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 | УДК: 615.252.
The research of element structure of euphrasia pectinata ten. overground organs, growing in the Eastern Siberia
The element structure of aboveground organs of Euphrasia pectinata Ten. growing in the Eastern Siberia has been studied by mass-spectrometry method. 9 macro- and 55 microelements are identified. Calcium and magnesium are dominant macroelements. Also important microelements for the organism: iron, manganese, zinc and selenium are found.
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.
