川芎茶调散8味组成药中15种无机元素分析

李 曦，王晓晓，姚艺新，张培华，陈金佩，高姗姗

(1.四川省食品药品检验检测院，四川 成都 611730；2.德阳市食品药品安全检验检测中心，四川 德阳 618000；3.康美药业股份有限公司，广东 普宁 515300；4.福建中医药大学，福建 福州 350122)

川芎茶调散始载于《太平惠民和剂局方》，由川芎、羌活、白芷、防风、细辛、薄荷、荆芥、甘草8味药组成，主治外感风邪所致的头痛、恶寒、发热、鼻塞[1]，是中医临床治疗外感风邪头痛的经典处方[2]。

无机元素具有多方面的功效，其具有极强的形成配合物的能力，易与生物体内含氮、氧、硫的配体形成配位键，协调体内物质平衡，旦无机元素对药效的发挥具有一定的协同作用[3-5]。目前研究表明，无机元素含量、种类能够影响中药的性味功效。在中药复方中，性味功效不同的药味中无机元素的种类和含量可能存在差异，而具有相似性味功效的药味可能在无机元素的种类上有共性之处。作为功效发挥的基础，无机元素含量的差异可能导致功效的强弱[6-8]。

根据中药学的分类，在川芎茶调散的8味组成药中，有7味解表药(祛风止痛)，1味补益药(调和诸药)，说明在无机元素组成方面可能存在差异，而功效相似的药味可能存在共有的功效无机元素。川芎茶调散是不同药味粉末的混合，未经过提取等工艺，药味的功效与复方的关联性强。

目前尚未有川芎茶调散无机元素的研究。为此，本研究从川芎茶调散8味组成药出发，建立测定其中15种无机元素含量的ICP-MS法，研究川芎茶调散8味组成药的无机元素特征图谱，分析川芎、羌活、白芷、细辛、荆芥、防风、薄荷与甘草之间15种无机元素的差异，结合主成分分析筛选川芎、羌活、白芷、细辛、荆芥、防风、薄荷发挥祛风止痛功效的共有功效无机元素，明确不同药味共有功效无机元素之间的差异，以期为川芎茶调散的临床应用提供研究基础。

1 仪器与试剂

CEM MARS6型微波消解仪(德国 Berghof公司)；7900型电感耦合等离子体质谱(ICP-MS，美国安捷伦公司)；BAS2245型电子分析天平(德国赛多利斯公司)；DHG-9013A电热鼓风干燥箱(上海一恒仪器有限公司)；Milli-Q型超纯水机(Millipore Bedford MA，美国)。

SPEXertificate 15种标准溶液包含B、Na、Mg、Al、K、Ca、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Cd、Ba(批号2-192AB，美国SPEX公司)，质量浓度1 000 μg/mL；内标溶液：73Ge(批号 GSB 04-1728-2004)、115In(批号 GSB04-1731-2004)、209Bi(批号 GSB 04-1719-2004)的单元素标准溶液(1 000 μg/mL)，购于中国计量科学研究院国家标准物质研究中心；浓硝酸为MOS级(天津市科密欧化学试剂有限公司)。

40份样品分别由四川省成都市荷花池中药材市场、广东省普宁市中药材市场收集，样品来源信息详见表1。样品由康美药业股份有限公司质量管理部刘茂贵主任药师分别鉴定为伞形科植物川芎LigusticumchuanxiongHort.的干燥根茎，伞形科植物羌活NotopterygiumincisumTing ex H.T.Chang的干燥根茎，伞形科植物白芷Angelicadahurica(Fisch.ex Hoffm.)Benth.et Hook.f.的干燥根，马兜铃科植物北细辛AsarumheterotropoidesFr.Schmidt var.mandshuricum(Maxim.) Kitag.的干燥根和根茎，唇形科植物荆芥SchizonepetatenuifoliaBriq.的干燥地上部分，伞形科植物防风Saposhnikoviadivaricata(Turcz.) Schischk.的干燥根，唇形科植物薄荷MenthahaplocalyxBriq.的干燥地上部分，豆科植物甘草GlycyrrhizauralensisFisch.的干燥根和根茎。

2 方法

2.1 样品预处理

取样品粉末 0.2 g(80目)，精密称定，置于聚四氟乙烯消解罐中，放入通风橱，加入浓硝酸 8 mL，放置过夜。第2天放入微波消解仪中，按设定的消解程序处理：先经 10 min由室温升温至 130 ℃，并维持 5 min消解，然后10 min内由130 ℃升温至165 ℃，并维持10 min消解，然后15 min内由 165 ℃升温至180 ℃，并维持 30 min消解。消解完毕后，冷却至室温，取出消解罐，在通风橱中将酸挥尽，加去离子水定容至 50 mL。同步以浓硝酸 8 mL不加样品做空白试验。

