美洲大蠊卵鞘中16種元素分析

譚巧云，楊永壽，李開鳳，肖培云

（1.大理大學(xué)藥學(xué)與化學(xué)學(xué)院，云南大理　671000；2.云南省昆蟲生物醫(yī)藥研發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南大理　671000）

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美洲大蠊卵鞘中16種元素分析

譚巧云1，楊永壽1，李開鳳1，肖培云2*

（1.大理大學(xué)藥學(xué)與化學(xué)學(xué)院，云南大理671000；2.云南省昆蟲生物醫(yī)藥研發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南大理671000）

［摘要］目的：測(cè)定美洲大蠊卵鞘中16種元素的含量情況。方法：樣品采用高氯酸和硝酸（1：4）濕法消解，原子吸收分光光度法測(cè)定美洲大蠊卵鞘中Co、Mg、Zn、Ni、Se、Cr、Cu、Mn、Fe、Ca、Na、K 12種元素，原子熒光光度法測(cè)定Hg、Pb、As、Cd的含量。結(jié)果：發(fā)現(xiàn)美洲大蠊卵鞘中除了含有人體必需的多種微量元素外，還富含Ca、Mg、Zn、Mn、Fe等元素，基本不含重金屬Cr、Hg、Pb、As和Cd。結(jié)論：為進(jìn)一步研究和綜合利用美洲大蠊卵鞘提供依據(jù)。

［關(guān)鍵詞］美洲大蠊；卵鞘；元素分析；原子吸收光度計(jì)；原子熒光光度計(jì)

［DOI］10. 3969 / j. issn. 2096-2266. 2016. 04. 006

美洲大蠊卵鞘是由美洲大蠊雌蟲分泌物生成的一種特殊膠質(zhì)囊，用于卵發(fā)育成若蟲的棲息地，表面光滑，質(zhì)較堅(jiān)硬，具有防水和保護(hù)其胚胎發(fā)育的功能。卵鞘的形態(tài)多數(shù)呈醬紅色錢包狀、紅豆?fàn)睿暇売幸慌判〉匿忼X稱齒狀腺（也稱卵莢縫），美洲大蠊的種類不同，卵鞘的形狀、顏色、大小卵鞘數(shù)量將有所差異。美洲大蠊卵鞘一般長(zhǎng)8～10 mm，呈深褐色，美洲大蠊一生產(chǎn)卵30～60個(gè)，多至90個(gè)，每個(gè)卵鞘有14～16粒卵〔1〕。目前國(guó)內(nèi)外主要是對(duì)美洲大蠊進(jìn)行研究，已利用美洲大蠊成功研發(fā)出3個(gè)新藥，即康復(fù)新液、肝龍膠囊和心脈隆注射液，并正在研究其它新藥，但對(duì)美洲大蠊卵鞘中金屬元素的研究，國(guó)內(nèi)外尚未見報(bào)道。課題組經(jīng)過(guò)前期的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，養(yǎng)殖戶將美洲大蠊孵化后剩余的卵鞘粉碎后加入到其它飼料中用來(lái)作為雞飼料，雞的毛色、產(chǎn)蛋率、抗病能力都有很大提高，前期研究表明，美洲大蠊的卵鞘主要由軟骨素、蛋白質(zhì)、磷脂、微量元素等成分組成。近年來(lái)隨著人們對(duì)健康意識(shí)的重視，微量元素的研究成為熱題，必須的微量元素與人體健康密切聯(lián)系，人體中有一半酶的活性中心存在微量元素，有些酶更需要微量元素的輔助才能發(fā)揮最大活性，影響人體的發(fā)育、生長(zhǎng)、衰老以及與各種病理狀態(tài)密切相關(guān)，參與體內(nèi)位置運(yùn)輸?shù)茸饔谩?〕。為了進(jìn)一步研究美洲大蠊卵鞘的價(jià)值，本文對(duì)美洲大蠊卵鞘中的金屬元素進(jìn)行分析。

1　實(shí)驗(yàn)儀器與材料

1.1儀器EH20B電熱板（河南博金儀器有限公司labtech）；AA-6300C型原子吸收分光光度計(jì)（日本島津）；ASF-930型雙道原子熒光光度計(jì)（北京吉天公司）；FA1004型電子天平（上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司）；空心陰極燈。

