Изучение элементного состава надземных органов очанки гребенчатой (Euphrasiapectinata ten.), произрастающей в Восточной Сибири
Автор: Мирович В.М., Самбаров А.Л., Шапкин Ю.Г., Мурашкина И.А.
Журнал: Вестник Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления @vestnik-esstu
Статья в выпуске: 4 (49), 2014 года.
Бесплатный доступ
Изучен элементный состав травы очанки гребенчатой, произрастающей в Восточной Сибири, масс-спектрометрическим методом. Было идентифицировано 9 макро- и 55 микроэлементов. Из макроэлементов преобладают кальций и магний. Обнаружено также содержание важных для организма микроэлементов: железо, марганец, цинк, селен.
Очанка гребенчатая, макроэлементы, микроэлементы, масс-спектрометрический метод, лекарственные растения, семейство норичниковых
Короткий адрес: https://sciup.org/142148188
IDR: 142148188
Текст научной статьи Изучение элементного состава надземных органов очанки гребенчатой (Euphrasiapectinata ten.), произрастающей в Восточной Сибири
Макро- и микроэлементы в организме не синтезируются, их баланс поддерживается исключительно за счет потребляемых в пищу продуктов. В норме суточную потребность организма в данных веществах должен покрывать рацион человека, но как показывает практика, это происходит не в полной мере. Микроэлементы и ультрамикроэлементы участвуют в различных биохимических процессах, входят в состав ферментов, гормонов, витаминов и биологически активных веществ в качестве комплексообразователей, активаторов или катализаторов, участвуют в обмене веществ, процессах размножения, тканевом дыхании, обезвреживании токсических веществ, а также влияют на процессы кроветворения, окислительно-восстановительные процессы, проницаемость сосудов и тканей [1]. Как следствие, недостаток или отсутствие какого-либо из элементов может повлечь за собой развитие различных патологических процессов.
В Восточной Сибири широко распространена и имеет достаточную сырьевую базу очанка гребенчатая ( Euphrasia pectinata Ten.) семейства Scrophulariaceae . В народной медицине настой и спиртовые извлечения из надземных органов применяются при глазных заболеваниях, гастроэнтеритах, нарушениях памяти, для снижения кровяного давления, как противовоспалительное средство [3]. Очанка гребенчатая содержит комплекс биологически активных веществ, таких как флавоноиды, иридоиды, дубильные вещества, фенолкарбоновые кислоты, стероиды, кумарины. В химическом составе очанки гребенчатой, произрастающей в Восточной Сибири содержатся флавоноиды - лютеолин-7-β-D-глюкозид, диосметин-6-С-глюкозид, рутин, кверцетин-3,7-диглюкозид; иридоиды - аукубин и каталпол [2, 4].
Цель исследования изучение элементного состава надземных органов очанки гребенчатой, произрастающей в Восточной Сибири.
Материал и методы исследования
Определение проводили в лаборатории элементного анализа на базе Лимнологического института СО РАН масс-спектрометрическим методом. Надземные органы очанки гребенчатой собирали в период цветения, в июле 2013 г. в окрестностях с. Ново-Грудинино Иркутской области, сушили воздушно-теневым способом.
Для анализа образцы готовили методом мокрого озоления с азотной кислотой и перекисью водорода. Для этого в предварительно взвешенные одноразовые полипропиленовые пробирки с закручивающейся крышкой (Axygen, 15 мл) отвешивали по 50 мг сухой биомассы, добавляли 0,3 мл концентрированной H 2 O 2 (ОСЧ 8-4, ТУ 2611-003-57856778-2004, ОАО «Реактив», г. Санкт-Петербург) и 0,7 мл 67%-ой HNO 3 (ОСЧ 18-4, ГОСТ 11125-84, ОАО НАК «АЗОТ», г. Новомосковск). Пробирки обработали ультразвуком в течение 10-15 минут (таким образом, чтобы образец перешел во взвешенное состояние). После окончания реакции (выделение газа) в пробирки добавляли еще 0,3 мл концентрированной H 2 O 2 , герметично закрывали крышками и помещали в сушильный шкаф на сутки при температуре 60°С. Далее пробирки охлаждали, добавляли 9 мл дистиллированной воды, затем снова нагревали в сушильном шкафу в течение суток при той же температуре. Затем пробирки центрифугировали 10 мин (Janetzki T23, 6 000 об./мин), 2 мл растворов отбирали в микропробирки и добавляли внутренний стандарт индия (In = 15 ppb). Аналогично готовили холостую пробу.
Все этапы пробоподготовки, численные характеристики которых необходимы для последующих расчетов (массы растворов, разбавление, приготовление рабочих растворов и пр.), выполнялись весовым методом на аналитических весах Mettler Toledo AG104.
Анализируемые растворы измеряли на квадрупольном ICP-MS масс-спектрометре Agilent 7500 ce . Система ввода проб: концентрический кварцевый распылитель (400 мкл/мин, режим подачи растворов - самораспыление), кварцевая распылительная камера Скотта, кварцевая горелка с системой ShieldTorch.
