原子吸收光譜法在中草藥微量元素及重金屬分析

關(guān)鍵詞：原子吸收光譜儀；微量元素；重金屬；中草藥;美析儀器www.antak.com.cn；AA-1800

原子吸收光譜法（AAS, atomic absorption spec- trometry)亦稱原子吸收分光光度法，是基于基態(tài)待 測(cè)原子蒸氣對(duì)光源中該元素特征譜線產(chǎn)生的吸收 強(qiáng)度來(lái)定量被測(cè)元素的一種儀器分析方法.它始于 上世紀(jì)50年代中期，主要適用于樣品中微量及痕 量組分的定量分析，其原子化方法主要有火焰、石墨爐和氫化物法.

　　原子吸收光譜法在近幾十年得到了迅速發(fā)展， 迄今為止在眾多領(lǐng)域都有著廣泛地應(yīng)用.其主要優(yōu) 點(diǎn)有:①選擇性好，因?yàn)椴煌氐脑泳哂懈髯?固有的能級(jí),每個(gè)元素的氣態(tài)基態(tài)原子只對(duì)某些特 定波長(zhǎng)的光有吸收.而且,原子吸收帶寬很窄,共存元素對(duì)待測(cè)元素干擾小,所以,它的選擇性很高.在 無(wú)機(jī)分析中，往往不需分離共存元素即可進(jìn)行測(cè) 定;②靈敏度高，火焰原子吸收法的絕對(duì)靈敏度可 達(dá)10_10g,而石墨爐原子吸收法的絕對(duì)靈敏度可達(dá) 到10_10 ~10_14g,所以它適用于樣品中微量及痕 量元素的定量分析;③分析范圍廣，目前原子吸收 光譜法可測(cè)定的元素多達(dá)70多種，既可測(cè)定微量 元素也可測(cè)定痕量甚至超痕量元素，既可測(cè)金屬元 素、類(lèi)金屬元素,又可間接測(cè)定某些非金屬元素，還 可間接測(cè)定有機(jī)物等.此外，原子吸收光譜法還具 有操作簡(jiǎn)便、分析速度快、準(zhǔn)確度高（火焰法誤差 <1%,石墨爐法誤差3% ~5%)、精密度好（在曰常低含量測(cè)定中，精密度為1% ~3%)等優(yōu)點(diǎn).

　　中醫(yī)藥在我國(guó)具有幾千年的歷史,是中華民族 的瑰寶.我國(guó)擁有豐富的藥用植物資源，作為中草 藥的植物中除含有鉀、磷、氮等宏量元素外,還含有 鐵、硼、砷、錳、銅等多種微量元素.然而，長(zhǎng)期以 來(lái)由于人們對(duì)中藥有效化學(xué)成分的研究偏重于有 機(jī)化合物，因而忽視了微量元素的作用.近年來(lái)，隨 著中藥中微量元素研究的深入,不斷發(fā)現(xiàn)一些中藥 的療效與其所含微量元素的種類(lèi)以及某些微量元 素含量的比值有一定的相關(guān)性.因此，近代中醫(yī)已 認(rèn)識(shí)到中藥中微量元素是決定中藥四性的物質(zhì)基 礎(chǔ)之一,也是中藥有效成分的核心組分^ .所以, 對(duì)中草藥中所含微量元素進(jìn)行定量分析,探討中草 藥中微量元素含量與療效的關(guān)系,對(duì)闡明中草藥的 傳統(tǒng)藥理、探討中藥配制工藝以及鑒定中藥材的質(zhì) 量都具有重要意義.

　　此外,隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的快速發(fā)展，由工 業(yè)、交通和生活垃圾等途徑造成的重金屬污染越來(lái) 越嚴(yán)重,它們通過(guò)廢渣、廢水、廢氣形式排入環(huán)境后 被植物吸收而造成中草藥中重金屬含量的增加，使 中藥材質(zhì)量下降,甚至給患者帶來(lái)重金屬中毒的隱 患.中草藥中存在的重金屬一般包括鉛、汞、鎘、銅、 銻、錫、鉻、鎳、鐵、鋅、鎢等,砷雖不屬于金屬，但來(lái) 源及危害與重金屬相仿，故也常被列入其中.不同 的重金屬作用于人體的系統(tǒng)或部位不同，表現(xiàn)的中 毒癥狀也不同，而其中鉛、鎘、汞、砷等是目前公認(rèn) 的對(duì)人體危害較嚴(yán)重的重金屬.鉛對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、消 化系統(tǒng)和骨骼造血功能等都有危害;汞中毒嚴(yán)重影 響人的中樞神經(jīng)系統(tǒng),可使聽(tīng)力減弱、語(yǔ)言失控、四 肢麻痹等 .雖然銅、鐵、鋅等重金屬也是人體必 需的微量元素,但當(dāng)它們?cè)隗w內(nèi)蓄積達(dá)到一定量或 以某種特定價(jià)態(tài)存在時(shí)仍有可能產(chǎn)生很強(qiáng)的毒性， 如較高濃度的銅具有溶血作用，能引起肝、腎良性 壞死.所以,世界衛(wèi)生組織（WHO)明確規(guī)定了重金 屬人體吸收基線值 .此外,許多國(guó)家對(duì)進(jìn)口中藥 材、中成藥中的重金屬含量均有明確的限定標(biāo)準(zhǔn). 因此，開(kāi)展中藥材中重金屬的檢測(cè)方法研究，制定 出我國(guó)中藥材中重金屬元素檢測(cè)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法 和限量控制標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)中藥材走出國(guó)門(mén)，參與國(guó)際醫(yī) 藥市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義.

