细辛道地药材与微量元素
作者：周长征 李银 杨春澍
单位：周长征 李银(北京市中药科学研究所100011)；杨春澍(北京中医药大学中药学院)
关键词：细辛；道地药材；微量元素；种质
中草药000428 摘 要 对细辛道地药材及其生境土壤中的微量元素含量进行了比较研究。结果显示，细辛道地药材中V、Li、Sn等元素的含量较高，Zn/Cu比值较低，细辛对Ti、Li、B等元素有较强的富集作用；细辛的药理活性与细辛道地药材的微量元素含量特征有一定的相关性；种质是影响细辛道地药材中微量元素含量的主要因素，从微量元素的角度来看，细辛道地药材的形成模式是以种质为主导的多因子关联决定型。
Studies on the Presence of Various Trace Elements in
, 百拇医药
the Geo-herbal Wildginger (Asarum L.)
Beijing Institute of Chinese Materia Medica (Beijing 100011) Zhou Changzheng and Li Yin
College of Chinese Materia Medica, Beijing University of TCM and Chinese Materia Medica Yang Chunshu
Abstract Trace elements presented in the geo-herbal Asarum L. were studied with reference to the soil of its habitat. The results showed that the herb was rich in vanadium (V) and lithium (Li) and tin (Sn), but low in zinc (Zn) and copper (Cu), and had a strong tendency to accumulate titanium (Ti), lithium (Li) and boron (B). The pharmacological effects of geo-herbal Asarum L. seemed to be closely related with its characteristic contents of trace elements which were mainly affected by the idioplasm and various other minor factors.
, 百拇医药
Key words Asarum L. geo-herbal trace elements idioplasm
细辛是马兜铃科Aristolochiaceae细辛属Asarum植物北细辛A. heterotropoides var. mandshuricum (Maxim.) Kitag、汉城细辛A. sieboldii var. seoulense Nakai和华细辛A. sieboldii Miq.的干燥全草。细辛道地药材是指产于东北的辽细辛(包括北细辛和汉城细辛)和产于陕西华山周围的华细辛[1]。米秋雯、杨春澍曾对细辛属植物的微量元素含量做过系统研究[2]，但对细辛道地药材与土壤中微量元素含量之间相关性的研究目前尚未见报道。为此，本文首次对15个细辛道地药材样品及其生境土壤中的微量元素含量进行了比较研究。
1 供试材料与仪器
1.1 供试材料：原植物与生境土壤的样品来源见表1。所有样品均经杨春澍教授鉴定。
, 百拇医药
1.2 试剂：浓硝酸，浓盐酸(均为北京化工厂产，分析纯)。
1.3 仪器及工作条件：JA96965型(美)电感耦合高频等离子体原子发射光谱仪。入射功率1.1 kW，观察高度13 mm，曝光时间10 s，提取速率10 mL/min，冷却气(Ar2)流量18 L/min，辅助气(Ar2)流量0.5 L/min，载气(Ar2)流量0.3 L/min.
表1 药材原植物与生境土壤来源 药 材
土壤样
品编号
产 地
采集日期
(年 月)
, http://www.100md.com
样品编号
原植物
栽培或野生
Z1
华细辛
野生
T1
陕西洛南
1996-06
Z2
北细辛
栽培
T2
, 百拇医药
陕西洛南
1996-06
Z3
北细辛
栽培
T3
辽宁本溪
1996-06
Z4
北细辛
栽培
T4
辽宁本溪
, 百拇医药
1996-06
Z5
汉城细辛
栽培
T5
辽宁本溪
1996-06
Z6
北细辛
栽培
T6
辽宁凤城
1996-06
, 百拇医药
Z7
北细辛
栽培
T7
辽宁本溪
1996-06
Z8
华细辛
野生
T8
四川城口
1997-06
Z9
, 百拇医药
华细辛
野生
T9
湖北神农架
1997-06
Z10
华细辛
野生
T10
四川巫溪
1997-06
Z11
汉城细辛
, 百拇医药
野生
T11
吉林抚松
1997-06
Z12
北细辛
栽培
T12
吉林抚松
1997-06
Z13
北细辛
栽培
, 百拇医药
T13
吉林柳河
1997-06
Z14
北细辛
栽培
T14
黑龙江五常
1997-06
Z15
北细辛
栽培
T15
, http://www.100md.com
黑龙江牡丹江
1997-06
2 方法与结果
2.1 药材样品：分别取完整植株，用清水洗净表面泥土后，以蒸馏水、去离子水分别快速淋洗3遍，于60 ℃烘箱中烘干，用玛脑乳钵研成粉末状。准确称取1 g样品，置瓷坩埚内，加4 mL硝酸(1∶1)，电热板上硝化2 h，挥掉过量硝酸。500 ℃灰化3 h，放冷。加10 mL盐酸(1∶1)溶解灰分。定量转入50 mL容量瓶中定容(有少量沉淀，液体稍浑浊)。定量滤纸过滤，取10 mL于刻度试验管中送检。结果见表2。
2.2 土壤样品：取干燥土样若干，在瓷盘上压碎。准确称取10 g土样，置100 mL具塞锥形瓶中，加入50 mL 0.1 mol/L HCl。30 ℃恒温振荡1 h，定量滤纸过滤。取10 mL滤液于刻度试管中，送检。结果见表2。表2 各药材样品及生境土壤的微量元素含量(μg/g) Z1
, http://www.100md.com
T1
Z2
T2
Z3
T3
Z4
T4
Z5
T5
Z6
T6
Z7
T7
Z8
, 百拇医药
T8
Z9
T9
Z10
T10
Z11
T11
Z12
T12
Z13
T13
Z14
T14
, 百拇医药 Z15
T15
Fe 315.4
