現(xiàn)代技術(shù)在礦物藥研究中的應(yīng)用△

劉圣金，王瑞，吳德康*，林瑞超，吳露婷，房方，楊歡

(1.南京中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院，江蘇省中藥資源產(chǎn)業(yè)化過程協(xié)同創(chuàng)新中心/中藥資源產(chǎn)業(yè)化與方劑創(chuàng)新藥物國家地方聯(lián)合工程研究中心，江蘇 南京 210023；2.北京中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院，北京 100029)

·專題·

現(xiàn)代技術(shù)在礦物藥研究中的應(yīng)用△

劉圣金1，王瑞1，吳德康1*，林瑞超2，吳露婷1，房方1，楊歡1

(1.南京中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院，江蘇省中藥資源產(chǎn)業(yè)化過程協(xié)同創(chuàng)新中心/中藥資源產(chǎn)業(yè)化與方劑創(chuàng)新藥物國家地方聯(lián)合工程研究中心，江蘇 南京 210023；2.北京中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院，北京 100029)

礦物藥的現(xiàn)代研究起步較晚，研究基礎(chǔ)薄弱，進(jìn)展相對緩慢。對礦物藥的深入研究，現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用是不可缺少的手段。本文對國內(nèi)外近30年的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了較為全面地歸納總結(jié)。其主要研究手段包括顯微鏡技術(shù)、熱分析技術(shù)、X射線衍射技術(shù)、光譜技術(shù)、電感耦合等離子體-質(zhì)譜技術(shù)等，研究的內(nèi)容主要包括礦種鑒定、成分分析、安全性評價(jià)、質(zhì)量控制等?，F(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展為礦物藥的深入研究增添了新途徑。

礦物藥；現(xiàn)代技術(shù)；應(yīng)用進(jìn)展；質(zhì)量控制

礦物藥是傳統(tǒng)中藥十分重要的組成部分，礦物藥資源的研究與利用同植物藥和動(dòng)物藥一樣，已有幾千年歷史，是各族人民生存過程中無數(shù)次試用、觀察而積累的實(shí)踐醫(yī)療經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，是先人們留下的寶貴財(cái)富，極具特色。目前，礦物藥的治療范圍涉及內(nèi)、外、婦、兒、五官各科，臨床療效顯著[1]。公元前475年前《山海經(jīng)》記載了70多種礦物藥；《神農(nóng)本草經(jīng)》載藥365種，其中藥用礦物46種；《本草綱目》記載礦物藥355種；《中藥大辭典》共收載礦物藥82種；《中華本草》收載礦物藥114種；2010年版《中華人民共和國藥典》(一部)收錄礦物藥(不含化石類)24種，含礦物藥的中藥制劑(不含化石類)103種。此外，礦物藥在蒙藏藥的需求量占相當(dāng)?shù)谋壤?，普通配方中礦物藥也占50%左右，是配制有效方劑不可缺少的部分[2]。

藥用礦物學(xué)是一門學(xué)科復(fù)雜、研究難度大而又趨于邊緣領(lǐng)域的學(xué)科。礦物藥種類繁多，資源豐富，有著廣闊的研究前景[3]。礦物藥研究自20世紀(jì)七八十年代才開始逐漸被重視[4]，目前其研究發(fā)展仍較緩慢，幾乎處于停滯狀態(tài)。主要原因有：涉及學(xué)科復(fù)雜，人才培養(yǎng)脫節(jié)；應(yīng)用研究難度大，發(fā)展緩慢；中西醫(yī)研發(fā)評價(jià)體系差異；國家投入與支持不夠；藥用礦產(chǎn)的開發(fā)利用產(chǎn)業(yè)化水平低等[5]。礦物藥資源的開發(fā)與利用需要既懂中醫(yī)藥學(xué)專業(yè)知識又懂地質(zhì)學(xué)專業(yè)知識的人員相結(jié)合。與植物藥與動(dòng)物藥相比，礦物藥研究難度更大，導(dǎo)致目前礦物藥研究處于邊緣狀態(tài)，其科研與創(chuàng)新速度也較落后[6]。

現(xiàn)代技術(shù)方法的應(yīng)用是礦物藥深入研究的重要保障，本文通過國內(nèi)外近30年的相關(guān)文獻(xiàn)研究(國外文獻(xiàn)報(bào)道礦物藥很少)，對現(xiàn)代技術(shù)在礦物藥研究中的應(yīng)用情況進(jìn)行了較為全面地歸納總結(jié)，以期為礦物藥研究工作者提供有益的參考。

1 顯微鏡技術(shù)

礦物藥顯微鑒定主要是利用偏光顯微鏡來觀察礦物藥的光學(xué)性質(zhì)，以達(dá)到鑒定礦物的目的。按礦物在薄片時(shí)的透明度不同選擇偏光鏡，觀察其形態(tài)、光學(xué)性質(zhì)并測試某些必要的物理常數(shù)。礦物藥材絕大多數(shù)為透明礦物，少數(shù)為不透明礦物。透明者利用透射偏光顯微鏡，不透明者利用反射偏光顯微鏡[7]。例如石膏在偏光顯微鏡下鑒別特征為粒狀、條柱狀、纖維狀，無色，低負(fù)突起，正或負(fù)延性，斜消光，干涉色一級黃，二軸(+)光性，光軸角58°；煅石膏為正突起，折射率大，干涉色達(dá)二級黃，平行消光，二軸(+)光性[8]。傅興圣等[9]采用偏光顯微鏡鑒定磁石的同時(shí)，分析了其內(nèi)部構(gòu)造與全鐵含量的相關(guān)性。