1.2材料美洲大蠊卵鞘（由大理州彌渡縣美蠊養(yǎng)殖場(chǎng)提供）；元素對(duì)照液由國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心提供：鈷（1 000 μg /mL，批號(hào)：GSB（G）14051212）；鎂（1 000 μg/mL，批號(hào)：GSB（G）15030372）；鋅（1 000 μg /mL，批號(hào)：GSB（G）14031372）；鎳（1 000 μg/mL，批號(hào)：GSB（G）14111312）；銅（500 mg/L，批號(hào)：GSB（G）14010222）；錳（1 000μg/mL，批號(hào)：GSB（G）15012672）；鉛（1 000μg/mL，批號(hào)：GSB（G）14012512）；鐵（500 mg/L，批號(hào)：GSB（G）14012352）；汞（1 000 μg/mL，批號(hào)：GSB （G）14012232）；鎘（1000μg/mL，批號(hào)：GSB（G）08051453）；砷（1 000 μg /mL，批號(hào)：GSB（G）14021322）；鉻（1 000 μg/mL，批號(hào)：GSB（G）15031872）；硒（1 000 μg/mL，批號(hào)：GSB（G）15031152）；鈣（1 000 μg/mL，批號(hào)：GSB（G）14032126）；鈉（1 000 μg/mL，批號(hào)：GSB（G）15012272）；鉀（1 000 μg/mL，批號(hào)：GSB（G）14122312）；鹽酸（重慶川東化工有限公司化學(xué)試劑廠，批號(hào)：20080504）、硝酸（成都市聯(lián)合化工試劑研究所，批號(hào)：201108221）、高氯酸（天津政成化學(xué)制品有限公司，批號(hào)：20110826）；水為去離子水，其他試劑均為分析純。

2　實(shí)驗(yàn)方法

2.1玻璃器皿的前處理實(shí)驗(yàn)前，首先將實(shí)驗(yàn)中所需要用到的玻璃器皿用蒸餾水洗凈，然后用30%硝酸浸泡24 h，用去離子水沖洗3次，晾干后備用。

2.2樣品處理取適量美洲大蠊卵鞘，在50℃的烘箱中烘干，用粉碎機(jī)粉碎，粉末過(guò)80目篩，精密稱取樣品0.5 g于300 mL的燒杯中蓋好表面皿，平行稱取3份，各加15 mL的混合酸溶液（硝酸：高氯酸= 4：1），浸泡24 h，此時(shí)溶液為棕黃色澄清溶液。置電熱板上用150℃溫度加熱消解，加熱至澄清且溶液冒白煙為止。測(cè)As、Hg的樣品加熱溫度不能超過(guò)200℃，否則將以氣態(tài)升華損失掉；在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行加酸、趕酸，待冷卻后用2%的硝酸轉(zhuǎn)移，并定容至25 mL的比色管中，搖勻，待測(cè)。以同樣的方式處理空白溶液一份。

2.3對(duì)照品溶液的配制取各元素對(duì)照液，按對(duì)照品所附使用說(shuō)明書的配制方法配制成濃度為1.0 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。將各元素的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液分別用體積分?jǐn)?shù)為2%硝酸溶液逐級(jí)稀釋至所需濃度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試液，備用。

2.4消解方法的選擇要準(zhǔn)確測(cè)定藥材中元素的含量，最關(guān)鍵的步驟是看能否消解完全，以及消解過(guò)程中是否造成元素的損失，特別是As、Hg等易揮發(fā)的元素，采用不同的消解方法，將會(huì)有不同的結(jié)果。根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案，本實(shí)驗(yàn)對(duì)美洲大蠊卵鞘采用濕法消解，樣品消化、溶解完全，避免了高溫升華和低沸點(diǎn)金屬揮發(fā)的損失，是一種易操作、方便、高效、快捷消解的方法。

2.5儀器的工作條件參數(shù)本實(shí)驗(yàn)采用原子吸收分光光度法測(cè)定美洲大蠊卵鞘中Co、Mg、Zn、Ni、Se、Cr、Cu、Mn、Fe、Ca、Na、K 12種元素，各元素的具體儀器工作條件參數(shù)見表1。用原子熒光光度法測(cè)定Hg、Pb、As、Cd 4種重金屬元素，各元素的具體儀器工作條件參數(shù)見表2。

表1　原子吸收分光光度法工作條件參數(shù)

表2　原子熒光法工作條件參數(shù)

2.6標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制將金屬離子標(biāo)準(zhǔn)溶液分別配制成5個(gè)不同質(zhì)量濃度的溶液，在儀器的工作條件下，測(cè)定供試液的吸光度，用以確定標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度范圍。實(shí)驗(yàn)表明，在選定的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，各元素質(zhì)量濃度與吸光度均呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)見表3。

表3　線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)

3　實(shí)驗(yàn)結(jié)果

按“2.2”項(xiàng)下方法處理美洲大蠊卵鞘樣品，用原子吸收分光光度法和原子熒光光度法在各元素對(duì)應(yīng)的儀器工作條件下進(jìn)行測(cè)定。見表4。

4　結(jié)果

由測(cè)定結(jié)果可知，在測(cè)定的16種元素中，Ca、Mg、Na、K 4種元素的含量很高，重金屬Hg、Pb、As、Cd和Cr未檢測(cè)出，所測(cè)元素的含量排序?yàn)镵＞Na＞Ca＞Mg＞Fe＞Mn＞Zn＞Co＞Cu＞Ni＞Se。實(shí)驗(yàn)結(jié)果可為美洲大蠊卵鞘中金屬元素的研究和利用提供依據(jù)。