130.8
911.7
191.2
605.7
136.4
1414
123.6
629.7
172.7
655.2
, 百拇医药
63.12
755.7
174.4
286.3
57.84
915.6
29.88
294.8
30.13
602.6
34.97
996.5
45.13
, 百拇医药
970.6
45.47
482.7
72.60
473.2
72.85
Co1.350
1.770
1.300
1.455
0.900
1.000
3.000
, 百拇医药
1.290
1.600
1.490
1.100
1.290
1.150
1.540
0.290
0.369
0.645
0.035
18.15
0.365
, http://www.100md.com
0.48
0.1545
3.250
0.3490
1.785
0.344
3.325
1.498
1.85
1.572
Ni0.350
0.852
16.05
, http://www.100md.com
0.850
1.650
0.775
3.900
1.535
1.550
1.125
3.100
0.640
1.000
1.215
1.395
0.377
, 百拇医药
1.595
0.855
3.310
0.7535
6.165
0.2030
13.13
0.458
10.31
0.4005
8.340
2.418
6.075
, http://www.100md.com
2.264
Cu5.100
1.160
8.450
3.485
3.550
2.970
13.40
1.970
11.60
4.770
4.500
0.965
, 百拇医药
7.800
4.915
8.115
0.2765
19.14
0.331
13.54
0.6190
18.72
0.5960
28.19
0.7605
23.17
, 百拇医药
0.748
19.42
2.038
14.31
2.239
Ag1.000
0.985
0.850
1.050
0.450
1.005
1.400
0.705
, 百拇医药
2.800
1.005
1.000
0.490
1.300
1.030
4.990
0.2690
11.94
1.770
13.56
1.640
11.02
, http://www.100md.com
2.128
16.45
2.316
8.235
2.299
10.54
1.389
6.570
2.085
Au15.75
8.500
32.55
9.375
, http://www.100md.com
26.45
8.600
47.65
9.040
29.60
10.67
29.20
4.505
35.00
10.80
23.60
3.749
38.98
, http://www.100md.com
0.1035
38.07
2.009
34.03
2.802
49.71
4.543
39.57
4.466
22.94
7.135
19.63
6.455
, http://www.100md.com
Mn77.00
275.4
105.5
18.34
85.65
102.7
110.2
279.4
60.65
181.9
85.65
121.6
70.70
, 百拇医药
191.5
37.51
106.4
90.83
8.460
42.84
82.60
108.0
102.6
165.4
123.3
161.2
123.6
, http://www.100md.com
87.55
143.6
82.23
142.7
Cr1.450
0.400
2.550
0.735
2.000
0.625
3.800
0.850
2.400
, 百拇医药
0.820
2.000
1.130
2.300
0.845
0.820
0.1275
3.130
0.1265
4.825
0.5170
3.100
0.1215
, 百拇医药
21.37
0.1570
17.16
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5.430
0.5985
1.51
0.5895
V6.150
2.750
11.85
3.000
10.45
, 百拇医药
2.511
12.90
2.060
12.20
2.990
11.65
1.495
12.45
3.020
14.71
3.481
13.79
1.451
, http://www.100md.com
25.63
4.318
13.07
3.764
33.93
4.888
22.50
4.812
27.44
5.550
15.76
5.665
Ti23.83
, 百拇医药
1.810
51.75
2.040
21.92
1.570
81.00
0.925
42.73
1.490
33.57
0.705
25.50
2.680
, 百拇医药
24.47
1.196
52.71
1.341
33.34
1.349
50.11
2.236
71.15
2.805
64.31
2.729
41.67
, 百拇医药
6.668
35.49
2.068
Zn378.4
14.08
113.8
11.74
42.25
4.315
45.65
3.960
39.40
16.62
, 百拇医药
91.40
3.295
30.65
22.52
19.44
4.509
7.165
0.539
26.38
4.394
23.79
2.451
72.75
, http://www.100md.com
5.605
65.34
5.590
52.40
13.62
46.19
13.63
Cb0.300
0.305
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0.135
0.600
0.135
, 百拇医药
0.800
0.160
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1.150
0.135
0.650
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0.0895
0.695
, 百拇医药
0.3375
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Li2.950
0.095
, 百拇医药
0.950
0.155
7.250
0.230
31.60
0.085
41.10
0.125
2.000
