舍莉萍 ，卢学峰，周玉碧，叶润蓉，孙胜男，赵庆帅，彭 敏，孙 菁*

1中国科学院西北高原生物研究所青海省青藏高原特色生物资源研究重点实验室，西宁 810008;2 中国科学院大学，北京 100049

绿绒蒿系罂粟科(Papaveraceae)绿绒蒿属(MeconopsisVig)植物的统称，多为一年生或多年生草本植物。该属植物是藏医传统用药，通常以单味或复方入药［1，2］，具有抗疲劳、止泻、镇痛和保肝等作用［3-5］。近年来，随着藏医药的发展，人们对绿绒蒿属植物药用价值的认识也逐渐增多，关于其化学成分的研究也成为了热点。目前，从绿绒蒿属植物中分离得到的化学成分主要有生物碱、黄酮及其苷类等［6-11］，但对于其中所含元素的相关研究还不够深入，仅有少量报道［12］。已有研究表明，药材疗效的发挥与其所含元素的种类和含量密切相关，不但补充、调节人体所缺乏的微量元素，也能对各种微量元素在人体新陈代谢中的吸收、排泄速率产生影响。通过络合、螯合等作用，药材中所含的元素在人体内能间接起到解毒作用，从而达到治病的目的［13］。因此，对药材中所含元素进行分析测定，可为阐明元素与药材药效间的关系提供一定的理论依据［14］。

本文运用ICP-OES 法对采自青海省的六种绿绒蒿属植物——五脉绿绒蒿(Meconopsis quintuplinervia Regel.)、红花绿绒蒿(M.puniceaMaxim.)、总状绿绒蒿［M.racemosa(Maxim.)］、川西绿绒蒿(M.henriciBur.et Franch)、全缘叶绿绒蒿［M.integrifolia(Maxim.)Franch.］以及多刺绿绒蒿(M.horridulaHook.f.et Thoms.)中15 种元素含量进行了测定，并利用数量分析方法对其进行聚类分析和DCA 分析，阐述其元素主要分布特征，以期为深入合理的开发利用绿绒蒿属植物资源提供一定的科学参考。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

Agilent725 系列电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES，美国Agilent。工作条件:射频发射功率1300 W;等离子气流量0.8 L/min;辅助气流量14 L/min;雾化气流量0.5 L/min;观测高度15 mm;实验所用气体为氩气);AG135 电子天平(瑞士Mettler Toledo);UPT-I-10T 型超纯水机(上海优普);KQ5200DE 超声波清洗仪(江苏昆山);pH 酸度计。

16 种待测元素标准溶液浓度均为1000 μg/mL(中国计量科学院)，使用时按需稀释;硝酸、高氯酸等均为优级纯;试验用水为超纯水(18.2 MΩ·cm)。pH4.01 标准缓冲液、pH6.87 标准缓冲液、pH9.18 标准缓冲液。

1.2 材料

试验用材料均采自青海省境内，采样点详情见表1。同一采集地点至少采集15～20 株植株个体，株间距离至少5 m，然后混合。在采集植物样品的同时利用手持式GPS 定位导航仪记录采样点海拔及经纬度，并利用土钻钻取采样点位置表层至10 cm 深的土层，取5 个点的土壤混合作为土壤样品，分别装入袋中并标记编号。植物样品带回实验室后，用超纯水淋洗、阴干后粉碎，过100 目筛，备用。土壤样品风干后过100 目筛，参照《GB7859-87 森林土壤pH 值的测定》测定各样点土样的pH 值。原植物标本经中国科学院西北高原生物研究所卢学峰副研究员鉴定为罂粟科绿绒蒿属五脉绿绒蒿(M.quintuplinerviaRegel.)、红花绿绒蒿(M.puniceaMaxim.)、总状绿绒蒿［M.horridulaHook.Thoms.var.racemosa(Maxim.)Prain］、川西绿绒蒿(M.henriciBur.et Franch)、全缘叶绿绒蒿［M.integrifolia(Maxim.)Franch］以及多刺绿绒蒿(M.horridulaHook.f.et Thoms.)。

表1 采样点信息Table 1 Collecting location of samples

1.3 样品消解

准确称取各样品0.300 g 置于150 mL 锥形瓶中，加入20 mL 混合酸(HNO3∶HClO4=4∶1)，封口浸泡过夜。次日将锥形瓶置于电热板上，在170 ℃左右加热消解，直至消化液呈无色透明或略带黄色，蒸发至约1～2 mL，冷却至室温后以超纯水转移，定容到25 mL 容量瓶中。平行制备2 份空白，待测。

1.4 元素分析线的选择与背景校正

元素分析波长的选择要符合检出限低、灵敏度高、干扰小等原则。利用ICP-OES 法进行元素测定时，每一元素均可以同时选择多条特征谱线，且光谱仪具有同步自动背景校正功能。考虑到共存元素之间的相互干扰，实验中对每个被测元素选取了2～3条谱线进行测定，综合考虑分析强度、干扰情况及稳定性等因素，本文中所选定各元素的分析波长如表2 所示。同时取10 次平行测定空白液的结果，按IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会)的相关规定得到各元素检出限(表2)。