表1 川芎茶调散8味组成药的样品信息

2.2 测定条件的优化

仪器自动调谐设定工作参数，以灵敏度、背景、稳定性等各项指标对仪器的工作参数进行优化。测定条件：等离子射频功率：1 550 W，等离子气体：15 L/min，辅助气体流量： 1 L/min，雾化气流量：1 L/min，补偿/稀释气体：1 L/min，雾化室温度：2 ℃，蠕动泵速度：0.3 rps。积分时间：1 s，延迟时间：1 s，重复次数：3次。测量方式：标准曲线法，读数方式：峰强。以73Ge、115In、209Bi为内标，监测信号的变动情况，能有效克服仪器信号的漂移和校正基体效应。

2.3 标准曲线的制备

取B、Na、Mg、Al、K、Ca、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Cd、Ba的混合标准品母液，用10%HNO3作空白溶液，将母液稀释成 5、10、20、50、100 μg/mL。

根据试样中待测元素的水平配制标准溶液，依次测定15种无机元素的系列质量浓度标准溶液，加入73Ge、115In、209Bi内标溶液，同时配制标准空白溶液。以标准品质量浓度为横坐标(X)，以待测元素分析峰信号值与内标元素参比峰响应值的比值为纵坐标(Y)，绘制标准曲线，得各元素标准品的回归方程、相关系数和线性范围。结果各元素在0～100 μg/L浓度范围内与比值线性良好，详见表2。

表2 15种无机元素的线性回归方程、相关系数、检出限和线性范围

2.4 方法学考察

2.4.1 精密度试验 取混合标准溶液，分别连续进样6次测定元素含量，15种无机元素的含量RSD值为0.45%～2.30%，表明仪器的精密性良好。

2.4.2 稳定性试验 分别取同一份含川芎、羌活、白芷、细辛、荆芥、防风、薄荷、甘草样品的待测溶液，分别于放置0、4、8、12、16、20、24 h后测定15种元素的含量，结果RSD值分别为0.65%～2.15%、0.62%～2.31%、0.59%～2.01%、0.76%～2.12%、0.76%～1.78%、0.68%～2.09%、0.76%～1.83%、0.78%～2.87%，表明待测溶液在 24 h内稳定。结果详见表3。

2.4.3 重复性试验 分别精密称取含川芎、羌活、白芷、细辛、荆芥、防风、薄荷、甘草的样品6份，制成供试品溶液，测定15种元素的含量，结果RSD值分别为0.45%～1.97%、0.89%～2.80%、1.07%～2.98%、0.98%～2.79%、0.99%～2.11%、1.28%～3.19%、1.39%～2.71%、0.78%～2.87%，说明方法的重复性良好，。结果详见表3。

2.4.4 加样回收率试验 分别精密称取已测定含量的川芎、羌活、白芷、细辛、荆芥、防风、薄荷、甘草样品0.2 g，共6份，精确加入一定量的各元素标准溶液，再测定其含量，计算15种元素的回收率分别为95.98%～103.47%、95.89%～104.32%、95.64%～103.68%、95.69%～104.39%、95.34%～104.07%、95.33%～104.39%、95.38%～104.29%、95.39%～103.42%，RSD值分别为1.35%～3.99%、1.45%～3.29%、1.63%～3.28%、1.38%～3.56%、1.33%～2.89%、1.43%～3.98%、1.28%～4.01%、1.39%～3.78%，说明方法的回收率符合要求。结果详见表3。

2.5 样品的测定

按照 “2.1.1”项下方法制备川芎、羌活、白芷、细辛、荆芥、防风、薄荷、甘草样品的供试品溶液，在设定的实验条件下，测定供试品溶液中15种无机元素的含量。40份样品中15种无机元素的含量见表4。

表3 川芎茶调散8味组成药的方法学考察 (%)

表4 川芎茶调散8味组成药中15种无机元素的含量 (mg/kg)

续表4

3 结果与分析

3.1 8味组成药中15种无机元素特征图谱的建立

分别计算每个药味每种无机元素的平均值和40份样品中每种无机元素的平均值，再计算每个药味每种无机元素的平均值与40份样品中每种无机元素平均值的比值，绘制每个药味15种无机元素折线图作为特征图谱。可以看出，不同药味之间无机元素的特征图谱差异较大，结果详见图1。

(a.川芎；b.羌活；c.白芷；d.细辛；e.荆芥；f.防风；g.薄荷；h.甘草)

