化学学报 ›› 2022, Vol. 80 ›› Issue (2): 159-167.DOI: 10.6023/A21090441 上一篇 下一篇
研究论文
王小芝a, 陈瑶a,b,*(
), 吴海龙a, 王童a, 杨健c, 付海燕d, 杨小龙d, 李旭富e, 丁玉洁a,*(), 俞汝勤a
投稿日期:2021-09-27
发布日期:2021-12-28
通讯作者:
陈瑶, 丁玉洁
基金资助:
Xiaozhi Wanga, Yao Chena,b(), Hailong Wua, Tong Wanga, Jian Yangc, Haiyan Fud, Xiaolong Yangd, Xufu Lie, Yujie Dinga(), Ruqin Yua
Received:2021-09-27
Published:2021-12-28
Contact:
Yao Chen, Yujie Ding
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本研究主要采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)等手段测定5个产地白术41种矿质元素含量和土壤41种化学成分指标, 结合聚类分析法、偏最小二乘判别分析(PLS-DA)法和Pearson相关性分析研究了不同产区白术矿质元素特征以及不同产区土壤因子的差异, 并对它们的相关性进行了探讨. 结果表明, 采用无监督的聚类分析和有监督的PLS-DA均能正确判别不同产地的白术和土壤, 其中稀土元素在浙江白术与土壤间呈正相关. 另外, Li、V、Mn、Co、Cu、Rb、Cd、Cs、Ba等微量元素是白术产地溯源的关键因素. 研究发现在白术生产实践中可以通过适量控制种植地的土壤湿度、增施特定肥料等措施调控白术矿质元素含量. 本研究将为解释道地白术的品质形成机制, 保证白术药效质量的有效性提供一定帮助.
王小芝, 陈瑶, 吴海龙, 王童, 杨健, 付海燕, 杨小龙, 李旭富, 丁玉洁, 俞汝勤. 基于元素指纹的白术产地溯源及其与土壤的相关性研究[J]. 化学学报, 2022, 80(2): 159-167.
Xiaozhi Wang, Yao Chen, Hailong Wu, Tong Wang, Jian Yang, Haiyan Fu, Xiaolong Yang, Xufu Li, Yujie Ding, Ruqin Yu. Study on the Origin Traceability of Atractylodes macrocephala Koidz. and Its Correlation with Soil Based on Mineral Elements[J]. Acta Chimica Sinica, 2022, 80(2): 159-167.
| 元素 Elements | 产地Origins | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 亳州Bozhou | 平江Pingjiang | 磐安Panan | 天台Tiantai | 新昌Xinchang | |
| Li** | 9.21×10-1±5.62×10-1 a | 2.44±1.81 b | 2.54×10-1±1.06×10-1 a | 2.97×10-1±2.12×10-1 a | 4.51×10-2±2.69×10-2 a |
| Be** | 2.96×10-2±1.86×10-2 a | 8.61×10-2±4.18×10-2 b | 3.36×10-1±1.21×10-1 c | 3.17×10-2±9.55×10-3 a | 1.58×10-2±3.41×10-3 a |
| Na** | 2.50×102±1.01×102 a | 1.42×102±1.16×102 b | 1.23×102±7.38×10 b | 1.57×102±8.04×10 b | 9.67×10±3.25×10 b |
| Mg** | 1.10×103±2.44×102 a | 9.07×102±2.58×102 b | 6.50×102±1.39×102 c | 1.00×103±3.13×102 abd | 8.09×102±1.87×102 bcd |
| Al** | 7.47×102±4.65×102 a | 1.34×103±1.23×103 b | 1.66×103±1.06×103 b | 7.18×102±5.24×102 a | 3.24×102±6.17×10 a |
| K* | 1.11×104±2.06×103 ab | 1.19×104±3.27×103 a | 1.17×104±3.28×103 a | 9.55×103±2.67×103 b | 8.86×103±2.12×103 b |
| Ca** | 4.99×103±9.71×102 a | 4.99×103±1.52×103 a | 4.66×103±1.85×103 a | 2.83×103±1.01×103 b | 2.06×103±6.88×102 b |