　　1樣品處理方法

　　幾乎所有的中草藥都需要經(jīng)過(guò)預(yù)處理,破壞其 中的有機(jī)組分,將待測(cè)組分轉(zhuǎn)化成無(wú)機(jī)化合物后制 成適合于原子吸收光譜測(cè)定的供試液.對(duì)于原子吸

　　收光譜法,樣品處理過(guò)程無(wú)疑是中草藥微量元素分 析中的主要誤差來(lái)源，因此，選擇合適的樣品處理 方法非常重要.

　　目前,常用的樣品處理方法有：干法灰化、濕法 消化、酸溶解法,此外還有微波消解法等,而對(duì)于難 消化的中草藥可采用兩種消化方法相結(jié)合以提高 消化效果.例如，文獻(xiàn)4利用干法灰化與濕法相 結(jié)合，測(cè)定了市售常用15種中成藥中重金屬鉛、 鎘、銅的含量,減少了僅用干法灰化測(cè)定元素時(shí)造 成的揮發(fā),而且空白值又小于濕法消解.干法灰化 法是最為傳統(tǒng)的方法之它使用的設(shè)備易普及， 無(wú)試劑污染,但存在步驟繁瑣、消耗時(shí)間長(zhǎng)、分析人 員勞動(dòng)強(qiáng)度大等不足，另外，它對(duì)選擇的元素也有 局限性.濕式消解法適用性廣，是普通實(shí)驗(yàn)室較常 采用的消化方法,但其空白值往往較高.而且,開(kāi)放 系統(tǒng)的加熱消解過(guò)程安全性差，有些酸（如高氯 酸）在使用過(guò)程中有可能發(fā)生爆炸等危險(xiǎn).此外， 消解過(guò)程中還有可能產(chǎn)生對(duì)人體健康帶來(lái)危害的 有害氣體.為了克服這些缺點(diǎn),微波消解技術(shù)應(yīng)運(yùn) 而生,并在近十多年中逐漸成為一種常規(guī)的樣品處 理手段,其具有加熱速率快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，由于使 用的是密閉容器,所以可避免樣品中存在的或在樣 品消解過(guò)程中形成的揮發(fā)性組分溢出而造成的損 失.同時(shí),它還能減少酸的使用量從而顯著降低空 白值,保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性.例如，文獻(xiàn)H采用 濃HNOg, H2 O2微波消解,原子吸收光譜法測(cè)定了 贛南烏藥中Fe, Cu, Zn, Mn, Mg和Ca,測(cè)定結(jié)果準(zhǔn) 確，回收率在90.00% -101.33%之間.該方法既 減少了溶樣時(shí)間，又避免了使用易爆的高氯酸,是 一種快捷、準(zhǔn)確的金屬元素檢測(cè)方法.微波消解雖 具有很多優(yōu)點(diǎn),但較為昂貴的儀器和耗材以及清潔 方面的困難,使其應(yīng)用也受到了限制.

　　此外,最近有人用納米材料作為吸附劑，采用 固相萃取法預(yù)富集/分離了纈草和萵苣經(jīng)前處理后 溶液中的Cd,Pb  ,以及草茴香、鷹嘴豆、丁香等消 化液中的Cr和Fe 等,然后使用原子吸收法測(cè)定 這些元素的含量,均獲得了滿意的富集效果和方法 的精密度與準(zhǔn)確度.而為了省去前處理步驟，文獻(xiàn) 8]將固體熱解裝置與原子吸收光譜儀連接，建立 了一種快速測(cè)定中藥（靈芝、葛根、天麻）中痕量汞 的方法，它的優(yōu)點(diǎn)是樣品不需要經(jīng)過(guò)消解以固體進(jìn) 樣的方式直接進(jìn)行分析測(cè)定.他們與標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì) 進(jìn)行了對(duì)照分析，并與ICPIS的分析結(jié)果進(jìn)行比 較,結(jié)果均令人滿意.

