穴位的微量元素分布研究*

劉成林，王曉華，王 飛，劉 芳，黨瑞山，馮禎鈺，王 卉，陳棟梁，徐 偉

(1．鹽城師范學院物理科學與電子技術學院，江蘇鹽城 224007;2．上海第二軍醫大學解剖教研室，上海 200433;3．鹽城市中醫院針灸科，江蘇 鹽城 224001; 4．中國科學院高能物理研究所，北京 100039)

穴位的微量元素分布研究*

劉成林1，王曉華1，王 飛1，劉 芳2，黨瑞山2，馮禎鈺3，王 卉3，陳棟梁4，徐 偉4

(1．鹽城師范學院物理科學與電子技術學院，江蘇鹽城 224007;2．上海第二軍醫大學解剖教研室，上海 200433;3．鹽城市中醫院針灸科，江蘇 鹽城 224001; 4．中國科學院高能物理研究所，北京 100039)

目的:探討微量元素分布與穴位分布的相關性。方法:對穴位區和非穴位區微量元素分布進行同步輻射X射線熒光分析，再將微量元素分布與中醫理論中的穴位分布進行比較。結果:在實驗樣品中微量元素的種類基本相同，但關元穴位區和非穴位區的微量元素相對含量有明顯的差別;在穴位區中Ca、Fe和Zn元素的相對含量增加，且Ca在穴位區的聚集比較明顯;各種元素在穴位區的分布均勻性不如非穴位區，以Fe元素的分布均勻性變化為最大;此外在一些區域元素趨于集中，其分布與中醫理論中的穴位分布有一定的相似性。結論:微量元素富集的范圍對應于生物體中一些特殊的區域，即穴位區。

微量元素;穴位組織;X射線熒光分析;同步輻射

X射線熒光分析由于具有不破壞樣品、準確度高、分析速度快，能測定固體、粉末和液體樣品，而適用于常量和微量元素測定等主要優點引起人們的高度重視，在生物醫學、材料科學、環境科學、考古學等領域有著廣泛的應用。

同步輻射X射線熒光分析(SR-XRF)是在傳統XRF基礎上發展起來的。由于同步輻射的顯著優勢使得SR-XRF能夠對活的、含水的生物組織樣品直接進行測量，也可以測量樣品中元素含量的動態變化，而且具有較高的靈敏度和良好的空間分辨率。因此，同步輻射X射線熒光分析技術目前已應用到醫學診斷上［1-2］。

經絡學說是傳統中醫學說的一個重要組成部分［3-4］。目前，不少研究組都在開展經絡與腧穴物質基礎的研究，所采用的手段包括光譜技術、同步輻射X射線成像等［5-7］，目的在于探測并證實經絡和穴位是否存在，并取得了一定的研究成果。因此，嘗試用SR-XRF從2個不同的方法研究穴位區域的微量元素分布，即1種方法是先根據中醫理論定位出穴位位置，然后對穴位區域和非穴位區域微量元素分布進行分析;另一種方法是先對大塊樣品進行微量元素分布的測量，然后再將微量元素分布與中醫理論中定位的穴位分布進行比較。這2種方法均獲得了滿意的效果，從而說明SR-XRF在穴位研究中具有一定的作用。

1 材料與方法

所用的樣品均由上海第二軍醫大學解剖教研室提供(實驗動物生產許可證號 SCXK(滬 2012-0003)，使用許可證號SYXK(滬2012-0003))。實驗樣品取自新西蘭白兔的下腹部，大塊組織中包括皮膚和肌肉組織。樣品的處理過程為:2.5 kg左右的新西蘭白兔(實驗級)首先用5 ml麻醉劑進行麻醉并猝死，然后在心臟處切口從主動脈注入生理鹽水使血液流出并清理血管;再用10%的福爾馬林灌注以固定血管與組織;在10%的福爾馬林緩沖液中浸泡一段時間后，對兔的腹部進行解剖并選取兔子下腹部的皮膚和肌肉組織作為備用樣品。樣品呈矩形或不規則形狀，尺寸大約2 cm×4 cm，厚度基本均勻。所有樣品浸泡在10%的福爾馬林緩沖溶液中，密封保存。實驗時，將樣品從密封容器中取出并基本晾干，用Myler膜包裹以防止樣品在測量過程中變形而影響其元素分布，然后將樣品置于可以精確移動的平整樣品架上進行測量。由于動物的穴位與人體穴位存在一定的差異性，因此借助于中醫理論和有關兔子穴位定位的方法［8-10］，初步判定樣品中主要包括任脈上的關元、氣海2個穴位和腎經上的氣穴穴位，邊緣部可能包含胃經上的水道等穴位。

XRF實驗在北京同步輻射裝置X射線熒光分析實驗站完成。所用的X射線來自于4W1B束線，儲存環電子能量為2.5 GeV，平均流強為160～250 mA。探測器為牛津儀器公司生產的能量分析系統(Model Link ISIS)，在5.9 keV處的能量分辨率134 eV。實驗中，單色光的能量被調節至16 keV，光斑大小為50×50 μm2，光斑移動的步長分別為0.5 mm(樣品局部掃描)和1.0 mm(大塊樣品掃描)，最大掃描范圍為 29×19 mm2。掃描(即Mapping)時，將光斑聚焦于樣品表面每個點采集熒光光譜，每個譜的采集時間為100 s。樣品中所有點的X射線熒光光譜用PyMac軟件對不同微量元素的Kα線進行指認和確定其平均相對含量，然后用Ar含量進行校準，并利用Cubic分段3次插值方法對實驗數據進行插值和優化處理，從而形成元素的分布圖。