| Sc* | 2.45×10-1±1.48×10-1 a | 1.68×10-1±1.63×10-1 b | 1.73×10-1±9.06×10-2 ab | 1.85×10-1±1.27×10-1 a | 3.58×10-2±6.28×10-3 b |
| V** | 1.66±8.61×10-1 a | 1.44±1.57 ab | 8.79×10-1±4.27×10-1 bd | 2.40±1.83 c | 2.01×10-1±1.99×10-2 d |
| Cr N | 2.35±1.58 ab | 3.05±2.40 a | 2.19±5.72×10-1 ab | 3.01±1.77 a | 8.74×10-1±3.53×10-1 b |
| Mn** | 2.63×10±1.01×10 a | 6.27×10±1.89×10 b | 3.11×102±8.00×10 c | 9.12×10±5.30×10 d | 1.65×102±5.92×10 e |
| Fe N | 6.19×102±3.79×102 ab | 7.04×102±7.80×102 a | 5.28×102±3.04×102 ab | 8.63×102±6.96×102 a | 9.39×10±2.69×10 b |
| Co** | 3.50×10-1±1.87×10-1 a | 4.45×10-1±3.11×10-1 a | 8.04×10-1±4.63×10-1 b | 1.95 ±1.51 c | 8.29×10-2±1.31×10-2 a |
| Ni** | 4.96±3.53 a | 2.60×10±2.31×10 c | 1.95×10±1.03×10 c | 1.74×10±1.05×10 bc | 3.45±1.00 ab |
| Cu** | 1.76×10±6.37 a | 6.62×10±6.75×10 b | 3.22×10±2.64×10 a | 3.05×10±2.06×10 a | 2.16×10±8.49 a |
| Zn** | 3.59×10±8.25 a | 7.96×10±1.92×10 bd | 1.43×102±1.10×102 c | 7.60×10±3.02×10 bd | 1.05×102±1.90×10 bcd |
| Ga** | 3.07×10-1±1.90×10-1 a | 4.62×10-1±3.72×10-1 b | 8.87×10-1±3.91×10-1 c | 2.70×10-1±1.82×10-1 a | 1.06×10-1±1.98×10-2 a |
| Ge** | 4.17×10-2±2.12×10-2 a | 6.74×10-2±3.85×10-2 a | 4.40×10-1±2.18×10-1 b | 4.40×10-2±1.87×10-2 a | 2.16×10-2±4.59×10-3 a |
| As** | 3.69×10-1±2.30×10-1 a | 2.88×10-1±2.77×10-1 a | 6.26×10-1±2.33×10-1 b | 1.43×10-1±1.04×10-1 c | 2.97×10-2±1.21×10-2 c |
| Se** | 1.67×10-1±5.08×10-2 a | 2.48×10-1±8.89×10-2 b | 1.06 ±4.86×10-1 c | 1.82×10-1±5.34×10-2 ab | 1.39×10-1±1.67×10-2 ab |
| Rb** | 5.18±1.64 a | 2.35×10±1.56×10 b | 3.59×10±8.97 c | 1.43×10±3.94 d | 2.38×10±3.51 bd |
| Sr** | 2.33×10±4.09 a | 2.44×10±8.91 a | 1.18×102±4.20×10 b | 3.24×10±7.97 a | 2.45×10±4.40 a |
| Y** | 2.65×10-1±1.34×10-1 a | 4.84×10-1±2.42×10-1 a | 4.54±2.31 b | 4.05×10-1±1.42×10-1 a | 1.49×10-1±2.54×10-2 a |
| Cd** | 1.08×10-1±2.97×10-2 a | 6.60×10-1±2.80×10-1 b | 1.26±8.41×10-1 c | 1.31×10-1±4.75×10-2 ad | 6.94×10-1±2.50×10-1 b |
| Cs** | 1.77×10-1±1.06×10-1 a | 1.51±1.29 b | 3.20×10-1±1.42×10-1 a | 7.66×10-2±3.34×10-2 a | 3.91×10-2±6.55×10-3 a |
| Ba** | 1.77×10±3.84 a | 7.42×10±2.96×10 a | 1.46×103±3.98×102 b | 8.04×10±2.77×10 a | 7.15×10±1.12×10 a |
| La** | 5.91×10-1±3.55×10-1 a | 1.63±1.12 b | 1.40×10±6.34 c | 1.11±4.82×10-1 ab | 8.24×10-1±2.18×10-1 ab |