0.040
14.00
0.110
4.020
, 百拇医药
0.088
16.65
0.150
4.745
0.053
2.590
0.0625
9.080
0.0860
8.230
0.0695
12.97
0.4670
, 百拇医药
12.28
0.486
Na992.0
30.38
630.0
74.96
73.45
5.215
381.9
8.440
467.8
15.86
475.2
, 百拇医药
7.070
109.5
10.75
226.6
63.26
20.55
33.01
237.3
39.26
136.8
60.45
318.2
39.32
, http://www.100md.com
89.65
39.61
457.7
48.69
233.5
50.40
K4758
140.3
4208
62.80
3918
41.55
7372
, http://www.100md.com
53.30
3367
89.80
4997
123.3
3053
85.80
4833
>1000
5258
141.1
507.5
273.1
, 百拇医药
4843
305.3
1761
316.7
1468
316.5
6190
129.6
5898
128.8
Be0.300
0.160
0.850
, http://www.100md.com
0.275
0.650
0.500
1.250
0.475
0.700
0.510
0.700
0.325
0.850
0.530
0.115
0.0405
, 百拇医药
0.3350
0.1010
0.185
0.0545
0.230
0.0315
0.435
0.0435
0.37
0.044
0.310
0.4035
0.245
, 百拇医药
0.4075
Mg961.6
385.5
1676
303.8
1371
320.8
1859
237.1
1621
290.2
1057
203.1
, http://www.100md.com
1779
294.5
876.3
710.4
875.8
455.4
896.5
639.0
936.8
515.0
3230
670.0
3174
, 百拇医药
670.5
1664
439.4
1635
439.6
Ca3423
407.4
2797
416.1
3365
412.8
3909
413.5
, http://www.100md.com
3602
415.7
3227
407.3
3512
415.9
2793
>1000
2792
>1000
2862
>1000
3812
, 百拇医药
>1000
8755
>1000
8605
>1000
4830
>1000
4724
>1000
Sr2.000
19.26
22.05
7.010
, 百拇医药
17.55
10.70
44.65
10.59
16.20
9.360
30.85
6.720
17.55
9.530
15.75
15.29
15.71
, 百拇医药
13.00
16.39
8.195
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44.15
66.62
44.26
47.17
24.35
46.16
24.39
, 百拇医药
Ba31.80
59.95
22.10
26.09
7.000
67.05
50.60
70.40
45.62
64.15
59.65
35.43
64.45
, 百拇医药
65.00
13.31
12.81
13.32
7.485
14.68
19.94
44.83
6.320
68.55
58.55
66.09
58.80
, 百拇医药
127.00
82.40
125.9
82.50
B11.30
2.755
14.05
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1.355
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0.380
15.00
, http://www.100md.com
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2.915
120.31
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, 百拇医药
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4.023
31.01
4.101
21.28
2.955
20.52
2.883
Al935.6
554.5
898.1
761.5
778.6
, 百拇医药
731.9
1872
>1000
1023
727.5
1206
>1000
998.1
757.9
768.2
79.29
765.7
8.982
, 百拇医药
832.5
895.0
1209
44.55
2190
59.45
2105
59.85
1108
831.5
1047
830.0
Ga1.900
, http://www.100md.com
3.975
2.750
3.380
2.850
2.995
5.950
2.450
5.700
3.580
4.350
1.710
5.150
3.810
, 百拇医药
4.330
2.229
3.990
2.369
16.55
3.176
4.750
4.436
21.96
4.983
11.49
4.890
16.14
, 百拇医药
3.698
4.370
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Sn2.700
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1.410
6.950
2.220
3.950
1.555
, http://www.100md.com
3.650
2.765
4.250
1.600
1.915
0.872
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3.83
1.276
1.440
0.3305
6.135
, http://www.100md.com
0.4565
4.460
0.4115
4.350
1.280
2.795
1.286
Pb3.550
6.420
4.350
19.61