此外，尚有電子顯微鏡等在礦物藥研究中的應(yīng)用。牛超群等[10]應(yīng)用掃描電子顯微鏡(Scanning Electronic Microscopy，SEM)和透射電子顯微鏡(Transmission Electron Microscope，TEM)觀測技術(shù)，對藥用礦物蒙脫石樣品進(jìn)行觀察分析，為其鑒定提供有效依據(jù)。于新蘭等[11]通過掃描電鏡能譜對大青鹽分析，結(jié)果顯示，大青鹽主要含有氧、鈉、鎂、鋁、硅、氯、鉀、鈣、鐵、硫等元素，且不同鹽中所含雜質(zhì)差異較大。崔紅華等[12]通過在顯微鏡下動(dòng)態(tài)觀察磁石粒子的形態(tài)、粒徑，從含鐵量等為指標(biāo)對磁石水飛炮制工藝和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究。

2 熱分析法

熱分析是在程序控制溫度下測量物質(zhì)的物理性質(zhì)與溫度關(guān)系的一類技術(shù)，包括熱重法(Thermogravimetry，TG)、微熵?zé)嶂胤?DerivativeThermogravimetry，DTG)、差熱分析法(Differential Thermal Analysis，DTA)、差熱掃描量熱法(Differential Scanning Calorimetry，DSC)、熱機(jī)械法(Thermomechanical Analysis，TMA)等。其中以TG、DSC法最為常用。TG法是一種在程序控制溫度下測量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度關(guān)系的技術(shù)；DTA法是一種在程序控制溫度下建立被測物質(zhì)與參比物的溫度差與溫度關(guān)系的技術(shù)；DSC法是一種在程序控制溫度下測量輸入物質(zhì)和參比物的功率與溫度關(guān)系的技術(shù)。由于礦物藥幾乎全部為晶體，其物理性質(zhì)穩(wěn)定，各種熱圖譜更為穩(wěn)定，所以熱分析用于礦物藥材的鑒定效果佳[13]。劉繼華等[14]對不同產(chǎn)地的29批次赤石脂樣本進(jìn)行DSC及TG同步熱分析，該方法可較好地測定赤石脂中所含的結(jié)晶水，可作為鑒別赤石脂及高嶺石的重要手段。劉養(yǎng)杰[15]對白石脂礦物樣品進(jìn)行差熱分析研究，其中所含的高嶺石的吸熱谷(585 ℃)和放熱峰(1130 ℃)最為典型。有研究[16-18]對自然銅TG-DTA分析得出，自然銅在30～800 ℃的加熱過程其實(shí)就是一個(gè)脫雜質(zhì)、脫硫的過程；對雄黃樣品分析得出，在273.2 ℃時(shí)發(fā)生硫化砷(AsS)由α型轉(zhuǎn)變?yōu)棣滦偷南嘧儯?04.4 ℃時(shí)為AsS的熔點(diǎn)，355.5 ℃時(shí)失重分解；對膽礬采用原位高溫裝置結(jié)合熱重分析，結(jié)果表明，礦物藥膽礬(CuSO4·5H2O)加熱到58.92 ℃時(shí)失去2分子結(jié)晶水，形成CuSO4·3H2O，繼續(xù)加熱到102.26 ℃時(shí)再失去2分子結(jié)晶水，形成CuSO4·H2O，最后在198.79 ℃時(shí)失去全部結(jié)晶水，成為白色無水粉末CuSO4。張亞敏[19]對魚腦石、方解石、白礬進(jìn)行了DSC和TG分析，結(jié)果表明，魚腦石在310 ℃及475 ℃時(shí)放熱并失重；方解石在629 ℃起分解，逸出CO2，吸熱并失重；白礬加溫煅制時(shí)，120 ℃開始失去大量結(jié)晶水，260 ℃左右脫水基本完成，300 ℃則開始分解，但300～600 ℃分解緩慢，至750 ℃無水硫酸鋁鉀(煅白礬)出現(xiàn)脫硫過程，產(chǎn)生硫酸鉀、三氧化二鋁及三氧化二硫。