| Ce** | 1.06±6.50×10-1 a | 3.35±2.40 b | 1.55×10±6.33 c | 2.42±1.32 ab | 1.34±4.01×10-1 ab |
| Pr** | 1.46×10-1±9.44×10-2 a | 3.46×10-1±2.39×10-1 a | 3.07±1.55 b | 1.91×10-1±9.09×10-2 a | 1.14×10-1±2.96×10-2 a |
| Nd** | 5.01×10-1±3.06×10-1 a | 1.20±8.38×10-1 a | 1.20×10±5.97 b | 7.64×10-1±3.42×10-1 a | 4.11×10-1±1.12×10-1 a |
| Sm** | 1.24×10-1±7.50×10-2 a | 2.50×10-1±1.55×10-1 a | 2.25 ±1.19 b | 1.55×10-1±6.64×10-2 a | 7.02×10-2±1.38×10-2 a |
| Eu** | 2.41×10-2±1.50×10-2 a | 4.48×10-2±2.84×10-2 a | 4.65×10-1±2.22×10-1 b | 4.08×10-2±1.67×10-2 a | 1.57×10-2±2.85×10-3 a |
| Gd** | 1.05×10-1±6.36×10-2 a | 2.10×10-1±1.19×10-1 a | 1.89 ±9.90×10-1 b | 1.45×10-1±5.87×10-2 a | 5.56×10-2±9.21×10-3 a |
| Tb** | 1.60×10-2±8.11×10-3 a | 2.73×10-2±1.35×10-2 a | 2.25×10-1±1.19×10-1 b | 2.00×10-2±7.12×10-3 a | 8.61×10-3±9.86×10-4 a |
| Dy** | 9.46×10-2±4.58×10-2 a | 1.46×10-1±7.01×10-2 a | 1.17 ±6.23×10-1 b | 1.12×10-1±3.85×10-2 a | 4.70×10-2±5.08×10-3 a |
| Ho** | 1.80×10-2±8.37×10-3 a | 2.53×10-2±1.23×10-2 a | 1.99×10-1±1.05×10-1 b | 2.06×10-2±6.74×10-3 a | 8.72×10-3±1.03×10-3 a |
| Er** | 5.48×10-2±2.22×10-2 a | 7.06×10-2±3.28×10-2 a | 5.09×10-1±2.62×10-1 b | 5.94×10-2±1.75×10-2 a | 2.93×10-2±3.08×10-3 a |
| Tm** | 4.89×10-3±3.51×10-3 a | 6.50×10-3±4.78×10-3 a | 6.92×10-2±3.82×10-2 b | 4.92×10-3±2.62×10-3 a | 7.59×10-4±5.49×10-4 a |
| Yb** | 3.26×10-2±1.82×10-2 a | 3.75×10-2±2.26×10-2 a | 3.33×10-1±1.83×10-1 b | 3.07×10-2±1.30×10-2 a | 1.20×10-2±3.22×10-3 a |
| Lu** | 4.40×10-3±3.07×10-3 a | 5.12×10-3±3.96×10-3 a | 5.62×10-2±3.16×10-2 b | 3.92×10-3±2.20×10-3 a | 7.59×10-4±5.95×10-4 a |
| Tl** | 2.07×10-2±5.15×10-3 a | 1.71×10-1±1.10×10-1 b | 7.29×10-1±2.72×10-1 c | 7.15×10-2±3.13×10-2 ab | 9.08×10-2±1.97×10-2 ab |
| 元素 Elements | 产地Origins | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 亳州Bozhou | 平江Pingjiang | 磐安Panan | 天台Tiantai | 新昌Xinchang | |
| Li** | 9.21×10-1±5.62×10-1 a | 2.44±1.81 b | 2.54×10-1±1.06×10-1 a | 2.97×10-1±2.12×10-1 a | 4.51×10-2±2.69×10-2 a |
| Be** | 2.96×10-2±1.86×10-2 a | 8.61×10-2±4.18×10-2 b | 3.36×10-1±1.21×10-1 c | 3.17×10-2±9.55×10-3 a | 1.58×10-2±3.41×10-3 a |
| Na** | 2.50×102±1.01×102 a | 1.42×102±1.16×102 b | 1.23×102±7.38×10 b | 1.57×102±8.04×10 b | 9.67×10±3.25×10 b |