4.650
4.290
, http://www.100md.com
7.350
5.120
5.700
6.135
6.100
6.205
6.850
6.500
2.22
0.208
6.200
0.740
13.34
, http://www.100md.com
2.259
3.270
0.844
17.13
0.8535
6.790
0.841
12.69
4.157
2.225
4.182
P596.15
232.0
, 百拇医药
1700
342.7
1778
17.71
2816
20.32
1988
70.69
2473
18.59
1806
70.65
471.4
, http://www.100md.com
193.2
668.4
7.859
479.4
7.865
751.9
11.49
2018
20.01
1996
19.79
2477
76.150
, http://www.100md.com
2478
77.50
As8.750
3.180
16.65
4.430
9.550
4.205
17.80
6.630
18.25
4.345
16.15
, http://www.100md.com
8.320
18.15
4.625
15.58
1.191
28.91
0.5125
26.39
4.468
17.06
1.953
33.82
1.939
, 百拇医药
24.55
1.847
23.20
7.310
12.05
8.275
Sb10.95
4.190
14.55
6.200
13.45
5.940
24.95
, 百拇医药
8.240
18.25
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16.35
10.64
18.9
6.565
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0.852
17.35
3.483
, 百拇医药
5.515
0.725
25.35
1.695
12.53
1.660
21.06
3.564
5.975
2.045
Bi11.23
0.540
2.700
, http://www.100md.com
0.625
2.050
0.620
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0.600
3.250
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3.700
0.300
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0.640
16.94
1.751
, http://www.100md.com
0.98
1.585
9.54
2.858
11.91
1.656
14.74
3.172
11.25
2.705
30.94
2.505
25.31
, 百拇医药
1.394
Mo0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
, 百拇医药
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
, 百拇医药
0
0
Pt10.96
1.965
19.15
3.720
12.25
4.330
22.25
4.120
16.15
4.740
14.10
, http://www.100md.com
4.790
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17.85
3.806
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2.261
27.20
3.876
, 百拇医药
24.35
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2.012
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1.520
Pd14.20
2.230
7.800
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13.10
3.245
23.25
, 百拇医药
1.850
27.65
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2.555
17.01
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0.816
14.95
3.830
, 百拇医药
6.365
2.985
19.34
4.480
16.83
3.450
11.06
10.36
9.725
1.120
3 讨论与结论
3.1 细辛道地药材的微量元素特征：道地药材的研究中目前最迫切需要解决的科学问题是要研究道地药材好的标准和特征。鉴于微量元素的特殊作用，建立道地药材的化学特征——化学指纹图谱时也不应忽视微量元素。为此，我们将道地药材所含微量元素的均值与细辛属植物微量元素含量的均值及Bowen值[3]进行了比较。发现细辛道地药材微量元素含量的值比细辛属均值高5倍以上的是V、Li、Sn 3 种元素，比Bewen值高5倍以上的是Fe、Co、Cr、V、Ti、Li、Be、Gu、Sn、As、Sb、Bi 11种元素。上述元素的含量较高，可以做为细辛道地药材的化学特征之一。
, 百拇医药
15个细辛道地药材样品Zn/Cu比值的平均值为5.3(与米秋雯、杨春澍的结果一致)，陆生被子植物Zn/Cu比值的平均值为11.4，是细辛道地药材的2.2倍。较低的Zn/Cu比值也是细辛道地药材的化学特征之一。此外，药用植物通过调节体内代谢机制而具有选择吸收和富集某种微量元素的能力。为掌握细辛道地药材的富集特性，我们计算了各样品的元素富集系数(富集系数=药材中某元素的含量/土壤中某元素的含量)。发现细辛道地药材对Ti、Li、K、B、P等元素有特别的富集能力(富集系数>10)，这也可以做为细辛道地药材的化学特征之一。
3.2 细辛的药理活性与道地药材的微量元素特征关系：现代药理实验证明，细辛有解热、镇痛、抗炎以及较强的心血管系统作用。将细辛的药理活性与细辛道地药材中含量较高的几种微量元素的生理活性进行比较[4，5]，可初步推测，细辛的解热、镇痛作用可能和细辛中较高的Fe、B含量有关；细辛的抗炎作用可能和Ga、Co、Sn的含量较高有关；细辛对心血管系统的作用可能与Cr、Ga、B、Li含量及较低的Zn/Cu比值有关，因为按Zn/Cu比值假说，高锌低铜的饮食会干扰胆固醇的正常代谢而导致冠心病。