　　2微量元素及重金屬的定量分析

　　2.1單味中藥中微量元素的測(cè)定

　　目前,原子吸收光譜法已成為一種成熟的測(cè)定 單味中藥中微量元素的儀器分析技術(shù).文獻(xiàn)9采 用HNO;-HCIO4濕法消化，用原子吸收分光光度 計(jì)測(cè)定了單味中藥柴胡中微量元素鐵、錳和鋅的含 量.結(jié)果表明，用原子吸收分光光度法測(cè)定柴胡中 金屬元素含量,方便迅速，結(jié)果準(zhǔn)確.同一種藥材不 同部位其元素含量可能不同，例如文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn) 當(dāng)歸不同藥用部位的微量元素含量差異較大,鐵在 歸尾中含量較高，銅在歸身中含量較高，鋅在歸頭 中含量較高，而鋇在歸身中含量較高，因此,這些數(shù) 據(jù)為歸頭、歸身、歸尾3個(gè)部分分開(kāi)入藥的臨床應(yīng) 用提供了科學(xué)依據(jù).文獻(xiàn)[11]探討了抗衰老中草 藥中重金屬的含量及微量元素的相關(guān)性,測(cè)定了淫 羊藿、五味子等8種中藥中的鐵、鈣、鋅、鎂、銅、鉛、 鉻、砸、砷，發(fā)現(xiàn)鉛與鎂之間有顯著的相關(guān)性.文獻(xiàn) 12]用石墨爐原子吸收分光光度法測(cè)定了葛根藥

　　材中重金屬元素鉛、福的含量，并與丹參、西洋參、 白芍、黃芪中重金屬的含量進(jìn)行了比較.測(cè)定結(jié)果 為葛根中 Pb 為 4. 633 mg/kg、Cd 為 0. 225 mg/kg, 與我國(guó)藥典中有重金屬含量標(biāo)準(zhǔn)的丹參、西洋參、白 芍、黃芪四味常用中藥材比較無(wú)差別.

　　由于每種元素具有不同的性質(zhì)，應(yīng)根據(jù)待測(cè)元 素選擇合適的原子化方法.火焰原子吸收法適用于 大部分元素的測(cè)定，如鋅、鐵、銅、錳等，且重現(xiàn)性 好,易于操作.但它的缺點(diǎn)是僅有約10%的試液被 原子化，原子化效率低；石墨爐原子化裝置可提高 原子化效率,使靈敏度提高10 -200倍，它主要針 對(duì)于易氧化難解離的堿金屬及一些過(guò)渡元素;氫化 物原子化法針對(duì)某些易形成氫化物的元素，如汞、 砷等.如文獻(xiàn)[13]根據(jù)元素特性的不同建立了太 子參、山楂和山藥中銅、鉛、砷、汞、鎘含量的不同測(cè) 定方法,用火焰法測(cè)定了銅的含量，原子吸收光譜法原子吸收光譜法測(cè)定單味中草藥的相關(guān) 報(bào)道見(jiàn)表1.

　　表1原子吸收光譜法測(cè)定單味中藥中的微量元素及重金屬 Table 1 Determination of trace elements and heavy metals in single traditional Chinese medicine by AAS

中藥材    被測(cè)元素     文獻(xiàn)

魚(yú)腥草、連翹、車(chē)前草、大青葉、白頭翁等20種  Fe, Mn, Zn, Cu, Ni, Co, Ca, Mg, Cd, Pb, Cr     [14]

拳參       Fe, Mn, Zn, Cu    [15]

姜活       Fe, Mn, Zn, Cu, Ca, Mg      [16]

貫葉連翹       Cd, Co, Pb    [17]

白牡丹、毛白楊、合歡、代兒茶等12種  As, Cr, Pb, Ni      [18]

樺樹(shù)葉、蒲公英根、山楂花       Ba, Cd, Cr, Cu, Fe, Ni, Pb, Zn    [19]

　　2.2中藥復(fù)方中微量元素/重金屬含量的測(cè)定

　　通常，中藥復(fù)方中的微量元素含量比例明顯不 同于單味中藥,但現(xiàn)在還沒(méi)有從各種微量元素比例 以及各種藥物化學(xué)成分相互作用的角度解釋清楚中 藥復(fù)方的構(gòu)方原理.不過(guò),有關(guān)中草藥復(fù)方中微量元 素的研究會(huì)對(duì)闡明這些問(wèn)題提供重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù).