3 X射線衍射法

X射線衍射(X-ray diffraction，XRD)分析法是一種研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的有效手段，當(dāng)某物質(zhì)進(jìn)行XRD分析時(shí)，該物質(zhì)被X射線照射產(chǎn)生不同程度的衍射現(xiàn)象，物質(zhì)組成、晶型、分子內(nèi)成鍵方式、分子構(gòu)型、構(gòu)象等決定該物質(zhì)產(chǎn)生的特有衍射圖譜[20]。X射線衍射法具有分析簡便、快捷，樣品用量少，圖譜信息量大等優(yōu)點(diǎn)[21]，在礦物藥鑒定中的應(yīng)用較廣泛，具有廣闊的前景。陳廣云等[22]建立了龍齒與龍骨的X射線衍射指紋圖譜能夠簡便、準(zhǔn)確地鑒定龍齒與龍骨及其炮制品。呂芳等[23]通過對7個(gè)玄精石的X射線衍射Fourier圖譜的分析，發(fā)現(xiàn)該圖譜客觀地反映了玄精石的內(nèi)在質(zhì)量特征，能對玄精石進(jìn)行鑒定。溫海成等[24]采用X射線衍射法對7個(gè)礦物藥爐甘石樣品進(jìn)行成分分析，結(jié)果表明該方法能有效地對爐甘石進(jìn)行鑒定。蔡學(xué)艷等[25]用XRD法鑒別礞石滾痰丸中的金礞石，結(jié)果顯示，金礞石在d值為9.982處的特征峰較為明顯，且不與其他組分產(chǎn)生干擾，其XRD圖譜可作為金礞石定性的依據(jù)。農(nóng)以寧等[26]用XRD法測定藥用滑石粉以及其中可能存在的透閃石石棉、蛇紋石石棉、綠泥石，以控制藥用滑石粉的質(zhì)量。劉艷菊等[27]用XRD法優(yōu)選了水飛朱砂炮制工藝。李岑等[28]用XRD分析藏藥礬石結(jié)構(gòu)，表明其體系中主要存在三方晶系(MgxCa1-X)CO3(空間群為R-3c)或三方晶系CaCO3(空間群為R-3c)。傅興圣等[29]采用XRD技術(shù)對礦物藥磁石進(jìn)行分析，結(jié)果建立了以11個(gè)共有峰為特征指紋信息的磁石XRD Fourier指紋圖譜分析方法。趙翠等[30]采用XRD技術(shù)對煅硼砂樣品進(jìn)行定性分析，結(jié)果獲得了煅硼砂的XRD指紋圖譜，該方法專屬性強(qiáng)、準(zhǔn)確可靠，可實(shí)現(xiàn)對煅硼砂的鑒別和質(zhì)量評價(jià)。劉靜等[31]應(yīng)用XRD法對11批生花蕊石和8批煅花蕊石藥材進(jìn)行定性分析，得出不同來源花蕊石樣品粉晶XRD圖譜共有峰相似度，可作為與其他礦物藥進(jìn)行區(qū)分鑒別的手段。韓墨等[32]采用XRD Fourier法獲得了雄黃和雌黃的XRD Fourier指紋圖譜，表明XRD圖譜鑒定法可用于雄黃和雌黃的鑒定和識別。劉圣金等[33]采用粉末XRD技術(shù)對青礞石進(jìn)行分析，結(jié)果建立了以10個(gè)共有峰為特征指紋信息的青礞石XRD Fourier指紋圖譜分析方法，該方法可用于青礞石藥材的鑒定與分析。李剛等[34]采用XRD法對礦物藥膽礬進(jìn)行了物相分析。陳豐等[35]利用本法檢測滑石粉中是否含有致癌物質(zhì)石棉，并為明確優(yōu)質(zhì)滑石的產(chǎn)地提供依據(jù)。曹帥等[36]采用本法對炮制前后的雄黃進(jìn)行研究，通過XRD圖譜的峰匹配分析和相似度分析，能非常直觀地評價(jià)雄黃藥材和飲片的質(zhì)量。田金改等[37]采用本法對雄黃進(jìn)行衍射分析，結(jié)果表明，湖南雄黃晶與湖南雄黃的主要成分為β-雄黃(As4S4)與α-雄黃(AsS)，貴州思南燒黃的主要成分為二硫化二砷(As2S2)，雌黃燒結(jié)石屬于雌黃無定形粉末，并含有少量結(jié)晶，雌黃礦石主要由雌黃和花崗巖組成。

