土牛膝及其药用价值

1.前言

1.1土牛膝及其药用价值简介

土牛膝，别名倒扣草、倒扣筋、倒钩草、粗毛牛膝、鸡掇鼻、鸡骨雳，为尼科

植物粗毛牛膝AchyranthesasperaL.、牛膝A.bidentataB1.野生种的根⑴。产于福

建、广西、广东、四川、云南、河南、湖南等地。秋季采挖，洗净，晒干，生用，

亦用鲜品。《中国药典汇编》对土牛膝有如下记载：

a、药理：

（1）人体体内显抗肿瘤的治疗作用。

（2）毛牛膝煎剂在动物体内能中和白喉杆菌毒素，并有预防白喉的作用。

（3）土牛膝煎剂或醇提取液对醉犬、猎、兔作静脉注射，均有短暂的降压作用。

（4）土牛膝煎剂静脉注射于麻醉家兔，有轻微利尿作用，腹腔注射于已用醋酸

产生扭转的小鼠呈一定的止痛作用。

（5）土牛膝煎剂对动物离体肠管有轻度抑制作用。

（6）土牛膝煎剂和流浸膏对家兔高体子宫不论已孕、末孕都能使之收缩；对收缩

无力的小鼠离体子宫则有加强其收缩的作用。

b、药性：苦、凉。归肺、脾、肝、膀胱经。

c、药效：败毒抗癌、逐淤除痹，消炎利尿。

随着对土牛膝的研究不断深入，它的药用价值也与日俱增，临床应用方面，早

在1958年上半年，佛山专区召开了“土牛膝疗法治疗白喉经验交流会议”，⑵会上黄

华庭老中医作了“我对用土牛膝复方治疗白喉的经验和体会''的发言，详细介绍了土

牛膝治疗白喉的发掘的经过及治疗78例白喉的系统情况许多单验方中将土牛膝煎服

或捣烂取汁含漱，对治疗扁桃体炎具有明显效果。近年来，人们开始了对土牛膝在

降低糖尿病患者血糖浓度方面的功效的研究，在探讨其治疗2型糖尿病有效成分研

究方面已拉开了序幕。

1.2中药微量元素与药效的关系

生物体内的微量元素是指含量占生物体总质量0.01以下的元素。微量元素在人体内

的含量分少，但在生命活动中的作用却是十分重要的。对中药发挥疗效的物质基础的研究

除了其有机成分外，微量元素所起的作用也日益受到人们的重视。特别是中药中具有毒性

的重金属（如神、汞等）对人体的健康有极大的影响。因此，中药中微量元素含量的测定

有着重要的意义。

1.3关于微量元素碑和汞

碑，又名砒，是一种广泛分布于自然界的一种金属。在土壤、水、矿物、植物中都能

检

测出微量的碎。正常人体组织中也含有微量的肺。本来单质的因不溶解于水，是没有毒性

的，但是碑化物，特别是三氧化二碑，却是剧毒的。通常说的碑中毒，实际上是碎化物，

主要是三氧化二碑中毒。三氧化二碑，又名砒霜。纯砒霜，色白，无味，易溶于水，溶解

度可高达3()%碎化物的毒性主要是与人体中酶系统的疏基结合，致使酶功能发生障碍，

影响细胞正常代谢⑶。

汞，又名水银，是人体的一种非必须元素，FAO/WHO将汞定为优先研究的有害金属

之一。汞及汞化合物都可以透过皮肤进入人体，危及人体健康网。

1.4论文相关的研究动态及理论和实践意义

目前，药材重金属研究主要有以下5个方面：

1、单味中药材重金属含量的测定

2、同一功效、不同药材重金属含量的研究

3、不同产地、同一药材重金属含量的研究

4、同种药材不同药用部位重金属的研究

5、原生药材与炮制品重金属比较研究

当前，国际和国家对中药材及中成药的重金属含量都有了严格的控制，国家有

关部门已经把中药材重金属研究列入重点研究项目，开展中药材重金属研究是适应

国际国内形式发展的需要和中医药发展的要求。

土牛膝是一种常见的野生中药材，来源简单易得，并且广泛用于医药中，药理

作用强，与人们生活关系密切，这使得对土牛膝的研究更具有价值和现实意义。不

少的研究者选择牛膝作为样品进行研究，郑州大学的吴拥军、李建军、孙武勇等利

用火焰原子吸收光谱法测定了牛膝中的铜、锌、铁的含量⑸。梅全喜，吴惠妃等对

广东土牛膝的药用历史及现代研究状况进行了深入的研究⑹，中国中医研究院中药

研究所的李先端、胡世林采用薄层色谱法对不同产地土牛膝的齐墩果酸含量测定进

行了研究⑺。随着研究的深入，对土牛膝的认识也更深刻。利用氢化发生原子吸收

光谱法在测定微量元素的含量，具有谱线简单、灵敏度高、检出限低、选择性好、

适用范围宽、适用于多元素同时分析等优点。

国内的研究者外虽然对土牛膝做了大量的研究，但对其微量元素的研究甚少，

特别是对土牛膝中种和汞的研究。所以，研究土牛膝中种和汞的含量有着重要的意

义。

2.实验部分

2.1实验试剂与仪器

WFX-130A型原子吸收分光光度计（北京瑞利分析仪器公司）；WHG-103A氢化物

发生器（北京瑞利分析仪器公司）；AY-220型电子天平（Sdimadzucorporation

Japan）；JRY-X35O型消解器；SZ・93型自动三重纯水蒸锵器（上海亚荣生化仪器

厂）。

三氧化二碑、二氯化汞、硫胭、抗坏血酸、重铭酸钾、硼氟化钾、氢氧化钠、

硝酸、高氯酸为优级纯，其余试剂均为分析纯；实验用水为三次蒸储水，土牛膝

分别采于北京、成都、长沙、郴州郊外。

2.2仪器的工作条件及测量参数

为了探索出最佳的仪器条件和测量条件，研究过程中进行了一系列的摸索实

验，从仪器的灵敏度及其测量时的分析信号图来看，本文得出了测量碑和汞的仪器

工作条件见表1；碑和汞的测量参数见表2：

表1仪器工作条件

Table1Workingconditionsofequipment

元波长载气流量灯电流/元素狭缝宽计算方

