顏潔芳，姜丹，任廣喜，徐裕彬，吳佩根，劉春生*

1.北京中醫(yī)藥大學(xué) 中藥學(xué)院，北京 102488；2.河北橘井藥業(yè)有限公司，河北 安國(guó) 071000

天竺黃(Bambusae Concretio Silicea，BCS)是藥用歷史悠久的中藥，別名“天竹黃”[1]，首載于《日華子本草》[2]，為禾本科植物青皮竹BambusatextilisMcClure、華思勞竹SchizostachyumchineseRendle等稈內(nèi)的分泌液干燥后的塊狀物[3]。天竺黃為治療小兒驚風(fēng)、癲癇抽搐、痰熱中風(fēng)之良藥，有保護(hù)神經(jīng)[4-5]、抑制骨吸收[6]的藥理作用。天竺黃在國(guó)內(nèi)主產(chǎn)于云南、廣東和廣西，在國(guó)外產(chǎn)于印度尼西亞、印度等國(guó)家[7]。由于天竺黃天然產(chǎn)量較低、資源緊缺而價(jià)格高昂，20世紀(jì)出現(xiàn)了由天竺黃已知化學(xué)成分合成而得的人工天竺黃(Concretio Silica Praeparata，CSP)[8]。人工天竺黃又稱“合成天竺黃”[9]，收載于《上海市中藥材標(biāo)準(zhǔn)》1994年版[10]，為硅酸鹽凝膠體，含有少量鈉、鉀、鈣、鋁、鐵等金屬離子并吸附有鮮竹瀝[11]。人工天竺黃與天竺黃性狀相似而易混淆。由于人工天竺黃較天竺黃價(jià)格低廉，其替代天竺黃藥用的現(xiàn)象越來(lái)越多。然而，人工天竺黃能否作為天竺黃的替代品尚缺乏藥理和臨床研究。因此，需要對(duì)天竺黃和人工天竺黃開(kāi)展對(duì)比分析和鑒別研究，提出快速、客觀的鑒別方法。目前，有報(bào)道通過(guò)熱分析[12]、火焰原子吸收光譜[13]等方法鑒別天竺黃與人工天竺黃，但這些方法都無(wú)法實(shí)現(xiàn)天竺黃與人工天竺黃的快速鑒別。

顯微鑒別是中藥鑒定的重要手段之一，具有簡(jiǎn)便、快速和客觀的優(yōu)勢(shì)。光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡則是中藥顯微鑒別常用的工具。X射線能譜儀主要用于成分分析，具有分析速度快的特點(diǎn)。掃描電鏡-能譜儀(SEM-EDS)是掃描電鏡配備X射線能譜儀作為附加儀器，掃描電鏡與能譜儀的聯(lián)用可在觀察材料微觀形貌的同時(shí)快速分析材料表面微區(qū)的元素分布情況[14]。為探討天竺黃和人工天竺黃的快速鑒別方法，本研究采用光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡-能譜儀對(duì)天竺黃和人工天竺黃的顯微結(jié)構(gòu)與元素組成進(jìn)行差異性分析，從而為天竺黃和人工天竺黃的快速鑒別提供參考。

1 材料

1.1 儀器

Olympus BX51型光學(xué)顯微鏡(日本Olympus 公司)；JSM-7001F型熱場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(日本電子株式會(huì)社)；INCA X-MAX型能譜分析儀(英國(guó)牛津儀器公司)。

1.2 樣品

不同產(chǎn)地的天竺黃與不同形狀的人工天竺黃藥材共計(jì)9批，購(gòu)于安徽亳州、河北安國(guó)、四川成都藥材市場(chǎng)或采集于中國(guó)廣東和印度尼西亞，樣品產(chǎn)地、形狀特征及來(lái)源見(jiàn)表1。

表1 天竺黃和人工天竺黃藥材信息

2 方法與結(jié)果

2.1 光學(xué)顯微鏡鑒別

2.1.1樣品前處理 將天竺黃和人工天竺黃樣品粉碎，過(guò)五號(hào)篩，制成稀甘油裝片。

2.1.2普通光學(xué)顯微鏡鑒別 將稀甘油裝片置于普通光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行觀察，結(jié)果見(jiàn)圖1。