4 紅外光譜法

紅外光譜(Infrared Spectroscopy，IR)是以波長或波數(shù)為橫坐標(biāo)，以強(qiáng)度或其他隨波長變化的性質(zhì)為縱坐標(biāo)所得到的反映紅外射線與物質(zhì)相互作用的譜圖，該譜圖能提供極其豐富的分子結(jié)構(gòu)信息。紅外光譜具有特征性強(qiáng)、取樣量小、簡便迅速、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)[38]。IR法在中藥材的鑒別方面有著較廣泛的應(yīng)用，在礦物藥鑒定方面，也有著廣闊的前景。曹先蘭等[39]采用IR法對95種礦物藥280多個(gè)樣品進(jìn)行研究，其吸收峰及譜帶可以鑒別不同品種的礦物藥及及其炮制品。程賓防等[40]對不同產(chǎn)地的29批次赤石脂樣本進(jìn)行IR分析，發(fā)現(xiàn)不同來源的赤石脂在3618 cm-1及3695 cm-1波數(shù)處存在差異，可以有效區(qū)分赤石脂及高嶺石。袁明洋等[41]對8種含碳酸鹽的礦物類中藥近紅外定性定量模型進(jìn)行研究，結(jié)果該模型可以快速準(zhǔn)確鑒別8種含碳酸鹽類礦物類中藥。尤淑霞等[42]利用傅里葉變換紅外分析儀，分別測定白礬與其炮制品枯礬的紅外光譜圖譜，結(jié)果在400～4000 cm-1白礬與枯礬的紅外吸收峰的峰數(shù)、峰位、峰形、峰強(qiáng)等存在明顯差異，可以此來區(qū)別白礬與枯礬。傅興圣等[43]對不同產(chǎn)地和批次的13個(gè)生磁石樣品進(jìn)行IR分析，建立磁石的紅外光譜指紋圖譜，并將其炮制品和生品進(jìn)行分析比較。發(fā)現(xiàn)所有生磁石樣品指紋圖譜的相似度均大于0.97，磁石炮制后相似度和相關(guān)系數(shù)均降低，該指紋圖譜可用于商品磁石的分析與品質(zhì)評價(jià)。封秀娥[44]對7個(gè)地區(qū)所用無名異的樣品進(jìn)行IR分析，結(jié)果表明樣品無名異均為褐鐵礦。包貝華等[45]運(yùn)用紅外光譜及其二階導(dǎo)數(shù)譜，對不同產(chǎn)地白礬及枯礬進(jìn)行分析，結(jié)果表明白礬及枯礬紅外光譜圖具明顯差異。黃必勝等[46]采用近紅外光譜法對真?zhèn)锡堼X進(jìn)行化學(xué)成分分析，探索建立近紅外光譜聚類分析模型，其可以作為驗(yàn)證龍齒化學(xué)成分的一種方法，也可以快速準(zhǔn)確地鑒別真?zhèn)锡堼X。劉義梅等[47]建立化石類礦物中藥龍骨、龍齒、石燕和石蟹等的近紅外快速識別模型，可對不同樣品進(jìn)行快速準(zhǔn)確地區(qū)分。陳軍等[48]利用傅里葉變換紅外光譜儀測定不同來源的金礞石、青礞石樣品，對所獲得的指紋圖譜進(jìn)行特征性指認(rèn)，結(jié)果不同來源的金礞石、青礞石的紅外吸收光譜存在較大差異。劉圣金等[49]通過傅里葉變換紅外光譜儀對不同產(chǎn)地和批次10份青礞石樣品進(jìn)行分析，建立了青礞石的傅里葉變換紅外光譜指紋圖譜，并分析比較青礞石炮制前后圖譜變化。結(jié)果青礞石樣品的指紋圖譜相似度均大于0.96，炮制后相似度和相關(guān)系數(shù)均有較大程度的降低，該方法可用于青礞石炮制后的品質(zhì)評價(jià)。郭嘯等[50]用傅里葉變換紅外光譜儀測定金礞石炮制前后的樣品，比較兩者的紅外圖譜特征，分析其變化規(guī)律。結(jié)果金礞石炮制后八面體結(jié)構(gòu)羥基吸收峰減弱，水峰明顯減弱，硅-氧鍵(Si-O)振動(dòng)吸收峰峰寬增加，得出金礞石的炮制原理主要在于破壞其礦物結(jié)構(gòu)并改變其中各主要金屬離子的可交換性，進(jìn)而改變其藥性藥效。

5 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法(Atomic Absorption Spectroscopy，AAS)又稱為原子吸收分光光度法，是根據(jù)蒸氣相中待測元素的基態(tài)原子對其共振輻射的吸收強(qiáng)度來測定試樣中該元素含量的一種儀器分析方法，其在測定痕量和超痕量元素方面有較大優(yōu)勢，在礦物藥微量元素的測定方面起著重要的作用[51]。譚朝陽等[52]以AAS法測定鉛、鎘、砷、汞、銅的含量為指標(biāo)，優(yōu)選紫石英的炮制工藝，發(fā)現(xiàn)經(jīng)煅淬后紫石英中所含鉛、鎘、砷、汞、銅等有害元素的含量均有不同程度的降低。孫緒丁等[53]以AAS法測定藏藥中鐵的含量，以控制藏藥質(zhì)量。結(jié)果表明，AAS法能安全、快速、高效地測定藏藥復(fù)方制劑中的鐵含量，可用于藏藥及其制劑的質(zhì)量控制。徐鴻等[54]用AAS法測定礦物藥大青鹽中氯化鈉含量的測定方法，結(jié)果表明，該方法專屬性強(qiáng)、簡便易行、靈敏度高，可用于測定礦物藥大青鹽中氯化鈉的含量。劉曉芳等[55]采用標(biāo)準(zhǔn)加入法，以AAS法測定大青鹽中鉀、鈣、鎂的含量，結(jié)果顯示鉀、鎂的進(jìn)樣濃度在0.4～10.0 mg·L-1、鈣在0.4～30.0 mg·L-1遵循朗伯比爾定律，該方法可用于礦物藥大青鹽中微量鉀、鈣、鎂測定。傅興圣等[56]利用AAS法分析商品磁石中水溶性鐵、鉛、鎘和銅的含量，結(jié)果磁石藥材中水溶性鐵的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為764.30 mg·kg-1，水溶性鉛、鎘、銅的含量均在藥材的限量范圍之內(nèi)。劉曉芳等[57]建立了石墨爐原子吸收光譜測定大青鹽中微量鉛含量的方法，結(jié)果該方法專屬性強(qiáng)、靈敏度高、簡便易行，可用于礦物藥大青鹽中微量鉛的限量控制。李薇等[58]利用AAS法測定3種石膏樣品，其中鋅的含量普遍高于銅，而且銅的含量差別不大，鋅的含量以紅石膏為最高?？瞪忁钡萚59]等建立了AAS法來測定代赭石和紅礦中微量元素鈣、銅、鋅、錳等的含量，發(fā)現(xiàn)兩者微量元素有顯著差異，以此來區(qū)別代赭石與紅礦。趙中杰等[60]用AAS法對礦物藥紫石英、花蕊石和硫黃中的微量元素進(jìn)行含量測定，結(jié)果表明，紫石英、花蕊石和硫黃中含有鈷、鉻、銅、錳、鎳、鉛、鋅等10多種微量元素。譚朝陽等[61]采用AAS法對紫石英在水煎液和人工胃液中鉛、鎘、砷、汞、銅的含量分別進(jìn)行測定，結(jié)果紫石英中鉛、鎘、砷、汞在水煎液中的溶出率均高于在人工胃液中的溶出率。