　　文獻(xiàn)如20]用火焰原子吸收分光光度計(jì)對(duì)10 種中成藥溶液中的Cu, Cr, Mg, Fe, Ba, Mn, Ca, Pb8 種無(wú)機(jī)元素進(jìn)行了定量測(cè)定,為臨床合理選藥提供 了一定的依據(jù).文獻(xiàn)21]采用原子吸收光譜法測(cè) 定了二花三草合劑中鉛的含量，結(jié)果顯示鉛的含量 符合相關(guān)規(guī)定.該方法簡(jiǎn)便、快捷,重現(xiàn)性好,專屬 性強(qiáng),靈敏度高.文獻(xiàn)22]用濕法消化處理樣品， 采用火焰原子吸收光譜法測(cè)定了雙黃連口服液中 微量元素Fe, Mn, Zn, Cu, Cd, Pb的含量，其中Cu、 Cd、Pb均未超標(biāo)，可安全服用.表2列出了原子吸收光譜法測(cè)定中成藥中微量元素含量的應(yīng)用實(shí)例.

　　將同類(lèi)中草藥中所含微量元素進(jìn)行比較研究， 有利于闡明中藥中微量元素與療效之間的關(guān)系.文 獻(xiàn)2)]用原子吸收光譜法測(cè)定了用于治療糖尿病 的消渴丸、玉泉丸、渴樂(lè)寧、降糖舒、降糖I-V號(hào)等 9種中成藥消化液中的Fe, Mn, Cd, Pb等12種微 量元素.結(jié)果表明，糖尿病類(lèi)中成藥中除Cd, Pb 夕卜,其余10種元素的含量較為豐富，這為探討上述 糖尿病類(lèi)中成藥中微量元素的含量與藥效之間的 關(guān)系提供了有價(jià)值的參考數(shù)據(jù).文獻(xiàn)[14]采用灰 化法處理樣品，HNO3溶解灰化殘?jiān)?，用火焰原?吸收光譜法測(cè)定了射干、白頭翁等20種清熱解毒 中草藥中的Ca, Mg, Mn, Cu, Cd等11種微量元素. 結(jié)果表明，這些清熱解毒中草藥中含有豐富的Ca, Mg, Fe, Zn, Mn和Cu等對(duì)人體有益的微量元素.

　　表2原子吸收光譜法測(cè)定中成藥中微量元素/重金屬含量 Table 2 Determination of trace elements or heavy metals in Chinese patent medicine by AAS

　　3中草藥中微量元素的形態(tài)分析

　　近年來(lái),人們?cè)趯?duì)中草藥中微量元素與療效之 間關(guān)系研究中發(fā)現(xiàn),不同中藥中同一微量元素的活 性有所不同，即中藥微量元素對(duì)人體的作用往往并 不決定于其總量,而主要取決于它們所處的化學(xué)形 態(tài),包括價(jià)態(tài)、絡(luò)合狀態(tài)等.這是由于微量元素的生 物可利用度以及它們的生理、毒理等生化行為都與 其化學(xué)形態(tài)密切相關(guān).因此，在中草藥微量元素研 究中，微量元素的化學(xué)形態(tài)分析具有更重要的意 義,它可從分子水平上闡明中草藥活性成分，為中 草藥中微量元素的藥理作用機(jī)制研究提供理論依 據(jù).然而，由于至今仍缺少成熟的樣品處理及形態(tài) 分析方法,且目前中草藥元素化學(xué)形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)很 少,這些都給成分復(fù)雜的中草藥中含量很低的元素 化學(xué)形態(tài)分析帶來(lái)很大困難.因而，有關(guān)中草藥中 微量元素形態(tài)分析的報(bào)道并不多,而且研究深 度也不夠.目前，中草藥中微量元素的形態(tài)分析是 先用適當(dāng)?shù)姆蛛x方法將其不同的形態(tài)分開(kāi),再根據(jù) 不同元素及其形態(tài)選用合適的分析方法進(jìn)行分析. 由于中藥常用劑型為水煎劑和酊劑，所以至今報(bào)道 較多的是水煎液中金屬元素溶出率等研究.

　　在我國(guó)，關(guān)于中藥微量元素形態(tài)分析的研究始 于20世紀(jì)90年代.文獻(xiàn)29]首次總結(jié)并提出了 中草藥水煎液中微量元素形態(tài)分析的層次模式，它 包括了初級(jí)形態(tài)和次級(jí)形態(tài):①初級(jí)形態(tài)分析，包 括測(cè)定原生藥中微量元素的種類(lèi)、含量,考察水煎 液中微量元素的浸出情況以及用濾膜將顆粒與可 溶態(tài)分開(kāi)測(cè)定等;②次級(jí)形態(tài)分析,包括區(qū)分各種 形態(tài)，如顆粒態(tài)、膠體態(tài)和可溶態(tài)、有機(jī)態(tài)和無(wú)機(jī) 態(tài)、穩(wěn)定態(tài)和不穩(wěn)定態(tài)等，還包括某些具有可變價(jià) 態(tài)元素的氧化態(tài)等.而實(shí)際上，在分子水平上研究 中草藥中微量元素的具體結(jié)構(gòu)（包括與蛋白質(zhì)、氨 基酸、脂類(lèi)、糖類(lèi)以及生物堿等結(jié)合形成的金屬化 合物和金屬配合物）與功能的高級(jí)形態(tài)分析更為 重要,這是因?yàn)閷?duì)中草藥中微量元素進(jìn)行形態(tài)分析 的最終目的就是為了通過(guò)查明微量元素的具體形 態(tài)和結(jié)構(gòu)，以揭示中藥的活性物質(zhì)基礎(chǔ)和藥理作用機(jī)制,從而為新藥的發(fā)現(xiàn)和生產(chǎn)提供理論依據(jù).迄 今為止,在藥用植物微量元素形態(tài)分析方面研究最 多的元素是 Zn, Fe, Mn, Cu, Mg, Ca, As, Se, Hg 等.

