1

РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ

Е.В. Чупарина1, А.М. Мартынов2, Жапова А.И.3

1 Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН, 664033, Иркутск, ул. Фаворского, 1-А; lchup@igc.irk.ru 2 Иркутский Институт усовершенствования врачей; 3 Восточно-Сибирский государственный технологический университет, г. Улан-Удэ

2

ДОСТОИНСТВА РФА:

- НЕДЕСТРУКТИВНОСТЬ (ОТСУТСТВИЕ СТАДИИ

РАЗРУШЕНИЯ ОБРАЗЦА ХИМИЧЕСКИМИ

РЕАКТИВАМИ ИЛИ ТЕМПЕРАТУРНЫМ

ВОЗДЕЙСТВИЕМ)

- МНОГОЭЛЕМЕНТНОСТЬ (ОДНОВРЕМЕННОЕ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКРО- И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ);

- ЭКСПРЕССНОСТЬ;

-ХОРОШАЯ ВОСПРОИЗВОДИМОСТЬ И

ТОЧНОСТЬ АНАЛИЗА;

3

Фиалка одноцветковаяViola uniflora L.

Фиалка Лангсдорфа Viola langsdorffii Fischer ex Ging.

Фиалка короткошпорцевая Viola brachyceras Turcz.Фиалка двухцветковая Viola biflora L.Фиалка песчанаяViola arenaria DC.Фиалка собачьяViola canina L.Фиалка ПатрэнаViola patrinii Ging

Красоднев малый Hemerocallis minor Miller

Фиалка сахалинскаяViola saсchalinensis Boiss.

4

МЕСТА ОТБОРА ПРОБ:Viola uniflora L. Иркутская обл., с. Манзурка Качугского р-на

Viola langsdorffii Fischer ex Ging. Сахалинская обл., Макаровский район

Viola biflora L. Восточный Саян, верховье р. Кынгарги

Viola sacchalinensis Boiss.Иркутская обл., С. Листвянка

Viola patrinii Ging. Viola arenaria DC. Viola brachyceras TurczViola selkirkii Pursh ex Goldie. Иркутский сельский район

Hemerocallis minor MillerЧитинская обл.,Республика Бурятия

5

СТАДИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ К РФА:

-РАЗДЕЛЕНИЕ СОБРАННЫХ РАСТЕНИЙ НА ЧАСТИ

(КОРЕНЬ, СТЕБЕЛЬ, ЛИСТЬЯ, ЦВЕТКИ);

-ВЫСУШИВАНИЕ НА ВОЗДУХЕ В ТЕЧЕНИЕ 3-6 ДНЕЙ;

-ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ В РУЧНОЙ КОФЕМОЛКЕ

ДОИЗМЕЛЬЧЕНИЕ В АГАТОВОЙ СТУПКЕ

-ВЗЯТИЕ НАВЕСКИ 1 Г

-ПРЕССОВАНИЕ ТАБЛЕТКИ-ИЗЛУЧАТЕЛЯ НА

ПОДЛОЖКЕ ИЗ БОРНОЙ КИСЛОТЫ

6

7

S4 Pioneer (Bruker, Germany)

8

400

300

200

100

50

0

Sq

r(C

ps)

8 214 46

E keV,

SrRb

BrPb

Zn

CuNi

Fe

MnCr

TiBa

Ca

K

Cl SPSiAl

MgNa

СПЕКТР ОБРАЗЦА КОРНЯ ФИАЛКИ

9

Na Mg Al Si P S

Cl K Ca Ti Cr

Mn Fe Ni Cu Zn

Br Rb Sr Ba Pb

10

СТАНДАРТНЫЕ ОБРАЗЦЫ:

СБМК-02 клубни картофеляСБМП-02 зерна пшеницыСБМТ-02 злаковая травосмесь

GBW 07602 - 07605 (Китай) ветки и листья кустарника, тополя и чаяINST-MPH-2 (Польша) травосмесь

ЛБ-1 лист березыТр-1 травосмесь луговаяЕК-1 элодея канадская(разработанные в Институте геохимии СО РАН, г. Иркутск)

11Conc. XRFInt. net

Inte

nsity (

KC

ps)

XR

F C

oncentr

ation (

%)

Concentration (%)

