激光光谱元素分析仪在中药材分析和鉴别中的应用（一）

前言

中药材中微量元素的组成、重金属元素的含量，对评价中药材质量、判别中药材真伪和来源有着重要意义[1,4,6,9,12]。然而常规分析方法，如紫外分光光度法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法等存在样品预处理复杂，分析速度慢，或者不能多元素同时分析等诸多弊端。近年来，基于激光诱导击穿光谱技术的激光光谱元素分析仪因其样品处理简单、分析速度快和多元素同时分析的特点，受到化学分析研究人员的关注，而且获取的样品光谱图可做样品鉴别的指纹图谱。此技术能够为中药材品质鉴定、快速分类鉴别、药品真伪判断、药物及包装中有害元素是否超标测定、药用植物种质资源和质量评价等提供前沿的检测手段[5,8,11]。

材料和方法

材料：一、采自不同地方的两大类七种丹参和生黄芪中草药样品，分别是H0 山西北芪、H1安徽丹参、H2 四川红丹参、H3 安徽丹参、H4 甘肃北芪、H5 内蒙北芪、H6 四川紫丹参。如图1所示。

图1 七种丹参和生黄芪样品图片

二、四物汤、六物汤和十物汤三种中草药制剂，以定量水烧开后，分别取其前、中及最后残留之汤剂，滴于空白滤纸上进行激光光谱元素分析，以空白滤纸作为对照样，如图2 所示。对应编号分别为：H0-10-1、H1-10-2、H2-10-3，H3-4-1、H4-4-2、H5-4-3，H6-6-1、H7-6-2、H8-6-3，H9-blank。

图2 四物汤、六物汤、十物汤待分析滤纸

采用美国ASI 公司J200 激光光谱元素分析仪对以上样品进行元素成分分析，激光波长为266nm和532nm，取样面积为1cm 见方，每个丹参和生黄芪样品取样25 个点，每个中草药汤剂滤纸取样36 个点。实验过程中，丹参、生黄芪、滤纸样品无需研磨和消解，直接放入实验设备的样品室。

激光光谱元素分析仪基于激光诱导击穿光谱技术，其工作原理是采用高能激光脉冲直接击中样品表面，产生高温等离子体(温度可达104K 以上)将取样点样品中几乎全部元素气化并激发至高能态，当它们跃迁回到基态时发出各自的特征光谱，利用光谱仪对此光谱进行检测，即可同时获取样品中元素的种类及含量信息。

激光光谱元素分析仪

针对中草药汤剂的半定量研究，采用美国ASI 公司J200-LA-ICP-MS 激光剥蚀电感耦合等离子体分析系统，紫外激光波长343nm。每个样品取样面积1cm 见方，取样时间1 分钟左右。

结果与分析

1 丹参和生黄芪样品的元素成分

分析激光元素分布分析技术是微创无损分析，通过实验设备带有的高倍光学放大镜，对样品分析前后取图进行了对比（图4）。

图4 样品分析前后对比

特征谱线显示，钾（K）、钠（Na）、钙（Ca）、镁（Mg）、碳（C）、氢（H）、锶（Sr）元素是丹参和生黄芪样品的主要元素组成。其中钙元素检测出了多条灵敏谱线，镁元素也检出了4 条灵敏谱线；钠元素、碳元素、氢元素则是检出了最灵敏谱线。丹参和生黄芪的谱线强度对比可以看出，丹参中钠、钙、镁3 种元素的含量明显高于生黄芪，而两类样品中碳、氢、钾、锶4 种元素的含量处于同一水平。（图5）

图5 丹参和生黄芪主要组成元素特征谱线