　　3.1微量元素的初級(jí)形態(tài)分析

　　中草藥中微量元素初級(jí)形態(tài)分析的主要目的， 是為了探明中草藥服用劑型中究竟哪些元素和形 態(tài)在發(fā)揮作用.其方法主要是通過(guò)一定的分離和測(cè) 試手段測(cè)定中草藥提取液中微量元素的種類(lèi)和含 量,從而獲得這些元素的提取率、殘留率、顆粒吸附 率、浸留比等可定量表征中草藥中微量元素的某些 形態(tài)分析參數(shù).提取率與人體實(shí)際服用的中草藥成 分直接相關(guān),是中草藥藥效或毒性成分的作用量， 也是制定中藥劑量或考察其毒性的重要依據(jù).而元 素的浸留比是指浸泡液中該元素的含量與浸泡殘 渣中該元素含量之比，它是某一元素發(fā)揮藥效的標(biāo) 度,浸留比最大的元素，往往被認(rèn)為是該中草藥中 起最大作用的元素.由于中草藥水煎液（即湯劑） 是傳統(tǒng)常用劑型,水煎液中微量元素的成分通常才 是實(shí)際服入人體的組分，因此研究中藥水煎液中微 量元素的存在形態(tài)對(duì)探討中草藥真正的有效成分 以及藥理作用具有重要的參考價(jià)值.

　　目前最常用的中草藥中微量元素初級(jí)形態(tài)分 析流程是,首先用傳統(tǒng)煎煮法對(duì)中草藥中微量元素 進(jìn)行提取,用紗布等過(guò)濾獲得殘?jiān)蜏珓儆梦?孔濾膜分離湯劑中的可溶態(tài)與懸浮態(tài),然后用原子 吸收等方法測(cè)定不同組分中元素的含量.例如文 獻(xiàn)M采用正辛醇-水分配體系模擬中藥水煎液在 人體腸胃中的分配情況,應(yīng)用火焰原子吸收光譜法 測(cè)定了當(dāng)歸、黃芪及當(dāng)歸補(bǔ)血湯中Zn, Fe, Mn, Cu, Mg, Ca, Ni 7種金屬元素在藥材中的總含量，以及 水煎液中各金屬元素的水溶態(tài)、醇溶態(tài)含量，探討 了配伍和酸度對(duì)水煎液中金屬元素含量的影響.實(shí) 驗(yàn)結(jié)果表明，中藥中金屬元素的形態(tài)與中藥成分、 配伍情況及作用靶位（腸胃）的酸度有關(guān)，配伍及 酸度對(duì)中藥中金屬元素的溶出率及水煎液中金屬 元素的形態(tài)影響較大.文獻(xiàn)31_34用原子吸收分光光度法對(duì)產(chǎn)于青藏 高原的多種藏草藥進(jìn)行了研究，測(cè)定了毛瓣綠絨蒿、川木香62、兔耳草63、水母雪兔子和多剌綠 絨蒿M等藏草藥的全藥材、水提液、醇提液中Cu, Fe, Mn, Ni, Se等十余種元素的含量，以及水提液中 各元素可溶態(tài)、水溶態(tài)的含量.同樣,也用正辛醇- 水分配體系模擬藏藥水提液中各微量元素在人體 胃與腸中的分配情況,對(duì)藏藥中微量元素的初級(jí)形 態(tài)進(jìn)行了分析,探討了人體胃腸酸度變化可能對(duì)微 量元素吸收的影響,并結(jié)合藏藥藥效進(jìn)行了相關(guān)性 討論.這對(duì)于進(jìn)一步研究微量元素與藏藥藥性、藥 效的關(guān)系有很大的幫助.

