Рентгенофлуоресцентный анализ лекарственных растений Восточной Сибири

Чупарина Е.В.   Мартынов А.М.   Жапова О.И.  

Докладчик: Чупарина Е.В.

Общепризнанно, что лечебные свойства растений, используемых в традиционной и народной медицине, вызваны наличием в них биологически активных веществ, как органического, так и минерального происхождения. Однако, большей частью, исследуется органические соединения (флавоноиды, алкалоиды, аминокислоты): их свойства и влияние на организм. Элементный состав при этом остается неизученным.
Растения являются источниками макро и микроэлементов, они их накапливают специфично, нередко в значительных концентрациях. Поэтому растения используются как профилактические и лечебные средства в терапии элементдефицитных состояний. С другой стороны, чтобы гарантировать отсутствие эффекта токсичности препаратов, созданных на основе растений, важно знать уровни концентраций элементов в сравнении с допустимыми значениями. Таким образом, информация о содержании как эссенциальных, так и условно токсичных элементов в растениях является необходимой для обоснованного их использования в медицинской практике.
На территории Восточной Сибири широко распространены разные виды семейства фиалковых Violaceae: фиалка одноцветковая V. uniflora L., двухцветковая Viola biflora L., фиалка Лангсдорфа Viola langsdorffii Fischer ex Ging., фиалка короткошпорцевая Viola brachyceras Turcz., фиалка песчаная Viola arenaria DC и другие. Данные виды применяются при лечении ряда заболеваний, проявляя отхаркивающее, обволакивающее, антимикробное, мочегонное, противовоспалительное, антиаллергическое действие. С помощью методов высокоэффективной жидкостной хроматографии, бумажной хроматографии, УФ - спектроскопии в их составе установлены флавоноиды, фенолкарбоновые кислоты, кумарины, сапонины и полисахаридные комплексы [Мартынов, 2010]. Однако данные по элементному составу в литературе отсутствовали. Также изучался элементный состав красоднева малого Hemerocallis minor Miller, известного в народе под названием “желтая лилия” или “лилейник”. Отвары и настои цветков и листьев красоднева используют в качестве тонизирующих, сердечных и ранозаживляющих средств, а также при заболеваниях печени и пищеварительной системы [Жапова, 2002].
Исследовался материал травянистой части фиалок и состав отдельных органов (цветков, листьев, стебля, корней). Заготавливали сырье во время цветения в 2004-2010 годы в районах Иркутской области и в республике Бурятия. Сбор образцов красоднева малого проведен на территории Читинской области и республики Бурятия в 2002-2003 годы с середины июня до конца июля. На анализ растение поступало в виде высушенного на воздухе материала, рассортированного по отдельным частям: корневище, стебель листья, цветки.
Элементный состав лекарственных растений исследовали методом рентгенофлуоресцентного анализа (РФА). РФА дает возможность одновременного определения в образце макро и микроэлементов, обладает высокой воспроизводимостью измерений, экспрессностью. Одним из основных преимуществ метода является недеструктивная пробоподготовка – отсутствие стадии разрушения исследуемого материала химическими реактивами или действием высокой температуры. Вследствие этого, время, затрачиваемое на приготовление образцов, и величины погрешностей в РФА много меньше, чем в других аналитических методах (ААС, АЭА, ИСП-МС).
До поступления на РФА материал растений подвергался измельчению: вначале в электрической кофемолке, затем просеивался через сито 200 микрон. Дальнейшее доизмельчение проводилось в лаборатории РМА ИГХ СО РАН: измельчение в ручной кофемолке и в агатовой ступке. В основном, доизмельчению подвергались жесткие части стебля и цветков, а также прожилки листьев. Тонко измельченный материал растительного образца (менее 100 мкм) прессовали в таблетку-излучатель на подложке из борной кислоты. Навеска растения составляла 1 г.
Измерения аналитических линий элементов: Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Br, Rb, Sr, Zr, Ba и Pb выполняли на рентгеновском спектрометре S4 Pioneer (Bruker AXS, Germany). Выбрали условия измерения: при определении элементов от Na до K напряжение на трубке составляло 30 кВ, сила тока – 60 мА; для элементов от Ca до Pb - 50 кВ, 40 мА. Время набора импульсов изменялось от 10 до 100 с, в зависимости от содержания элемента. При расчете концентраций градуировочные графики строили с помощью стандартных образцов состава растений: клубней картофеля СБМК-02, зерен пшеницы СБМП-02, а также листа березы ЛБ-1 (ГСО 8923-2007), луговой травосмеси Тр-1 (ГСО 8922-2007), элодеи канадской ЕК-1 (ГСО 8921-2007) и китайских СО веток кустарника (GBW 07602), веток и листьев тополя (GBW 07603, GBW 07604), листьев чая (GBW 07605). Оценили пределы обнаружения элементов. Их величины варьировали от десятых долей мкг/г (Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Br, Rb, Sr) до 1,2 - 4 (Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, Ba, Pb) и 5-20 мкг/г (Na, Mg и Al).
В результате проведенных исследований методом РФА определено содержание 21 элемента в фиалках: V. uniflora L., Viola biflora L, Viola arenaria DC., Viola langsdorffii Fischer ex Ging.,и Viola brachyceras Turcz. Установлено, что элементный состав разных видов несколько отличается между собой, однако наблюдается закономерность накопления отдельных элементов. Во всех видах установлено высокое содержание калия, фосфора, магния, кальция, кремния, относящихся к ессенциальным элементам. Эти элементы играют важную роль при работе сердечно-сосудистой системы, в процессах энергетического обмена веществ, контроле уровня холестерина. В фиалках обнаружены также микроэлементы, среди которых Mn, Cu, Cr, Zn и Fe, необходимые для лечения микроэлементозов. Содержания микроэлементов сравнивали с предельно допустимыми уровнями концентраций для растений. Установлено, что в исследуемых фиалках их концентрации ниже токсичных значений. Кроме того, были определены содержания элементов в разных органах фиалок: в стебле, листьях, цветках, корне.
Данные РФА по определению элементного состава красоднева малого Hemerocallis minor Miller позволили выявить тенденцию более высоких содержаний металлов в цветках, собранных в июле по сравнению с июнем, и проследить изменения концентраций в листьях красоднева, собранного в разные годы.
Таким образом, информация о содержании элементов в растениях является необходимой для обоснованного их использования в медицинской практике, не только с позиций ессенциальности, но и с точки зрения исключения эффекта токсичности. Метод рентгенофлуоресцентного анализа – надежный инструментарий в исследовании состава растений, изучения накопления элементов в зависимости от фазы вегетации, времени отбора проб, особенностей распределения элементов между органами, между разными видами и в решении других исследовательских задач.
Литература:
1. Жапова О.И. Красоднев малый как перспективное лекарственное растение // Материалы межд. конференции “Научное обеспечение устойчивого развития АПК Восточного Забайкалья”, Чита, 2002, Т. 1. С. 105-107.
2. Мартынов А.М., Даргаева Т.Д., Чупарина Е.В. Химический состав и применение растений рода Фиалка // Сибирский медицинский журнал. 2010. Т. 96, № 5. С. 121-125.
 

К списку докладов