6 原子熒光光譜法

原子熒光光譜法(Atomic Fluorescence Spectrometry，AFS)，又稱原子分光光度法，是介于原子發(fā)射光譜和原子吸收光譜之間的光譜分析技術(shù)。其基本原理是基態(tài)原子(一般蒸汽狀態(tài))吸收合適的特定頻率的輻射而被激發(fā)至高能態(tài)，而后激發(fā)過程中以光輻射的形式發(fā)射出特征波長的熒光。AFS法在礦物藥中主要用于砷、汞等元素的含量測定。陳朝軍等[62]采用AFS法測定寒水石樣品中砷、汞含量，結(jié)果回收率在90%～104.5%，精密度<2%，砷、汞的檢出限分別為1.25×10-3、1.43×10-3μg·g-1，本方法快捷、準(zhǔn)確、靈敏度高。張曉敏等[63]以AFS法測定自然銅、花蕊石、鵝管石、海浮石、銀精石、金精石、金礞石和青礞石8種礦物藥炮制前后的砷、汞含量，結(jié)果各樣品炮制前后砷、汞含量差異顯著。全正香等[64]采用AFS法測定藏藥“君西”不同炮制品中汞含量，結(jié)果炮制后重金屬汞含量明顯降低，表明炮制處理過程確實(shí)可起到降低南寒水石毒性作用。傅興圣等[65]采用AFS測定磁石炮制前后的砷的含量，結(jié)果炮制后砷未檢出，表明炮制對礦物藥磁石能起到減毒的作用。宋秀環(huán)等[66]采用AFS對不同粒度雄黃及其炮制品中可溶、毒性砷含量進(jìn)行監(jiān)測，結(jié)果顯示礦物藥雄黃粒度以100～200目為宜，酸水淬飛炮制最佳。傅興圣等[67]用AFS法測定磁石中水溶性砷、汞的含量，結(jié)果水溶性砷、汞的含量均在藥材的限量范圍之內(nèi)。譚朝陽等[68]用AFS法對全國14個(gè)市售紫石英藥材中砷、汞進(jìn)行測定，結(jié)果砷、汞的含量范圍分別為0.516 9～178.935 4、0.058 2～1.614 1 mg·kg-1，建議應(yīng)加強(qiáng)對紫石英藥材中有害元素的檢測及控制，以保證其用藥安全。許珺輝等[69]用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測定無機(jī)砷(Ⅲ)、砷(V)、有機(jī)單甲基胂酸(MMA)、二甲基胂酸(DMA)4種形態(tài)砷含量，結(jié)果4種形態(tài)砷能實(shí)現(xiàn)完全分離，測定精密度、準(zhǔn)確度良好，方法較為簡便、準(zhǔn)確、可靠，適用于分離測定雄黃及含雄黃的中成藥中4種形態(tài)砷的含量。成紅硯等[70]用AFS法測定爐甘石中砷、汞的含量，方法簡便快速、準(zhǔn)確性好，結(jié)果表明市售爐甘石砷含量嚴(yán)重超標(biāo)。劉曉芳等[71]用AFS法測定礦物藥大青鹽中總砷和總汞的含量，結(jié)果該方法專屬性強(qiáng)、簡便易行、靈敏度高，可用于礦物藥大青鹽中有害元素總砷和總汞的限量控制。李峰等[72]對8組16種相近的礦物藥進(jìn)行鑒別研究，發(fā)現(xiàn)熒光光譜法鑒別礦物藥具有主觀誤差小、用樣量少、圖譜簡潔、易于鑒別、準(zhǔn)確快速等特點(diǎn)，為礦物藥鑒別提供了新方法。熒光光譜法在對外形相似、成分相近、來源混淆的礦物藥的鑒別方面有較好的效果，尤其對天然礦物與人工合成品以及有毒礦物的鑒別具有重要意義。

7 電子探針技術(shù)

電子探針分析是以聚焦的高速電子來激發(fā)出試樣表面組成元素的特征X射線，對微區(qū)成分進(jìn)行定性或定量分析的一種材料物理試驗(yàn)，又稱電子探針X射線顯微分析((Electron Probe X-ray Microanalysis，EPMA)，其可鑒別元素的種類和濃度。周劍雄等[73]用電子探針對滑石質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，判定樣品中雜質(zhì)主要為白云石，其含量為15%～20%。張志杰等[74]通過電子探針對自然銅不同炮制品礦相及化學(xué)成分進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)自然銅煅燒后成分發(fā)生了較大變化，其中黃鐵礦(FeS2)變?yōu)榇劈S鐵礦(Fe1-xS)，黃銅礦煅燒后銅元素含量降低，而鄰近的磁黃鐵礦中銅元素含量增加，銅元素在磁黃鐵礦中形成了固體溶液，提高了分散度；自然銅醋淬品中鉛、硫等元素含量降低，在煅透的部位，鉛的含量不足生品的1/10。汪寅夫等[75]利用電子探針技術(shù)對雄黃進(jìn)行研究，得出電子探針檢測砷、氧等元素的賦存狀態(tài)，可以有效地對雄黃的質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)。鄭曙等[76]利用電子探針波譜對準(zhǔn)確定量分析方解石的方法進(jìn)行了研究。