表4　美洲大蠊卵鞘中16中元素含量測(cè)定結(jié)果

5　討論

對(duì)美洲大蠊卵鞘中16種元素的測(cè)定結(jié)果顯示，它除了含有人體大量元素Na和K外，Ca、Mn、Zn、Mg和Fe等微量元素的含量也較高，這些微量元素都是人體所必須的，被人們稱為營(yíng)養(yǎng)元素。鐵是人體內(nèi)含量最高的必需微量元素，它是參與血液交換，輸送氧，合成細(xì)胞色素等，所必需的一種元素，具有增強(qiáng)機(jī)體免疫功能等，重要的生理作用。人體內(nèi)缺鐵或鐵過(guò)量都會(huì)發(fā)生相應(yīng)病變〔3〕。鋅參與多種酶的合成，參與能量和物質(zhì)代謝，促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育，調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)，對(duì)人體健康狀況具有重要的調(diào)控作用，被醫(yī)學(xué)界和營(yíng)養(yǎng)學(xué)界譽(yù)為“智能元素”和“生命之花”〔4〕。硒是人體必需微量元素之一，是人體無(wú)法合成的，必須從外界攝取的微量元素。硒在預(yù)防心血管疾病、抗氧化、抗衰老、抗病毒、防癌、保護(hù)視力、免疫調(diào)節(jié)以及某些疾病病醫(yī)學(xué)研究等方面有著重要作用，硒是人體免疫調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)素，既能激活細(xì)胞免疫中淋巴細(xì)胞，又能刺激免疫球蛋白及抗體產(chǎn)生〔5-9〕。錳是腦發(fā)育和功能活動(dòng)所必須的元素，在神經(jīng)元能量代謝、遞質(zhì)合成和釋放、細(xì)胞凋亡的調(diào)節(jié)中起到重要的作用〔10〕。但是，過(guò)量的錳會(huì)透過(guò)血腦屏障沉積于腦，會(huì)產(chǎn)生神經(jīng)行為障礙〔11〕。鈣是構(gòu)成人體骨骼和牙齒的主要成分，能促進(jìn)體內(nèi)酶的活性，在維持人體循環(huán)、內(nèi)分泌等各系統(tǒng)的生理功能中起到重要的調(diào)節(jié)作用〔12〕。少兒期缺鈣，可能會(huì)出現(xiàn)遲發(fā)性佝僂病〔13〕。

總之，微量元素與人體生命跡象有著密切聯(lián)系，存在于蔬菜、水果、雜糧和藥材中，它們參與人體的多種代謝，對(duì)健康起著十分重要的作用，隨著對(duì)微量元素的深入研究，人們對(duì)它在臨床上的應(yīng)用有了新的認(rèn)識(shí)，并且推動(dòng)著醫(yī)學(xué)的發(fā)展。美洲大蠊的藥用價(jià)值已得到相應(yīng)的開發(fā)和利用，然而美洲大蠊卵鞘中是否含有人類生命體所需要的有益物質(zhì)和生物活性物質(zhì)，還有待進(jìn)一步研究，相信在不久的將來(lái)，人們會(huì)對(duì)美洲大蠊卵鞘這一廢棄物有一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)和綜合利用，不斷發(fā)掘出潛在的藥用和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

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（責(zé)任編輯李楊）

Analysis of 16 Kinds of Element in the Periplaneta Americana Ootheca

Tan Qiaoyun1，Yang Yongshou1，Li Kaifeng1，Xiao Peiyun2*
（1. College of Pharmacy and Chemistry，Dali University，Dali，Yunnan 671000，China；2. Yunnan Provincial Key Laboratory of Entomological Biopharmaceutical R & D，Dali，Yunnan 671000，China）

〔Abstract〕Objective: To determine 16 kinds of element in periplaneta Americana ootheca. Methods: Perchloric acid and nitric acid （1:4）wet digestion was applied in samples and 12 kinds of element: Co，Mg，Zn，Ni，Se，Cr，Cu，Mn，F(xiàn)e，Ca，Na，K and the content of Hg，Pb，As，Cd were determined by atomic absorption spectrophotometry and atomic fluorescence spectrophotometry respectively in periplaneta Americana ootheca. Results: Periplaneta Americana ootheca contains plenty of essential trace elements to human，and it is also rich in Ca，Mg，Zn，Mn，F(xiàn)e and other elements. But there is no any heavy metal like Cr，Hg，Pb，As and Cd. Conclusion: To provide basis for the further study and comprehensive utilization of periplaneta Americana ootheca.

〔Key words〕periplaneta Americana；ootheca；element analysis；atomic absorption spectrophotometer；atomic fluorescence photometer

［中圖分類號(hào)］R917

［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A

［文章編號(hào)］2096-2266（2016）04-0022-04

［基金項(xiàng)目］國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（81360634；81060329；81260632）；云南省科技廳科研基金資助項(xiàng)目（2015FA025）

［收稿日期］2015-08-04［修回日期］2015-11-02

［作者簡(jiǎn)介］譚巧云，碩士研究生，主要從事生物藥物分析研究.

*通信作者：肖培云，教授.