Для калибровки масс-спектрометра использовали смешанный стандарт, приготовленный из многоэлементных стандартных растворов фирмы HIGH-PURITY STANDARDS (Charleston, USA) ICP-MS-68A-A (Al, As, B, Ba, Be, Bi, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Dy, Er, Eu, Fe, Ga, Gd, Ho, In, K, La, Li, Lu, Mg, Mn, Na, Nd, Ni, P, Pb, Pr, Rb, Re, Sc,Se, Sm, Sr, Tb, Th, Tl, Tm, U, V, Y, Yb, Zn – 9,88 ppb) и ICP-MS-68A-B (Ag, Ge, Hf, Mo, Nb, Sb, Si, Sn, Ta, Te, Ti, W, Zr – 9,91 ppb), а также стандартный образец байкальской бутилированной воды (Na, Mg, Si, S, Cl, K, Ca, Suturin et al., 2003). Анализ проб проводился в 5 повторностях. Проводилась статистическая обработка данных с расчетом относительной ошибки определения (RSD, %).
Результаты исследований и их обсуждение
Из данных, приведенных в таблице, следует, что в траве очанки гребенчатой обнаружено макро-, микро- и ультрамикроэлементы.
По мере убывания концентраций макроэлементы в траве очанки гребенчатой можно расположить в следующий ряд: Ca > Mg > S > Cl > Si > P > Al > Na > K.
Микро- и ультрамикоэлементы по количественному содержанию и по мере убывания концентраций можно расположить следующим образом:
содержание микроэлементов более 100000 мкг/кг: Fe;
содержание микроэлементов от 10000 до 100000 мкг/кг: Sr > Mn > Ba > Rb> Zn > B;
содержание микроэлементов от 1000 до 10000 мкг/кг: Ni > Cu > Ti > Br;
содержание микроэлементов от 100 до 500 мкг/кг: La > Ce > Co > Cr > Pb > V > Mo >
Nd > Y > Sc > Cd;
содержание микроэлементов от 1 до 100 мкг/кг: Zr > Cs > Pr > Ga > Gd > Bi > Sm > As > Th > Dy > Se > Tl > Be > Nb > Sn > Er > Ge > Sb > W > Eu > Yb > Ag> Tb > Ho > U > Hf > Tm > Lu > Au;
содержание микроэлементов от 0 до 1 мкг/кг: Ta > Re.
Таблица
Содержание макро-, микро- и ультрамикроэлементов в очанке гребенчатой
|
Элемент |
Предел обнаружения, мкг/кг |
ПО, RSD% |
Содержание в образце, мкг/кг |
RSD% |
|
Макроэлементы |
||||
|
Алюминий (Al) |
200 |
5 |
84333 |
5 |
|
Калий (K) |
800 |
5 |
>30500 |
nd |
|
Кальций (Ca) |
1000 |
5 |
1523333 |
5 |
|
Кремний (Si) |
2000 |
5 |
159333 |
5 |
|
Магний (Mg) |
300 |
5 |
5100000 |
5 |
|
Натрий (Na) |
1000 |
5 |
35333 |
5 |
|
Сера (S) |
3000000 |
5 |
3800000 |
5 |
|
Фосфор (P) |
30000 |
5 |
145333 |
5 |
|
Хлор (Cl) |
30000 |
5 |
1280000 |
5 |
|
Микро- и ультрамикроэлементы |
||||
|
Литий (Li) |
0,9 |
6.6 |
139 |
5 |
|
Берилий (Be) |
0,4 |
27 |
17 |
9,7 |
|
Бор (B) |
1000 |
5 |
16433 |
5 |
|
Скандий (Sc) |
10 |
5 |
160 |
5 |
|
Титан (Ti) |
20 |
8.7 |
5033 |
5 |
|
Ванадий (V) |
9 |
7.1 |
247 |
5 |
|
Хром (Cr) |
30 |
6.8 |
313 |
5 |
|
Марганец (Mn) |
8 |
5.5 |
52333 |
5 |
|
Железо (Fe) |
500 |
5 |
170000 |
5 |
|
Кобальт (Co) |
0,5 |
16 |
320 |
5 |
|
Никель (Ni) |
30 |
19 |
8333 |
5 |
|
Медь (Cu) |
40 |
5 |
6733 |
5 |
|
Цинк (Zn) |
20 |
7.7 |
20667 |
5 |
|
Галлий (Ga) |
0,8 |
26 |
42 |
5,8 |
|
Германий (Ge) |
0,6 |
34 |
9 |
12 |
|
Мышьяк (As) |
0,9 |
40 |
22 |
12 |
|
Селен (Se) |
20 |
19 |
<20 |
30 |
|
Бром (Br) |
200 |
7.4 |
4900 |
5 |
|
Рубидий (Rb) |
4 |
10 |
29000 |
5 |
|
Стронций (Sr) |
3 |
5.6 |
88333 |
5 |
|
Иттрий (Y) |
0,2 |
22 |
161 |
5 |
|
Цирконий (Zr) |
3 |
11 |
91 |
5 |
|
Ниобий (Nb) |
0,2 |
30 |
13 |
6,6 |
|
Молибден (Mo) |
3 |
11 |
200 |
5 |
|
Серебро (Ag) |
1 |