8 拉曼光譜法

拉曼光譜(Raman spectra)是一種散射光譜，它的產(chǎn)生基于光與分子的非彈性碰撞。拉曼光譜技術(shù)在有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定、高分子蛋白分析、臨床檢驗(yàn)、晶體和材料研究等方面有著廣泛應(yīng)用[77]。廖晴等[78]采用拉曼光譜法對不同雄黃樣品進(jìn)行鑒別分析，拉曼光譜及其二階導(dǎo)數(shù)譜均在182、234、271、342 cm-1等波數(shù)位置出現(xiàn)了特征性較強(qiáng)的拉曼振動(dòng)峰，拉曼光譜能較好地反映出雄黃的特征吸收峰，具有快速、簡便、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。張志杰等[79]用拉曼光譜對我國藥用雄黃的樣品構(gòu)型進(jìn)行研究，結(jié)果確認(rèn)試驗(yàn)所采集的我國雄黃礦石、藥用雄黃飲片及中成藥制劑中所使用的雄黃均為α-As4S4。

9 穆斯堡爾譜法

穆斯堡爾譜法(M?ssbauer spectroscopy)類似一種指紋鑒定技術(shù)，能有效地鑒定不同的礦物和不同來源的同一種礦物。礦物藥研究通常是選擇礦物的常量元素和微量元素進(jìn)行分析，而穆斯堡爾譜可從礦物相結(jié)構(gòu)、內(nèi)磁場、粒度、類質(zhì)同象替代和離子交換等方面進(jìn)行研究。利用穆斯堡爾譜測定礦物中鐵的氧化狀態(tài)、電子組態(tài)時(shí)不但快速準(zhǔn)確，而且需要樣品量少(約100 mg)，利用穆斯堡爾譜法研究藥用礦物是一種有意義的大膽嘗試。高國冶等[80]采用穆斯堡爾譜法對自然銅、磁石、代赭石、余糧石、蛇含石、云母、青礞石、金礞石、陽起石、麥飯石、赤石脂、白石脂、黃石脂等進(jìn)行了研究。

10 聯(lián)用技術(shù)

每一種分析技術(shù)及方法均有其適用范圍和局限性，將單一的分析技術(shù)聯(lián)合起來應(yīng)用能獲得更豐富的信息，從而獲得更佳的定性、定量效果。在礦物藥研究中，應(yīng)用較廣泛的聯(lián)用技術(shù)有電感耦合等離子質(zhì)譜(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry，ICP-MS)、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectroscopy，ICP-AES)、電鏡-能譜儀(Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive Spectrometer，SEM-EDS)、高效液相色譜-電感耦合等離子質(zhì)譜(High Performance Liquid Chromatography-Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry HPLC-ICP-MS)、離子交換高效液相色譜-氫化物發(fā)生-原子熒光光度法(High Performance Liquid Chromatography-Hydride Generation-Atomic Fluorescence Spectrometry，HPLC-HG-AFS)等。

10.1 ICP-MS聯(lián)用

ICP-MS以ICP作為質(zhì)譜儀離子源，其優(yōu)勢在于獲得了進(jìn)樣條件和樣品激發(fā)所需要的可控、無玷污的高溫環(huán)境，將樣品快速完全地引入到一個(gè)對所有過程都有足夠滯留時(shí)間的環(huán)境?？梢酝瑫r(shí)測量周期表中大多數(shù)元素，獲得樣品中常量、痕量元素定量數(shù)據(jù)，是一種多元素分析技術(shù)。與傳統(tǒng)無機(jī)分析技術(shù)相比，ICP-MS技術(shù)具備更低的檢出限、更寬的動(dòng)態(tài)線性范圍、更少的干擾、較高的分析精密度和分析速度等優(yōu)點(diǎn)，在當(dāng)今前沿分析技術(shù)中具有無可替代的地位。劉圣金等[81]采用ICP-MS檢測了青礞石藥材中的25種元素，其中硅、鐵、鎂、鋁、鈣、鉀、鈉7個(gè)元素為主要成分，累積貢獻(xiàn)率達(dá)到90.7%，并建立了青礞石的無機(jī)元素指紋圖譜。傅興圣等[82]對磁石ICP-MS分析得出，鐵、硅、鎂、鈣、鋁、鉀、鋅為磁石主要成分，累積貢獻(xiàn)率達(dá)到87.874%。范麗波等[83]用ICP-MS法對礦物藥花蕊石中9種無機(jī)元素進(jìn)行了分析，結(jié)果認(rèn)為花蕊石中硒、銅是該藥中作用最大的元素或最特征的元素。相關(guān)研究[84-85]采用ICP-MS法測定玄明粉芒硝中無機(jī)元素的含量，結(jié)果測定了礦物藥玄明粉中的20種元素、芒硝中的24種元素，建立了玄明粉、芒硝微量元素的指紋圖譜，為礦物藥玄明粉、芒硝的安全性評價(jià)及其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定提供了科學(xué)的參考依據(jù)。王欣美等[86]選用安宮牛黃丸等3種含礦物藥的中成藥，用ICP-MS測定其中總重金屬和酸可溶性重金屬的含量，結(jié)果得出酸可溶性重金屬含量限度可作為藥物質(zhì)量控制指標(biāo)之一。湯家銘等[87]采用ICP-MS法研究口服雄黃后砷在孕大鼠體內(nèi)的分布和排泄途徑，結(jié)果砷在不同臟器內(nèi)蓄積與給藥劑量有關(guān)，其中以全血、脾、胎盤、肺內(nèi)砷含量較高，口服雄黃主要經(jīng)腸道排泄，而組織內(nèi)蓄積的砷可能經(jīng)腎臟排泄。

