甘肃民乐黄芪品质与土壤关系的研究

张博; 班小军; 于喆源; 李晓芳; 王晓霞

doi:10.3969/j.issn.1006-0111.201906077

甘肃民乐黄芪品质与土壤关系的研究

doi: 10.3969/j.issn.1006-0111.201906077

张掖市质量检验检测研究院/张掖市食品药品检验检测中心，甘肃张掖 734000

基金项目: 甘肃省食品药品科研项目（2018GSFDA047）；甘肃省中医药管理局科研项目（GZK-2019-81）

详细信息

作者简介:
张　博，工程师，研究方向：药品检验及质量标准，Email：bozh2005@163.com

通讯作者: 班小军，副主任药师，研究方向：药品检验及天然药物有效成分研究，Email：496108658@qq.com

中图分类号: R931

Study on the relationship between soil and quality of Astragalus membranaceus in Minle, Gansu

Zhangye City Quality Inspection and Testing Institute/Zhangye Food and Drug Inspection Center, Zhangye 734000, China

摘要: 目的研究甘肃民乐黄芪品质与土壤的关系。方法采集黄芪药材和土壤样品，利用高效液相色谱法、紫外分光光度法、原子吸收分光光度法等测定药材质量、土壤因子及重金属元素。结果民乐黄芪质量符合药典标准规定，受重金属污染风险低。浸出物与速效钾呈显著负相关；黄芪甲苷与速效钾呈显著正相关；毛蕊异黄酮葡萄糖苷与可溶盐呈极显著正相关，与速效钾呈显著正相关，与pH值呈显著负相关。其中，土壤pH值是影响黄芪浸出物、黄芪甲苷、毛蕊异黄酮葡萄糖苷三者含量的关键因素，其次为全磷、有机质和全氮。结论研究结果揭示了土壤因子是民乐黄芪品质的主要影响因素，可为民乐县规范化种植黄芪药材提供理论依据。
- 黄芪 /
- 土壤因子 /
- 重金属 /
- 相关性 /
- 灰色关联度分析
Abstract: Objective To study the relationship between the quality of Astragalus membranaceus and soil in Gansu Minle. Methods we sampled the medicinal materials and soils of Astragalus membranaceus in Minle County, and determined the medicinal quality, soil factors and heavy metal elements by high performance liquid chromatography, ultraviolet spectrophotometry, atomic absorption spectrophotometry, and etc. Results The quality of Minle Astragalus meets the requirements of the Pharmacopoeia standards and is low on the risk of heavy metal pollution. There was a significant negative correlation between the extract and the available potassium. There was a significant positive correlation between the astragaloside IV and the available potassium. There was a highly significant positive correlation between calycosin-7-glucoside and soluble salt. There was a significant positive correlation with available potassium, and a significant negative correlation with pH. Among them, soil pH value is the most important factor affecting the content of astragalus extract, astragaloside IV and verrucous glucoside, followed by total phosphorus, organic matter and total nitrogen. Conclusion The results revealed that the soil factors is the main influencing factor of the quality of Astragalus membranaceus in Minle County, which can provide a theoretical basis for the standardized cultivation of Astragalus membranaceus in Minle County.
- Astragalus membranaceus /
- soil factor /
- heavy metals /
- correlation /
- grey correlation analysis

生脉注射液临床上常用于辅助治疗心肌梗塞、心源性休克、脓毒症和感染性休克。心肌梗塞引起组织产生大量氧自由基，直接损伤心肌细胞并触发细胞凋亡，免疫介导的炎症损伤会加大心梗范围和心梗损伤^[1]。心源性休克激活的炎症反应可诱导产生大量NO，促进细胞凋亡^[2]。脓毒血症是由细菌引起的全身性炎症，大量致炎因子破坏机体的免疫平衡，从而导致机体代谢紊乱^[3]，严重者可能引起感染性休克。本研究特选择抗氧化及抗炎能力作为生物效应指标，考察生脉注射液质量与生物效应之间的相关性。

课题组前期对生脉注射液中11种成分^[4]进行了指认并进行了定量，均符合药典标准。药理学实验表明，生脉注射液中人参皂苷、木质素和麦冬皂苷等多种化学成分均在细胞及动物模型上表现出良好的抗炎效果^[5-8]，且临床研究表明其可以通过抗炎通路发挥对器官损伤的保护作用^[9-10]。现今生物效应评价在中药材和中成药质量控制研究中有所应用^[11-12]，2015版《中国药典》收录了生物活性测定法作为质量控制标准，如洋地黄生物测定法和黄体生成素生物测定法，说明通过生物效应控制药品质量是可行的。

抗炎和抗氧化损伤是生脉注射液产生药理作用的重要机制，但现今的质量标准仅对化学成分进行定性定量分析，不能全面体现其整体的药效活性，为此，本研究尝试通过评价其抗氧化能力以及抗炎活性，建立有效的生脉注射液生物学质量控制方法。

1. 材料

1.1 试剂与药品

二苯基苦基苯肼（DPPH，质量分数≥97%，含10%～20%苯，批号：PRPDE-JO，梯希爱（上海）化成工业发展有限公司）；水溶性维生素E (Trolox)、DMEM培养基和磷酸盐缓冲液(PBS)均购自北京Solarbio公司；胎牛血清（FBS，德国PAN Seratech公司）；N-硝基-L-精氨酸甲酯（L-NAME）、NO检测试剂盒（上海碧云天生物技术有限公司）；无水乙醇（北京化工厂）；水（屈臣氏）。

9批次生脉注射液分别由5个不同厂家生产，样品详细情况见表1。

表 1 生脉注射液样品来源、批号及有效成分含量(μg/ml)^[4]

编号	生产厂家	批号	规格	人参皂苷Rb1	人参皂苷Re	人参皂苷Rg1	五味子醇甲	麦冬皂苷D
S1	A	16120401005	10 ml/支	61.16	51.39	84.69	51.43	1.48
S2	B	160502	10 ml/支	101.69	55.61	88.99	73.09	3.42
S3	C	17071014	10 ml/支	56.99	44.87	80.42	36.78	1.68
S4	C	17040423	20 ml/支	63.12	44.51	81.54	39.63	1.28
S5	D	1704252	20 ml/支	77.15	62.10	86.11	29.05	3.62
S6	E	17091302	10 ml/支	85.52	57.74	88.45	33.55	1.40
S7	E	17092903	10 ml/支	80.43	41.52	86.36	37.30	1.33
S8	E	17061103	20 ml/支	74.88	61.06	80.00	35.18	1.72
S9	E	17053005	20 ml/支	79.97	48.54	80.34	44.83	1.59

