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[摘要] 藏药是我国传统民族医药中的一个重要组成部分。藏药特殊的配方,使藏药中金属元素含量普遍较高。本研究使用红外及X射线衍射对4种名贵藏药进行表征,微波消解并测定藏药中的矿物质元素及重金属元素含量。为科学服用藏药提供安全信息,也为建立藏药安全评价方法提供理论基础。
[关键词]藏药;表征;含量分析;评价
[中图分类号] R29 [文献标识码] B [文章编号] 2095-0616(2013)18-42-03
藏医药是我国传统民族医药中的一个重要组成部分[1]。由于藏药特殊的配方和疗效的独特性,引起了相关研究领域的兴趣和热潮。在藏药中多种重金属通过特殊的炮制技术入药,虽说成为特定的具有治疗价值的药用有效成分[2-3],但重金属在药物中存在的形式和体内状态不明,并且其治疗价值机制不清、证据不足,这些都需要评价其安全性。本文使用红外及X射线衍射对4种典型的名贵藏药进行表征,微波消解并测定藏药中的矿物质元素及重金属元素含量[4],再通过PBET对其进行毒性评价,试图建立一个较完整的藏药安全评价体系和方法。
1 实验材料
1.1 实验仪器
仪器:NICOLET NEXUS870 FT红外光谱仪、ARL X-TRA X射线衍射仪、ARL-9800 X射线荧光光谱仪、Optima 5300 DV等离子发射光谱仪、Perkin-Elmer ELAN9000 等离子质谱仪、MILESTONE微波消解仪、SHA-CA水浴恒温振荡器、Anke TDL-40B台式离心机。
1.2 实验试剂
试剂:硝酸(BV-Ⅲ级),双氧水(BV-Ⅲ级),胃蛋白酶(BR),L-苹果酸(BR),柠檬酸三钠(AR),乳酸(AR),冰醋酸(GR),盐酸(BV-Ⅲ级),胰酶(BR),胆盐5号(BR),L-半胱氨酸(BR),国家标准溶液锗(Ge)GSB G 62073-90(3201),
2 实验方法
2.1 藏药的预处理
(1)称量药丸:对每丸藏药进行称量。(2)研磨药丸:将藏药在干净的封口袋中用老虎钳夹碎,用玛瑙研钵研磨,过筛(100目)后,保存于封口袋中。
2.2 藏药的表征
2.2.1 红外 将研磨好的藏药样品与KBr粉末一起研磨,均匀混合,将混合后的粉末压片形成厚度为1~2mm的薄片。用傅里叶红外光谱仪(仪器:NICOLET NEXUS870 FT红外光谱仪)对样品进行红外透射光谱测量。测量条件为:测试范围4000~400cm-1;分辨率4cm-1;扫描次数32次。
2.2.2 X射线衍射 将研磨好的藏药样品置于样品架上,用X射线衍射仪(仪器:ARL X-TRA X射线衍射仪)进行测量。测量条件为:扫描范围:2θ=3~80°;扫描步长:0.02°;扫描速率:10°/min[5]。
2.3 藏药元素总量分析
2.3.1 总量微波消解 准确称量0.15g样品粉末(4种名贵藏药各1份,2种标准物各2份)置于消解罐中,做好记号。在称量好的样品中各加入8mL浓硝酸和1mL双氧水,反应一段时间后各补加1mL双氧水。同时准备2份空白样,为8mL浓硝酸和2mL双氧水。一段时间后进行微波消解,程序升温:15min从室温升至210℃,并保持30min。冷至室温后,小心打开消解罐,尽量将其中的样品全部转移至干净的小烧杯中,在电热板上加热将多余的酸除去,蒸至近干。加入去离子水,定容至10mL。用ICP-OES和ICP-MS(仪器:Optima 5300 DV等离子发射光谱仪、Perkin-Elmer ELAN9000等离子质谱仪)测定其中可能含有的金属元素的浓度。ICP-OES仪器参数为:RF功率1300W;雾化气0.8L/min;辅助气0.2L/min;冷却气15.00L/min;中阶梯光栅(Echelle);可拆卸石英炬管;Scott型双层雾化室;Meinhard型同心雾化器;三通道蠕动泵;分段式电荷耦合器件检测器(SCD)。ICP-MS仪器参数为:高频入射功率1.1kW;雾化气流速0.96L/min; 冷却气流速15L/min;辅助气流速1.2L/min;透镜电压6.5V;测量方式为跳峰;峰停留时间50ms;双模检测器[6-10]。