, 百拇医药
3.3 影响细辛道地药材中微量元素含量的因素
3.3.1 遗传因素：米秋雯根据其对细辛属植物微量元素含量的研究发现，植物亲缘关系愈近，所含微量元素的状况愈相近[2]。我们发现，华细辛组植物微量元素含量与Bowen值的差异较大，华细辛组与细辛属的差异次之，华细辛组内各种之间的差异最小。本研究的结果进一步证实了植物亲缘关系与其所含微量元素的一致性。植物生理学的研究证实，遗传因素可以通过调节体内代谢机制来选择吸收和积累微量元素，从而造成植物体内微量元素含量随种质不同而不同。总之，实验结果显示种质是影响细辛道地药材微量元素含量的主要因素。
3.3.2 土壤：土壤是植物微量元素的直接供体，在影响药材微量元素的诸多环境因子中，土壤是最直接的。为研究生境土壤的微量元素状况对细辛道地药材中微量元素含量的影响，我们计算了各种元素在药材中的含量与在土壤中含量的相关系数。在所测定的31种元素中，17种元素呈正相关，其中7种元素有较显著的相关性(P<0.05)，其余14种元素呈负相关。植物生理学认为，在生理条件下，活细胞都能从周围环境中选择吸收对自身有用的分子或离子，当植物对某些元素需求量较高，而土壤中含量较低时，该元素在植物体中的含量与在土壤中的含量往往相关系数较高；反之，当植物对某些元素需求量较少而土壤中的含量又相对较高时，往往相关系数较小，甚至呈负相关[6]。也就是说植物不会随土壤中某元素浓度的增高而无节制地被动吸收该元素，而是主动与被动相结合地有选择吸收。植物的这种选择性往往最终是由遗传因素决定的，也就是说土壤对植物药中微量元素含量的影响是受种质制约的。
, 百拇医药
3.3.3 其他因素：根据植物生理学的理论，植物对无机元素的吸收状况除与遗传和土壤因素相关外，还随着其他环境条件的变化而不同，温度、湿度、土壤粒度和通气状况、溶液浓度和pH值等影响最为明显[6]。此外，药材中一种元素的吸收、蓄积，还往往与其他微量元素的状况密切相关[7]。有时，取样等其他偶然因素也能使我们的测得值与真实值有较大的差异。各细辛道地药材样品及生境土壤中微量元素含量有种内差异大于种间差异的现象。产生这种现象的原因可能和取样等偶然因素有关，也可能和各样品特异的遗传或环境因素有关。但作者认为均值更能代表细辛道地药材的总体特征。
3.4 细辛道地药材的形成原因初探：道地药材是遗传因素、生态环境和人文因素综合作用的结果，根据各种因素对道地药材形成的贡献大小，有人将道地药材的形成模式分为生境主导型、种质主导型、技术主导型、传媒主导型以及多因子关联决定型[8]。本研究的结果表明，遗传因素是影响细辛道地药材微量元素含量的内在因素，也是主要因素。从微量元素的角度来看，遗传因素是细辛道地药材形成的主要影响因素。此外，土壤等生态环境条件是构成道地药材最重要的外在条件，虽然这些外在条件在某些情况下起着关键的作用，但这些外在条件是在优良种质的基础上通过对药用植物内在基因的表达及某些生理生化反应施加影响而起作用的，是道地药材形成的外因，是次要因素。综上所述，从微量元素的角度来看，细辛道地药材的形成模式可能是以种质为主导的多因子关联决定型。
, 百拇医药
3.5 细辛道地药材中的重金属和砷盐含量：对重金属和砷盐的检测，国际国内均提到议事日程，面临我国开放改革的大好形势，若在药品质量的要求上与国外更好接轨，必须要重视质量标准的提高，检查项中重金属与砷盐为其内容之一，许多国家均有具体质量要求。如对砷、铜、铅、汞，新加坡的要求依次为5，150，20，0.5 μg/g，马来西亚为6，20，10，0.5 μg/g，香港砷限量为10 μg/g[9]。我国对中药材中铅和砷的含量限度尚无明确而具体的规定，根据国内现有资料，一般要求中药材中铅的含量<20 μg/g，砷的含量<10 μg/g。
从表2中可知，细辛道地药材中铅的含量在2.22～17.13 μg/g之间，平均6.83 μg/g；砷的含量在8.75～33.82 μg/g之间，平均19.12 μg/g。铅的含量虽高于Bowen值(2.7 μg/g)，但各样品均不超标(20 μg/g)；而砷的含量不仅远高于Bowen值(0.2 μg/g)，而且多数样品超标(10 μg/g)。作者认为在栽培药材前，有必要先检测土壤中的重金属和砷盐含量；此外，在药材上也不能喷施含重金属和砷盐的农药，以控制药材中重金属和砷盐含量。
, http://www.100md.com
周长征(男，1969年生，1998年在北京中医药大学中药学院获医学博士学位)
参考文献
1，米秋雯，等.中国药学杂志，1990，25(3)：173
2，米秋雯，等.中国药学杂志，1989，24(12)：712
3，Bowen H J M. Trace elements in biochemistry. Academic Press, London and New York, 1966:260
4，王 夔主编.生命科学中的微量元素(第二版).北京：中国计量出版社，1996：132
5，孔祥瑞编.必需微量元素的营养、生理及临床意义.合肥：安徽科学技术出版社，1982：86
6，刘钟栋主编.植物生理学.北京：高等教育出版社，1989：201
7，范俊安，等.中药材，1991，14(1)：3
8，肖小河，等.中国中药杂志，1995，20(6)：323
9，王北婴主编.中国新药研制与申报.北京：中国中医药出版社，1995：152
(1999-12-03 收稿, 百拇医药
单位：周长征 李银(北京市中药科学研究所100011)；杨春澍(北京中医药大学中药学院)
关键词：细辛；道地药材；微量元素；种质
中草药000428 摘 要 对细辛道地药材及其生境土壤中的微量元素含量进行了比较研究。结果显示，细辛道地药材中V、Li、Sn等元素的含量较高，Zn/Cu比值较低，细辛对Ti、Li、B等元素有较强的富集作用；细辛的药理活性与细辛道地药材的微量元素含量特征有一定的相关性；种质是影响细辛道地药材中微量元素含量的主要因素，从微量元素的角度来看，细辛道地药材的形成模式是以种质为主导的多因子关联决定型。
Studies on the Presence of Various Trace Elements in
, 百拇医药
the Geo-herbal Wildginger (Asarum L.)