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1.2 主要仪器及设备

电子分析天平（AB265-S，梅托勒-托利多有限公司）；超声波清洗仪（B25-12DT，宁波新芝生物科技股份有限公司）；TS-2000A脱色摇床（海门市其林贝尔仪器制造有限公司）；96孔板、多功能连续波长酶标仪（InfiniteM1000，TECAN公司）；低速离心机（SC-3610，安徽中科中佳科学仪器有限公司）；二氧化碳培养箱（MCO-15AC，三洋电机株式会社）。

1.3 细胞培养

RAW264.7细胞为小鼠单核巨噬细胞，购于中国医学科学院基础医学研究所细胞中心。培养条件：完全培养基为含10%FBS的DMEM培养基，在37℃含5% CO₂的培养箱中培养。每天换液，细胞生长达对数生长期时，传代（传代比例为1:6）并开展实验，实验用细胞控制在10代以内。

2. 方法与结果

2.1 DPPH法评价生脉注射液质量

2.1.1 实验过程

取96孔板，每孔依次加入100 μl初浓度2.0%的受试液、100 μl 0.5 mmol/L DPPH溶液，震荡均匀后避光反应20 min。

测定方法：每孔依次加入100 μl受试液和DPPH溶液，在摇床上振荡均匀，避光反应20 min后，用酶标仪测定波长在517 nm处的吸光度。

2.1.2 方法学考察

考察内容：①线性关系：分别吸取样品编号为S9的药液，用纯水定容得到浓度为8%的生脉注射液受试液。逐级稀释，测定其吸光度并计算该浓度下的平均吸光度。以终浓度为横坐标（X），平均吸光度为纵坐标（Y），绘制标准曲线，得到的线性关系方程为Y=-0.2081X+1.2209（r=0.9996）（图1-A），表明生脉注射液具有较强的DPPH自由基清除能力且具有浓度依赖性，体积浓度和平均吸光度具有良好的线性关系，在0%~2.0%范围内线性关系良好。②精密度：取样品S9，配制得到浓度2.0%的受试液，设置平行复孔，按照“2.1.1”项下操作测定吸光度，计算其吸光度的RSD值为2.25%（见表2），表明该方法满足方法学精密度要求。③重复性：取样品S9，配制得到浓度2.0%的受试液，设置平行复孔，按照"2.1.1“项下操作测定吸光度，计算其平均吸光度的RSD值为2.21%（见表2），表明该方法满足方法学重复性要求。④稳定性：取样品S9，分别于0、4、8、24、48和72 h，配制得到浓度2.0%的受试液，设置平行复孔，按照“2.1.1”项下操作测定吸光度，计算其平均吸光度的RSD值为2.47%（见表3），表明该方法在72 h内稳定性良好。

图 1 生脉注射液抗氧化生物活性评价

A. 生脉注射液对DPPH清除作用的标准曲线；B. Trolox对DPPH清除作用的标准曲线；C. 1.0%各批次生脉注射液相当于Trolox的量（mmol/L）

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表 2 1.0%生脉注射液对DPPH清除作用的精密度和重复性考察

编号	精密度试验			重复性试验
编号	吸光度	均值	RSD(%)	吸光度	均值	RSD(%)
1	1.063 4	1.087 9	2.25	1.138 9	1.135 6	2.22
2	1.115 6			1.175 6
3	1.098 3			1.135 7
4	1.114 3			1.096 7
5	1.064 9			1.129 2
6	1.070 9			1.137 7

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表 3 1.0%生脉注射液对DPPH的清除作用的稳定性

时间	吸光度	均值	RSD(%)
0	1.038 5	1.078 8	2.47
4	1.105 7
8	1.072 2
24	1.080 5
48	1.065 7
72	1.110 0

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2.1.3 生脉注射液抗氧化生物活性的质量评价

精密称定Trolox，加入100 μl无水乙醇溶解，纯水定容，得到初浓度为15.46 mmol/L的Trolox溶液。将其逐级稀释，按照“2.1.1“项下操作测定并计算平均吸光度，以终浓度为横坐标（X），平均吸光度为纵坐标（Y），绘制标准曲线。得到的线性关系方程为Y=–0.0789X+1.1674（r=0.9951）（见图1-B），表明Trolox清除DPPH能力在作用浓度0.43~5.56 mmol/L范围内具有良好线性关系。

将9批次生脉注射液清除DPPH自由基的结果与Trolox比较，折算得到各批次生脉注射液相当于水溶性Trolox的作用浓度（见图1-C）。结果表明，终浓度1.0%的各批次生脉注射液清除自由基能力相对于Trolox作用浓度范围为1.2~1.9 mmol/L，在清除自由基即抗氧化能力方各批次不存在较大差异。

2.2 Griess试剂盒评价生脉注射液的抗炎活性

2.2.1 Griess试剂盒测定生脉注射液抑制NO释放能力

使用完全培养基配制为1.2%的生脉注射液样品溶液，及初浓度100μg/ml的LPS样品溶液。

取对数生长期的RAW264.7细胞，制备成2×10⁶个/ml的细胞悬液，以每孔100 μl注入96孔板。培养24 h后，弃去培养基，每孔加入100 μl样品溶液和100 μl的LPS溶液，孵育24 h后吸取50 μl上清液，按照Griess试剂盒说明书操作，用酶标仪测定波长540 nm处的吸光度。

2.2.2 方法学考察

考察内容：①线性关系：精密吸取样品编号为S6的药液，用完全培养基制成浓度为4.0%的溶液。逐级稀释，测定吸光度并计算该浓度下的平均吸光度。以终浓度为横坐标（X），平均吸光度为纵坐标（Y），绘制标准曲线。得到线性方程为Y=–0.033ln(X)+0.243（r=0.9961）（见图2-A），表明生脉注射液具有良好的NO分泌抑制能力并具有浓度依赖性，终浓度和平均吸光度之间具有良好的线性关系，在0.2%~2.0%范围内线性关系良好。②精密度：取样品S6，配制得到浓度为1.2%的受试液，设置平行复孔，按照“2.1.1“项下操作测定吸光度，计算其吸光度的RSD值为1.71%（见表4），表明该法满足方法学精密度要求。③重复性：取样品S6，配制得到浓度为1.2%的受试液，设置平行复孔，按照“2.1.1“项下操作测定吸光度，计算其平均吸光度的RSD值为2.79%（见表4），表明该法满足方法学重复性要求。④稳定性：取样品S6，分别于0、4、8、24和48 h时，配制得到浓度1.2%的溶液，设置平行复孔，按照“2.1.1”项下操作测定吸光度，计算其平均吸光度的RSD值为2.66%（见表5），表明该方法在48 h内稳定性良好。