2.3.2 X射线荧光光谱 样品压片,然后进行X射线荧光光谱分析(仪器:ARL-9800 X射线荧光光谱仪),测定其中可能含有的元素的浓度。
3 结果
3.1 表征
3.1.1 红外分析 4种名贵藏药的红外光谱图。如图1~4。
测得的红外光谱图是藏药成分混合物各组分红外光谱图的叠加,特征性较纯化合物的红外光谱图低[9]。将测得的红外光谱图与纤维素-木粉的标准红外光谱图对比可以发现,样品中均存在大量的纤维素,3371.6cm-1附近是O-H键的伸缩振动峰,1650.0cm-1附近是C=O的伸缩振动峰,1426.1cm-1附近是CH2的剪式振动峰,1159.0cm-1附近、1034.1cm-1附近是C-O的伸缩振动峰,897.0cm-1附近是C-H的弯曲振动峰。在部分样品中,存在少量碳酸盐,1799.6cm-1附近、1413.0cm-1附近、873.1cm-1附近、710.3cm-1附近是CO32-的振动吸收峰。在部分样品中,存在少量硝酸盐,1385.0cm-1附近是N-O的伸缩振动峰,822.0cm-1附近是N-0的变形振动峰。在部分样品中,存在酯类化合物,2926.4cm-1附近、2855.1cm-1附近是C-H伸缩振动峰,1743.8cm-1附近是C=O伸缩振动峰。分析结果如下:(1)仁青常觉:纤维素、碳酸盐(少);(2)七十味珍珠丸:碳酸盐、纤维素;(3)二十五味珍珠丸:碳酸盐、纤维素;(4)仁青芒觉:纤维素、碳酸盐。 3.1.2 X射线衍射分析 4种名贵藏药的XRD谱图。图5~8。
由于藏药中大量有机物的存在以及其中含有的金属与矿物质种类较多,导致其XRD谱图基线不平且所得谱图是各组分衍射效应的叠加。结合查阅到的相关资料,用PCPDFWIN软件查XRD谱图。分析结果如下:(1)仁青常觉:SiO2、CaCO3、HgS、HgO2、CuAl6(PO4)4 (OH)8·4H2O(CuO、Al2O3、P2O5);(2)七十味珍珠丸:SiO2、CaCO3 、HgO2;(3)二十五味珍珠丸:CaCO3;(4)仁青芒觉:SiO2、HgS、HgO2。
3.1.3 元素总量分析 4种名贵藏药中,微量元素与常量元素含量分析结果。见表1~2。
总体上,4种名贵藏药中Pb、Hg、As、Cu、Zn、Mn等现代健康科学被认为有毒有害的重金属含量普遍较高,长期服用这些藏药具有一定的健康安全风险;但是在现实生活中还未发现服用这些藏药所带来的明显毒害作用,对于一些疾病反而具有独特的疗效。因此,有待在今后进一步加强这些金属元素在藏药中的存在形态分析,生物毒理学研究以及长期服用这些藏药后的具体临床调研,从而更客观地评价名贵藏药的毒理特性和药理特性。
4 讨论
通过红外及X射线衍射对4种名贵藏药的表征可以发现,由于藏药本身及炮制过程中有大量的金属和矿物质存在和参与,因此藏药的成分虽已纤维素为主,但是其中含有较多的矿物质。通过微波消解并测定藏药中的矿物质元素及重金属元素含量可以发现,4种藏药中的重金属含量普遍较高,尤其是Pb、Hg、Cu、Zn,在部分藏药中的含量相当高。建议今后加强藏药中重金属元素的形态分析以及藏药生物毒理学研究,进一步评价藏药摄入带来的安全风险。
[参考文献]
[1] 赵以莲,曹文虎,张超远.藏药现代化与可持续发展[J].青海科技,2003,3:11-13.
