邢桉榮 ,常廣璐 ,王志強(qiáng) ,何燕峰 ,曹麗娟 ,李天祥
(1.天津中醫(yī)藥大學(xué),天津 300193;2.天津天士力中藥科技發(fā)展有限公司,天津 300410;3.天津盛實百草藥業(yè)有限公司,天津 300301)
丹參為唇形科鼠尾草屬植物丹參(Salvia miltiorrhiza Bge.)的干燥根和根莖,始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,被列為上品,迄今已有2 000多年臨床應(yīng)用歷史,是臨床常用大宗藥材之一[1]。自20世紀(jì)60年代開始,各地對丹參進(jìn)行廣泛引種栽培[2]。但在丹參人工栽培過程中,種質(zhì)混雜、栽培技術(shù)不規(guī)范,影響了丹參的品質(zhì)和臨床療效[3]。因此,選擇適宜的丹參種植基地以及品種優(yōu)良的丹參種源,規(guī)范丹參栽培、采收技術(shù),合理輪作、防治病蟲害成為提高丹參產(chǎn)量與質(zhì)量的研究重點。
前期項目對天津野生中藥資源進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn),天津薊縣北部山區(qū)有野生丹參分布,并初步進(jìn)行評價:藥材品質(zhì)較佳,活性成分含量較高,其中丹參酮類成分含量高達(dá)0.908%,是《中國藥典》2015版限量標(biāo)準(zhǔn)的3.6倍。因此,在天津地區(qū)引種丹參具備一定的可行性。自2013年起,本研究從河南、山東、陜西、河北、安徽等丹參的國內(nèi)主產(chǎn)區(qū)或道地產(chǎn)區(qū)引進(jìn)丹參種苗,分別在天津薊州區(qū)、武清區(qū)、靜海區(qū)引種同一種源地丹參種苗;于天津靜海區(qū)引種不同種源地的丹參種苗,進(jìn)行綜合評價。對引種后丹參的藥材干重、有效成分含量、重金屬及有害元素含量等質(zhì)控指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)分析,探索在天津地區(qū)引種丹參的可行性,并為進(jìn)一步尋找丹參新的培育基地提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐。
1.1 儀器 Alltech 1500系列Q05型高效液相色譜儀(美國Alltech科技有限公司);UV-6100紫外可見分光光度計(上海美普達(dá)有限公司);iCE 3500原子吸收光譜儀(美國Thermo Fisher Scientific公司);AF-610A原子熒光光譜儀(北京瑞利分析儀器公司);EH35A plus電加熱板(美國Lab-Tech公司);FA 2104電子天平(200 g,上海舜宇恒平科技儀器有限公司);SB25-12DT超聲波清洗機(jī)(功率140 W,頻率42 kHz,寧波新芝生物科技股份有限公司);DFZ-6050型真空干燥箱(上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司);元素空心陰極燈(北京曙光明電子光源儀器有限公司)。
1.2 試劑 硝酸、高氯酸為優(yōu)級純;丹參酮IIA對照品(批號MUST-14060802)、丹酚酸B對照品(批號MUST-13103113)、蘆丁對照品(批號 MUST-12040302)購于成都曼斯特;甲醇(天津市康科德科技有限公司)、乙腈(天津市福晨化學(xué)品有限公司)為色譜純;水為娃哈哈純凈水;其他試劑為分析純;單元素Cu、Cd、Pb標(biāo)準(zhǔn)溶液,離子濃度為1000μg/mL,As、Hg 標(biāo)準(zhǔn)溶液,離子濃度為 100 μg/mL,均購于天津傲然精細(xì)化工研究所;GBW 07603-生物成分分析灌木枝葉成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),購于中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘察研究所。