图 2 生脉注射液抗炎活性评价

A. 生脉注射液对RAW264.7细胞分泌NO的标准曲线；B. L-NAME对RAW 264.7细胞分泌NO的标准曲线；C. 0.60%各批次生脉注射液相当于L-NAME的量（mmol/L）

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表 4 1.2%生脉注射液对LPS刺激264.7细胞分泌NO的精密度和重复性考察

编号	精密度试验			重复性试验
编号	吸光度	均值	RSD(%)	吸光度	均值	RSD(%)
1	0.276 0	0.272 9	1.71	0.272 9	0.285 0	2.79
2	0.272 3			0.281 1
3	0.265 0			0.289 0
4	0.276 1			0.291 6
5	0.275 0			0.290 6

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表 5 1.2%生脉注射液对LPS刺激264.7细胞分泌NO的稳定性考察

时间	吸光度	均值	RSD(%)
0	0.264 5	0.262 3	2.66
2	0.273 6
4	0.257 4
24	0.257 4
48	0.258 6

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2.2.3 生脉注射液抗炎生物活性的质量评价

精密称定eNOS抑制剂L-NAME，逐级稀释，按照“2.1.1“项下操作，测定并计算平均吸光度，以终浓度为横坐标（X），平均吸光度为纵坐标（Y），绘制标准曲线。得到线性关系方程为Y=–0.052ln(X)+0.152（r=0.9957）（见图2-B），表明L-NAME抑制NO分泌能力在0.05~0.55 mmol/L范围内具有良好线性关系。

将9批次生脉注射液抑制NO分泌能力的结果与L-NAME比较，折算得到各批次生脉注射液相对于L-NAME的作用浓度（见图2-C）。

结果显示，除S2和S8样品外，终浓度0.6%的各批次生脉注射液对应的L-NAME浓度范围均在0.06~0.16 mmol/L范围内，表明在抑制NO分泌能力即抗炎能力方面S2和S8与其他样品存在较大差异。其中S2对应的L-NAME浓度远高于其他样品，其抗炎活性远高于其他样品组，推测这可能与化学成分含量差异有关，需要后续的实验加以证实。

3. 讨论

3.1 实验方法及阳性对照药的选择

测定抗氧化活性常用的方法有氧化自由基吸收能力（ORAC）、二苯基苦基苯肼（DPPH）法和总抗氧化能力检测（ABTS）法等，本实验首先采用DPPH法测定抗氧化能力，该方法操作简便，常用于体外评价化合物的抗氧化活性，其中Trolox和维生素C是常用的抗氧化剂对照药^[13-14]，但相较之下，Trolox可通过清除自由基产生抗氧化机制，且具有剂量依赖性^[15]，而维生素C稳定性较Trolox差，所以该方法选择了该药作为阳性对照。内皮型一氧化氮合酶（eNOS）诱导产生NO是NO产生的重要途径^[16]，L-NAME作为eNOS抑制剂，选择其作为对照药可以更加直观地评价药物对细胞产生NO的抑制能力。

3.2 结果分析

参考2015版药典生物测定方法，该试验通过测定生脉注射液的抗炎和抗氧化能力，初步建立了生脉注射液的生物效应质量控制方法，该方法不仅能满足方法学要求，而且可以克服现行质量控制方法的局限性，还可以有效的评价中药复方制剂在治疗过程中产生的效应强度，实现“质-量-效”的有效结合^[17]。

4. 展望

中药复方是一个组分复杂，不仅化学成分复杂，未知组分众多，而且其可能通过不同成分的配伍产生作用机制，即其药理机制不是单一化学成分能够阐明的，因此，仅对中药复方的化学成分进行评价难以对其成分及作用进行全面阐述。生物效应质量控制方法能对中药复方的整体组分药效进行把控，从药理活性方面评价中药复方质量，弥补现有质控方法的不足。在生物效应质控方法建立过程中，应注意以下问题：①质控方法应根据药效及药理机制研究选择合适的生物效应指标，充分反映该药的药理活性特征；②选择的对照药应具有足够的专属性、关联性和可测性，能够充分准确地反映药物的生物效应^[18-20]。参考已有的生物质量控制研究^[11，21]并对生脉注射液可能的药理活性进行筛选，对此进行考察。重点考察其方法学验证，结果显示该方法可行性高，方法学符合生物效应评价要求，可以反映生脉注射液的整体生物效应。但抗炎活性的测定实验要求较高的实验操作，且该方法对中药复方的整体生物活性进行测定，并未对可能产生药理活性的化学组分和含量进行探究和测定，可能产生药理活性的化学成分及作用机制尚不明确，值得后续的探讨。

表 1 甘肃民乐县黄芪药材及其根基土壤样品信息

编号	采样地点	海拔(m)	种植面积(亩)
1	顺化镇王家庄村	2 242	200
2	顺化镇王家庄村	2 243	200
3	顺化镇张宋村	2 242	100
4	顺化镇张宋村	2 242	100
5	顺化镇列四坝村基地1	2 348	50
6	顺化镇列四坝村基地1	2 348	50
7	顺化镇列四坝村基地2	2 348	150
8	顺化镇列四坝村基地2	2 348	150
9	顺化镇列四坝村基地3	2 346	120
10	顺化镇列四坝村基地3	2 347	120
11	三堡镇宏寺村	2 022	200
12	三堡镇宏寺村	2 022	200
13	三堡镇韩家庄村基地1	1 892	300
14	三堡镇韩家庄村基地1	1 890	300
15	三堡镇韩家庄村基地2	1 922	120
16	三堡镇韩家庄村基地2	1 923	120
17	三堡镇徐家寨村基地1	1 886	100
18	三堡镇徐家寨村基地1	1 890	100
19	三堡镇徐家寨村基地2	1 886	200
20	三堡镇徐家寨村基地2	1 886	200
21	顺化镇曹营村	2 385	300
22	顺化镇曹营村	2 384	300
23	顺化镇下天乐村基地1	2 155	150
24	顺化镇下天乐村基地1	2 155	150
25	顺化镇下天乐村基地2	2 155	100
26	顺化镇下天乐村基地2	2 157	100
27	顺化镇海潮坝	2 896	200
28	顺化镇海潮坝	2 894	200