10.2 ICP-AES聯(lián)用

ICP-AES是以等離子體為激發(fā)光源的原子發(fā)射光譜分析方法，可進(jìn)行多元素的同時(shí)測定，能構(gòu)建樣品所含元素發(fā)射各自的特征譜線，具有檢出限低、準(zhǔn)確度高、線性范圍寬、元素覆蓋范圍廣且可實(shí)現(xiàn)多種元素同時(shí)測定等優(yōu)點(diǎn)，在礦物藥元素分析中也多有應(yīng)用。李麗敏等[88]利用ICP-AES法測定玄明粉、爐甘石中鈣、鈉、鋅元素，結(jié)果顯示該法簡便、靈敏、可靠，可較好地應(yīng)用于礦物藥及其復(fù)方制劑中的元素測定。李鋼等[89]用ICP-AES法對雄黃樣品中鋅、鈣、錳、鐵、銅、鎂、鎘、鉻、鉛、鋁等進(jìn)行測定，其中鋅、錳、銅、鎘、鉻未檢出。賴紅偉等[90]采用ICP-AES法測定了麥飯石口服液中微量元素和稀有元素含量，結(jié)果表明其中含有鈷、硼、鍶、碘、鉬、硅、氟、磷、鎳9種微量元素和鑭、鈰、釹、釤、釓、鏑、鐿、鉺、鐠、鈧10種稀有元素；微量元素中碘含量最多，氟最少，鍺未檢出；稀有元素中釹含量最多，鏑、鈰和鐠較少，镥、鈥、钷、鋱、銩、銪6種稀有元素未檢出。陳吉等[91]采用ICP-AES法測定4種牛黃解毒片中酸可溶性重金屬和總重金屬的含量，結(jié)果4種成藥中總金屬含量均超過國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)限量及美國藥典限量，而酸可溶性重金屬含量均低于其總重金屬含量，基本符合或接近國家標(biāo)準(zhǔn)。朱玲珍[92]采用原子發(fā)射光譜對青礞石與金礞石及其炮制前后的元素組成進(jìn)行測定，結(jié)果兩者元素組成具有較大差異，對《中華人民共和國藥典》2010版中二者的性味、功能主治完全一致的記載提出質(zhì)疑。丁霞等[93]采用ICP-AES測定生煅金、白云母溶出液中宏微量元素的含量，結(jié)果表明兩者存在明顯差別，白云母溶出液各元素含量均明顯超過金云母，白云母煅后，鉀/鈉比值降低，鈣、鎂等元素含量增大，煅制的金云母溶出液中鎂含量增大，鈣含量降低。蔣秋桃等[94]采用ICP-AES法檢測湘產(chǎn)朱砂中重金屬的含量，結(jié)果顯示該方法簡便、準(zhǔn)確，可同時(shí)檢測朱砂中鎘、鉻、銅、鉛含量。夏明衍等[95]采用該方法測定中藥銀精石與金精石中的微量元素，分析比較二者在元素種類和含量上的差別，兩藥材含鉛和砷的量均較高，從而提示銀精石與金精石均有小毒。張萍等[96]建立了ICP-AES法測定不同產(chǎn)地滑石粉中10種無機(jī)元素分析方法，分析不同產(chǎn)地滑石粉中的元素組成及含量，結(jié)果鎂為其主要元素，鈣、鋁、鐵為微量元素，重金屬及有害元素中鉛、砷、汞、鉻均有部分樣品檢出，提示滑石粉的安全性應(yīng)得到重視。Liu等[97]采用ICP-AES對禹余糧生品和兩種炮制品(醋淬品和明煅品)無機(jī)元素以及其水煎液中的無機(jī)元素進(jìn)行測定和比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)三者樣品和水煎液中無機(jī)元素的含量和種類差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

10.3 SEM-EDS聯(lián)用

掃描電鏡能對各種固體材料的物質(zhì)表面形貌進(jìn)行觀察，配合能譜儀可以同時(shí)進(jìn)行顯微組織形貌的觀察和定性分析等，尤其適用于微區(qū)、定點(diǎn)、定位、非破壞性分析。SEM-EDS能將物體放大30萬倍，可以進(jìn)行形態(tài)觀察、元素成分等分析，進(jìn)而獲取樣品的形態(tài)、細(xì)微特征、無機(jī)成分、結(jié)構(gòu)等物理、化學(xué)性質(zhì)信息[98]。陳憲平等[99]用SEM-EDS對雄黃、雌黃進(jìn)行分析，結(jié)果顯示雄黃和雌黃在元素配比上存在著明顯差異，雄黃中砷與硫的重量百分比為1.27∶1，雌黃中砷和硫重量百分比為1∶1.25，雌黃中硫的比例明顯高于雄黃。李鋼等[89]利用SEM-EDS對雄黃樣品進(jìn)行分析，結(jié)果表明雄黃除了主要元素砷、硫外，還含有少量硅、鈣及微量元素鉀、鎂、鐵、鋁、鉛等。