1.3 材料 實驗地栽培丹參種苗分別購于山東日照、陜西商洛、安徽亳州、河南方城、河南信陽大別山區(qū),此外“天丹一號”種苗由天津天士力中藥資源科技發(fā)展有限公司提供,航空育種苗由天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所提供。種苗經(jīng)天津中醫(yī)藥大學(xué)李天祥教授鑒定為唇形科植物丹參(Salvia miltiorrhiza Bge.)的幼苗。
1.4 實驗田基本信息 實驗區(qū)為天津地區(qū),本區(qū)處于溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū),年平均降水量520~600mm,日照時數(shù)1 450~1 700 h,年均溫11℃~13℃,無霜期200~250 d。土壤狀況見表1。
2.1 丹參酮ⅡA、丹酚酸B的測定
2.1.1 對照品儲備液的制備 取丹參酮ⅡA、丹酚酸B對照品適量,精密稱定,分別置棕色容量瓶中,加甲醇配置成含丹參酮ⅡA、丹酚酸B各0.654mg/mL、1.120 mg/mL的對照品儲備液。
2.1.2 供試品溶液的制備 丹參酮類成分 精密稱取本品粉末(過三號篩)0.300 0 g,置具塞錐形瓶中,精密加入甲醇50 mL,密塞,稱定質(zhì)量,超聲處理60 min,放冷,甲醇補(bǔ)重,搖勻,濾過,取續(xù)濾液,即得。丹酚酸B:精密取本品粉末(過三號篩)0.1500g,精密稱定,置具塞錐形瓶中,精密加入80%甲醇溶液50 mL,密塞,稱定質(zhì)量,超聲處理30 min,放冷,80%甲醇溶液補(bǔ)重,搖勻,濾過,取續(xù)濾液,即得。
2.1.3 色譜條件 丹參酮類成分Agilent Eclipse XDB-C18柱(4.6 mm×150 mm,5 μm);流動相為乙腈(A)-0.05%磷酸溶液(B),梯度洗脫:0~2 min,61%A;2~10 min,61%~90%A;10~10.5 min,90%~61%A;10.5~20 min,61%A;體積流量 0.9 mL/min;柱溫為室溫;進(jìn)樣量10 μL;檢測波長270 nm。
丹酚酸BAgilent Eclipse XDB-C18柱(4.6 mm×150 mm,5 μm);流動相為乙腈(A)-0.1%磷酸溶液(B)(22∶78);體積流量 1.2 mL/min;柱溫為室溫;進(jìn)樣量10 μL;檢測波長286 nm。見圖1。
2.2 總黃酮、總酚酸含量的測定
2.2.1 對照品儲備液的制備 分別取蘆丁、丹酚酸B對照品適量,精密稱定,置棕色容量瓶中,加水分別配置成含蘆丁1.370 mg/mL,含丹酚酸B 1.100 mg/mL的對照品儲備液。
2.2.2 供試品溶液的制備 丹參酮類成分 樣品精密稱定后,置100 mL具塞三角瓶中,精密加入70%乙醇50 mL,稱定質(zhì)量,70℃加熱回流1 h,放冷,70%乙醇補(bǔ)重,搖勻,濾過,取上清液,即得。
丹酚酸B樣品精密稱定后,置100mL具塞三角瓶中,精密加入甲醇50 mL,稱定質(zhì)量,超聲40 min,放冷,甲醇補(bǔ)重,搖勻,濾過,取上清液,即得。
2.2.3 顯色方法及測定方法 總黃酮UV-VIS法測定丹參中總黃酮的含量。精密移取供試品溶液1.0 mL至10 mL刻度管中,加水至2 mL,加10%NaNO21.5 mL及10%Al(NO3)30.5 mL,暗處放置5 min,加5 mol/L NaOH 4 mL顯色,定容至刻度,暗處反應(yīng)10 min,以顯色劑為空白,波長495 nm測定吸光度。