Beijing Institute of Chinese Materia Medica (Beijing 100011) Zhou Changzheng and Li Yin
College of Chinese Materia Medica, Beijing University of TCM and Chinese Materia Medica Yang Chunshu
Abstract Trace elements presented in the geo-herbal Asarum L. were studied with reference to the soil of its habitat. The results showed that the herb was rich in vanadium (V) and lithium (Li) and tin (Sn), but low in zinc (Zn) and copper (Cu), and had a strong tendency to accumulate titanium (Ti), lithium (Li) and boron (B). The pharmacological effects of geo-herbal Asarum L. seemed to be closely related with its characteristic contents of trace elements which were mainly affected by the idioplasm and various other minor factors.
, 百拇医药
Key words Asarum L. geo-herbal trace elements idioplasm
细辛是马兜铃科Aristolochiaceae细辛属Asarum植物北细辛A. heterotropoides var. mandshuricum (Maxim.) Kitag、汉城细辛A. sieboldii var. seoulense Nakai和华细辛A. sieboldii Miq.的干燥全草。细辛道地药材是指产于东北的辽细辛(包括北细辛和汉城细辛)和产于陕西华山周围的华细辛[1]。米秋雯、杨春澍曾对细辛属植物的微量元素含量做过系统研究[2]，但对细辛道地药材与土壤中微量元素含量之间相关性的研究目前尚未见报道。为此，本文首次对15个细辛道地药材样品及其生境土壤中的微量元素含量进行了比较研究。
1 供试材料与仪器
1.1 供试材料：原植物与生境土壤的样品来源见表1。所有样品均经杨春澍教授鉴定。
, 百拇医药
1.2 试剂：浓硝酸，浓盐酸(均为北京化工厂产，分析纯)。
1.3 仪器及工作条件：JA96965型(美)电感耦合高频等离子体原子发射光谱仪。入射功率1.1 kW，观察高度13 mm，曝光时间10 s，提取速率10 mL/min，冷却气(Ar2)流量18 L/min，辅助气(Ar2)流量0.5 L/min，载气(Ar2)流量0.3 L/min.
表1 药材原植物与生境土壤来源 药 材
土壤样
品编号
产 地
采集日期
(年 月)
, http://www.100md.com
样品编号
原植物
栽培或野生
Z1
华细辛
野生
T1
陕西洛南
1996-06
Z2
北细辛
栽培
T2
, 百拇医药
陕西洛南
1996-06
Z3
北细辛
栽培
T3
辽宁本溪
1996-06
Z4
北细辛
栽培
T4
辽宁本溪
, 百拇医药
1996-06
Z5
汉城细辛
栽培
T5
辽宁本溪
1996-06
Z6
北细辛
栽培
T6
辽宁凤城
1996-06
, 百拇医药
Z7
北细辛
栽培
T7
辽宁本溪
1996-06
Z8
华细辛
野生
T8
四川城口
1997-06
Z9
, 百拇医药
华细辛
野生
T9
湖北神农架
1997-06
Z10
华细辛
野生
T10
四川巫溪
1997-06
Z11
汉城细辛
, 百拇医药
野生
T11
吉林抚松
1997-06
Z12
北细辛
栽培
T12
吉林抚松
1997-06
Z13
北细辛
栽培
, 百拇医药
T13
吉林柳河
1997-06
Z14
北细辛
栽培
T14
黑龙江五常
1997-06
Z15
北细辛
栽培
T15
, http://www.100md.com
黑龙江牡丹江
1997-06
2 方法与结果
2.1 药材样品：分别取完整植株，用清水洗净表面泥土后，以蒸馏水、去离子水分别快速淋洗3遍，于60 ℃烘箱中烘干，用玛脑乳钵研成粉末状。准确称取1 g样品，置瓷坩埚内，加4 mL硝酸(1∶1)，电热板上硝化2 h，挥掉过量硝酸。500 ℃灰化3 h，放冷。加10 mL盐酸(1∶1)溶解灰分。定量转入50 mL容量瓶中定容(有少量沉淀，液体稍浑浊)。定量滤纸过滤，取10 mL于刻度试验管中送检。结果见表2。
2.2 土壤样品：取干燥土样若干，在瓷盘上压碎。准确称取10 g土样，置100 mL具塞锥形瓶中，加入50 mL 0.1 mol/L HCl。30 ℃恒温振荡1 h，定量滤纸过滤。取10 mL滤液于刻度试管中，送检。结果见表2。表2 各药材样品及生境土壤的微量元素含量(μg/g) Z1
, http://www.100md.com
T1
Z2
T2
Z3
T3
Z4
T4
Z5
T5
Z6
T6
Z7
T7
Z8
, 百拇医药
T8
Z9
T9
Z10
T10
Z11
T11
Z12
T12
