Определение макроэлементов в некоторых лекарственных растениях методом масс-спектрометрии | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Ибраева Л. С., Сапакова А. К., Нурекенова А. Н., Онтагарова Д. Р., Иминова Д. Е. Определение макроэлементов в некоторых лекарственных растениях методом масс-спектрометрии // Молодой ученый. — 2017. — №6.1. — С. 26-29. — URL https://moluch.ru/archive/140/39411/ (дата обращения: 22.07.2018).



Использование лекарственных растений для лечения заболеваний с древних времен применяется. Сегодня количество растений используемых в лечебных целях составляет около 35000 видов[1].

Отличительная особенность лекарственных растений состоит в их способности оказывать выраженное терапевтическое действие на организм человека. Их повсеместное применение, имеющее давнюю многовековую историю, в настоящее время обнаруживает явную тенденцию к увеличению масштабов использования, и это характерно для многих стран.Фармакологическая активность лекарственных растений отличается большим многообразием. Они обладают антимикробными, адаптогенными, стимулирующими, седативными и другими свойствами, используются в качестве желчегонных, гипотензивных, капилляроукрепляющих, противоязвенных, антихолинэстеразных, противораковых и других средств, а также являются высокоэффективными спазмолитиками, анальгетиками и аналептиками. При этом лекарственные растения имеют те существенные преимущества, что при их употреблении больной получает целый комплекс родственных соединений, и они влияют на него гораздо мягче, чем синтетические средства, лучше переносятся, значительно реже вызывают побочные аллергические реакции, и, как правило, не обладают кумулятивными свойствами, что обеспечивает возможность их длительного применения. В свете сказанного закономерно, что лекарственные растения и получаемые из них фитопрепараты используются для лечения и профилактики практически всех заболеваний человека, в том числе таких широко распространенных и наиболее опасных как сердечно-сосудистые нарушения, желудочно-кишечные, нервные, кожные и другие болезни различной этиологии и даже злокачественные новообразования [2].

Фитохимические препараты применяются в качестве базисной и вспомогательной терапии при многих видах патологии, экономически доступны. Популярность растительных препаратов возрастает, так как существует мнение, что применение растений достаточно безопасно по сравнению с синтетическими средствами из-за их природного происхождения. При использовании препаратов из лекарственного растительного сырья в организм человека поступает целый комплекс биологически активных веществ, включающий микро- и макроэлементы [3].

Целью научной работы являлось исследование макроэлементов некоторых лекарственных растений методом масс-спектрометрии.

Для исследований были отобраны образцы аптечных лекарственных растений: листья шалфея, плоды расторопши, цветки ромашки, девясил корневища с корнями, череда, пармелия, корень солодки производства ТОО «ЗЕРДЕ-ФИТО» г.Шымкент. Исследования проводили на базе Испытательной региональной лаборатории инженерного профиля «Научный центр радиоэкологических исследований» Государственного университета им.Шакарима г.Семей.

Макроэлементный состав лекарственных растений определяли методом масс-спектрометрии на приборе масс-спектрометрия индуктивно - связанной плазмой «VARIAN820IСP-MS» (пр-ва Австралия)в средней пробе. Масс-спектрометрия в настоящее время является одним из наиболее информативных, чувствительных и надежных аналитических методов. Метод исследования вещества, основанный на определении отношения массы к заряду ионов, образующихся при ионизации представляющих интерес компонентов пробы. Один из мощнейших способов качественной идентификации веществ, допускающий также и количественное определение. Предел обнаружение 10-9 [4].

К 1,0 г (точная масса) измельченного лекарственного растительного сырья прибавляли 10 мл кислоты высокочистой азотной концентрированной и растворяли в системе микроволнового разложения проб «SPEEDWAVEMWS-2» фирмы BERGHOF(пр-ва Германия)в течении 15 минут. Система микроволнового SPEEDWAVE MWS-2 разложения спроектирована с использованием последних достижений в области серийных СВЧ систем. Позволяет сократить время подготовки пробы с нескольких часов, а иногда и суток до 15-45 минут за счет высоких температуры и давления реакционной смеси, получаемых в поле микроволнового излучения. Герметичность автоклавов позволяет избежать испарения вредных веществ в атмосферу и минимизировать потери летучих компонентов аналита.

Полученный раствор после разложения фильтровали через бумажный фильтр «Синяя лента», затем разбавляли 1% раствором высокочистой азотной кислоты. Далее готовый раствор измеряли на масс-спектрометре. Полученные результаты исследований представлены в таблице 1.

Таблица 1

Содержание макроэлементов в образцах лекарственных растений

Наименование лекарственных растений

Количественное содержание элемента, мг/кг

Na

Mg

К

Р

Са

S

Si

Шалфей лекарственный

Salvia officinalis L.