總酚酸 UV-VIS法測定丹參中總酚酸的含量。精密移取供試品溶液1.0 mL至10 mL刻度管中,加水至2 mL,加10%NaNO22.0 mL及10%Al(NO3)30.75 mL,暗處放置 5 min,加 5 mol/L NaOH 4 mL顯色,定容至刻度,暗處反應(yīng)10 min,以顯色劑為空白,波長510 nm測定吸光度。
表1 實驗田土壤狀況等基本信息Tab.1 Basic information of experimental plots
圖1 對照品(A、B)和丹參樣品(C、D)HPLC色譜圖Fig.1 HPLC chromatograms of standard compounds(A、B)and Salviasample(C、D)
2.3 無機(jī)元素含量測定 精密稱取0.5g試樣(60目)于50 mL聚四氟乙烯燒杯中,加入10 mL混合酸(硝酸∶高氯酸=4∶1,體積比),蓋上表面皿,置于通風(fēng)櫥內(nèi)預(yù)消解。次日于100℃電熱板上消解2 h,補(bǔ)加硝酸3 mL,然后120℃、140℃各消解2 h,用3 mL硝酸沖洗表面皿,經(jīng)常搖動燒杯,趕酸至白煙冒盡,定容至50 mL,其中1%硝酸定容用于原子吸收分光光度法(FAAS)測定Cu元素的含量,石墨爐原子吸收分光光度法(GFAAS)測定Cd、Pb元素的含量;5%鹽酸定容用于原子熒光光度法(AFS)測定As、Hg元素的含量。每批樣品同時消解灌木枝葉分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)并制備全程序空白溶液,所有樣品均采用平行雙樣。
2.4 方法學(xué)考察
2.4.1 線性關(guān)系考察 精密量取丹參酮ⅡA、丹酚酸B、蘆丁、無機(jī)元素對照品溶液,分別加水稀釋成適宜濃度,注入高效液相、原子吸收、原子熒光或紫外可見分光光度計,測定其峰面積或吸光度。以峰面積或吸光度為縱坐標(biāo),濃度為橫坐標(biāo)作標(biāo)準(zhǔn)曲線,結(jié)果見表2。
2.4.2 精密度實驗 精密吸取各對照品溶液適量,按色譜條件重復(fù)6次,測定各峰面積或吸光度,得RSD值,按表3順序分別為0.83%、0.65%、0.98%、0.55%、0.33%、0.26%、0.36%、1.20%、2.53%。
表2 丹參指標(biāo)成分及無機(jī)元素的回歸方程及線性范圍Tab.2 regression equation and linear range of index components and inorganic elements of Salvia miltiorrhiza
2.4.3 重復(fù)性實驗 精密稱定樣品6份,配制各供試品溶液,進(jìn)樣,分別測定其峰面積或吸光度,得RSD值,按表3順序分別為1.49%、2.47%、2.75%、2.16%、0.86%、3.39%、1.54%、2.06%、1.02%。
2.4.4 穩(wěn)定性實驗 精密吸取各對照品溶液,每隔2 h(丹參酮 IIA,丹酚酸 B)、20 min(總黃酮,總酚酸)進(jìn)樣,分別測定其峰面積或吸光度,得RSD值分別為2.26%、0.86%、1.69%、0.64%,表明其在一定時間內(nèi)穩(wěn)定性良好。
2.4.5 加樣回收率實驗 精密稱定樣品6份,分別加入對照品適量,按各供試品溶液項下制備,測定其峰面積或吸光度,計算各加樣回收率,按表3順序分別為 103.78%、98.77%、104.53%、103.77%、0.48%、1.45%、1.36%、2.65%、2.58%。
2.5 樣品測定 大田取樣方法,采用樣方法取樣,每個品種取樣10份,每個樣品重復(fù)取樣10次。
