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、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、觀察而積累的實踐醫(yī)療經(jīng)驗總結(jié)，是先人們留下的寶貴財富，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，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 ℃的加熱過程其實就是一個脫雜質(zhì)、脫硫的過程；對雄黃樣品分析得出，在273.2 ℃時發(fā)生硫化砷(AsS)由α型轉(zhuǎn)變?yōu)棣滦偷南嘧儯?04.4 ℃時為AsS的熔點，355.5 ℃時失重分解；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 ℃時失去2分子結(jié)晶水，形成CuSO4·3H2O，繼續(xù)加熱到102.26 ℃時再失去2分子結(jié)晶水，形成CuSO4·H2O，最后在198.79 ℃時失去全部結(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，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，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[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、準(zhǔn)確可靠，可實現(xiàn)對煅硼砂的鑒別和質(zhì)量評價。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、取樣量小、簡便迅速、準(zhǔn)確等優(yōu)點[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。封秀娥[44]對7個地區(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。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、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、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、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，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，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，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。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、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)了特征性較強的拉曼振動峰，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。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對所有過程都有足夠滯留時間的環(huán)境?？梢酝瑫r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，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現(xiàn)多種元素同時測定等優(yōu)點，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、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、元素價態(tài)分析、成分構(gòu)型分析、安全性評價、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)基金項目(81303178)；江蘇省自然基金項目(BK20130957)；江蘇省高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程資助項目(二期)；江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程資助項目(PPZY2015A070)

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