 超纯水系统；电子天平（Mettler Toledo）；玻璃仪器和聚四氟乙烯罐以10%硝酸浸泡过夜，超纯水洗净备用。

1.1.2试药。安捷伦混合标准溶液（8500-6940），内标液（Sc、Ge、In、Bi），协调液（59Co、89Y、205Tl、156CeO、140Ce）；硝酸（优级纯）；试验用水均为新制的超纯水。

1.1.3

试材。金线莲由福建某金线莲生物科技有限公司提供，经福建农林大学张大鹏教授鉴定为兰科开唇兰属多年生草本植物金线莲[Anoectochilus roxburghii（Wall.）Lindl]。样品共8种，分别为福建野生金线莲（Y1）；移植林下4个月（Y2），12个月（Y3），18个月（Y4）；尖叶福建种组培5个月（Y5），移植林下4个月（Y6）；台湾种组培5个月（Y7），移植野外4个月（Y8）。药材粉碎成细粉备用。

1.2方法

1.2.1

标准品溶液的制备。取混合标准溶液适量，以2%HNO3溶液为溶剂，临用现配0、2、4、6、10、20、50、100 ng/mL的标准系列溶液。

1.2.2

樣品溶液的制备。取样品粉末约0.5 g，精密称定，置消解管内，加入硝酸8 mL，消化炉预消解（120 ℃，30 min），放冷。移至微波消解炉，按功率从0→700运行10 min，保持5 min，功率从700→15 000运行10 min，保持20 min的微波消解程序进行消解后，少量水冲洗消解管内壁，以130 ℃在消化炉上赶酸至剩余液体约2 mL，放冷。转移置25 mL量瓶中，以2%HNO3溶液定容至刻度，即得样品贮备液。取各样品储备液分别稀释10、100、1 000倍，以满足不同元素的线性范围。

1.2.3

ICP-MS工作条件。载气流量1.0 L/min，补偿气流量1.0 L/min，冷却气流量15.0 L/min，射频功率1 490 W；内标元素：Sc、Ge、In、Bi；八极杆反应池模式：氦气。

1.2.4

方法学考察。

1.2.4.1

线性范围及检测限。取标准品系列溶液在ICP-MS的工作条件下进行测试，以浓度为横坐标、各待测元素与内标相应值的比值为纵坐标，绘制标准工作曲线。以空白溶液平行测定10次，仪器显示各元素检出限。

1.2.4.2

精密度试验。取各元素10 ng/mL的混合标准溶液、Hg元素2 ng/mL，平行进样6次，测定各元素的浓度，并计算RSD。

1.2.4.3

重复性试验。取Y2样品，按“1.2.2”方法平行制备供试品溶液6份，测定各元素的浓度，并计算RSD。

1.2.4.4

加标回收率。取Y2样品溶液6份，各添加10 ng/mL的混合标准溶液，进行加样回收试验，测定各元素的加样回收率及其RSD。

1.2.5

样品的含量测定。按“1.2.2”方法对不同产地、月龄的金线莲制备供试品溶液，进行测定。平行读数3次，扣除空白后代入线性方程计算各品种中各种元素的含量。

2结果与分析

2.1方法学考察

2.1.1线性关系与检测限考察。按“1.2.4.1”方法操作，各元素的线性范围和检测限结果见表1。由表1可知，各种元素的工作曲线在对应范围内相关系数r>0.999，呈良好的线性关系。

2.1.2精密度、重复性和回收率试验。按照“1.2.4.2”“1.2.4.3”“1.2.4.4”方法操作，结果见表2。由表2可知，该方法的精密度RSD在0.7%～4.4%，重复性RSD在0.3%～5.8%，回收率在89.4%～114.2%，回收率的RSD在0.32%～4.80%。表明该方法在该条件下精密度、重复性良好，方法准确、可靠，可用于金线莲中微量元素的含量测定。

2.2含量测定

由表3可知，金线莲中微量元素以Ca、Mg含量为最高，其次是Fe、Mn、Zn含量。野生金线莲（Y1）中含有的微量元素总量比较高，超过4 g/kg，其中有害元素Pb、As和Hg均高于组织培养和林下种植的样品，这或许与其野外生长环境中土壤母质有关；同一产地，不同月龄金线莲样品（Y2、Y3、Y4和Y5、Y6、Y7、Y8）中的微量元素含量随月龄的增长而增长，总体呈随种植周期的延长而增长的趋势，即微量元素在药材的生长过程中进行累积。

3小结与讨论

许多微量元素是药材中酶或辅酶的一部分，对药材的生长起关键作用，甚至影响药材有效成分的含量[7]。通过对不同产地和月龄金线莲样品中的微量元素含量进行比较发现，各品种的各微量元素含量随土壤母质的不同而有所区别，微量元素在药材的生长过程中进行累积。金线莲中含有的人体必需微量元素，以Ca、Mg含量最高，其次是Fe、Mn、Zn含量，这些元素影响着人体的生长发育、造血功能和免疫功能[8]，这或许是金线莲发挥其药理作用的重要因素。

Pb、As和Hg均是对人体有毒的重金属，在体内蓄积会造成慢性中毒。对比2012年国家药典委员会公布“除矿物、动物、海洋类以外的中药材中，Pb≤10 mg/kg、As≤5 mg/kg、Hg≤1 mg/kg”的标准，野生金线莲样品Pb超标，这可能与金线莲为多年生草本植物，且野生金线莲生长的土壤母质重金属元素不受控相关。被检样本的Hg均超标，说明所测金线莲或许对Hg有富集作用，在Hg含量上存在使用风险，需要对金线莲的规范化种植条件进行进一步优化。

该试验建立测定金线莲中微量元素含量的方法简便、灵敏、重现性好，可推广使用，检测结果也为金线莲质量标准的建立提供参考依据。

参考文献

[1] 中国科学院植物研究所.中国高等植物：第十三卷[M].青岛：青岛出版社，2002.

[2] 吴水华，程伟青.不同栽培方式对金线莲中多糖含量的影响[J].现代中药研究与实践，2016，30（6）：8-11.

[3] 许兰淑，周金池.原子吸收光谱法测定环境及食品样品中痕量元素的样品前处理方法的研究进展[J].理化检验-化学分册，2016，52（2）：244-248.

[4] 薛福玲，蔺志铎，韩明，等.三种中药材微量元素测定及其多糖抗氧化性研究[J].中药材，2010，33（2）：293-296.

[5] 吴水华，程伟青，柯伙钊，等.不同来源金线莲中水分灰分及微量元素的测定[J].时珍国医国药，2010，21（12）：3185-3186.

[6] 钱保勇，蔡鹏，袁华峰.ICP-MS法测定薄荷脑中的5种重金属元素[J].华西药学杂志，2015，30（4）：521-522.

[7] 杨雁芳，张友波，杨秀伟.基于微波消解的ICP-OES 和ICP-MS 法测定中药独活中的24 种微量元素[J].药物分析杂志，2016，6（11）：2004-2008.

[8] 袁珂，薛月芹，桂仁意，等.微波消解-原子吸收光譜法测定不同产地淡竹叶中微量元素的含量[J].光谱学与光谱分析，2010，30（3）：804-808.