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表 2 黄芪质量测定结果

编号	来源	浸出物(%)	主成分含量(%)		重金属含量(mg/kg)
编号	来源	浸出物(%)	黄芪甲苷	毛蕊异黄酮葡萄糖苷	铅	镉	砷	汞	铜
1	王家庄村1	42.8	0.086	0.039	0.987	0.021	0.272 6	0.003 2	11.35
2	王家庄村2	40.0	0.082	0.040	0.656	0.013	0.245 0	0.003 9	12.61
3	张宋村1	42.9	0.087	0.042	0.697	0.016	0.242 1	0.002 3	12.70
4	张宋村2	44.7	0.076	0.044	0.636	0.023	0.231 4	0.002 4	10.98
5	列四坝村1	40.9	0.085	0.039	0.745	0.013	0.235 7	0.006 3	10.43
6	列四坝村2	43.9	0.049	0.033	0.750	0.021	0.333 7	0.004 8	13.71
7	列四坝村3	47.1	0.051	0.031	0.428	0.019	0.339 3	0.003 2	9.94
8	列四坝村4	49.6	0.051	0.033	0.872	0.015	0.333 5	0.012 0	13.74
9	列四坝村5	42.7	0.050	0.033	0.692	0.019	0.332 5	0.008 9	10.34
10	列四坝村6	44.5	0.050	0.034	0.180	0.026	0.333 2	0.004 0	11.06
11	宏寺村1	39.4	0.076	0.032	0.289	0.031	0.574 2	0.004 8	14.55
12	宏寺村2	40.0	0.076	0.030	0.195	0.028	0.574 5	0.003 2	14.63
13	韩家庄村1	43.3	0.075	0.030	0.823	0.025	0.575 6	0.003 3	15.43
14	韩家庄村2	41.1	0.075	0.032	0.435	0.029	0.580 6	0.003 3	14.19
15	韩家庄村3	42.4	0.076	0.029	0.483	0.037	0.575 8	0.003 3	11.02
16	韩家庄村4	40.4	0.076	0.030	0.680	0.024	0.561 7	0.012 4	11.48
17	徐家寨村1	42.2	0.084	0.025	0.743	0.028	0.405 2	0.008 0	11.37
18	徐家寨村2	39.3	0.087	0.026	0.729	0.017	0.394 2	0.011 2	14.09
19	徐家寨村3	40.0	0.085	0.025	0.262	0.019	0.385 0	0.014 3	12.60
20	徐家寨村4	43.0	0.085	0.025	0.522	0.023	0.398 6	0.009 9	14.00
21	曹营村1	46.0	0.099	0.028	0.086	0.015	0.204 4	0.005 8	13.10
22	曹营村2	48.2	0.098	0.029	0.348	0.023	0.190 9	0.004 2	13.15
23	下天乐村1	49.7	0.101	0.029	0.957	0.007	0.204 9	0.005 8	11.61
24	下天乐村2	49.1	0.066	0.025	0.808	0.043	0.197 0	0.005 7	11.86
25	下天乐村3	48.8	0.067	0.025	0.657	0.040	0.184 9	0.005 8	12.55
26	下天乐村4	46.5	0.066	0.025	0.542	0.019	0.185 4	0.006 7	14.80
27	海潮坝1	43.9	0.055	0.026	0.606	0.022	0.177 0	0.005 0	12.96
28	海潮坝2	42.2	0.055	0.026	0.583	0.024	0.187 9	0.005 8	14.66

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表 3 土壤因子分析结果

编号	来源	pH	土壤肥力因子 (mg/kg)						重金属含量(mg/kg)
编号	来源	pH	有机质(%)	全氮(%)	可溶盐	全磷	有机磷	速效钾	铅	镉	砷	汞	铜
1	王家庄村1	7.596	4.33	0.178	1 490	968.32	47.52	275.26	22.69	0.312	1.087 2	0.065 8	60.33
2	王家庄村2	7.678	3.59	0.187	1 480	947.06	96.08	276.99	21.38	0.331	1.579 4	0.074 2	32.11
3	张宋村1	7.521	4.06	0.182	1 540	902.97	56.97	272.66	24.38	0.485	1.539 1	0.065 8	39.87
4	张宋村2	7.539	4.71	0.182	1 240	1 007.62	159.54	268.75	29.42	0.398	1.186 5	0.066 6	53.17
5	列四坝村1	7.549	3.38	0.187	1 740	943.14	137.37	277.30	20.15	0.394	1.142 7	0.100 5	56.80
6	列四坝村2	7.761	2.29	0.068	1 720	1 021.15	310.26	96.76	28.49	0.352	1.317 6	0.097 7	72.33
7	列四坝村3	7.708	2.21	0.057	3 110	836.19	240.07	97.85	16.62	0.403	1.503 6	0.100 5	83.38
8	列四坝村4	7.736	2.85	0.086	1 750	762.26	66.19	96.38	27.69	0.323	1.370 8	0.067 7	96.70
9	列四坝村5	7.712	2.00	0.072	1 730	746.67	184.40	100.16	20.14	0.290	1.473 7	0.063 7	98.09
10	列四坝村6	7.598	2.57	0.079	1 640	901.92	316.88	95.80	29.59	0.338	1.569 1	0.071 9	109.8
11	宏寺村1	7.693	2.80	0.165	740	910.48	104.76	281.28	23.59	0.321	1.543 2	0.095 2	96.14
12	宏寺村2	7.715	3.43	0.185	2 170	1 040.00	140.00	271.18	19.07	0.192	1.538 0	0.078 0	102.5
13	韩家庄村1	7.790	3.77	0.122	1 060	953.40	104.34	262.92	28.23	0.328	1.525 6	0.072 1	93.25
14	韩家庄村2	7.697	3.73	0.181	700	1 011.88	84.26	302.88	18.89	0.218	1.490 7	0.112 6	106.9
15	韩家庄村3	7.623	4.51	0.185	910	109 4.23	35.41	271.39	23.92	0.447	1.495 2	0.112 0	112.6
16	韩家庄村4	7.867	3.84	0.183	1 140	1 073.58	123.58	273.69	19.09	0.185	1.440 3	0.071 7	107.4
17	徐家寨村1	7.527	2.03	0.108	1 470	856.86	124.17	104.98	25.71	0.350	1.417 5	0.069 1	89.17
18	徐家寨村2	7.757	3.91	0.099	540	843.40	205.77	107.86	20.22	0.291	1.403 6	0.069 5	101.8
19	徐家寨村3	7.842	3.87	0.104	730	769.52	68.57	106.03	35.36	0.306	1.369 8	0.074 0	101.4
20	徐家寨村4	7.762	3.57	0.096	1 090	745.63	87.14	104.68	17.93	0.407	1.505 0	0.066 1	109.0
21	曹营村1	7.520	3.20	0.147	750	1 041.18	68.63	209.19	26.03	0.443	1.456 7	0.071 8	103.6
22	曹营村2	7.723	5.25	0.153	1 050	1 066.67	76.47	226.00	22.77	0.283	1.358 1	0.099 6	109.8
23	下天乐村1	7.828	3.28	0.147	730	998.10	145.27	211.06	16.89	0.358	1.384 4	0.100 2	108.9
24	下天乐村2	7.761	4.04	0.149	690	1 400.00	374.26	146.17	17.94	0.440	1.480 4	0.072 1	110.9
25	下天乐村3	7.669	4.38	0.144	780	1 650.98	786.22	144.19	17.89	0.381	2.599 4	0.072 4	109.0
26	下天乐村4	7.662	2.91	0.143	900	1 465.35	553.58	142.82	19.72	0.446	2.313 6	0.071 1	119.7
27	海潮坝1	7.801	4.25	0.144	760	1 007.62	69.62	93.97	21.58	0.460	2.323 9	0.072 0	132.7
28	海潮坝2	7.880	4.57	0.156	340	984.47	173.15	90.37	21.11	0.447	2.340 4	0.071 9	143.8