普通光學(xué)顯微鏡圖像結(jié)果表明，天竺黃與人工天竺黃樣品均有不規(guī)則無(wú)色團(tuán)塊，但在不規(guī)則有色團(tuán)塊和紅棕色條狀物的特征上有明顯區(qū)別。具體表現(xiàn)為，天竺黃有深紅色、紅棕色或黃棕色團(tuán)塊，廣東產(chǎn)樣品多見(jiàn)，云南產(chǎn)和印尼產(chǎn)樣品少見(jiàn)或未見(jiàn)紅棕色條狀物；人工天竺黃方塊狀樣品有黑色或黑褐色團(tuán)塊，形狀不規(guī)則樣品未見(jiàn)有色團(tuán)塊。

2.1.3偏光顯微鏡鑒別 將稀甘油裝片置于偏光顯微鏡下，進(jìn)行正交偏光觀察。觀察結(jié)果顯示，天竺黃和人工天竺黃樣品均呈全黑的顯微圖像，表明天竺黃和人工天竺黃均沒(méi)有偏光性。

2.2 掃描電鏡-能譜儀檢測(cè)

2.2.1供試品制備 取天竺黃與人工天竺黃樣品粉碎，過(guò)五號(hào)篩。將導(dǎo)電膠粘貼于載物臺(tái)上，把樣品粉末均勻分布于導(dǎo)電膠表面，用洗耳球吹去小顆粒，采用真空鍍膜法在4 Pa以下高真空、電流20 mA條件下噴鍍鉑金屬2 min使樣品導(dǎo)電。

2.2.2儀器參數(shù) 儀器的加速電壓為15.0 kV，工作距離為10.3 mm。

2.2.3掃描電鏡形貌觀察 將供試品置于掃描電鏡下(×10 000)觀察，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖1 天竺黃與人工天竺黃樣品的普通光學(xué)顯微鏡圖像(×400)

由圖2可見(jiàn)，天竺黃樣品呈明顯的粒狀集合體，表面粗糙；而人工天竺黃樣品相對(duì)緊實(shí)，表面較平滑。結(jié)果表明，在掃描電鏡10 000倍鏡下天竺黃和人工天竺黃的形貌特征有明顯差異。

2.2.4能譜儀元素測(cè)定 在掃描電鏡5000倍鏡下，聯(lián)用能譜儀對(duì)供試品進(jìn)行表面元素分析，元素分析結(jié)果見(jiàn)表2。表面元素分析結(jié)果顯示，天竺黃和人工天竺黃樣品均主含氧、硅、碳元素。印度尼西亞產(chǎn)天竺黃樣品主要元素含量順序?yàn)檠?硅>碳，有的樣品中檢測(cè)到少量的鉀、鐵元素；國(guó)內(nèi)產(chǎn)天竺黃樣品主要元素含量順序?yàn)檠?碳>硅，檢測(cè)到少量的硫、氯、鉀、鈣元素；人工天竺黃樣品主要元素含量順序?yàn)檠?碳>硅，方塊狀樣品中檢測(cè)到一定量的鈉、硫元素?？梢?jiàn)，天竺黃和人工天竺黃的主要元素種類一致，但主要元素含量順序及其他元素種類有一定差異。

3 討論

本研究收集了多個(gè)產(chǎn)地的天竺黃和不同形狀的人工天竺黃，通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀察、掃描電鏡觀察和能譜儀分析，發(fā)現(xiàn)天竺黃和人工天竺黃的微觀結(jié)構(gòu)及元素組成存在一定差異，可以依據(jù)差異性對(duì)天竺黃和人工天竺黃進(jìn)行鑒別。