0

1

2

3

4

5

6

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

Mg

Conc. XRFInt. net

Inte

nsity (

KC

ps)

XR

F C

oncentr

ation (

%)

Concentration (%)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

0

0,01

0,02

0,03

0 0,01 0,02 0,03

Sr

ПРИМЕРЫ ГРАДУИРОВОЧНЫХ ГРАФИКОВ(СI = F (II))

12

MPH2 СБМТ-02

CАТТ., % C РФА, % CАТТ, % C РФА, %

NaMgAlSiPSClKCaTi

MnFeNiCuZnBrRbSrBaPb

(0.0350)0.2920.018

0.067000111-

(0.25)0.2410.0140.2840.020

1.910.121.080.07(0.0034)

0.01910.0012(0.0460)

0.000120.00002

0.000780.00005

0.003350.00021

0.000770.00006

0.001070.00007

0.003760.00027

0.003250.00025

0.000220.00002

0.0340.0050.2780.043

0.05630.01660.4000.0240.3040.0190.2190.0070.2880.0071.940.041.130.10

0.0046 0.00110.01860.00160.05060.00350.000160.0000

30.000770.0000

40.003470.0001

60.000780.0002

50.001170.0000

50.004040.0001

50.00280.0004

< DL

0.1080.0040.330.01

0.0150.00020.160.01

0.3440.0020.290.040.840.122.390.040.880.02

0.00100.00020.01080.00020.02000.0004

0.000070.000010.00020.00010.00340.00010.00080.0001

0.000650.000050.00250.00020.00480.0002

0.000130.00002

0.00990.0060.3120.0190.0120.0020.1830.0120.3470.027

0.330.010.920.132.360.080.840.05

0.00090.00030.01040.00100.02150.0045

< DL0.00030.00010.00330.00020.00080.00020.00070.00010.00200.00020.00450.0012

< DL

13

элементсодержание, % Отн.

станд.откл, %

Cmin Cmax

Na Mg Al Si P S Cl K Ca Fe

0,0050,190,0060,0360,160,1340,0981,290,280,005

0,2900,61

0,1210,3260,5470,4000,8936,790,96

0,137

2,3 - 13,51,2 - 2,52,5 - 120,5 - 2,41,2 - 2,20,6 - 1,71,4 - 2,10,9 - 1,30,9 - 1,50,8 - 11

Диапазоны содержания элементов в образцах фиалок; относительная погрешность определения

14

элементсодержание, мкг/г Отн.

станд.откл, %

Cmin Cmax

Ti Mn Ni Cu Zn Br Rb Sr Ba Pb

33015

27<1211010<3

70195124416919935915524

4 - 221 - 5,52 - 111 - 3

0,8-1,42 - >201,6 - 3,51,7 - 4

1,5 - 1210 - >30

Диапазоны содержания элементов в образцах фиалок; относительная погрешность определения

15

ЕЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ОРГАНОВ ФИАЛКИ ПЕСЧАНОЙ VIOLA ARENARIA DC.

элемент стебель листья цветки

Содержание, %

KFeCaSi

MgNaSPCl

4,020,020,6080,190,1950,0530,1340,180,28

3,350,020,77

0,1330,3940,0320,2430,2420,309

3,720,0230,48

0,1210,3950,29

0,2320,2610,135

Содержание, мкг/г

AlBaBrMnCuNiRbPbSrTiZn

10201551816221< 3572446

620572

147104

28< 3442076

1200 25 500 < 1 152 300-500

11 20-1005 10-100

30< 3 30-300

2136 50-200

91 100-400

Мартынов А.М., Чупарина Е.В. Фиалка песчаная новый источник макро- и микроэлементов // Сиб. мед. журнал. - 2008, № 3. - С. 98-99.