Z13
T13
Z14
T14
, 百拇医药 Z15
T15
Fe 315.4
130.8
911.7
191.2
605.7
136.4
1414
123.6
629.7
172.7
655.2
, 百拇医药
63.12
755.7
174.4
286.3
57.84
915.6
29.88
294.8
30.13
602.6
34.97
996.5
45.13
, 百拇医药
970.6
45.47
482.7
72.60
473.2
72.85
Co1.350
1.770
1.300
1.455
0.900
1.000
3.000
, 百拇医药
1.290
1.600
1.490
1.100
1.290
1.150
1.540
0.290
0.369
0.645
0.035
18.15
0.365
, http://www.100md.com
0.48
0.1545
3.250
0.3490
1.785
0.344
3.325
1.498
1.85
1.572
Ni0.350
0.852
16.05
, http://www.100md.com
0.850
1.650
0.775
3.900
1.535
1.550
1.125
3.100
0.640
1.000
1.215
1.395
0.377
, 百拇医药
1.595
0.855
3.310
0.7535
6.165
0.2030
13.13
0.458
10.31
0.4005
8.340
2.418
6.075
, http://www.100md.com
2.264
Cu5.100
1.160
8.450
3.485
3.550
2.970
13.40
1.970
11.60
4.770
4.500
0.965
, 百拇医药
7.800
4.915
8.115
0.2765
19.14
0.331
13.54
0.6190
18.72
0.5960
28.19
0.7605
23.17
, 百拇医药
0.748
19.42
2.038
14.31
2.239
Ag1.000
0.985
0.850
1.050
0.450
1.005
1.400
0.705
, 百拇医药
2.800
1.005
1.000
0.490
1.300
1.030
4.990
0.2690
11.94
1.770
13.56
1.640
11.02
, http://www.100md.com
2.128
16.45
2.316
8.235
2.299
10.54
1.389
6.570
2.085
Au15.75
8.500
32.55
9.375
, http://www.100md.com
26.45
8.600
47.65
9.040
29.60
10.67
29.20
4.505
35.00
10.80
23.60
3.749
38.98
, http://www.100md.com
0.1035
38.07
2.009
34.03
2.802
49.71
4.543
39.57
4.466
22.94
7.135
19.63
6.455
, http://www.100md.com
Mn77.00
275.4
105.5
18.34
85.65
102.7
110.2
279.4
60.65
181.9
85.65
121.6
70.70
, 百拇医药
191.5
37.51
106.4
90.83
8.460
42.84
82.60
108.0
102.6
165.4
123.3
161.2
123.6
, http://www.100md.com
87.55
143.6
82.23
142.7
Cr1.450
0.400
2.550
0.735
2.000
0.625
3.800
0.850
2.400
, 百拇医药
0.820
2.000
1.130
2.300
0.845
0.820
0.1275
3.130
0.1265
4.825
0.5170
3.100
0.1215
, 百拇医药
21.37
0.1570
17.16
0.1555
5.430
0.5985
1.51
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V6.150
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16.83
3.450
11.06
10.36
9.725
1.120
3 讨论与结论
3.1 细辛道地药材的微量元素特征：道地药材的研究中目前最迫切需要解决的科学问题是要研究道地药材好的标准和特征。鉴于微量元素的特殊作用，建立道地药材的化学特征——化学指纹图谱时也不应忽视微量元素。为此，我们将道地药材所含微量元素的均值与细辛属植物微量元素含量的均值及Bowen值[3]进行了比较。发现细辛道地药材微量元素含量的值比细辛属均值高5倍以上的是V、Li、Sn 3 种元素，比Bewen值高5倍以上的是Fe、Co、Cr、V、Ti、Li、Be、Gu、Sn、As、Sb、Bi 11种元素。上述元素的含量较高，可以做为细辛道地药材的化学特征之一。
, 百拇医药
15个细辛道地药材样品Zn/Cu比值的平均值为5.3(与米秋雯、杨春澍的结果一致)，陆生被子植物Zn/Cu比值的平均值为11.4，是细辛道地药材的2.2倍。较低的Zn/Cu比值也是细辛道地药材的化学特征之一。此外，药用植物通过调节体内代谢机制而具有选择吸收和富集某种微量元素的能力。为掌握细辛道地药材的富集特性，我们计算了各样品的元素富集系数(富集系数=药材中某元素的含量/土壤中某元素的含量)。发现细辛道地药材对Ti、Li、K、B、P等元素有特别的富集能力(富集系数>10)，这也可以做为细辛道地药材的化学特征之一。