在普通光學(xué)顯微鏡下，根據(jù)不規(guī)則有色團(tuán)塊的有無(wú)與顏色可以鑒別天竺黃和人工天竺黃。若有色團(tuán)塊呈深紅色、紅棕色或黃棕色，則為天竺黃；若有色團(tuán)塊不存在或有色團(tuán)塊呈黑色、黑褐色，則為人工天竺黃。此外，在普通光學(xué)顯微鏡下，廣東產(chǎn)天竺黃有紅棕色條狀物多的特征，而云南產(chǎn)天竺黃、印度尼西亞產(chǎn)天竺黃以及人工天竺黃少或無(wú)條狀物。偏光顯微鏡觀察結(jié)果說(shuō)明天竺黃和人工天竺黃均不具有偏光性，通過(guò)偏光顯微鏡不能鑒別天竺黃和人工天竺黃。掃描電鏡結(jié)果顯示，天竺黃呈粒狀集合體、表面粗糙，而人工天竺黃相對(duì)緊實(shí)、表面平滑，故利用掃描電鏡可以鑒別天竺黃與人工天竺黃。天竺黃和人工天竺黃的掃描電鏡結(jié)果與天然牛黃和人工牛黃的掃描電鏡結(jié)果相似[15]，均表現(xiàn)出天然中藥表面粗糙而人工替代品表面平滑的微觀形貌特征差異，這提示掃描電鏡可能在天然中藥和人工替代品的鑒別中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。通過(guò)普通光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)天竺黃和人工天竺黃的微觀結(jié)構(gòu)存在差異，普通光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡可用于天竺黃和人工天竺黃的鑒別。天竺黃和人工天竺黃的微觀結(jié)構(gòu)有差異性的原因可能是天竺黃的形成受原植物與環(huán)境的影響、形成時(shí)間長(zhǎng)，而人工天竺黃成分相對(duì)穩(wěn)定、形成時(shí)間較短。

圖2 天竺黃與人工天竺黃樣品的掃描電鏡圖像(×10 000)

能譜儀元素組成分析結(jié)果顯示，天竺黃和人工天竺黃的主要元素均為氧、硅和碳，但主要元素含量順序及其他元素種類有一定差異。根據(jù)主要元素含量順序可以鑒別印度尼西亞產(chǎn)天竺黃與人工天竺黃，但不能鑒別國(guó)內(nèi)產(chǎn)天竺黃與人工天竺黃。國(guó)內(nèi)產(chǎn)天竺黃與印度尼西亞產(chǎn)天竺黃的主要元素含量順序不同，國(guó)內(nèi)產(chǎn)天竺黃中檢測(cè)到少量的硫、氯元素而印度尼西亞產(chǎn)天竺黃中未檢測(cè)到，說(shuō)明不同產(chǎn)地天竺黃的化學(xué)成分可能受基原、環(huán)境的影響而不同。另外，方塊狀的人工天竺黃中檢測(cè)到一定量的鈉、硫元素而形狀不規(guī)則的人工天竺黃中未檢測(cè)到，推測(cè)方塊狀和形狀不規(guī)則的人工天竺黃的合成配方或生產(chǎn)工藝可能存在差異。本研究采用能譜儀無(wú)標(biāo)樣分析法進(jìn)行元素測(cè)定，樣品制備及儀器參數(shù)是能譜儀分析精度的重要影響因素[16]，故實(shí)驗(yàn)中采取了合理的制樣方法和儀器參數(shù)以提高測(cè)定的準(zhǔn)確度。

表2 天竺黃與人工天竺黃樣品中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(n=3) %

天竺黃不但在1985年以來(lái)歷版《中華人民共和國(guó)藥典》中均有記載，在民族藥中作為蒙古族藥、藏族藥或維吾爾族藥使用，而且在印度傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中也應(yīng)用廣泛[17-18]。然而，目前天竺黃的基礎(chǔ)研究很薄弱，關(guān)于天竺黃的藥效成分和藥理機(jī)制研究報(bào)道甚少。天竺黃中的硅元素含量高，被稱為“植物來(lái)源的蛋白石”[19]，其藥效是否與硅元素有關(guān)值得深入研究。另外，人工天竺黃能否作為天竺黃的替代品有待進(jìn)行藥理和臨床研究。