青海不同地区藏药细果角茴香中微量元素的聚类分析

赵旭升，林鹏程，梁永欣

(1.青海民族大学 药学院，青海 西宁 810007;2.青海省青藏高原植物化学重点实验室，青海 西宁 810007)

藏药“巴尔巴大”，学名细果角茴香，是罂粟科植物角茴香属(HypecoumleptocarpumHook.f.et Thoms.)的干燥全草。其味苦，性寒，具有清热解毒、消炎镇痛等功效，分布于我国北部和西南地区，生长于海拔4300m以下的草原、草甸、砂砾地上。随着微量元素与疾病、藏药药效及药性关系研究的深入，在藏药的质量控制中，除了以活性成分作为指标外，微量元素的含量也关系到藏药道地性、质量和用药安全等问题[1-3]。本文对青海28批不同产地细果角茴香中16种矿物质元素进行含量测定，通过系统聚类分析揭示道地药材分布地区与其微量元素之间的关联，为藏药细果角茴香今后的规范化种植、原产地保护及产业化开发提供理论依据。

1 仪器试剂与材料

1.1 仪器试剂

美国Agilent公司AA240Z型石墨炉原子吸收光谱仪，Agilent725系列ICP-OES，北京吉天仪器有限公司AFS-8230型原子荧光光度仪，美国CEM公司ARS6型微波消解仪，美国Lab Tech公司VB20 型赶酸装置，瑞士Mettler Toledo AG135电子天平，江苏昆山KQ5200DE超声波清洗仪，上海优普UPE-Ⅱ-40L型超纯水机。

K、Ca、Mg、Ba、Al、Mn、Na、P、Sr、Ti标准溶液浓度均为1000 μg/mL，Fe、Li、Zn 、Se、B、V为100 μg/mL(购于中国计量科学研究所)，使用时按需稀释。

1.2 材料

细果角茴香药材均采于青海境内，用超纯水清洗干净，阴干，粉碎，备用。样品地理信息见表1。

表1 药材产地信息Table 1 Information on habitat of medicinal materials

2 试验方法

2.1 测试样的制备

精密称取各地细果角茴香粉末各0.3000克，分别置于28只聚四氟乙烯消解管之中，各管中精密移入浓硝酸10毫升进行消解，控制30分钟升温至180 ℃，再保持15分钟后冷却至室温取出，分别将28只消解管置于赶酸装置中去除酸1 小时，再将各消解液转移至50 毫升的容量瓶中，用去离子水少量多次洗涤消解管并将洗液转移至容量瓶中，使用去离子水定容至刻度线，摇匀后备用。同等条件下做试剂的空白试验，各测试样平行处理3份。

2.2 ICP-OES及元素测定

ICP-OES法相比其他分析方法具有分析速度快，灵敏度高等特点[4]，因而采用ICP-OES法测定藏药细果角茴香中的微量元素。

2.2.1 ICP-OES工作参数 等离子体射频发射功率为1.20KW，观察高度为10毫米，等离子气流量为15L/min，辅助气流量为1.5L/min，雾化气流量为0.75L/min。每次读数时间为3秒，稳定时间为15秒，重复读数均为3次。所使用的等离子气、雾化气和辅助气皆为高纯氩气。

2.2.2 标准混合溶液的配制 精密移取表2中15种元素质量浓度为1000 mg/L的标准储备液，经5%硝酸溶液稀释，配制为相应质量浓度的标准系列混合溶液，见表2。

2.2.3 各元素分析谱线和检测限 ICP-OES进行元素测定时，各元素可同时选择多条特征谱线，此光谱仪有同步自动背景校正功能。因共存元素之间可能会存在相互干扰，故实验中被测元素均应选取2～3条谱线进行测试。考虑到分析强度、稳定性及干扰情况等因素的影响，选定的各元素测定波长如表3所示。根据空白液的10次平行测定结果，按GB5009.268—2016《食品安全国家标准》的相关规定得到各元素的检出限，见表3。

2.2.4 标准曲线的绘制 按照上述工作条件，对表2中配置的一系列混合标准溶液进行测定，经计算得出各元素标准曲线，各方程的相关系数r≥0.9996，线性关系良好，如表3所示。同法对28批样品中15种元素进行测定，根据标准曲线计算各元素含量。

表2 标准系列混合溶液的配制Table 2 Preparation of standard series of mixed solutions

表3 样品中各元素测定波长、回归方程、相关系数及检出限(n=3)Table 3 Determination wavelength,regression equation,correlation coefficient and detection limit of each element in the sample (n=3)

2.3 元素Se的测定

2.3.1 AFS-8230型原子荧光光谱仪工作条件 按GB 5009.93.2010《食品安全国家标准食品中硒的测定》第一方法测定Se含量，工作条件：灯电流为100mA，负高压340V，屏蔽气流速为1000mL/min，载气流速为500mL/min，原子化器高度均为8毫米，注入体积2毫升，所使用的载气、屏蔽气皆为高纯氩气。

2.3.2 Se标准溶液的配置 精密量取Se标准储备液100ug/mL，用稀释液稀释至0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 mg/L标准液浓度，得Se标准曲线：Y=44.4x+6.3，R=0.9998，检出限为0.002mg/L。

3 结果及讨论

3.1 元素含量的测定

在稳定的最佳工作条件下，使用ICP-OES对样品中15种元素的含量进行测定，另用原子荧光光谱法对样品中Se含量进行测定，每份样品均重复测定3次。取平均值为最终测定结果，见表4。

表4 样品中各元素含量测定结果(n=3)Table 4 Determination of inorganic elements in samples (n=3) (mg·kg-1)

3.2 微量元素分析

从表4可以看出，16种元素的平均含量由高到低排序依次是：K>Ca>Mg>P>Na>Fe>Al>Sr>Zn>Mn>Ba>B>Ti>V>Li>Se。清热解毒类药物细果角茴香中除含有非常丰富的K、Ca、Mg外，还含有较为丰富的Fe、Zn、Mn，与韩金土等[5]研究的结论吻合。

3.3 聚类分析

使用IBM SPSS Statistics 25软件，采用相似系数夹角余弦方法对青海不同地区藏药细果角茴香中微量元素的含量进行系统聚类分析，结果如图1所示。

图1 青海不同地区细果角茴香微量元素的聚类分析

药材中Se元素部分地区未检出，在模型中不列入，且因其余15种元素原始数据数量级偏差大，故先数据标准化后，采用组间联接方法，夹角余弦测量，详见图1。结果显示：除泽库外，藏药植物细果角茴香以海拔3200m为界，兴海、达日、玉树、杂多、班玛、河南、玛多、称多、玛沁、久治分为一类，互助、平安、乐都、民和、西宁、湟中、湟源、大通、海晏、门源、祁连、同仁、尖扎、贵德、同德、贵南、共和、泽库分为一类。分析结果表明海拔对细果角茴香生长与繁殖有影响，藏药药效受高原海拔制约，这个结论与谢田朋等[6]研究高寒草地类型和海拔对濒危藏药独一味生长繁殖特征的影响相符，同时药材中元素测定数据可用于藏药产地溯源分析[7]，进而辨别真伪和优劣，为藏药细果角茴香今后的规范化种植、原产地保护及产业化开发提供理论依据。