3.1 天津地區(qū)引種丹參的可行性
3.1.1 質(zhì)量指標(biāo)的測定 《中國藥典》(2015年版)規(guī)定丹參藥材中丹參酮ⅡA、丹參酮Ⅰ、隱丹參酮三者之和不得少于0.25%,丹酚酸B含量不得少于3.0%[4]。薊縣區(qū)、靜海區(qū)、北辰區(qū)引種山東丹參種苗后,其藥材中丹參酮類、總黃酮、丹酚酸B及總酚酸含量均滿足藥典標(biāo)準(zhǔn),以北辰區(qū)產(chǎn)最大,分別為4.97、41.18、51.85、63.96 mg/g;靜海區(qū)產(chǎn)次之,分別為3.30、28.03、49.77、53.59 mg/g;薊縣區(qū)產(chǎn)最低,分別為 3.01、26.20、42.81、42.95 mg/g,各產(chǎn)地兩兩比較均有極顯著差異。干重以靜海區(qū)(128.86 g/株)最大,薊縣區(qū)(106.80 g/株)次之,北辰區(qū)(54.68 g/株)最低。比較北辰區(qū)與薊州區(qū)、靜海區(qū)土壤質(zhì)地差異發(fā)現(xiàn),薊州區(qū)、靜海區(qū)為黏質(zhì)土,北辰區(qū)為砂質(zhì)土;北辰區(qū)土壤中的有機(jī)質(zhì)含量、CEC值、水解氮含量、速效磷含量均低于薊州區(qū)與靜海區(qū)。分析原因,可能是砂質(zhì)土中營養(yǎng)成分缺乏的脅迫作用有利于丹參二次代謝產(chǎn)物的累積,黏質(zhì)土中豐富的營養(yǎng)成分則有利于丹參產(chǎn)量的增長。
3.1.2 重金屬元素及有害元素含量的測定 各地區(qū)引種丹參后藥材中 Pb、Cd、As、Hg、Cu 含量分別為:薊縣區(qū)為 0.705、0.046、0.341、0.074、13.005mg/kg;靜海區(qū)為 0.444、0.031、0.712、0.005、14.589 mg/kg;北辰區(qū)為 0.792、0.035、0.070、0.078、16.392 mg/kg。均低于藥代限量標(biāo)準(zhǔn)。
由上考察結(jié)果可知:天津地區(qū)引種丹參指標(biāo)成分含量均達(dá)到藥典限量標(biāo)準(zhǔn),且重金屬及有害元素含量均低于藥典限量標(biāo)準(zhǔn);綜合考慮引種丹參干質(zhì)量、指標(biāo)成分含量等因素,靜海區(qū)引種丹參質(zhì)量較優(yōu):單株干質(zhì)量達(dá)128.86,丹參酮類成分含量達(dá)0.33%,丹酚酸B含量達(dá)4.98%。因此,天津靜海區(qū)可作為丹參新的栽培基地較為合理。
3.2 不同產(chǎn)地丹參種苗引種天津后的質(zhì)量
3.2.1 產(chǎn)量及不同種源指標(biāo)結(jié)果 陜西商洛種源丹參引種后丹參酮類含量為0.183%,天丹1號、河南大別山、河南方城種源丹參引種后丹酚酸B含量分別為2.542%、2.415%、2.583%,均低于藥典標(biāo)準(zhǔn),質(zhì)量不合格。山東日照、航空育種、安徽亳州種源丹參引種后質(zhì)量合格,藥材干質(zhì)量、丹參酮類、總黃酮、丹酚酸B及總酚酸含量分別為:山東日照為128.86 g/株、3.30、28.03、49.77、53.59 mg/g;航空育種為 76.16g/株、2.67、17.23、37.35、43.89 mg/g;安徽亳州為 60.58 g/株、2.68、29.91、48.61、52.28 mg/g。其中,藥材干重以及丹參酮類、丹酚酸、總酚酸含量均以山東日照種源引種后藥材最高,總黃酮含量雖低于安徽亳州種源引種后藥材,但無顯著性差異。因此,可認(rèn)為種源地為山東日照丹參種苗引種天津栽培后的質(zhì)量較優(yōu)。