[2] 蓝元华,黄敏,何进.引重金属入药是否会限制藏药的发展[J].西藏医药杂志,2008,29(2):53-54.
[3] 黄雪源,张仲韬.微波消化技术在化学分析前处理中的应用[J].理化检测(化学分册),2006,42(5):389-390.
[4] Navarro P,Arana G,Etxebarria N.Optimisation of microwave assisted digestion of sediments and determination of Sn and Hg[J].Analytica Chimica Acta,2006,566(1):37-44.
[5] 喻录容,刘新.建立中药指纹图谱方法的研究现状[J].华夏医学,2004,17(4):645-647.
[6] 刘虎生,邵宏翔.电感耦合等离子体质谱技术与应用[M].北京:化学工业出版社,2005:30-31.
[7] 黄建权,胡欣,张君仁.ICP-MS技术在药物分析中的应用[J].中国药房,2006,17(8):624-626.
[8] 罗桑却佩.藏医药选编[M].西宁:青海人民出版社,1985:35-37.
[9] 曾勇,王平,何毓敏,等.高效液相色谱法测定藏药“佐塔”中汞的含量[J].中南药学,2008,6(1):60-63.
[10] 刘彦彦,李静,王栋,等.微波消解电感耦合等离子体质谱法测定3种中药材中4种重金属含量[J].时珍国医国药,2009,20(6):1435-1437.
[11] 陈建华,崔海容,王帆,等.ICP-AES测定4种藏药中10种重金属元素含量及其形态[J].中成药,2003,25(10):847-848.
[12] 张雪菊,周玲,杨宁.藏药二十五味珍珠丸中重金属元素分析[J].中国药事,2010,24(4):344-346.
(收稿日期:2013-06-27)
[关键词]藏药;表征;含量分析;评价
[中图分类号] R29 [文献标识码] B [文章编号] 2095-0616(2013)18-42-03
藏医药是我国传统民族医药中的一个重要组成部分[1]。由于藏药特殊的配方和疗效的独特性,引起了相关研究领域的兴趣和热潮。在藏药中多种重金属通过特殊的炮制技术入药,虽说成为特定的具有治疗价值的药用有效成分[2-3],但重金属在药物中存在的形式和体内状态不明,并且其治疗价值机制不清、证据不足,这些都需要评价其安全性。本文使用红外及X射线衍射对4种典型的名贵藏药进行表征,微波消解并测定藏药中的矿物质元素及重金属元素含量[4],再通过PBET对其进行毒性评价,试图建立一个较完整的藏药安全评价体系和方法。
1 实验材料
1.1 实验仪器
仪器:NICOLET NEXUS870 FT红外光谱仪、ARL X-TRA X射线衍射仪、ARL-9800 X射线荧光光谱仪、Optima 5300 DV等离子发射光谱仪、Perkin-Elmer ELAN9000 等离子质谱仪、MILESTONE微波消解仪、SHA-CA水浴恒温振荡器、Anke TDL-40B台式离心机。
1.2 实验试剂
试剂:硝酸(BV-Ⅲ级),双氧水(BV-Ⅲ级),胃蛋白酶(BR),L-苹果酸(BR),柠檬酸三钠(AR),乳酸(AR),冰醋酸(GR),盐酸(BV-Ⅲ级),胰酶(BR),胆盐5号(BR),L-半胱氨酸(BR),国家标准溶液锗(Ge)GSB G 62073-90(3201),
2 实验方法
2.1 藏药的预处理
(1)称量药丸:对每丸藏药进行称量。(2)研磨药丸:将藏药在干净的封口袋中用老虎钳夹碎,用玛瑙研钵研磨,过筛(100目)后,保存于封口袋中。