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表 4 黄芪浸出物、主成分含量与土壤因子间的相关系数

成分	pH值	可溶盐	有机质	全氮	全磷	有机磷	速效钾
浸出物	−0.017	0.046	0.015	−0.371	0.258	0.205	−0.386^*
黄芪甲苷	−0.105	−0.297	0.248	0.255	0.019	−0.310	0.388^*
毛蕊异黄酮葡萄糖苷	−0.408^*	0.592^**	−0.105	0.300	−0.161	−0.151	0.386^*
^P<0.05，呈显著相关；^*P<0.01，呈极显著相关

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表 5 黄芪浸出物、主成分含量与土壤因子的灰色关联度

成分	pH (r₁)	可溶盐(r₂)	有机质(r₃)	全氮(r₄)	全磷(r₅)	有机磷(r₆)	速效钾(r₇)
浸出物	0.918 7	0.667 4	0.776 6	0.740 0	0.860 1	0.602 1	0.625 4
黄芪甲苷	0.981 8	0.675 5	0.799 9	0.749 7	0.858 5	0.599 9	0.637 6
毛蕊异黄酮葡萄糖苷	0.848 2	0.740 4	0.774 0	0.774 0	0.800 4	0.598 2	0.718 1

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表(5)

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1. 材料
1.1 试剂与药品
1.2 主要仪器及设备
1.3 细胞培养
2. 方法与结果
2.1 DPPH法评价生脉注射液质量
2.2 Griess试剂盒评价生脉注射液的抗炎活性
3. 讨论
3.1 实验方法及阳性对照药的选择
3.2 结果分析
4. 展望

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1. 引言

黄芪，又名绵芪，是一种药食两用材料，主产于山西、甘肃、内蒙古等地，是临床应用最为广泛的补益中药，在我国已有2000多年的药用历史。目前，以黄芪为原料生产的中成药达200多种，因此黄芪药材质量的稳定可控是其临床疗效的重要保证。由于长期大量采挖，近几年来野生黄芪的数量急剧减少，因此黄芪被确定为渐危种、国家三级保护植物，药用黄芪以人工栽培为主要来源。

甘肃民乐地处河西走廊中段，具有强日照、大温差、降雨少的气候特征，大气、水质洁净，土壤质地疏松，适于黄芪等根茎类中药材生长^[1]。研究表明，黄芪在生长发育中受到气候因子、地理因子、土壤因子等的共同调节作用^[2]。本文通过对民乐县域内中药材种植基地的黄芪质量与土壤条件进行分析研究，在对黄芪药材质量和土壤状况进行综合评价的基础上，探索并揭示当地人工种植黄芪的质量与土壤因子的内在规律，以期进一步增强民乐县黄芪药材的市场竞争力，并为民乐县建设规范化药源基地提供有益资料。

2. 样品与方法

2.1. 样品来源

2018年10月，采挖民乐县不同药材基地的黄芪样品28批，经班小军副主任药师鉴定为豆科植物蒙古黄芪的干燥根。每个基地随机挖取整株药材后，阴干，粉碎，过四号筛，备用。同时，以随机多点采样法，采集对应黄芪根基土壤（耕作层约10~30 cm处）样品28份，每份重约1 kg，经充分混合，用四分法缩分后，自然风干，保存，供测试用。试验样品基本信息见表1。

表 1 甘肃民乐县黄芪药材及其根基土壤样品信息

编号	采样地点	海拔(m)	种植面积(亩)
1	顺化镇王家庄村	2 242	200
2	顺化镇王家庄村	2 243	200
3	顺化镇张宋村	2 242	100
4	顺化镇张宋村	2 242	100
5	顺化镇列四坝村基地1	2 348	50
6	顺化镇列四坝村基地1	2 348	50
7	顺化镇列四坝村基地2	2 348	150
8	顺化镇列四坝村基地2	2 348	150
9	顺化镇列四坝村基地3	2 346	120
10	顺化镇列四坝村基地3	2 347	120
11	三堡镇宏寺村	2 022	200
12	三堡镇宏寺村	2 022	200
13	三堡镇韩家庄村基地1	1 892	300
14	三堡镇韩家庄村基地1	1 890	300
15	三堡镇韩家庄村基地2	1 922	120
16	三堡镇韩家庄村基地2	1 923	120
17	三堡镇徐家寨村基地1	1 886	100
18	三堡镇徐家寨村基地1	1 890	100
19	三堡镇徐家寨村基地2	1 886	200
20	三堡镇徐家寨村基地2	1 886	200
21	顺化镇曹营村	2 385	300
22	顺化镇曹营村	2 384	300
23	顺化镇下天乐村基地1	2 155	150
24	顺化镇下天乐村基地1	2 155	150
25	顺化镇下天乐村基地2	2 155	100
26	顺化镇下天乐村基地2	2 157	100
27	顺化镇海潮坝	2 896	200
28	顺化镇海潮坝	2 894	200

