基于ICP-MS结合化学计量学分析石菖蒲与藏菖蒲中24种元素的含量分布差异

摘要

目的 石菖蒲（Acorus tatarinowii Schott）与藏菖蒲（Acorus calamus L.）因外观性状相近、市场价格差异显著，药材流通中易混淆掺伪，影响药材质量与临床用药安全。本研究旨在分析两种菖蒲药材的无机元素分布差异，建立快速可靠的鉴别方法，为其质量控制与真伪鉴别提供依据。方法 采用微波消解-电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）同时测定22批石菖蒲与藏菖蒲样品中的24种无机元素含量，并结合主成分分析（PCA）、聚类分析和正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）等化学计量学方法，对不同来源样品的元素分布特征进行比较。结果 两类药材均富含B、Al、Mn、Fe、Zn、Sr、Ba等元素，整体分布特征相似，但在Fe、Mn、Sr、Ba等元素上存在显著差异。通过PCA分析得到5个主成分，累计贡献率73.27%,其中Fe、Mn、Co、Ni、Sr、Ba、Zn、Mo、Se等为主要特征性元素。聚类分析结果显示石菖蒲与藏菖蒲样品在元素分布上分离明显，OPLS-DA模型（R²X=0.860,R²Y=0.945,Q²=0.893）进一步验证了二者的区分度，并筛选出Fe、Ba、Al、Mn、Sr等差异性元素。结论 ICP-MS可实现对菖蒲类药材中多元素的准确测定，结合化学计量学方法能够有效揭示石菖蒲与藏菖蒲在元素分布上的差异，为两者的科学分类、质量标准制定及市场监管提供了理论依据。

关键词

电感耦合等离子体质谱法 / 无机元素 / 主成分分析 / OPLS-DA / 石菖蒲 / 藏菖蒲

基金资助

辽宁省科学技术计划项目(2024012181-JH4/4800)