素/nm/nm.min'1mA灯/nm法

As253.71005HCL0.4峰面积

Hg193.71003HCL0.4峰面积

表2测量参数

Table2Themeasureparameter

元素分析信号阻尼常数读数时间/S测量方式

As峰面积124工作曲线法

Hg峰面积124工作曲线法

2.3样品采集与处理

231样品采集与预处理

本研究实验所用样品为北京产土牛膝，成都产土牛膝，郴州产土牛膝和长沙产

土牛膝的根，均为野生土牛膝，于七月份分别采于北京郊区、成都郊区、郴州苏仙

岭和长沙岳麓山。将其茎叶去除，只留下根，并将泥沙洗净，晒干。样品晒干后，

把它剪碎，置于恒温干燥箱中干燥，恒温温度为105℃,每间隔一个小时用电子天平

称量样品，直至前后两次质量基本不变，方可取出，将其用硝酸浸泡并清洗过的研

钵碾碎。

2.3.2样品消解

试样的前处理是确保分析结果准确可靠的先决条件，对于中药的微量元素含量的

测定来说，尤为重要。由于中药药材样品具有复杂、结构各异、测定元素多面性及

含量相差悬殊的特点，现在多采用消化法进行处理⑶。中药中主要成分为碳水化合

物，因而可用酸氧化分解，经消化处理后微量元素均以离子存在，可以比较全面的

进行测定⑼。

本实验采用湿法消解（化）土牛膝样品，即：精确称取四个不同产地的土牛膝样

品粉末各1.000g,分别置于贴好标签的50mL消解管中，往四个消解管中各加入10

mL混合酸（4体积硝酸与1体积高氯酸的混合酸：4HNO3：1HC1O4）,混匀，浸泡

过夜。同法制备一份空白液。样品液与空白液同时置于智能消解器上加热消解。先

设置消解器温度为45C,缓慢加热至起泡，此时保持45℃恒温10min,然后升温至

65℃,使酸回流清洗试管壁，保持30min,再升温至135℃,直至样品消解完全，若

溶液不透明，冷却后再加入4HNO3：1HC1CU混合酸适量，持续加热至溶液澄明后，

升温至160C,赶酸至2mL左右I。⑸。冷却，转入100mL容量瓶中，用5%的硝酸溶

液洗涤容器，洗涤液合并于容量瓶中，并定容至刻度线，摇匀。从5个容量瓶中分别

取20mL溶液放入5个贴好标签的100mL的容量瓶中，加入5%的硫麻和5%的抗坏血

酸混合液5mL,用5%的硝酸定容至刻度线。再从原来的5个容量瓶中分别取20mL

溶液放入另外5个贴好标签的100mL容量瓶中，分别加入5%的重铝酸钾溶液5mL,

用5%的硝酸定容至刻度线。摇匀，得到不同产地土牛膝的供试液，贴好标签，备

用。

本消解实验所用玻璃仪器均经过5%的硝酸溶液浸泡，清洗。

2.4标准溶液的配制及校准曲线的绘制、样品中碑和汞含量的测定

2.4.1珅标准储备液的配制

称取1.3203g经105℃干燥过的分析纯三氧化二碑（AS2O3）,于小烧杯中，加入30

mL氢氧化钠（40g-L-1）加热溶解，冷却后加入（1+1）盐酸10mL,移入1000mL容

量瓶中，用二次蒸播水定容至刻度，摇匀。此溶液为1.00g・L/的碑标准储备液。

2.4.2碑标准母液的配制

移取1.00gL”的储备液1.00mL于100mL的容量瓶中，力口5%的硫腺和5%的抗坏

血酸的混合液5mL,再用5%的硝酸溶液定容至刻度线，摇匀，得到lOmg.L的碑

标准液。

再移取1.00mLlOmgL」的碑标准液于100mL容量瓶中，加5%的硫胭和5%的

抗坏血酸的混合液5mL,再用5%的硝酸溶液定容至刻度线，摇匀，得到lOOpg.U

的神母液。

2.4.3碑标准系列的配制

分别取0、2、4、6、8、10mL碑母液于6个100mL容量瓶中，每个容量瓶加入

5%的硫麻和5%的抗坏血酸的混合液5mL,再用5%的硝酸溶液定容至刻度线，得

()、2、4、6、8、1()晤L」的种标准系列。

2.4.4汞标准储备液的配制

称取二氯化汞(分析纯)0.1354g,用0.5mol-L」硫酸溶解并稀释至100mL。此

溶液1.00mL等于1.00mg汞。即的1.00g-L-1的汞标准储备液。

2.4.5汞标准母液的配制

移取1.0()g・L/的汞储备液1.0()mL于10()mL的容量瓶中，力口5%重铭酸钾溶液5

mL,再用5%的硝酸溶液定容至刻度线，摇匀，得到lOmg.L，的汞标准液。

再移取1.00mL10mgL"的汞标准液于100mL容量瓶中，力口5%重铭酸钾溶液5

mL,再用5%的硝酸溶液定容至刻度线，摇匀，得到100|ag・L”的汞母液。

2.4.6汞标准系列的配制

分别取0、2、4、6、8、10mL汞母液于6个100mL容量瓶中，每个容量瓶加入

5%重铭酸钾溶液5mL,再用5%的硝酸溶液定容至刻度线，得0、2、4、6、8、10

|ig-L”的汞标准系列。

2.4.7标准曲线的绘制

在测定好的最佳仪器工作条件下，进行标准系列的测定，其结果见图1、图2,从

图可知，碎和汞的标液浓度与其吸光度呈良好的线性关系，信号图令人满意，碑的

线性回归方程4=0.17530+0.7238,相关系数R=0.9999。汞的线性回归方程

A=0.0637C+0.0093,相关系数R=0.9993,符合研究实验要求。

图1汞的标准曲线

Figure1ThestandardcurveforHg

2CXX><«K

<004

9—I

“♦，，&g2•0:

--X--

图2碑的标准曲线

Figure2ThestandardcurveforAs

2.4.8样品中汞含量的测定

设置好最佳仪器条件后，以硼氟化钾作为还原剂，用1%的盐酸作为载体।⑹，依

次进样，空白样品测20次，不同产地土牛膝样品进样10次，利用汞标准系列测得的

吸收度制成的标准曲线，根据样品的吸收度经过换算可的样品中汞的浓度।⑹，其结

果见表3。

表3样品中汞的量

Table3Theamountofmercuryinthesample

样品名ABSS.D.R.S.D.%浓度4igkg“

S(0.000)0.06020.00132.87120.0081

S(2.000)0.14690.00432.93012.0473

S(4.000)0.24230.00291.18333.9834

S(6.000)0.33690.00932.74735.9030

S(8.000)0.44300.00451.01368.0547

S(10.000)0.53950.00631.175810.0116

样品空白0.06530.00182.6939196.1740

成都土牛膝0.06680.00233.5961211.4003

长沙土牛膝0.07450.00283.8077289.0937

郴州土牛膝0.07010.00142.0185244.4386

北京土牛膝0.08190.00202.4587364.4999

2.4.9样品中碑含量的测定

设置好最佳仪器条件后，调节流动注射氢化物发生器，设置温度在80℃左右，

以硼氟化钾作为还原剂，用1%的盐酸作为载体।⑹⑺，依次进样，空白样品测20次，

不同产地土牛膝样品进样10次，利用神标准系列测得的吸收度制成的标准曲线，根

据样品的吸收度经过换算可的样品中碑的浓度，其结果见表4。

表4样品中神的含量

Table4Thecontentofarsenicinsamples

样品名ABSS.D.R.S.D.%浓度/jig.kg"