2.2. 黄芪质量分析方法

黄芪质量分析实验内容主要包括：采用水溶性浸出物测定法（冷浸法）测定浸出物^[3]，采用原子吸收分光光度法测定药材重金属铅、镉、铜^[3]，采用原子荧光分光光度法测定药材重金属砷、汞^[4-5]，采用高效液相色谱法分别测定黄芪甲苷、毛蕊异黄酮葡萄糖苷的含量，方法详见《中国药典》2015年版一部^[6]。

2.3. 土壤因子分析方法

土壤因子分析方法主要参照《土壤农业化学分析方法》^[7]，实验内容包括采用电位法测定土壤pH值，采用灼烧法测定土壤有机质含量，采用浸提-质量法测定土壤可溶盐总量，采用开氏消煮法（H₂SO₄-K₂SO₄-CuSO₄-硒粉作为消煮剂）测定土壤全氮含量^[8]，采用钼锑抗比色法测定土壤全磷及有机磷含量，采用四苯硼钠比浊法测定土壤速效钾含量^[9]。此外，土壤重金属元素含量测定采用微波消解法制备供试品溶液^[10]，土壤重金属铅、镉、铜采用原子吸收分光光度法测定^[3]，砷、汞采用原子荧光光度法测定^[4-5]。

3. 结果分析

3.1. 黄芪质量结果分析

黄芪质量测定结果见表2。

表 2 黄芪质量测定结果

编号	来源	浸出物(%)	主成分含量(%)		重金属含量(mg/kg)
编号	来源	浸出物(%)	黄芪甲苷	毛蕊异黄酮葡萄糖苷	铅	镉	砷	汞	铜
1	王家庄村1	42.8	0.086	0.039	0.987	0.021	0.272 6	0.003 2	11.35
2	王家庄村2	40.0	0.082	0.040	0.656	0.013	0.245 0	0.003 9	12.61
3	张宋村1	42.9	0.087	0.042	0.697	0.016	0.242 1	0.002 3	12.70
4	张宋村2	44.7	0.076	0.044	0.636	0.023	0.231 4	0.002 4	10.98
5	列四坝村1	40.9	0.085	0.039	0.745	0.013	0.235 7	0.006 3	10.43
6	列四坝村2	43.9	0.049	0.033	0.750	0.021	0.333 7	0.004 8	13.71
7	列四坝村3	47.1	0.051	0.031	0.428	0.019	0.339 3	0.003 2	9.94
8	列四坝村4	49.6	0.051	0.033	0.872	0.015	0.333 5	0.012 0	13.74
9	列四坝村5	42.7	0.050	0.033	0.692	0.019	0.332 5	0.008 9	10.34
10	列四坝村6	44.5	0.050	0.034	0.180	0.026	0.333 2	0.004 0	11.06
11	宏寺村1	39.4	0.076	0.032	0.289	0.031	0.574 2	0.004 8	14.55
12	宏寺村2	40.0	0.076	0.030	0.195	0.028	0.574 5	0.003 2	14.63
13	韩家庄村1	43.3	0.075	0.030	0.823	0.025	0.575 6	0.003 3	15.43
14	韩家庄村2	41.1	0.075	0.032	0.435	0.029	0.580 6	0.003 3	14.19
15	韩家庄村3	42.4	0.076	0.029	0.483	0.037	0.575 8	0.003 3	11.02
16	韩家庄村4	40.4	0.076	0.030	0.680	0.024	0.561 7	0.012 4	11.48
17	徐家寨村1	42.2	0.084	0.025	0.743	0.028	0.405 2	0.008 0	11.37
18	徐家寨村2	39.3	0.087	0.026	0.729	0.017	0.394 2	0.011 2	14.09
19	徐家寨村3	40.0	0.085	0.025	0.262	0.019	0.385 0	0.014 3	12.60
20	徐家寨村4	43.0	0.085	0.025	0.522	0.023	0.398 6	0.009 9	14.00
21	曹营村1	46.0	0.099	0.028	0.086	0.015	0.204 4	0.005 8	13.10
22	曹营村2	48.2	0.098	0.029	0.348	0.023	0.190 9	0.004 2	13.15
23	下天乐村1	49.7	0.101	0.029	0.957	0.007	0.204 9	0.005 8	11.61
24	下天乐村2	49.1	0.066	0.025	0.808	0.043	0.197 0	0.005 7	11.86
25	下天乐村3	48.8	0.067	0.025	0.657	0.040	0.184 9	0.005 8	12.55
26	下天乐村4	46.5	0.066	0.025	0.542	0.019	0.185 4	0.006 7	14.80
27	海潮坝1	43.9	0.055	0.026	0.606	0.022	0.177 0	0.005 0	12.96
28	海潮坝2	42.2	0.055	0.026	0.583	0.024	0.187 9	0.005 8	14.66

由表2数据可知，28批黄芪药材的浸出物含量为39.3%~49.7%，黄芪甲苷含量为 0.049% ~0.101%，毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量为 0.025%~0.044%。根据《中国药典》2015年版一部^[6]的规定：黄芪浸出物不得少于17.0%；含黄芪甲苷不得少于0.040 %；含毛蕊异黄酮葡萄糖苷不得少于0.020%。可见，28批黄芪样品的浸出物、黄芪甲苷、毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量均高于药典标准规定。

28批黄芪药材中重金属铅含量为0.086~0.987 mg/kg，镉含量为0.007~0.043 mg/kg，铜含量为9.94~15.43 mg/kg，砷含量为0.177 0~0.580 6 mg/kg，汞含量为0.002 3~0.014 3 mg/kg。参照《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》^[11]及《中国药典》2015年版一部^[6]的重金属限度规定：铅≤5.0 mg/kg，镉≤0.3 mg/kg，砷≤2.0 mg/kg，汞≤0.2 mg/kg，铜≤20.0 mg/kg，重金属总量≤20.0 mg/kg。可见，28批黄芪样品中重金属铅、镉、砷、汞、铜的含量均在规定限度以内。