　　此外，文35]采用不同孔徑濾膜分離茯苓 中的Mn, Mg, K,并對(duì)它們進(jìn)行初級(jí)形態(tài)的研究.他 們首先是用0.45 ^m的濾膜過(guò)濾獲得可溶態(tài)，然 后再分別使用0.22,0.15,6.6,3.8 nm的濾膜進(jìn)行 逐級(jí)分離，隨后用火焰原子吸收法測(cè)定了各級(jí)濾液 中元素含量,并結(jié)合茯苓中主要有機(jī)成分的情況， 從分子量的角度探討了金屬與不同有機(jī)物結(jié)合后 的化合物可能存在形態(tài).實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):茯苓水煎液中 Mg, K結(jié)合的主要絡(luò)合物粒徑大于0.22 或小于 3.8 nm;茯苓中Mn, Mg, K元素可能大部分與茯苓 聚糖結(jié)合成絡(luò)合物，另一部分則可能以離子狀態(tài)存 在或者與分子量小的組分相結(jié)合.

　　3.2微量元素的次級(jí)形態(tài)分析

　　次級(jí)形態(tài)分析實(shí)質(zhì)就是對(duì)中草藥提取液的可 溶態(tài)組分作進(jìn)一步分析研究,常用的分析流程是先 將中藥提取液用0. 45 ^m濾膜過(guò)濾，獲得提取液 中的可溶態(tài),再分別用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、大孔吸附 樹(shù)脂和螯合樹(shù)脂等將可溶態(tài)分為游離態(tài)和非游離 態(tài)、有機(jī)態(tài)和無(wú)機(jī)態(tài)、穩(wěn)定態(tài)和不穩(wěn)定態(tài),然后采用 適當(dāng)?shù)臋z測(cè)方法對(duì)不同態(tài)組分進(jìn)行分析.例如，文 獻(xiàn)30]按傳統(tǒng)煎煮法提取黃芪中的微量元素，用 微孔濾膜分離提取液中的可溶態(tài)與懸浮態(tài)，大孔吸 附樹(shù)脂柱分離可溶態(tài)中的有機(jī)態(tài)與無(wú)機(jī)態(tài)，用火焰 原子吸收法測(cè)定了各種形態(tài)中Cu, Zn, Fe, Mg, Ca 和Cr等6種元素.結(jié)果顯示，可溶態(tài)中Cr有機(jī)態(tài) 與無(wú)機(jī)態(tài)的比例相差不大,而Cu, Zn, Fe, Mg, Ca主 要以無(wú)機(jī)態(tài)存在，其有機(jī)態(tài)僅占無(wú)機(jī)態(tài)的3% ~ 4%.文獻(xiàn)[56]用類(lèi)似的方法將香青蘭水煎液中 Cu, Zn, Mn, Fe, Mg, Ni分為懸浮態(tài)和可溶態(tài)、有機(jī) 態(tài)和無(wú)機(jī)態(tài),并采用正辛醇-水分配體系模擬水煎 液中這6種金屬在人胃腸中的分配情況,用火焰原 子吸收光譜法測(cè)定它們的含量、分布及其在不同溶 劑中的溶出特性和化學(xué)形態(tài),從而建立了上述6種 金屬的四種形態(tài)分離分析方法.采用火焰原子吸收光譜法對(duì)復(fù)方丹參片水煎液及人工胃

　　酸提取液中具有生物活性的微量元素Fe, Cu, Mn, Zn的形態(tài)分布進(jìn)行了研究，用Oasis MHLB固相提 取小柱分離兩種提取液中上述四種元素的無(wú)機(jī)態(tài) 和有機(jī)態(tài);用D401螯合樹(shù)脂分離四種元素的穩(wěn)定 態(tài)和不穩(wěn)定態(tài)；用Amberlite XAD大孔吸附樹(shù)脂 分離得到與丹酣酸有機(jī)結(jié)合態(tài).結(jié)果表明：Zn, Cu 的蛋白質(zhì)結(jié)合態(tài)分布較高，多糖結(jié)合態(tài)中以銅元素 為主,丹酣酸有機(jī)結(jié)合態(tài)中鐵元素的含量最高.

　　3. 3金屬配合物分析

　　某些微量元素或有機(jī)化合物本身具有一定的 生理活性,但人們也常見(jiàn)到金屬與有機(jī)化合物有協(xié) 同作用.進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，某些金屬離子與天然 產(chǎn)物形成配合物后可改變它們的原有活性,有些在 形成配合物后療效有所增強(qiáng),有的甚至產(chǎn)生了新的 療效.在傳統(tǒng)中草藥制劑過(guò)程中，金屬離子往往經(jīng) 煎煮進(jìn)入湯劑中，它們可與中草藥中的有機(jī)成分如 生物堿、黃酮、香豆素、蒽醌、有機(jī)酸甚至蛋白質(zhì)等 形成配合物.人們已注意到，中草藥的某些有機(jī)成 分進(jìn)入人體后,對(duì)靶細(xì)胞的選擇性較差，所以療效 不好,甚至有較強(qiáng)的毒副作用.但當(dāng)它們與某些微 量元素形成配合物后，由于改變了其分子大小、立 體構(gòu)型、電荷分布以及脂溶性等,使其與一定的載 體易于結(jié)合,從而改變了在體內(nèi)的吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)和分 布,增加了它們對(duì)靶細(xì)胞和受體的選擇性，因而提 高了療效、降低了毒副作用.例如，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)黃芩苷 與Cu2+ ,Zn2 +等金屬離子形成配合物后在清除超 氧自由基、抑制脂加氧酶作用和抗炎、抗菌、抗病 毒、抗變態(tài)反應(yīng)等方面均產(chǎn)生了顯著的效果 .