S(0.000)0.71700.03745.2816-0.0386

S(2.000)1.07420.00392.06231.9992

S(4.000)1.43240.01640.36144.0413

S(6.000)1.78280.05211.14346.0424

S(8.000)2.12260.01532.92037.9815

S(10.000)2.47150.02400.72009.9722

样品空白0.70800.01950.9695-45.0083

成都土牛膝0.80160.01362.7518222.0127

长沙土牛膝1.16420.01681.70111256.5094

郴州土牛膝1.09810.02302.09841068.0549

北京土牛膝1.08840.02051.88421040.1415

2.5检出限试验

检出限试验：对试剂空白溶液测定2()次，计算其吸光值(ABS)标准偏差，以

其3倍标准偏差为检出限。因此，该实验中碑、汞的检出限分别为：0.0585Rg・LL

0.0094pgL-,o结果见表5。

2.6精密度试验

精密度：精密度是指在确定的条件下，将测定方法实施多次所得结果之间的一

致程度，影响测试结果的随机误差小，测试的精密度越高，度量精密度有两种方法

一种是重复性，另一种是再现性。

本实验采取重复性方法：按实验方案，对土牛膝样品溶液连续进样10次(即

平

行测定10次)，测定结果的RSD%即为此实验方法的精密度。不同产地碑元素的

精密度结果见表6,汞元素的精密度结果见表7。

表5As和Hg的检出限

Table5ThedetectionlimitofAsandHg

AsHg

测量IDABS测量IDABS

10.738010.0623

20.702620.0654

30.713330.0635

40.730040.0631

50.703850.0642

60.781560.0652

70.759070.0654

80.719980.0657

90.695590.0659

100.7037100.0667

110.6941110.0659

120.7018120.0669

120.6984130.0648

140.6935140.0658

150.7125150.0647

160.7003160.0653

170.7601170.0643

180.6984180.0657

190.6692190.0650

200.7166200.0659

平均值0.7080平均值0.0644

S.D.0.0195S.D.0.0032

R.S.D.%2.7518R.S.D.%1.0067

表6As元素精密度结果

Table6TheaccuracyresultofAs

长沙产成都产郴州产北京产

测量IDABS测量IDABS测量IDABS测量IDABS

11.162810.824011.066611.1168

21.178620.799221.073721.1126

31.179830.807831.086531.0625

41.145040.791241.092141.0893

51.152050.801551.129051.0679

61.164560.802061.124861.0612

71.186870.806371.104771.0844

81.177980.801181.075081.1118

91.160090.802791.103691.0872

101.1347100.7713101.1254101.0901

平均值1.1642平均值0.8016平均值1.0981平均值1.0884

S.D.0.0168S.D.0.0136S.D.0.0230S.D.0.0205

R.S.D%1.4471R.S.D.%1.7011R.S.D.%2.0984R.S.D.%1.8842

表7Hg元素精密度结果

Table7TheaccuracyresultofHg

长沙产成都产邓州产北京产

测量IDABS测量IDABS测量IDABS测量IDABS

10.542210.446210.642410.6289

20.536220.439920.629120.6240

30.553430.443530.642330.6351

40.541540.459040.651840.6402

50.533850.444550.636950.6233

60.526960.446160.642560.6259

70.542770.439470.635870.6407

80.537080.434480.643580.6348

90.538990.442890.669190.6521

100.5391100.4422100.6423100.6203

平均值0.5395平均值0.4430平均值0.6471平均值0.6287