2.2 藏药的表征
2.2.1 红外 将研磨好的藏药样品与KBr粉末一起研磨,均匀混合,将混合后的粉末压片形成厚度为1~2mm的薄片。用傅里叶红外光谱仪(仪器:NICOLET NEXUS870 FT红外光谱仪)对样品进行红外透射光谱测量。测量条件为:测试范围4000~400cm-1;分辨率4cm-1;扫描次数32次。
2.2.2 X射线衍射 将研磨好的藏药样品置于样品架上,用X射线衍射仪(仪器:ARL X-TRA X射线衍射仪)进行测量。测量条件为:扫描范围:2θ=3~80°;扫描步长:0.02°;扫描速率:10°/min[5]。
2.3 藏药元素总量分析
2.3.1 总量微波消解 准确称量0.15g样品粉末(4种名贵藏药各1份,2种标准物各2份)置于消解罐中,做好记号。在称量好的样品中各加入8mL浓硝酸和1mL双氧水,反应一段时间后各补加1mL双氧水。同时准备2份空白样,为8mL浓硝酸和2mL双氧水。一段时间后进行微波消解,程序升温:15min从室温升至210℃,并保持30min。冷至室温后,小心打开消解罐,尽量将其中的样品全部转移至干净的小烧杯中,在电热板上加热将多余的酸除去,蒸至近干。加入去离子水,定容至10mL。用ICP-OES和ICP-MS(仪器:Optima 5300 DV等离子发射光谱仪、Perkin-Elmer ELAN9000等离子质谱仪)测定其中可能含有的金属元素的浓度。ICP-OES仪器参数为:RF功率1300W;雾化气0.8L/min;辅助气0.2L/min;冷却气15.00L/min;中阶梯光栅(Echelle);可拆卸石英炬管;Scott型双层雾化室;Meinhard型同心雾化器;三通道蠕动泵;分段式电荷耦合器件检测器(SCD)。ICP-MS仪器参数为:高频入射功率1.1kW;雾化气流速0.96L/min; 冷却气流速15L/min;辅助气流速1.2L/min;透镜电压6.5V;测量方式为跳峰;峰停留时间50ms;双模检测器[6-10]。
2.3.2 X射线荧光光谱 样品压片,然后进行X射线荧光光谱分析(仪器:ARL-9800 X射线荧光光谱仪),测定其中可能含有的元素的浓度。
3 结果
3.1 表征
3.1.1 红外分析 4种名贵藏药的红外光谱图。如图1~4。
测得的红外光谱图是藏药成分混合物各组分红外光谱图的叠加,特征性较纯化合物的红外光谱图低[9]。将测得的红外光谱图与纤维素-木粉的标准红外光谱图对比可以发现,样品中均存在大量的纤维素,3371.6cm-1附近是O-H键的伸缩振动峰,1650.0cm-1附近是C=O的伸缩振动峰,1426.1cm-1附近是CH2的剪式振动峰,1159.0cm-1附近、1034.1cm-1附近是C-O的伸缩振动峰,897.0cm-1附近是C-H的弯曲振动峰。在部分样品中,存在少量碳酸盐,1799.6cm-1附近、1413.0cm-1附近、873.1cm-1附近、710.3cm-1附近是CO32-的振动吸收峰。在部分样品中,存在少量硝酸盐,1385.0cm-1附近是N-O的伸缩振动峰,822.0cm-1附近是N-0的变形振动峰。在部分样品中,存在酯类化合物,2926.4cm-1附近、2855.1cm-1附近是C-H伸缩振动峰,1743.8cm-1附近是C=O伸缩振动峰。分析结果如下:(1)仁青常觉:纤维素、碳酸盐(少);(2)七十味珍珠丸:碳酸盐、纤维素;(3)二十五味珍珠丸:碳酸盐、纤维素;(4)仁青芒觉:纤维素、碳酸盐。 3.1.2 X射线衍射分析 4种名贵藏药的XRD谱图。图5~8。