16 |
5,3 |
11 |
|
Кадмий (Cd) |
0,2 |
38 |
103 |
7,1 |
|
Олово (Sn) |
2 |
14 |
12 |
8,9 |
|
Сурьма (Sb) |
0,6 |
27 |
8,4 |
13 |
|
Йод (I) |
100 |
5.2 |
<100 |
8,2 |
|
Цезий (Cs) |
0,2 |
27 |
90 |
5 |
|
Барий (Ba) |
2 |
4.8 |
30667 |
5 |
|
Лантан (La) |
0,3 |
21 |
377 |
5 |
|
Церий (Ce) |
0,2 |
21 |
323 |
5 |
|
Празеодим (Pr) |
0,04 |
42 |
49 |
5 |
|
Неодим (Nd) |
0,3 |
46 |
172 |
5 |
|
Самарий (Sm) |
0,07 |
>50 |
29 |
8 |
|
Европий (Eu) |
0,04 |
>50 |
8 |
8,4 |
|
Гадолиний (Gd) |
0,07 |
>50 |
36 |
6,1 |
|
Тербий (Tb) |
0,02 |
>50 |
4,6 |
7,7 |
|
Диспрозий (Dy) |
0,01 |
>50 |
21 |
7,2 |
|
Гольмий (Ho) |
0,01 |
>50 |
4,1 |
7,8 |
|
Эрбий (Er) |
0,05 |
>50 |
11 |
8,2 |
|
Тулий (Tm) |
0,01 |
>50 |
1,3 |
11 |
|
Иттербий (Yb) |
0,03 |
>50 |
7,1 |
9,3 |
|
Лютеций (Lu) |
0,02 |
>50 |
1,1 |
12 |
|
Гафний (Hf) |
0,2 |
33 |
3,4 |
12 |
|
Тантал (Ta) |
0,08 |
36 |
0,9 |
13 |
|
Вольфрам (W) |
2 |
13 |
8,4 |
10 |
|
Рений (Re) |
0,02 |
>50 |
0,16 |
27 |
|
Золото (Au) |
0,1 |
42 |
1,1 |
18 |
|
Талий (Tl) |
0,2 |
29 |
18 |
5,7 |
|
Свинец (Pb) |
6 |
8.6 |
253 |
5 |
|
Висмут (Bi) |
0,08 |
30 |
36 |
5 |
|
Торий (Th) |
0,08 |
34 |
22 |
5,2 |
|
Уран (U) |
0,1 |
26 |
4,1 |
8,3 |
Примечание. ПО, RSD% - относительныая ошибка определения предела обнаружения (%); RSD% - относительная ошибка определения содержания элементов (%)
По содержанию токсичных элементов исследуемый образец травы очанки гребенчатой соответствует ПДК, указанным в СанПиН 2.3.2.1078-01 от 2001 г.: свинца не более 6 мг/кг (найдено 0,253 мг/кг соответственно), мышьяка не более 0,5 мг/кг (найдено 0,022 мг/кг), кадмия не более 2 мг/кг (найдено 0,103 мг/кг), ртути не более 0,1 мг/кг (не обнаружена).
Очанка гребенчатая содержит важные для функционирования организма макроэлементы. Калий в первую очередь обеспечивает равновесие натриево-калиевого баланса, участвует в регулировании водно-солевого обмена веществ, под действием соединений калия активизируются ферменты и обеспечивается нормальное функционирования сердца. Магний является участником всех ферментативных процессов, обеспечивает передачу нервных импульсов, снижает возбудимость нервной и мышечной систем, расширяет сосуды и понижает артериальное давление. Натрий участвует в функционировании процессов обмена внутри клеток и между ними, нормализует осмотическое давление, отвечает за нормализацию кислотно-основного состояния. В организме взрослого человека содержится от 1,5 до 3 г цинка. 98% цинка находится внутри клеток, а внеклеточный цинк, находящийся в сыворотке крови, составляет лишь 2%. Цинк входит в состав 200 ферментов, влияет на окислительновосстановительные процессы, участвует в обмене белков и нуклеиновых кислот, стимулирует функцию размножения, участвуя в синтезе мужского полового гормона – тестостерона, является детоксикатором при удалении избытка двуокиси углерода из организма, участвует в метаболизме глюкозы хрусталика глаза. Селен входит в состав многих ферментов и гормонов, таких как глютатионпероксидаза, т.е., являясь антиоксидантом, уменьшает пагубное воздействие свободных радикалов на мембрану и усиливает активность витамина Е.
Вывод
Трава очанки гребенчатой может быть дополнительным источником необходимых для организма макро- и микроэлементов.