3.2 川芎茶调散8味组成药的SIMCA-PCA分析

将40份样品的结果代入SIMCA14.1软件中进行PCA-X分析。选择前两个主成分，R2X为0.412，Q2为0.15，得到Score Scatter 3D Plot图，结果见图2。从图中可以看出，5份甘草样品与其余7味药的差异明显，说明甘草与其余7味药中15种无机元素差异大，这可能是由于甘草的功效与其余7味药差异较大。剩余的7味药中有相互交叉的现象，可能与这7味药的相似功效-祛风止痛有关。

3.3 川芎茶调散中祛风止痛共有功效无机元素的分析

图2 40份样品的PCA Score Scatter 3D Plot

15种无机元素的贡献率排在前3的是Mg、K、S，贡献率分别为42.04%、38.66%、13.26%，其余依次为Al、Fe、Ca、Mn、B、Ba、Zn、Cu、As、Se、Cd、Na。其中Mg、K、S的累积贡献率为94.32%，是15种无机元素的主要组成部分，说明川芎、羌活、白芷、细辛、荆芥、防风、薄荷的主要共有无机元素为Mg、K、S。结果详见表7。

表5 主成分分析解释的总方差

表6 成分矩阵

外感风寒的发病部位为肺。在中医基础理论中，肺主皮毛，强调了肺与皮毛的关联性。相关文献报道，风寒乘虚犯肺大鼠毛发中Mg的含量较正常大鼠低，说明Mg与外感风邪的病因病机息息相关[9]。偏头痛患者血清中的Mg含量偏低，服用MgSO4能够有效缓解偏头痛，说明Mg能够治疗神经系统疾病。同时MgSO4能够作用于肺部，治疗支气管哮喘，说明Mg与祛风止痛功效的相关性强[10-11]。S在体内不是必需的元素，常与其他离子结合存在。MgSO4能够有效缓解偏头痛和治疗支气管哮喘，说明S有可能是以硫酸根的形式发挥治疗效果，即Mg与S具有协同作用。K有助于神经传导功能的正常运行，能够协调机体的生理状态，还有利于脑部供氧，说明K在缓解偏头痛方面有可能具有协同作用[12]，Mg、K、S与祛风止痛的功效息息相关。

表7 川芎茶调散7味组成药中15种无机元素的相关系数、含量平均值、贡献率

3.4 7个祛风止痛药味中Mg、K、S的差异性分析

在SPSS19.0统计软件中，选择单因素方差分析中的Student-Newman-Keuls，比较川芎茶调散7味组成药中Mg、K的差异。在Student-Newman-Keuls的alpha=0.05的子集中，同一子集间差异没有统计学意义，不同子集间差异具有统计学意义。K：川芎、细辛、羌活出现相互交叉的现象，无显著性差异；荆芥、薄荷、白芷之间差异无统计学意义。荆芥、薄荷与防风、细辛、白芷之间的差异有统计学意义，具体含量顺序为荆芥>薄荷>防风>川芎>羌活>细辛>白芷。Mg：7味药之间的差异均无统计学意义，具体含量顺序为羌活>薄荷>荆芥>川芎>防风>细辛>白芷；S：具体含量顺序为羌活>川芎>细辛>白芷>荆芥>薄荷>防风。结果详见表8。

表8 Student-Newman-Keulsa分析结果

4 讨论

在40份样品中，虽然5份川芎Cd含量在0.42～0.78 mg/kg之间，1份细辛的Cu含量为21.21 mg/kg，均不符合规定(Cd≤0.3 mg/kg，Cu≤20 mg/kg)[13]。但由于不同药味在川芎茶调散中的用量比例不同(川芎16.33%，细辛4.08%)[1]，折合计算得川芎的Cd含量为0.08～0.13 mg/kg，细辛的Cu含量为0.87 mg/kg，符合限量要求。中药是为中医临床服务的，而成方制剂是中药在临床上的最终应用形式。中药的质量控制需要系统性地看待，不能仅仅停留在单味药的质量评价上。

川芎茶调散8个组成药味中15种无机元素图谱均不相同，特征性强。甘草与其余7味药的15种无机元素差异明显，说明可能与自身的药性功效差异有关。川芎、荆芥、薄荷、羌活、白芷、细辛的相关功效无机元素为Mg、K、S，且不同药味之间存在差异，很有可能是导致不同药味在川芎茶调散中的功效既有相似性，又有区别性的原因。无机元素对于中药功效发挥的作用是不可忽视的，需要结合临床药效研究进一步阐明川芎茶调散的物质基础。