10.4 HPLC-ICP-MS聯(lián)用

HPLC-ICP-MS聯(lián)用技術(shù)是目前元素形態(tài)分析的有效途徑。李麗敏等[100]采用HPLC-ICP-MS聯(lián)用技術(shù)分析6種不同價(jià)態(tài)砷，對雄黃及5種不同處方含雄黃復(fù)方制劑中可溶性砷的形態(tài)進(jìn)行了研究。陳秋生等[101]建立了HPLC-ICP-MS測定含雄黃中藥制劑中可溶性砷形態(tài)含量的分析測定方法，結(jié)果應(yīng)用陰離子色譜柱10 min內(nèi)成功分離4種形態(tài)砷：亞砷酸鹽砷(Ⅲ)、砷酸鹽砷(Ⅴ)、一甲基砷(MMA)和二甲基砷(DMA)，方法簡便、靈敏、準(zhǔn)確、重現(xiàn)性好，可用于含雄黃中藥制劑中可溶性砷形態(tài)的分析測定。Chen等[102]采用HPLC-ICP-MS法研究雄黃在大鼠體內(nèi)代謝過程中5種價(jià)態(tài)砷的分布情況，結(jié)果表明該方法可用于雄黃代謝過程中砷的形態(tài)分析。有研究[103-104]采用HPLC-ICP-MS測定Beagle犬灌服不同劑量雄黃及六神丸后各組織中砷的形態(tài)分布，結(jié)果隨著雄黃的服用劑量增大，Beagle犬組織中總砷含量和亞砷酸鹽砷(Ⅲ)與二甲基砷酸(DMA)濃度增大。含相同劑量雄黃的六神丸組與雄黃組相比，多數(shù)組織中總砷含量降低，所有組織中的砷(Ⅲ)和DMA濃度均降低，而肝、脾、腎中的砷甜菜堿(AsB)濃度升高。

10.5 HPLC-HG-AFS聯(lián)用

HPLC-HG-AFS聯(lián)用技術(shù)也可以用于元素形態(tài)分析，有研究者[105-106]采用HPLC-HG-AFS測定雄黃在水、人工胃液、人工腸液中可溶性砷(Ⅲ)的含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)雄黃在人工胃液及人工腸液中砷(Ⅲ)的溶出量均高于在水中砷(Ⅲ)的溶出量，從而增加了雄黃對機(jī)體的毒性；利用該法測定雄黃中可溶性砷鹽砷(Ⅲ)的含量來優(yōu)選雄黃水飛炮制方法的最佳工藝條件，為雄黃炮制品的制備工藝和質(zhì)量評價(jià)提供了一定的科學(xué)依據(jù)。

11 小結(jié)

綜上所述，在礦物藥研究中涉及的現(xiàn)代技術(shù)主要有顯微鏡技術(shù)、熱分析技術(shù)、X射線衍射技術(shù)、光譜技術(shù)(紅外光譜、吸收光譜、熒光光譜、拉曼光譜等)、穆斯堡爾譜法及多種聯(lián)用技術(shù)等。涉及的研究領(lǐng)域主要包括礦物藥的鑒定、炮制加工工藝篩選、全元素分析、元素價(jià)態(tài)分析、成分構(gòu)型分析、安全性評價(jià)、質(zhì)量控制等方面。

礦物藥的現(xiàn)代研究涉及中醫(yī)藥、地質(zhì)學(xué)、礦物學(xué)等領(lǐng)域，學(xué)科跨度大，現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展以及多學(xué)科的交叉互補(bǔ)也給礦物藥的現(xiàn)代研究注入了新鮮血液。

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Applications of Modern Technology in Study of Mineral Chinese Medicine

LIU Shengjin1，WANG Rui1，WU Dekang1*，LIN Ruichao2，WU Luting1，F(xiàn)ANG Fang1，YANG Huan1

(1.Schoolofpharmacy，NanjingUniversityofChineseMedicine；JiangsuCollaborativeInnovationCenterofChineseMedicinalResourcesIndustrialization；NationalandLocalCollaborativeEngineeringCenterofChineseMedicinalResourcesIndustrializationandFormulaeInnovativeMedicine，Nanjing210023，China；2.Schoolofpharmacy，BeijingUniversityofChineseMedicine，Beijing100029，China)

The research of mineral Chinese medicine started late，the research foundation is weak and the progress is relatively slow.The application of modern technology is an indispensable means of in-depth study of mineral Chinese medicine.In this paper，related research are summarized based on domestic and foreign literature in recent 30 years.Research methods include microscopy，thermal analysis，x-ray diffraction，spectroscopy，inductively coupled plasma-mass spectrometry and so on.The main contents of the study include mineral identification，component analysis，safety evaluation，quality control etc..The development of modern technology has added a new approach to the study of mineral Chinese medicine.

Mineral Chinese medicine；modern technology；application progress；quality control

10.13313/j.issn.1673-4890.2015.9.001

2015-01-16)

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(81303178)；江蘇省自然基金項(xiàng)目(BK20130957)；江蘇省高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目(二期)；江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程資助項(xiàng)目(PPZY2015A070)

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吳德康，教授，研究方向：中藥鑒定與品質(zhì)評價(jià)、礦物藥研究；Tel：(025)85811511，E-mail：wudekang2008@126.com