16

0,0001

0,001

0,01

0,1

1

S Cu Rb Sr

V. langsd.

V.uniflora

V.biflora

Примеры распределений элементов между фиалками разных видов

V.unifloraV.uniflora

0

10

20

30

40

50

60

P Ni

V. langsd.

V.uniflora

V.biflora

V.biflora

V.biflora V.biflora

0

2

4

6

8

Mg K Ca

V. langsd.

V.uniflora

V.biflora

17

0,1

1lg

(C

)

P S

цветки

листья

стебель

корень

0,0000

0,0020

0,0040

0,0060

0,0080

С, м

кг/г

Sr Ba

цветки

листья

стебель

корень

0,0001

0,001

0,01

0,1

1

lg (

C)

Si Fe Ti

цветки

листья

стебель

корень

Особенности распределения элементов между органами растений

0,1

1

10

lg (

C)

Cl K

цветки

листья

стебель

корень

0

30

60

90

C,m

kg/g

Ti Zn

rhizomestalkleavesflowers

18

Содержания металлов в цветках Hemerocallis minor Millerв зависимости от времени отбора проб

1

10

100

1000

10000

Ca Fe Ti Mn Ni Cu Zn Sr Ba

июль

июнь

19

Распределение элементов в листьях Hemerocallisminor Miller по годам (Chuparina E.V., Aisueva T.S. Determination of heavy metal levels in medicinal plant Hemerocallis minor Miller by x-ray fluorescence spectrometry // Environ. Chem. Letters. 2011. Vol. 9, I. 1. P. 19-23)

Leaves

0,0

4,0

8,0

12,0

16,0

Fe Ti Mn Ni Cu Zn Sr Ba

2002

2003

20

ВЫВОДЫ: Рентгенофлуоресцентный анализ (РФА) был применен, чтобы измерить содержание элементов в лекарственных растениях: фиалках семейства Violaceae и Красодневе малом. Установлены содержания жизненно важных и условно токсичных элементов (Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Br, Rb, Sr, Ba and Pb). Показано, что для фиалок характерно высокое содержание макроэлементов калия, фосфора, магния, кальция, кремния, относящихся к ессенциальным элементам. Содержания микроэлементов ниже избыточных или токсичных уровней. Показана зависимость состава растения от его вида, времени отбора проб, также приведены распределения элементов для разных органов.

21

СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДОКЛАДА:1. Мартынов А.М., Чупарина Е.В. Фиалка песчаная новый источник макро- и

микроэлементов Сибирский медицинский журнал. 2008 г., .№ 3. с. 98-99.2. Чупарина Е.В., Айсуева Т.С., Жапова О.И., Анцупова Т.П. Определение металлов

Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Sr, Ba, Pb в лекарственных растениях методом рентгенофлуоресцентного анализа" // Аналитика и контроль. 2008. Т. 12, № 1-2. С. 2-10.

3. Мартынов А.М., Чупарина Е.В., Даргаева Т.Д., Сайбель О.Л. Изучение фенольных соединений и элементного состава травы фиалки двухцветковой (Viola biflora L.) произрастающей в Восточной Сибири // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2009. №4. 58-60.

4. Chuparina E.V., Martynov A.M. Assessment of essential element and heavy metal levels in medicinal herbs from Eastern Siberia by x-ray fluorescence spectrometry // Proceedings of the 2-nd International conference on x-ray analysis. 23-26 Sept. 2009, Ulaanbaatar, Mongolia. P. 215-216.

5. Мартынов А.М., Чупарина Е.В. Содержание и состав полисахаридных комплексов, макро- и микроэлементов Viola uniflora (Violaceae) // Раст. ресурсы. 2009. в. 4. С. 67-73.

6. 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.

7. Чупарина Е.В., Мартынов А.М. Применение недеструктивного РФА для определения элементного состава лекарственных растений // ЖАХ. 2011. Т.66, №4. С. 399-405.

8. Chuparina E.V., Aisueva T.S. Determination of heavy metal levels in medicinal plant Hemerocallis minor Miller by x-ray fluorescence spectrometry // Environ. Chem. Letters. 2011. Vol. 9, I. 1. P. 19-23.

22

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ

23

Результаты РФА почв и максимально допускаемые концентрации элементов (MДК)

элемент Среднее содержание

Относит.станд.

отклон., %

МДК [Kabata-Pendias et al.

1989; Polyakov 1996; Shraga et

al. 2002; Orlov et al. 1991]

Fe, %Ti, мкг/г

Mn, мкг/гCr, мкг/гNi, мкг/гCu, мкг/гZn, мкг/гSr, мкг/гBa, мкг/г

1.98340065045252153

194607

0.20.30.63.68.67.75.76.20.9

2.0-4.04000-5000850-1500100-200

20-8020-13250-220

300450-530

24