　　實(shí)際上，中草藥中某些有效化學(xué)成分不僅以配 合物的形態(tài)存在于中草藥及其制劑中，而且還可能 以配合物的形態(tài)在人體內(nèi)發(fā)揮作用.因此，有人認(rèn) 為中藥有效化學(xué)成分主要是有機(jī)分子與微量元素 組成的配位物，它較純有機(jī)分子或純微量元素更能 全面反映中藥的物質(zhì)基礎(chǔ)，它才是整體意義上的中 藥有效化學(xué)成分，也代表著中藥的活性作用核 心39 .近十多年中，天然藥物有效成分的金屬配合 物研究已取得了一定的理論和實(shí)際應(yīng)用成果,并有 一些綜述性的報(bào)道.特別是，在人們發(fā)現(xiàn)一些中 藥活性成分的金屬配合物具有很強(qiáng)的抗腫瘤活性 后,近年來(lái)基于中藥活性成分的金屬基抗腫瘤藥物 研究領(lǐng)域已成為熱點(diǎn).但總體來(lái)說(shuō)，中藥金屬配合 物的研究還不夠深入和系統(tǒng),對(duì)機(jī)理的探討很少, 而原子吸收法在這一領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例更少.

　　目前，中草藥有效成分的金屬配合物研究多集 中在黃酮類(lèi)化合物,如黃芩苷槲皮素、蘆丁等,這與黃酮類(lèi)化合物的母核結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系.另 外,對(duì)生物堿、香豆素和醌類(lèi)化合物的研究也有一 些報(bào)道.而研究的金屬元素主要集中在銅、鋅、鐵、 鋁及稀土等元素.例如，文獻(xiàn)43]采用化學(xué)萃取法 提取了黃芪中有機(jī)成分,然后用石墨爐原子吸收法 測(cè)定了相應(yīng)提取物中元素銅，結(jié)果發(fā)現(xiàn)銅在不同有 機(jī)成分中均有分布，但尤其在黃酮（TFA)和多糖 (TPA)中含量較多，且銅與TFA及TPA的相關(guān)性 較強(qiáng).這一結(jié)果表明銅可能與TFA及TPA形成一 定的金屬配合物或化合物，這對(duì)中草藥中金屬配合 物的進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)提供了重要線索.另外，文獻(xiàn)&4] 對(duì)某些天然產(chǎn)物中銅與內(nèi)酯、醌、黃酮、多酣、生物 堿形成的各種類(lèi)型配合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物活性 進(jìn)行了綜述.結(jié)論為銅離子能與內(nèi)酯類(lèi)、醌類(lèi)、黃酮 類(lèi)、生物堿等多種類(lèi)型的天然產(chǎn)物形成配合物，而 且生成的大多數(shù)配合物具有比原天然產(chǎn)物更強(qiáng)的 抗腫瘤、抗菌或抗氧化等生物活性.

　　另外,文獻(xiàn)45]曾對(duì)密蒙花、白鮮皮、肉豆蔻、 合歡、旋覆花等五種中草藥中的金屬配合物進(jìn)行了 研究.實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在被測(cè)中草藥中Zn、Cu、Mo 主要是以金屬蛋白的形態(tài)存在，在不溶相中含量最 高;其次是以水溶性離子形態(tài)存在，分布在水溶相 中，而脂溶相中的元素含量測(cè)定表明這些元素很少 以有機(jī)配合物形態(tài)存在.同時(shí),他們也對(duì)這五種中 草藥中的有毒重金屬的存在形態(tài)做了分析，結(jié)果表 明，Cd主要以有機(jī)配合物形態(tài)存在，而毒性較大的 離子形態(tài)Cd比例很小,所以以煎服形式用藥一般 不會(huì)引起鎘中毒.而被測(cè)中草藥中的Cr主要以無(wú) 機(jī)離子形態(tài)存在，而且Cr的總含量較高,所以用藥 時(shí)必須引起注意，因?yàn)槌扇嗣咳嗣刻觳荒艹^(guò)20 -50^g的Cr安全攝入量.同時(shí)發(fā)現(xiàn),Pb在這些被 測(cè)中草藥中多以有機(jī)配合物形態(tài)存在，毒性較高， 但總鉛濃度相對(duì)較低.此外,他們還對(duì)這五種中草 藥中的14種稀土元素的存在形態(tài)進(jìn)行了研究,發(fā) 現(xiàn)大部分稀土元素可能以金屬蛋白的形態(tài)存在.