3.2. 土壤因子结果分析

土壤因子测定结果见表3。

表 3 土壤因子分析结果

编号	来源	pH	土壤肥力因子 (mg/kg)						重金属含量(mg/kg)
编号	来源	pH	有机质(%)	全氮(%)	可溶盐	全磷	有机磷	速效钾	铅	镉	砷	汞	铜
1	王家庄村1	7.596	4.33	0.178	1 490	968.32	47.52	275.26	22.69	0.312	1.087 2	0.065 8	60.33
2	王家庄村2	7.678	3.59	0.187	1 480	947.06	96.08	276.99	21.38	0.331	1.579 4	0.074 2	32.11
3	张宋村1	7.521	4.06	0.182	1 540	902.97	56.97	272.66	24.38	0.485	1.539 1	0.065 8	39.87
4	张宋村2	7.539	4.71	0.182	1 240	1 007.62	159.54	268.75	29.42	0.398	1.186 5	0.066 6	53.17
5	列四坝村1	7.549	3.38	0.187	1 740	943.14	137.37	277.30	20.15	0.394	1.142 7	0.100 5	56.80
6	列四坝村2	7.761	2.29	0.068	1 720	1 021.15	310.26	96.76	28.49	0.352	1.317 6	0.097 7	72.33
7	列四坝村3	7.708	2.21	0.057	3 110	836.19	240.07	97.85	16.62	0.403	1.503 6	0.100 5	83.38
8	列四坝村4	7.736	2.85	0.086	1 750	762.26	66.19	96.38	27.69	0.323	1.370 8	0.067 7	96.70
9	列四坝村5	7.712	2.00	0.072	1 730	746.67	184.40	100.16	20.14	0.290	1.473 7	0.063 7	98.09
10	列四坝村6	7.598	2.57	0.079	1 640	901.92	316.88	95.80	29.59	0.338	1.569 1	0.071 9	109.8
11	宏寺村1	7.693	2.80	0.165	740	910.48	104.76	281.28	23.59	0.321	1.543 2	0.095 2	96.14
12	宏寺村2	7.715	3.43	0.185	2 170	1 040.00	140.00	271.18	19.07	0.192	1.538 0	0.078 0	102.5
13	韩家庄村1	7.790	3.77	0.122	1 060	953.40	104.34	262.92	28.23	0.328	1.525 6	0.072 1	93.25
14	韩家庄村2	7.697	3.73	0.181	700	1 011.88	84.26	302.88	18.89	0.218	1.490 7	0.112 6	106.9
15	韩家庄村3	7.623	4.51	0.185	910	109 4.23	35.41	271.39	23.92	0.447	1.495 2	0.112 0	112.6
16	韩家庄村4	7.867	3.84	0.183	1 140	1 073.58	123.58	273.69	19.09	0.185	1.440 3	0.071 7	107.4
17	徐家寨村1	7.527	2.03	0.108	1 470	856.86	124.17	104.98	25.71	0.350	1.417 5	0.069 1	89.17
18	徐家寨村2	7.757	3.91	0.099	540	843.40	205.77	107.86	20.22	0.291	1.403 6	0.069 5	101.8
19	徐家寨村3	7.842	3.87	0.104	730	769.52	68.57	106.03	35.36	0.306	1.369 8	0.074 0	101.4
20	徐家寨村4	7.762	3.57	0.096	1 090	745.63	87.14	104.68	17.93	0.407	1.505 0	0.066 1	109.0
21	曹营村1	7.520	3.20	0.147	750	1 041.18	68.63	209.19	26.03	0.443	1.456 7	0.071 8	103.6
22	曹营村2	7.723	5.25	0.153	1 050	1 066.67	76.47	226.00	22.77	0.283	1.358 1	0.099 6	109.8
23	下天乐村1	7.828	3.28	0.147	730	998.10	145.27	211.06	16.89	0.358	1.384 4	0.100 2	108.9
24	下天乐村2	7.761	4.04	0.149	690	1 400.00	374.26	146.17	17.94	0.440	1.480 4	0.072 1	110.9
25	下天乐村3	7.669	4.38	0.144	780	1 650.98	786.22	144.19	17.89	0.381	2.599 4	0.072 4	109.0
26	下天乐村4	7.662	2.91	0.143	900	1 465.35	553.58	142.82	19.72	0.446	2.313 6	0.071 1	119.7
27	海潮坝1	7.801	4.25	0.144	760	1 007.62	69.62	93.97	21.58	0.460	2.323 9	0.072 0	132.7
28	海潮坝2	7.880	4.57	0.156	340	984.47	173.15	90.37	21.11	0.447	2.340 4	0.071 9	143.8

28份土壤样品的重金属测定结果为：铅含量为16.62~35.36 mg/kg，镉含量为0.185~0.485 mg/kg，砷含量为1.0872~2.599 4 mg/kg，汞含量为0.063 7~0.112 6 mg/kg，铜含量为32.11~143.8 mg/kg。《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》中规定农用地土壤重金属污染风险筛选值^[12]：铅为170 mg/kg，镉为0.6 mg/kg，砷为25 mg/kg，汞为3.4 mg/kg，铜为100 mg/kg。可见，28份黄芪根基土壤样品中重金属铅、镉、砷、汞的含量均低于农用地土壤污染风险筛选值，但其中16份土壤样品的铜含量高于其筛选值。

基于农用地土壤污染风险管控标准中管制值项目不包括铜^[12]，并结合28批黄芪药材重金属的测定结果综合分析，可认为土壤受重金属污染的风险低，一般情况下可以不对民乐县域内黄芪药材的生长土壤进行重金属监测。

3.3. 相关性分析

运用SPSS19.0软件分别计算28批黄芪的浸出物、黄芪甲苷、毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量与各土壤因子的相关系数^[13]，结果见表4。