S.D.0.0063S.D.0.0045S.D.0.0023S.D.0.0132

R.S.D%1.1758R.S.D.%1.1036R.S.D.%2.0365R.S.D.%1.0826

2.7回收率试验

2.7.1原理

回收率是衡量准确度的一个指标，它是反应待测物在样品分析过程中的损失的

程度，损失少，回收率越高，因而说明此测定方法较好，数据就更加接近真实值。

回收率包括绝对回收率和相对回收率。绝对回收率考察的是经过样品处理后能

用于分析的待测样的比例。相对回收率严格来说有两种。一种是回收试验法，一种

是加标样回收试验法c前者是在空白基质中加入待测物,标准曲线也是同此.,这种

测定用得较多，但有标准曲线重复测定的嫌疑。第二种是在已知浓度样品中加入标

样，相对回收率主要考察准确度。I网其计算方法为：回收率(％)二(加标混合样品

浓度-样品供试液浓度)/加入的标液浓度。本文采用加标回收率试验法验证此方法的

准确度。

2.7.2具体操作

取已知含量的四个不同产地的土牛膝样品供试液各三份于50mL容量瓶中，每

份5mL,贴好标签(1#,2#,3#)。按长沙产土牛膝1#,2#,3#；郴州产土牛膝

1#,2#,3#；北京产土牛膝1#,2#,3#；成都产土牛膝1#,2#,3#的顺序依次分别

准确加入神、汞的标准溶液(1())：0.1()、0.2()、().30mL；().1()、().20、

0.30mL,用5%的硝酸溶液稀释定容至刻度线，摇匀，得到加标混合样品。同样品

测定方法进行测定，结果见表8、表9。

表8As的回收率结果

Table8TheresultsofiherecoveryofAs

样品名称加标样品量/ng加标混合样品量回收率/%平均回L攵率/%

/ng

011.100/

0.112.050

成都土牛膝::98

().213.120101

0.314.04098

062.825/

0.163.785

长沙土牛膝100

0.264.845101

0.365.915103

053.400/

0.154.450臂

郴州土牛膝'02

0.255.38099

0.356.460102

052.005/

0.153.015置」

北京土牛膝97

().253.94597

0.354.85595

表9Hg的回收率结果

Table9TheresultsoftherecoveryofHg

加标样品量地加标混合样品量

样品名称回收率/%平均回收率/%

/ng

010.570/

0.111.570

成都土牛膝,X99.8

0.212.620102.5

0.313.48097

014.450/

().115.43598.5

长沙土牛膝100.2

().216.510103

0.317.42099

012.215/

0.113.21199.6

郴州土牛膝98.5

0.214.09594

0.315.275102

018.245/

0.119.195

北京土牛膝::98,2

0.220.275101.5

0.321.18598

2.8结果与讨论

1.本文建立的经硝酸一高氯酸混酸(4：1)消化，氢化发生原子吸收法测定四个不

同产地土牛膝中碎和汞含量的方法，该方法所用仪器设备简单，具有准确度高，操作

步骤简便的特点。方法加标回收率在97%〜102%,RSD在0.5%〜5.0%之间，方法

简便可行，是研究中药材微量元素含量的有效方法。

2.样品采集和处理极大地影响分析结果的准确性，规范地采集和处理是研究成功

的保证。文献报道中药不同部位的微量元素含量不尽相同，由于土牛膝作为一种中

药材，主要以其根入药，因此本文取其根来进行研究，具有一定的实际意义。

3.我国《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》限量指标:重金属总量应W20.0

mg.kg-1,铅(Pb)<5.0mg.kg-1,镉(Cd)<0.2mg.kg1,汞(Hg)<0.3mg.kg1,铜

(Cu)<20.0mg.kg'1,碑(As)<2.0mg.kg'o用此法测定的结果显示碑的含量北京为

1.040mg・kg"咸都为0.222mg.kg",郴州为1.068mgkg1,长沙为1.256mg-kg"均小于2.0

mg.kg1,含量符合标准,汞的含量北京为0.364mgkg”,成都为0.211mg.kg"，郴州

为0.244mg-kg/，长沙为0.289mg・kg”除北京产土牛膝外,其它均小于0.3mg.kgL含

量符合标准。

4.经样品分析，我们可知，长沙产土牛膝与郴州产土牛膝根部的神和汞的含量比北

京产地与成都产地的高一些。究其原因，主要是因为四个品种的生长环境不尽相同，

然而，影响其神和汞含量有差异的具体因素还有待进一步研究。

参考文献

⑴中医