表2 元素分析线及检出限Table 2 Detection wavelengths and limits for 15 elements

1.5 标准曲线绘制

将各元素的标准溶液系列(按需稀释配制)导入仪器进行测定，得到各元素的标准曲线，相应的线性相关系数r均≥0.9997，线性关系良好(表3)。根据标准曲线对各样点样品中的15 种元素进行分析测定。

1.6 精密度和加标回收率试验

对同一份样品进行7 次重复进样检测，以测定本方法的精密度;同时，取已知元素含量的五脉绿绒蒿样品按照标准加入的方法测定各检出元素的回收率，如表4 所示。

1.7 数据分析

所有数据处理工作均在PC-ORD V5.0 中进行。聚类分析采用Adjustment to Standard Deviate(即Zscore 标准化)对数据进行标准化转换。

2 结果与讨论

2.1 元素含量测定

在已选定的最佳工作条件下，利用ICP-OES 测定样品中的15 种元素含量，每个样品重复测定3次，计算平均值作为测定结果(表5)。从表5 中可以看出，六种绿绒蒿植物中共有10 种元素被检出，分别为K、Ca、Na、Mg、Fe、Al、Zn、Mn、Cu 和Cr。同一元素在不同绿绒蒿样品中显示出不同的含量水平，但各检出元素含量高低排列顺序在六种植物中基本趋于一致，以含量排序，前6 种元素均依次为K＞Ca ＞Mg ＞Fe ＞Al ＞Na，常量元素中K 和Ca 的含量均≥8000 mg/kg，Na 元素含量相对较低，在86.19～361.32 mg/kg 范围内;而微量元素中，含量最低的为Cu 和Cr。另外，Ni、Se、As、Cd 和Pb 元素因含量过低超出检出限而未能检测到。

表3 系列标准溶液的标准曲线Table 3 Standard curves of the standard solution series

表4 精密度及回收率试验(n=7)Table 4 Precision and recovery test (n=7)

表5 元素含量测定结果(n=3)Table 5 Mineral contents in 6 Meconopsis species (n=3)

2.2 聚类分析

采用欧氏距离-Ward’s Method 分析方法，对6种绿绒蒿元素含量数据进行聚类分析，结果如图1所示。可见在数据信息保留量达到70%左右时，这六种绿绒蒿属植物可以划分为3 个不同类群:1)第Ⅰ类群中，红花绿绒蒿和全缘叶绿绒蒿最先聚为一组，该组成员中除了Ca 和Cu 元素含量高于平均值外，其他元素的含量均低于各元素的平均含量;另外一组则是五脉绿绒蒿和川西绿绒蒿，这两种植物中Cu、Na 和Zn 元素含量均高于平均水平而Fe 和Cr元素的含量低于平均水平;这两组最终因为Fe 和Cr 元素的含量均低于平均值且Cu 的含量高于平均值而划分入同一类群;2)第Ⅱ类群成员仅为多刺绿绒蒿，其K、Mg、Cu 和Na 元素含量均低于平均值;3)总状绿绒蒿则因其各元素含量均高于平均含量而独成第Ⅲ类群。

图1 六种绿绒蒿植物类群划分结果Fig.1 Cluster analysis based on mineral contents

2.3 DCA 分析

以元素含量测定结果(表4)和采样点环境因素(表1)为指标进行的DCA 分析结果(图2)显示，六种绿绒蒿植物中元素的积累都受到环境因素不同程度的影响，以K、Zn、Cu、Mg、Na、Mn、Ca 元素受环境因素的影响较为显著，Al、Fe 和Cr 则远离分析区域，所受影响不太明显。从图中还可以看出，采样点海拔与元素含量呈负相关关系，经纬度、土壤pH 值则呈现正相关影响。例如，随着采样点海拔的升高，K、Zn、Cu 等元素含量呈降低趋势。

图2 环境因素对元素影响的DCA 分析Fig.2 DCA based on the environmental factors and mineral contents

3 结论

本文采用湿法消解结合ICP-OES 测定了六种绿绒蒿属植物中的无机元素组成及含量，并对测定结果进行聚类分析和DCA 分析，以期能够促进绿绒蒿属药用植物资源的深入研究和开发利用。(1)在所选定的仪器工作条件下，各元素分析线之间的相互干扰小，对测定结果无明显影响，测定结果准确可靠。(2)基于元素含量的聚类分析将六种绿绒蒿植物划分为3 个类群，虽然不同绿绒蒿植物对元素的吸收利用有较大差异，但同一类群中的绿绒蒿植物之间仍有一定的相似性。(3)以元素含量和环境因素为指标进行的DCA 分析表明，六种绿绒蒿植物对元素的富集受到生长环境的不同影响，采样点海拔所产生的影响与其余三种因素相反。

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