| Mg** | 1.10×103±2.44×102 a | 9.07×102±2.58×102 b | 6.50×102±1.39×102 c | 1.00×103±3.13×102 abd | 8.09×102±1.87×102 bcd |
| Al** | 7.47×102±4.65×102 a | 1.34×103±1.23×103 b | 1.66×103±1.06×103 b | 7.18×102±5.24×102 a | 3.24×102±6.17×10 a |
| K* | 1.11×104±2.06×103 ab | 1.19×104±3.27×103 a | 1.17×104±3.28×103 a | 9.55×103±2.67×103 b | 8.86×103±2.12×103 b |
| Ca** | 4.99×103±9.71×102 a | 4.99×103±1.52×103 a | 4.66×103±1.85×103 a | 2.83×103±1.01×103 b | 2.06×103±6.88×102 b |
| Sc* | 2.45×10-1±1.48×10-1 a | 1.68×10-1±1.63×10-1 b | 1.73×10-1±9.06×10-2 ab | 1.85×10-1±1.27×10-1 a | 3.58×10-2±6.28×10-3 b |
| V** | 1.66±8.61×10-1 a | 1.44±1.57 ab | 8.79×10-1±4.27×10-1 bd | 2.40±1.83 c | 2.01×10-1±1.99×10-2 d |
| Cr N | 2.35±1.58 ab | 3.05±2.40 a | 2.19±5.72×10-1 ab | 3.01±1.77 a | 8.74×10-1±3.53×10-1 b |
| Mn** | 2.63×10±1.01×10 a | 6.27×10±1.89×10 b | 3.11×102±8.00×10 c | 9.12×10±5.30×10 d | 1.65×102±5.92×10 e |
| Fe N | 6.19×102±3.79×102 ab | 7.04×102±7.80×102 a | 5.28×102±3.04×102 ab | 8.63×102±6.96×102 a | 9.39×10±2.69×10 b |
| Co** | 3.50×10-1±1.87×10-1 a | 4.45×10-1±3.11×10-1 a | 8.04×10-1±4.63×10-1 b | 1.95 ±1.51 c | 8.29×10-2±1.31×10-2 a |
| Ni** | 4.96±3.53 a | 2.60×10±2.31×10 c | 1.95×10±1.03×10 c | 1.74×10±1.05×10 bc | 3.45±1.00 ab |
| Cu** | 1.76×10±6.37 a | 6.62×10±6.75×10 b | 3.22×10±2.64×10 a | 3.05×10±2.06×10 a | 2.16×10±8.49 a |
| Zn** | 3.59×10±8.25 a | 7.96×10±1.92×10 bd | 1.43×102±1.10×102 c | 7.60×10±3.02×10 bd | 1.05×102±1.90×10 bcd |
| Ga** | 3.07×10-1±1.90×10-1 a | 4.62×10-1±3.72×10-1 b | 8.87×10-1±3.91×10-1 c | 2.70×10-1±1.82×10-1 a | 1.06×10-1±1.98×10-2 a |
| Ge** | 4.17×10-2±2.12×10-2 a | 6.74×10-2±3.85×10-2 a | 4.40×10-1±2.18×10-1 b | 4.40×10-2±1.87×10-2 a | 2.16×10-2±4.59×10-3 a |
| As** | 3.69×10-1±2.30×10-1 a | 2.88×10-1±2.77×10-1 a | 6.26×10-1±2.33×10-1 b | 1.43×10-1±1.04×10-1 c | 2.97×10-2±1.21×10-2 c |
| Se** | 1.67×10-1±5.08×10-2 a | 2.48×10-1±8.89×10-2 b | 1.06 ±4.86×10-1 c | 1.82×10-1±5.34×10-2 ab | 1.39×10-1±1.67×10-2 ab |
| Rb** | 5.18±1.64 a | 2.35×10±1.56×10 b | 3.59×10±8.97 c | 1.43×10±3.94 d | 2.38×10±3.51 bd |
| Sr** | 2.33×10±4.09 a | 2.44×10±8.91 a | 1.18×102±4.20×10 b | 3.24×10±7.97 a | 2.45×10±4.40 a |
| Y** | 2.65×10-1±1.34×10-1 a | 4.84×10-1±2.42×10-1 a | 4.54±2.31 b | 4.05×10-1±1.42×10-1 a | 1.49×10-1±2.54×10-2 a |