　　中藥配位化學(xué)的發(fā)展歷史雖不長(zhǎng),但已初步顯 示了它在中草藥研究中的重要作用，是中藥現(xiàn)代化 的一個(gè)重要的研究領(lǐng)域和發(fā)展方向，隨著新型分離 技術(shù)以及檢測(cè)手段的發(fā)展，必將不斷有新的、具有 重要活性的中藥配合物被發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用.

　　4結(jié)論

　　原子吸收光譜法是分析化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用最廣的 定量分析方法之一，它在中草藥微量元素分析研究 中已獲得廣泛的應(yīng)用.僅國(guó)內(nèi)每年就至少有幾十篇

　　相關(guān)報(bào)道,這表明原子吸收光譜法仍然是中草藥微 量元素分析的主要手段之一.當(dāng)然，它也存在一些 不足,通常不能同時(shí)分析多種元素，必須更換光源 燈以測(cè)定不同的元素，這給分析工作帶來(lái)不便,影 響了分析速度和通量.此外，對(duì)于某些基體復(fù)雜的 樣品分析，尚存在某些干擾問(wèn)題需解決；對(duì)于難溶 元素的測(cè)定靈敏度也不能令人滿意,標(biāo)準(zhǔn)曲線的線 性范圍不夠?qū)挼?不過(guò),經(jīng)過(guò)科研人員近年來(lái)的不 斷探索研究,原子吸收光譜技術(shù)繼續(xù)得以迅速發(fā)展 和完善.例如,連續(xù)光源原子吸收光譜儀就是其中 的典型代表,德國(guó)耶拿公司于2004年研制出全球 第一臺(tái)商品化連續(xù)光源原子吸收光譜儀,2006年， 該公司又推出了高分辨火焰/石墨爐一體連續(xù)光源 原子吸收光譜儀.它用一個(gè)高能量氙燈，即可測(cè)量 元素周期表中67個(gè)金屬元素.2011年9月，又推出石墨爐連續(xù)光源原子吸收光譜儀contrAA 600, 它采用高聚焦短弧氙燈連續(xù)光源，可快速分析多種 元素，具有獨(dú)特的同時(shí)背景校正,測(cè)定時(shí)間真實(shí)，無(wú) 靈敏度損失，完全校正結(jié)構(gòu)背景，可直接進(jìn)樣分析 固體等優(yōu)點(diǎn).就原子吸收光譜法本身而言，繼續(xù)開(kāi) 發(fā)新型光源實(shí)現(xiàn)多元素同時(shí)測(cè)定仍具有很好的發(fā) 展前景,此外，多波導(dǎo)等技術(shù)也有望實(shí)現(xiàn)多元素的 同時(shí)測(cè)定大大提高原子吸收方法的分析效率.

　　由于中草藥中的某些有效成分并不是游離態(tài) 的微量金屬離子而是某些特定的金屬化合物,所以 只測(cè)定元素總量已不能滿足中藥研究發(fā)展的新要 求.了解金屬元素在中藥原藥尤其在實(shí)際使用劑型 中的存在形態(tài)和價(jià)態(tài)等信息更為重要,它能為闡明 中草藥的有效成分及其藥理作用提供直接的實(shí)驗(yàn) 證據(jù).然而，由于原子吸收光譜法只能用于樣品中 元素總量的測(cè)定,若要用于形態(tài)分析則必須與其它 分離技術(shù)相結(jié)合，目前常用的分離方法有色譜法、 化學(xué)萃取法、超濾法等.除此之外,高靈敏度的檢測(cè) 儀器與現(xiàn)代高效的分離技術(shù)聯(lián)用，也將在中草藥微 量元素的高級(jí)形態(tài)分析（如金屬配合物分析等）中 具有很大的發(fā)展?jié)摿?例如，將具有高分離效率的 液相色譜（包括反相色譜、離子交換色譜、體積排 阻色譜等）或毛細(xì)管電泳與電感耦合等離子體質(zhì) 譜（ICPIS)或電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP- AES)等檢測(cè)手段相結(jié)合,既具有分離效果好、耗樣 量少、速度快等特點(diǎn),又具備靈敏度高、線性范圍寬 等優(yōu)勢(shì).我們相信，這些聯(lián)用技術(shù)一定能夠在中草 藥微量元素形態(tài)分析中發(fā)揮重要的作用.

 

關(guān)鍵詞：原子吸收光譜儀；微量元素；重金屬；中草藥;美析儀器www.antak.com.cn；AA-1800