微波萃取-CE-ICP-AES联用分析艾纳香中钙的形态

李险峰，邓必阳

(1.惠州学院化学工程系，广东 惠州 516007；2.广西师范大学化学化工学院，广西 桂林 541004)

中草药艾纳香(blumea balsamifera)富含钙镁等金属元素，药用性味温辛，具有清热利尿祛风消肿、温中活血、消炎镇痛、补虚壮阳之功效.可用于治疗寒湿泻痢、腹痛肠鸣、跌打刀伤和高血压等症[1].中药中金属元素存在形态不同，其呈现的药理作用也不同.研究中药中金属元素的存在状态，对于更好地揭示中药金属元素的作用本质尤为重要[2].在中药形态分析方面，孙汉文等[3-4]对中药中微量元素的形态进行了研究；曾楚杰等[5-7]在中药银杏和田七形态分析方面作了相关研究.目前，联用技术已逐步用于中药中微量元素的形态分析[8-13].

钙在维持细胞功能，神经冲动传导过程中起着重要的作用[14].钙离子能降低毛细血管及细胞膜的通透性和神经组织的兴奋性，并参与肌肉收缩、细胞分泌及凝血过程.心脏传导系统的动作电位，心肌的兴奋收缩偶联过程，血管平滑肌的收缩过程均与钙离子有关[15].但目前钙在这些生理过程中所起的作用机理尚不明确，有关中药艾纳香中钙元素的溶出特性及相关形态研究少未见报道.本文中采用微波萃取-毛细管电泳-电感耦合等离子体原子发射光谱法(简称微波萃取-CE-ICP-AES)对艾纳香中钙元素的形态进行了研究，同时对游离态的钙进行了表征和定量.

1 实验部分

1.1仪器与试剂Optima 2000DV 全谱直读电感耦合等离子体原子发射光谱仪(美国PerkinElmer公司)；熔融硅石英毛细管(内径100 μm、外径375 μm，河北永年锐沣色谱公司)；ACS2000高压电源(北京彩陆科学仪器公司)；自组装毛细管电泳仪和毛细管电泳进样装置；超声波清洗器(上海科导超声仪器有限公司)；WR-3AT微波样品处理系统(北京盈安美诚科学仪器有限公司)；SYZ-550石英亚沸高纯水蒸馏器(江苏勤华玻璃仪器厂)；PHSJ-4A实验室pH计(上海精密科学仪器有限公司)；TGL-16G-A台式高速冷冻离心机(上海仪器厂). Ca标准储备液浓度为1 000 mg·L-1(使用时逐级稀释至所需浓度)；醋酸(广东汕头市西陇化学厂)；醋酸钠(广东汕头市光华化学厂)；37%盐酸(广州化学试剂二厂)；50 mmol·L-1NaAc-HAc pH=5.5缓冲溶液.其他所用试剂都为分析纯或优级纯，水为亚沸蒸馏水.

CE-ICP接口按Deng等[16]的方法制作.该接口外观类似玻璃同心雾化器，雾化器中心管被毛细管所代替，毛细管出口端处以环氧树脂胶合铂丝作为电极，接口外端口长0.5 cm，内径0.5 mm，样品出口端为负极.ICP-AES工作气体为氩气，轴向观测.元素分析线：Ca 393.366 nm.毛细管电泳和ICP-AES工作条件如表1所示.

表1 毛细管电泳及等离子体工作条件

1.2试样的采集制备将艾纳香(取于广西植物园)先用自来水冲洗干净，再用蒸馏水反复清洗，后用高纯亚沸蒸馏水冲洗数次，室温下晾干.放在烘箱中烘干(110～120 ℃，6～8 h)直至恒重，将其研成粉状，用研钵研细200目筛分，粉碎制得的粉末置于广口瓶中备用.

1.3微波萃取称取艾纳香粉末0.254 0 g，置于聚四氟乙烯消解罐中，加入10 mL亚沸水.样品微波萃取条件为：工步为1步，萃取温度为100 ℃，微波功率为800 W，亚沸水提取20 min.然后将消解罐冷却至室温，用定量滤纸过滤，将滤液置在高速离心机中离心10 min(1 600 r·min-1)，移取上层清液，用0.45 μm滤膜过滤，该滤液供毛细管电泳检测中药中钙元素形态.