由于藏药中大量有机物的存在以及其中含有的金属与矿物质种类较多,导致其XRD谱图基线不平且所得谱图是各组分衍射效应的叠加。结合查阅到的相关资料,用PCPDFWIN软件查XRD谱图。分析结果如下:(1)仁青常觉:SiO2、CaCO3、HgS、HgO2、CuAl6(PO4)4 (OH)8·4H2O(CuO、Al2O3、P2O5);(2)七十味珍珠丸:SiO2、CaCO3 、HgO2;(3)二十五味珍珠丸:CaCO3;(4)仁青芒觉:SiO2、HgS、HgO2。
3.1.3 元素总量分析 4种名贵藏药中,微量元素与常量元素含量分析结果。见表1~2。
总体上,4种名贵藏药中Pb、Hg、As、Cu、Zn、Mn等现代健康科学被认为有毒有害的重金属含量普遍较高,长期服用这些藏药具有一定的健康安全风险;但是在现实生活中还未发现服用这些藏药所带来的明显毒害作用,对于一些疾病反而具有独特的疗效。因此,有待在今后进一步加强这些金属元素在藏药中的存在形态分析,生物毒理学研究以及长期服用这些藏药后的具体临床调研,从而更客观地评价名贵藏药的毒理特性和药理特性。
4 讨论
通过红外及X射线衍射对4种名贵藏药的表征可以发现,由于藏药本身及炮制过程中有大量的金属和矿物质存在和参与,因此藏药的成分虽已纤维素为主,但是其中含有较多的矿物质。通过微波消解并测定藏药中的矿物质元素及重金属元素含量可以发现,4种藏药中的重金属含量普遍较高,尤其是Pb、Hg、Cu、Zn,在部分藏药中的含量相当高。建议今后加强藏药中重金属元素的形态分析以及藏药生物毒理学研究,进一步评价藏药摄入带来的安全风险。
[参考文献]
[1] 赵以莲,曹文虎,张超远.藏药现代化与可持续发展[J].青海科技,2003,3:11-13.
[2] 蓝元华,黄敏,何进.引重金属入药是否会限制藏药的发展[J].西藏医药杂志,2008,29(2):53-54.
[3] 黄雪源,张仲韬.微波消化技术在化学分析前处理中的应用[J].理化检测(化学分册),2006,42(5):389-390.
[4] Navarro P,Arana G,Etxebarria N.Optimisation of microwave assisted digestion of sediments and determination of Sn and Hg[J].Analytica Chimica Acta,2006,566(1):37-44.
[5] 喻录容,刘新.建立中药指纹图谱方法的研究现状[J].华夏医学,2004,17(4):645-647.
[6] 刘虎生,邵宏翔.电感耦合等离子体质谱技术与应用[M].北京:化学工业出版社,2005:30-31.
[7] 黄建权,胡欣,张君仁.ICP-MS技术在药物分析中的应用[J].中国药房,2006,17(8):624-626.
[8] 罗桑却佩.藏医药选编[M].西宁:青海人民出版社,1985:35-37.
[9] 曾勇,王平,何毓敏,等.高效液相色谱法测定藏药“佐塔”中汞的含量[J].中南药学,2008,6(1):60-63.
[10] 刘彦彦,李静,王栋,等.微波消解电感耦合等离子体质谱法测定3种中药材中4种重金属含量[J].时珍国医国药,2009,20(6):1435-1437.
[11] 陈建华,崔海容,王帆,等.ICP-AES测定4种藏药中10种重金属元素含量及其形态[J].中成药,2003,25(10):847-848.
[12] 张雪菊,周玲,杨宁.藏药二十五味珍珠丸中重金属元素分析[J].中国药事,2010,24(4):344-346.
(收稿日期:2013-06-27)