表 4 黄芪浸出物、主成分含量与土壤因子间的相关系数

成分	pH值	可溶盐	有机质	全氮	全磷	有机磷	速效钾
浸出物	−0.017	0.046	0.015	−0.371	0.258	0.205	−0.386^*
黄芪甲苷	−0.105	−0.297	0.248	0.255	0.019	−0.310	0.388^*
毛蕊异黄酮葡萄糖苷	−0.408^*	0.592^**	−0.105	0.300	−0.161	−0.151	0.386^*
^P<0.05，呈显著相关；^*P<0.01，呈极显著相关

由表4可知，浸出物与速效钾呈显著负相关，即浸出物随土壤速效钾含量的增加而降低；黄芪甲苷与速效钾呈显著正相关，即黄芪甲苷随土壤速效钾含量的增加而增加；毛蕊异黄酮葡萄糖苷与可溶盐呈极显著正相关，与速效钾呈显著正相关，与pH值呈显著负相关，即毛蕊异黄酮葡萄糖苷随土壤可溶盐和速效钾含量的增加而增加，随土壤pH值的增大而降低。浸出物、黄芪甲苷、毛蕊异黄酮葡萄糖苷与测定的其他土壤因子无显著相关性。

3.4. 灰色关联度分析

对黄芪质量和土壤因子数据进行灰色关联度分析^[14-15]，结果见表5。

表 5 黄芪浸出物、主成分含量与土壤因子的灰色关联度

成分	pH (r₁)	可溶盐(r₂)	有机质(r₃)	全氮(r₄)	全磷(r₅)	有机磷(r₆)	速效钾(r₇)
浸出物	0.918 7	0.667 4	0.776 6	0.740 0	0.860 1	0.602 1	0.625 4
黄芪甲苷	0.981 8	0.675 5	0.799 9	0.749 7	0.858 5	0.599 9	0.637 6
毛蕊异黄酮葡萄糖苷	0.848 2	0.740 4	0.774 0	0.774 0	0.800 4	0.598 2	0.718 1

由表5可知，从浸出物和黄芪甲苷的角度考虑，7个土壤因子按关联度大小排序均为：r1>r5>r3>r4>r2>r7>r6，结果表明土壤pH是影响黄芪浸出物和黄芪甲苷含量的重要因子，其次是全磷、有机质和全氮；从毛蕊异黄酮葡萄糖苷的角度考虑，7个土壤因子按关联度大小排序为：r1>r5>r3=r4>r2>r7>r6，结果表明土壤pH值是影响毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量的重要因子，其次是全磷、有机质和全氮。

4. 讨论

28批次药材的测定结果表明，民乐县黄芪药材的质量普遍较好，受重金属污染风险低，符合国家药典标准规定。土壤重金属测定结果表明，民乐县域内土壤重金属对黄芪生长和质量安全的污染风险低，但其中16份土壤样品富集重金属铜的含量高于农用地土壤污染风险筛选值。虽然目前尚无关于土壤中铜含量的管控标准，但监控黄芪种植土壤中重金属铜含量的变化对于保护民乐县中药材种植土壤环境、保障黄芪质量安全具有重要意义。因此，对黄芪种植土壤进行重金属铜含量的监测是必要的。

民乐县黄芪药材浸出物、黄芪甲苷、毛蕊异黄酮葡萄糖苷与各土壤因子间的关联度顺序基本一致。其中，土壤pH值是影响三者含量的最关键因素，其次为土壤全磷、有机质、全氮。浸出物与速效钾呈显著负相关，黄芪甲苷、毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量则与速效钾呈显著正相关。除此之外，毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量还与可溶盐呈极显著正相关，与pH值呈显著负相关。因此，调节土壤中全氮、有机质、速效钾、全磷含量以及适当改良土壤质地，对提高民乐黄芪药材的品质具有重要意义。在实际种植中，应该综合考虑地理、气候和土壤环境等各因素的影响，才能保证黄芪品质和产量的稳定性。

参考文献 (15)

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甘肃民乐黄芪品质与土壤关系的研究

doi: 10.3969/j.issn.1006-0111.201906077

作者简介: 张 博，工程师，研究方向：药品检验及质量标准，Email：bozh2005@163.com

通讯作者: 班小军，副主任药师，研究方向：药品检验及天然药物有效成分研究，Email：496108658@qq.com

Study on the relationship between soil and quality of Astragalus membranaceus in Minle, Gansu

1. 材料

1.1 试剂与药品

1.2 主要仪器及设备

1.3 细胞培养

2. 方法与结果

2.1 DPPH法评价生脉注射液质量

2.1.1 实验过程

2.1.2 方法学考察

2.1.3 生脉注射液抗氧化生物活性的质量评价

2.2 Griess试剂盒评价生脉注射液的抗炎活性

2.2.1 Griess试剂盒测定生脉注射液抑制NO释放能力

2.2.2 方法学考察

2.2.3 生脉注射液抗炎生物活性的质量评价

3. 讨论

3.1 实验方法及阳性对照药的选择

3.2 结果分析

4. 展望

计量

出版历程

甘肃民乐黄芪品质与土壤关系的研究

doi: 10.3969/j.issn.1006-0111.201906077

张掖市质量检验检测研究院/张掖市食品药品检验检测中心，甘肃 张掖 734000

作者简介: 张 博，工程师，研究方向：药品检验及质量标准，Email：bozh2005@163.com

通讯作者: 班小军，副主任药师，研究方向：药品检验及天然药物有效成分研究，Email：496108658@qq.com

English Abstract

Study on the relationship between soil and quality of Astragalus membranaceus in Minle, Gansu

Zhangye City Quality Inspection and Testing Institute/Zhangye Food and Drug Inspection Center, Zhangye 734000, China

全文HTML

2.1. 样品来源

2.2. 黄芪质量分析方法

2.3. 土壤因子分析方法

3.1. 黄芪质量结果分析

3.2. 土壤因子结果分析

3.3. 相关性分析

3.4. 灰色关联度分析

目录

全文HTML

2.1. 样品来源

2.2. 黄芪质量分析方法

2.3. 土壤因子分析方法

3.1. 黄芪质量结果分析

3.2. 土壤因子结果分析

3.3. 相关性分析

3.4. 灰色关联度分析

作者简介:
张　博，工程师，研究方向：药品检验及质量标准，Email：bozh2005@163.com

张掖市质量检验检测研究院/张掖市食品药品检验检测中心，甘肃张掖 734000

作者简介:
张　博，工程师，研究方向：药品检验及质量标准，Email：bozh2005@163.com