1.4样品的电泳分析新毛细管用0.1 mol·L-1NaOH冲洗20 min，后用缓冲溶液冲洗30 min.为保证迁移时间的重复性，每次实验进样前，用0.1 mol·L-1NaOH，亚沸水和缓冲溶液依次各冲洗3 min.所有样品及溶液均利用超声波振荡10 min以除去气泡防止电泳过程中出现电流断流现象.实验时先在毛细管中充满缓冲溶液再以0.04 Mpa的氮气压力将样品溶液压入CE毛细管中，进样完毕后换为缓冲溶液加高压电源20 kV在293 K温度下进行电泳分离，然后利用ICP-AES来检测形态分离峰.

2 结果与讨论

图1 中药艾纳香中钙的形态分析

2.1艾纳香中Ca的形态分析及游离钙的表征艾纳香微波萃取液采用CE分离，利用ICP-AES检测形态分离峰.按表1条件进行分析，得到艾纳香样品的分析图1.从图1可看出，Ca在艾纳香微波萃取液中主要以4种化学形态存在，分别用Ca1至Ca4表示在图上.为表征游离态的钙形态，在样品中加入5 mg·L-1标准游离钙后在相同电泳条件下进行分析，结果如图2所示.在图2中同样存在钙的4个形态峰，加入标准游离钙溶液后Ca4迁移时间为357 s，其峰高明显增大，而其它位置的形态峰的强度和迁移时间几乎无变化.图3中测得标准游离态Ca0(Ca2+)的迁移时间为354 s，从图1中可以看出，艾纳香中Ca4形态的迁移时间为355 s，在图2中Ca4迁移时间为357 s，三者迁移时间非常吻合，依次判断艾纳香中有游离态钙存在，而其余峰则以其它的结合形态存在.中药艾纳香中Ca的各种形态迁移时间如表2所示，其中Ca4为游离态的钙.

图2 中药艾纳香中加标后钙的形态分析

图3 标准游离态钙的形态分析(5 mg·L-1)

2.2艾纳香中游离钙及其他形态钙的定量利用CE-ICP-AES联用技术对艾纳香中钙的形态进行分析，艾纳香中钙主要以4种形态存在，根据标准游离钙的形态分析峰面积计算出游离钙含量.由于缺少其他形态的标准物质，故用游离钙含量估算其他形态钙含量，同时在最佳试验条件下，对样品电泳测定10次，求得各种形态峰的迁移时间及峰面积相对标准偏差(表2).从表2可知，艾纳香样品中游离钙含量为6.86 mg·L-1.

在最佳试验条件下，对空白溶液连续测定10次，以3倍的标准偏差所对应的含量计算出钙的检出限为0.027 mg·L-1.在4份样品中分别加入5 mg·L-1的标准游离钙进行加标回收检测，回收率为97%～102.2%，RSD为2.8%～4.2%(表3)，表明该试验方法可靠，试验结果较准确.

表2 艾纳香样品中Ca的形态分析及定量(n=10)

表3 艾纳香样品中游离Ca的加标回收(n=5)

3 结论

本文中利用微波萃取-毛细管电泳-电感耦合等离子体原子发射光谱联用技术对中草药艾纳香中钙元素的形态进行了分析.由于ICP-AES元素分析线的选择性，在相同的电泳条件下，艾纳香中游离钙与标准钙具有相同的迁移时间.因此，通过一些标准微量元素的形态分析电泳实验，根据标准及加标后电泳迁移时间的区别，可以判断中药中是否存在某一元素并可判别该元素的形态.由于缺少其他钙形态的标准及联用技术CE-ICP-AES方法本身的局限性，对另外3种形态的钙进一步分析可借助其他分析手段或联用技术(如有机质谱等)，以提供形态分析的详细信息.对中药中微量元素形态及其含量进行分析研究，有利于研究中药的药理和功能的影响因素，探明微量元素的具体结合形式，可为新药的发现、合成及现有药剂疗效的提高提供依据，为中药的开发利用创造条件.

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