| Cd** | 1.08×10-1±2.97×10-2 a | 6.60×10-1±2.80×10-1 b | 1.26±8.41×10-1 c | 1.31×10-1±4.75×10-2 ad | 6.94×10-1±2.50×10-1 b |
| Cs** | 1.77×10-1±1.06×10-1 a | 1.51±1.29 b | 3.20×10-1±1.42×10-1 a | 7.66×10-2±3.34×10-2 a | 3.91×10-2±6.55×10-3 a |
| Ba** | 1.77×10±3.84 a | 7.42×10±2.96×10 a | 1.46×103±3.98×102 b | 8.04×10±2.77×10 a | 7.15×10±1.12×10 a |
| La** | 5.91×10-1±3.55×10-1 a | 1.63±1.12 b | 1.40×10±6.34 c | 1.11±4.82×10-1 ab | 8.24×10-1±2.18×10-1 ab |
| Ce** | 1.06±6.50×10-1 a | 3.35±2.40 b | 1.55×10±6.33 c | 2.42±1.32 ab | 1.34±4.01×10-1 ab |
| Pr** | 1.46×10-1±9.44×10-2 a | 3.46×10-1±2.39×10-1 a | 3.07±1.55 b | 1.91×10-1±9.09×10-2 a | 1.14×10-1±2.96×10-2 a |
| Nd** | 5.01×10-1±3.06×10-1 a | 1.20±8.38×10-1 a | 1.20×10±5.97 b | 7.64×10-1±3.42×10-1 a | 4.11×10-1±1.12×10-1 a |
| Sm** | 1.24×10-1±7.50×10-2 a | 2.50×10-1±1.55×10-1 a | 2.25 ±1.19 b | 1.55×10-1±6.64×10-2 a | 7.02×10-2±1.38×10-2 a |
| Eu** | 2.41×10-2±1.50×10-2 a | 4.48×10-2±2.84×10-2 a | 4.65×10-1±2.22×10-1 b | 4.08×10-2±1.67×10-2 a | 1.57×10-2±2.85×10-3 a |
| Gd** | 1.05×10-1±6.36×10-2 a | 2.10×10-1±1.19×10-1 a | 1.89 ±9.90×10-1 b | 1.45×10-1±5.87×10-2 a | 5.56×10-2±9.21×10-3 a |
| Tb** | 1.60×10-2±8.11×10-3 a | 2.73×10-2±1.35×10-2 a | 2.25×10-1±1.19×10-1 b | 2.00×10-2±7.12×10-3 a | 8.61×10-3±9.86×10-4 a |
| Dy** | 9.46×10-2±4.58×10-2 a | 1.46×10-1±7.01×10-2 a | 1.17 ±6.23×10-1 b | 1.12×10-1±3.85×10-2 a | 4.70×10-2±5.08×10-3 a |
| Ho** | 1.80×10-2±8.37×10-3 a | 2.53×10-2±1.23×10-2 a | 1.99×10-1±1.05×10-1 b | 2.06×10-2±6.74×10-3 a | 8.72×10-3±1.03×10-3 a |
| Er** | 5.48×10-2±2.22×10-2 a | 7.06×10-2±3.28×10-2 a | 5.09×10-1±2.62×10-1 b | 5.94×10-2±1.75×10-2 a | 2.93×10-2±3.08×10-3 a |
| Tm** | 4.89×10-3±3.51×10-3 a | 6.50×10-3±4.78×10-3 a | 6.92×10-2±3.82×10-2 b | 4.92×10-3±2.62×10-3 a | 7.59×10-4±5.49×10-4 a |
| Yb** | 3.26×10-2±1.82×10-2 a | 3.75×10-2±2.26×10-2 a | 3.33×10-1±1.83×10-1 b | 3.07×10-2±1.30×10-2 a | 1.20×10-2±3.22×10-3 a |
| Lu** | 4.40×10-3±3.07×10-3 a | 5.12×10-3±3.96×10-3 a | 5.62×10-2±3.16×10-2 b | 3.92×10-3±2.20×10-3 a | 7.59×10-4±5.95×10-4 a |
| Tl** | 2.07×10-2±5.15×10-3 a | 1.71×10-1±1.10×10-1 b | 7.29×10-1±2.72×10-1 c | 7.15×10-2±3.13×10-2 ab | 9.08×10-2±1.97×10-2 ab |
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