2 結果

2.1 關元穴位微量元素的相對含量及其分布

圖1顯示，其中樣品上的穴位區域標定在X坐標0～14、Y坐標0～13之間，非穴位區域標定在X坐標14～21、Y坐標0～13之間。根據實驗測量可見，穴位區域7×6.5 mm2，非穴位區域3.5×6.5 mm2。這樣的測量范圍比中醫理論中人體穴位的有效范圍(約為5×5 mm2)稍大一點，但基本都在針灸時的最大容許誤差范圍內。

圖1 關元穴位處微量元素分布情況

表1顯示，在關元穴位區域和非穴位區域中一些微量元素的平均相對含量。關元穴位區域和非穴位區域的微量元素差異是明顯的。在穴位區域中Ca、Fe和Zn元素的相對含量是增加的，比例分別為17.00%、2.64%和1.39%，而Cu元素的平均相對含量下降 2.76%，這樣的結果與文獻報道結論［11-12］一致。

圖1顯示，各種元素基本聚集在2～3個點上，每個點范圍在直徑1 mm左右，點與點之間的間距在5 mm左右，初步估計穴位區域的大小在5～7 mm的直徑范圍。考慮到測量和定位的誤差，實驗中所確定的穴位區域基本準確。

表1 關元穴位及其附近微量元素的平均相對含量和相對誤差

2.2 微量元素聚集狀況與穴位分布的相關性

圖2顯示，在微量元素近乎均勻分布的基礎上，也有在一定的區域內趨于集中的現象，而且有的區域微量元素的富集還非常明顯。圖2微量元素富集大致可劃分為3個區域(圖2以圓形、正方形和橢圓形標記)，它們的位置分布與圖3中關元、氣海和氣穴等3個穴位的分布基本一致，說明生物組織中微量元素富集區域與穴位分布具有一定的相關性。此外，除在圖2中標定的3個區域外也有個別的微量元素富集點，如圖2中白色箭頭所指的位置為氣穴穴位區域，基本符合中醫理論中“腎經相對于任脈具有對稱分布、相應的穴位點相對于任脈也具有對稱分布”的特點。同樣，初步確定圖2中白色箭頭所指的區域可能是中醫理論中所說的胃經上的水道穴位，而在相關文獻中并未詳細記載。因此，微量元素的富集區域與中醫的穴位分布基本是相對應的，也說明穴位區域存在著微量元素的富集現象。

圖2 實驗樣品中鈣鐵銅鋅元素的分布

圖3 實驗樣品及相關穴位分布示意圖(該圖取自文獻［13］)

3 結論

穴位區和非穴位區微量元素相對含量存在著明顯的差別，它們的分布均勻性也是不相同的。在穴位區中Ca、Fe和Zn元素的相對含量增加，而Ca在穴位區的聚集比較明顯;各種元素在穴位區的分布并不均勻，以Fe元素分布的變化最大。大塊樣品中微量元素在均勻分布的基礎上又在一些區域趨于集中，即存在富集現象;而這些富集區域的分布與中醫理論中有關穴位的分布具有一致性。可見，生物體中微量元素富集的區域與生物體的穴位點是相對應的。因此，X射線熒光分析對于探究經絡穴位問題具有重要意義，可以作為未來經絡穴位研究的一個輔助方法。

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Studies on Trace Elements Distribution of Acupoints

LIU Cheng-lin1，WANG Xiao-hua1，WANG Fei1，LIU Fang2，DANG Rui-shan2，FENG Zhen-yu3，WANG Hui3，CHEN Dong-liang4，XU Wei4
(1．School of Physics and Electronics，Yancheng Teachers University，Yancheng 224007，China;2．Anatomy Department，Second Military Normal University，Shanghai 200433，China;3．Acupuncture and Moxibustion Department，Yancheng Hospital of Traditional Chinese Medicine，Yancheng 224001，China;4．Beijing Synchrotron Radiation Facility，Institute of High Energy Physics，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100039，China)

Objective:Discussing the correlation about the distribution of trace element distribution and acupuncture points．Methods:The trace elements distribution of acupoint or non-acupoint area was analysis by X-ray fluorescence analysis based on synchrotron radiation(SR-XRF);then the relation that the distribution of trace elements and the positioning distribution of acupuncture using traditional Chinese medicine theory was compared．Results:The type of trace elements is basically same in the experimental sample，but the relatively content of trace elements were significant differences in Guanyuan acupuncture and non-acupoint areas．In acupuncture areas，the relative content of Ca，Fe and Zn elements is increased，the element Ca is obvious gathered in the acupuncture area．The distribution uniformity of various elements in the acupuncture area is poor that of the non-acupoint area，the change of the uniformity of Fe distribution is maximum．The relative content of various trace elements is different，there is tendency of cluster of trace elements in some areas on the basis of uniform distribution，there is certain similarity between the distribution of cluster and the distribution of acupuncture in Chinese Medicine Theory(CMT)，simultaneously．Conclusions:It can clearly be seen the enrichment area of trace elements is corresponding to some special point-acupuncture points in biological body．

Trace elements;Acupuncture points;X-ray fluorescence analysis; Synchrotron radiation

R224.2

A

1006-3250(2016)09-1215-04

2016-03-21

國家自然科學基金資助項目(11175152)-同步輻射技術在穴位三維微結構及微量元素分布研究中的應用

劉成林(1964-)，男，江蘇寶應人，教授，醫學博士，從事同步輻射醫學成像的研究，Tel:0515-88233178，E-mail: lclyctc@163．com。