3.2 细辛的药理活性与道地药材的微量元素特征关系：现代药理实验证明，细辛有解热、镇痛、抗炎以及较强的心血管系统作用。将细辛的药理活性与细辛道地药材中含量较高的几种微量元素的生理活性进行比较[4，5]，可初步推测，细辛的解热、镇痛作用可能和细辛中较高的Fe、B含量有关；细辛的抗炎作用可能和Ga、Co、Sn的含量较高有关；细辛对心血管系统的作用可能与Cr、Ga、B、Li含量及较低的Zn/Cu比值有关，因为按Zn/Cu比值假说，高锌低铜的饮食会干扰胆固醇的正常代谢而导致冠心病。
, 百拇医药
3.3 影响细辛道地药材中微量元素含量的因素
3.3.1 遗传因素：米秋雯根据其对细辛属植物微量元素含量的研究发现，植物亲缘关系愈近，所含微量元素的状况愈相近[2]。我们发现，华细辛组植物微量元素含量与Bowen值的差异较大，华细辛组与细辛属的差异次之，华细辛组内各种之间的差异最小。本研究的结果进一步证实了植物亲缘关系与其所含微量元素的一致性。植物生理学的研究证实，遗传因素可以通过调节体内代谢机制来选择吸收和积累微量元素，从而造成植物体内微量元素含量随种质不同而不同。总之，实验结果显示种质是影响细辛道地药材微量元素含量的主要因素。
3.3.2 土壤：土壤是植物微量元素的直接供体，在影响药材微量元素的诸多环境因子中，土壤是最直接的。为研究生境土壤的微量元素状况对细辛道地药材中微量元素含量的影响，我们计算了各种元素在药材中的含量与在土壤中含量的相关系数。在所测定的31种元素中，17种元素呈正相关，其中7种元素有较显著的相关性(P<0.05)，其余14种元素呈负相关。植物生理学认为，在生理条件下，活细胞都能从周围环境中选择吸收对自身有用的分子或离子，当植物对某些元素需求量较高，而土壤中含量较低时，该元素在植物体中的含量与在土壤中的含量往往相关系数较高；反之，当植物对某些元素需求量较少而土壤中的含量又相对较高时，往往相关系数较小，甚至呈负相关[6]。也就是说植物不会随土壤中某元素浓度的增高而无节制地被动吸收该元素，而是主动与被动相结合地有选择吸收。植物的这种选择性往往最终是由遗传因素决定的，也就是说土壤对植物药中微量元素含量的影响是受种质制约的。
, 百拇医药
3.3.3 其他因素：根据植物生理学的理论，植物对无机元素的吸收状况除与遗传和土壤因素相关外，还随着其他环境条件的变化而不同，温度、湿度、土壤粒度和通气状况、溶液浓度和pH值等影响最为明显[6]。此外，药材中一种元素的吸收、蓄积，还往往与其他微量元素的状况密切相关[7]。有时，取样等其他偶然因素也能使我们的测得值与真实值有较大的差异。各细辛道地药材样品及生境土壤中微量元素含量有种内差异大于种间差异的现象。产生这种现象的原因可能和取样等偶然因素有关，也可能和各样品特异的遗传或环境因素有关。但作者认为均值更能代表细辛道地药材的总体特征。
3.4 细辛道地药材的形成原因初探：道地药材是遗传因素、生态环境和人文因素综合作用的结果，根据各种因素对道地药材形成的贡献大小，有人将道地药材的形成模式分为生境主导型、种质主导型、技术主导型、传媒主导型以及多因子关联决定型[8]。本研究的结果表明，遗传因素是影响细辛道地药材微量元素含量的内在因素，也是主要因素。从微量元素的角度来看，遗传因素是细辛道地药材形成的主要影响因素。此外，土壤等生态环境条件是构成道地药材最重要的外在条件，虽然这些外在条件在某些情况下起着关键的作用，但这些外在条件是在优良种质的基础上通过对药用植物内在基因的表达及某些生理生化反应施加影响而起作用的，是道地药材形成的外因，是次要因素。综上所述，从微量元素的角度来看，细辛道地药材的形成模式可能是以种质为主导的多因子关联决定型。
, 百拇医药
3.5 细辛道地药材中的重金属和砷盐含量：对重金属和砷盐的检测，国际国内均提到议事日程，面临我国开放改革的大好形势，若在药品质量的要求上与国外更好接轨，必须要重视质量标准的提高，检查项中重金属与砷盐为其内容之一，许多国家均有具体质量要求。如对砷、铜、铅、汞，新加坡的要求依次为5，150，20，0.5 μg/g，马来西亚为6，20，10，0.5 μg/g，香港砷限量为10 μg/g[9]。我国对中药材中铅和砷的含量限度尚无明确而具体的规定，根据国内现有资料，一般要求中药材中铅的含量<20 μg/g，砷的含量<10 μg/g。
从表2中可知，细辛道地药材中铅的含量在2.22～17.13 μg/g之间，平均6.83 μg/g；砷的含量在8.75～33.82 μg/g之间，平均19.12 μg/g。铅的含量虽高于Bowen值(2.7 μg/g)，但各样品均不超标(20 μg/g)；而砷的含量不仅远高于Bowen值(0.2 μg/g)，而且多数样品超标(10 μg/g)。作者认为在栽培药材前，有必要先检测土壤中的重金属和砷盐含量；此外，在药材上也不能喷施含重金属和砷盐的农药，以控制药材中重金属和砷盐含量。
, http://www.100md.com
周长征(男，1969年生，1998年在北京中医药大学中药学院获医学博士学位)
参考文献
1，米秋雯，等.中国药学杂志，1990，25(3)：173
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(1999-12-03 收稿, 百拇医药