3.2.2 重金屬及有害元素含量測定結(jié)果 重金屬及有害元素含量測定結(jié)果 對質(zhì)量合格品藥材進(jìn)行元素測定,其 Pb、Cd、As、Hg、Cu 含量分別為:山東日照為 0.444、0.031、0.712、0.005、14.589 mg/kg;航空育種為 0.579、0.033、0.293、0.152、11.613 mg/kg;安徽亳州為 0.529、0.026、0.439、0、13.410 mg/kg。均符合藥典限量標(biāo)準(zhǔn)。
天津地區(qū)氣候干旱較嚴(yán)重,年平均降水量為571 mm,日數(shù) 64~73 d,降雨時間集中在 7~8 月;降雨區(qū)域主要集中在東部沿海與北部山區(qū)[5]。同時,天津地區(qū)土質(zhì)具有鹽漬化特點,尤其是濱海區(qū)。獨特的土壤及氣候特點,對天津引種丹參的品質(zhì)形成和產(chǎn)量,拓展了新的研究空間。靜海區(qū)土壤為鹽化潮質(zhì)土、中黏土,引種后的丹參干質(zhì)量最大,畝產(chǎn)量高,有效成分含量僅次于北辰區(qū),但藥材干質(zhì)量為北辰區(qū)的2.32倍。分析原因,可能與不同土壤質(zhì)地中,營養(yǎng)成分的含量以及干旱的脅迫作用有關(guān)。一般黏質(zhì)土中有機(jī)質(zhì)、水解氮、速效氮的含量一般高于砂質(zhì)土,有利于丹參生長,藥材干質(zhì)量較高,產(chǎn)量較大。黃璐琦[6]等提出,環(huán)境脅迫可能會刺激植物代謝產(chǎn)物的累積,砂質(zhì)土對于丹參生長具有一定的干旱脅迫作用,有利于藥材中酚酸類成分的產(chǎn)生??梢?,北辰區(qū)砂質(zhì)土所栽培丹參中有效成分含量高是合理的。
天津靜海主要為鹽漬化土質(zhì),鹽堿化程度較高,礦物質(zhì)養(yǎng)分較充足(CEC值高)。由于地下水位高,泛堿、泛鹽時常發(fā)生。上述不利的土質(zhì)狀況相反會極大促進(jìn)、提高土壤表土與底土的養(yǎng)分交換能力,使表土肥力常新,結(jié)果能及時糾正中藥材種植連作障礙造成養(yǎng)分供給失衡。這是其他丹參道地產(chǎn)區(qū)土壤不具備的特點。因此,可以推測,靜海鹽漬化土質(zhì)這些潛在優(yōu)勢,可能減輕或緩解丹參連作重茬問題。
不同產(chǎn)地丹參種苗引種天津靜海區(qū)后,以山東日照種源栽培丹參質(zhì)量最優(yōu)。山東、山西、陜西、河南、河北、湖北、四川、安徽都曾被視為丹參的道地產(chǎn)區(qū)或主產(chǎn)區(qū)。張興國等[7]通過對大田生產(chǎn)丹參進(jìn)行調(diào)查,發(fā)現(xiàn)丹參有白花、紫花、皺葉、小葉、高莖、矮莖等多種種質(zhì)類型,可見,目前丹參種質(zhì)品系不純現(xiàn)象比較嚴(yán)重;此外,由于長期采用無性繁殖,種質(zhì)退化也較嚴(yán)重;不同產(chǎn)地交互引種,品種混亂,導(dǎo)致商品質(zhì)量和產(chǎn)量極不穩(wěn)定[8]。因此,對道地產(chǎn)區(qū)丹參優(yōu)良種質(zhì)進(jìn)行純化,在適宜環(huán)境下開展引種系統(tǒng)研究、質(zhì)量評價,尋找新產(chǎn)地,擴(kuò)大種植面積,為市場提供豐富的藥材資源,以解決臨床用藥供需矛盾。
山東日照丹參種苗引種天津薊州區(qū)、北辰區(qū)、靜海區(qū)后,栽培品指標(biāo)成分均滿足藥典標(biāo)準(zhǔn),重金屬及有害元素含量低于藥典限定標(biāo)準(zhǔn),且以靜海區(qū)引種丹參品質(zhì)較優(yōu)。丹參酮類以及丹酚酸B含量分別為藥典標(biāo)準(zhǔn)的1.32、1.66倍,適宜作為天津地區(qū)引種丹參種源。