8949,8

12178,1

5384,5

1314,8

4587,1

5359,2

7050,5

Девясил высокий
Inulahelenium L.

9144,1

314,7

2998,1

895,8

1277,1

5456,7

7029,5

Ромашка аптечная

Matricariarecutita L.

9434,8

511,3

5103,4

2422,8

1999,9

5146,6

6490,9

Пармелия

Parmelia

9621,7

308,1

721,7

929,6

3591,9

6008,7

8853,5

Расторопша

Silybummarianum

8955,3

889,6

1614,8

2141,8

2010,1

4850,7

6109,3

Череда трехраздельнаяBidenstripartita L.

9705,5

1215,8

5117,4

1687,0

3648,9

6507,4

9217,3

Солодка гладкая

Glycyrrhizaglabra

10327,6

1173,8

1469,7

1037,1

3035,3

6329,7

9054,0

Среднее содержание элемента

9448,4

2370,2

3201,4

1489,8

2878,6

5665,6

7686,4

Из представленных данных следует, что содержание макроэлементов в исследованных лекарственных растениях колеблется в широких пределах.

Анализ таблицы 1 показывает, что максимальное различие в содержании натрия у 7 изученных видов составляет 1,2 раз; магния – 39,5; калия – 7,5; фосфора – 2,7; кальция – 3,6; серы – 1,3; кремния – 1,5 раз.

Выявленные колебания содержания макроэлементов в лекарственных растениях обусловлены совокупным влиянием внутренних (генетических) и внешних (экологических) факторов. Основными внутренними факторами, определяющими накопление элементов растениями, являются систематические и морфологические особенности растений и биологические свойства элементов[5].

В результате проведенных исследований нами выявлены лекарственные растения с минимальным и максимальным содержанием элементов (таблица 2)

Таблица 2

Виды с минимальным и максимальным уровнем содержания элементов, мг/кг

Виды с минимальным содержанием элемента

Виды с максимальным содержанием элемента

Натрий

Salvia officinalis L.(8949,8)

Silybummarianum (8955,3)

Glycyrrhizaglabra(10327,6)

Магний

Parmelia(308,1)

Inulahelenium L. (314,7)

Salvia officinalis L. (12178,1)

Калий

Parmelia (721,7)

Salvia officinalis L.(5384,5)

Bidenstripartita L. (5117,4)

Matricariarecutita L.(5103,4)

Фосфор

Inulahelenium L. (895,8)

Parmelia (929,6)

Matricariarecutita L.(2422,8)

Silybummarianum (2141,8)

Кальций

Inulahelenium L.(1277,1)

Salvia officinalis L.(4587,1)

Bidenstripartita L. (3648,9)

Parmelia (3591,9)

Сера

Silybummarianum(4850,7)

Bidenstripartita L. (6507,4)

Glycyrrhizaglabra (6329,7)

Кремний

Silybummarianum(6109,3)

Matricariarecutita L. (6490,9)

Bidenstripartita L. (9217,3)

Glycyrrhizaglabra (9054,0)

Установлено, что некоторые виды лекарственных растений являются концентраторами сразу нескольких элементов: Glycyrrhizaglabra – натрия, серы и кремния, Salvia officinalis L.– магния, калия, кальция, Matricariarecutita L. – калия и фосфора, Bidenstripartita L. – калия, кальция, серы и кремния. Отдельные виды растений характеризуются минимальным содержанием нескольких элементов: Silybummarianum – натрия, серы и кремния, Parmelia – магния, калия и фосфора, Inulahelenium L. – магния, фосфора и кальция.

По среднему содержанию (мг/кг) в лекарственных растениях изученные элементы образуют следующий геохимический ряд:

Na> Si> S>К>Са> Mg>Р

Наряду с повидовой дифференциацией в аккумуляции химических элементов выявлены особенности распределения макроэлементов в растениях различных семейств.

Исследуемые семейства лекарственных растений по среднему содержанию изученных элементов (в мг/кг) располагаются в следующем убывающем порядке:

По содержанию натрия:

Fabaceae (10327,6)>Parmeliaceae (9621,7)> Asteraceae (9309,9)> Lamiaceae(8949,8)

По содержанию магния:

Lamiaceae(12178,1)> Fabaceae(1173,8)> Asteraceae (732,9)>Parmeliaceae (308,1)

По содержанию калия:

Lamiaceae(5384,5)> Asteraceae (3708,4)> Fabaceae(1469,7)>Parmeliaceae(721,7)

По содержанию фосфора:

Asteraceae (1787,5)> Lamiaceae(1314,8)> Fabaceae(1037,1)> Parmeliaceae(929,6)

По содержанию кальция:

Lamiaceae(4587,1) > Parmeliaceae(3591,9)> Fabaceae(3035,3)>Asteraceae (2234,0)

По содержанию серы:

Fabaceae(6329,7)>Parmeliaceae(6008,7)>Asteraceae (5490,3)> Lamiaceae(5359,2)

По содержанию кремния:

Fabaceae(9054,0)> Parmeliaceae(8853,5)>Asteraceae (7211,7)> Lamiaceae(7050,5)

В результате проведенных исследований, выявлено, что различие между семействами растений по среднему содержанию натрия и серы составляет – 1,2 раза, магния – 39,5; калия – 7,5, фосфора – 1,9; кальция – 2,1; кремния – 1,3 раза.

Растения некоторых семейств накапливают повышенные концентрации сразу нескольких элементов. Так, растения семейства Lamiaceae имеют высокое содержание магния, калия и кальция; Fabaceae – натрия, серы и кремния. Растения семейства Lamiaceae, являясь концентраторами магния, калия и кальция, также содержат минимальные концентрации серы и кремния.

Определены также семейства растений, которые содержат низкие концентрации сразу нескольких элементов. Так, растение семейства Parmeliaceae имеет низкое содержание магния, калия и фосфора.

Таким образом, накопление элементов исследованными лекарственными растениями обусловлено систематическими и морфологическими особенностямирастений и биологическими свойствами элементов.

Литература:

  1. Naser Boroomand and Mohammad Sadat Hosseini Grouh. Macroelements nutrition (NPK) of medicinal plants: A review // Journal of Medicinal Plants Research Vol. 6(12), 30 March, 2012. - P. 2249-2255
  2. Ловкова М.Я., Бузук Г.Н., Соколова С.М. и др. О возможности использования лекарственных растений для лечения и профилактики микроэлеменитозов и патологических состояний // Журнал «Микроэлементы в медицине». № 6 (4). – 2005.-С.3 –10
  3. Струсовская О. Г., Буюклинская О.В. Определение элементного состава некоторых лекарственных растений Соловецких островов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, том 13, №1(8), 2011. – С.2038-2040
  4. Масс-спектрометрия [Электр.источник]URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D1%81%D1%81%D1%81%D0%BF%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%8F (Дата обращения 25.01.17)
  5. Панин М.С. Аккумуляция тяжелых металлов растениями Семипалатинского Прииртышья // Семипалатинск: ГУ «Семей», 1999. – 309 с.
Основные термины (генерируются автоматически): растение, содержание натрия, калий, кальций, кремний, растение семейства, BERGHOF, метод масс-спектрометрии, SPEEDWAVE, целый комплекс.


Похожие статьи

Масс-спектрометрия: история и перспективы использования

Масс-спектрометрия - физический метод измерения отношения массы заряженных частиц (ионов) к их заряду.

Если в образце присутствуют следы солей металлов, то в масс-спектрах положительных ионов появляются ионные аддукты чаще всего натрия [М+23]+ и калия [М+39]...

Применение спектроскопии отражения для недеструктивного...

В большинстве физиолого-биохимических исследований содержание пигментов в растениях определяют в экстрактах с помощью спектрофотометрического анализа. Применение этого метода сопряжено с разрушением тканей, трудоемко...

Синтез органических производных меди (II)

Тартрат меди получали реакцией обмена между виннокислым калием-натрием (сегнетовой солью) и медным купоросом по следующей схеме

Далее нами проведен анализ полученного соединения на содержание кристаллизационной воды. Для этого навеску соли массой 2,0 г на...

Целлюлоза — главный строительный материал растительного...

В растениях целлюлоза составляет от 50 до 95 % от общей массы, Особенно богаты

Полный комплекс целлюлозосинтазы состоит из каталитической, поровой и

Общее содержание золы определяют методом сжигания, а состав — химическим или спектральным анализом.

Биологическая роль фосфора в жизни растений

Неорганические соединения фосфора могут накапливаться в растениях в виде солей калия, кальция и

Кроме метода диагностики питания растений по их внешнему виду (визуальная

Чтобы определить содержание фосфора, получают отпечаток среза растения на...

Растительное сырьё в технологии творожных продуктов

В ней много калия, кальция, железа, магния, меди, цинка, кобальта, кремния, фтора.

Sеsamum) — род травянистых растений семейства Педалиевые (Pedaliaceae) [6].

Анализ методов управления затратами в технологии продуктов питания.

Особенности содержания химических элементов в тканях...

RU.0001.513118) с использованием методов атомно — эмиссионной и массспектрометрии с индуктивно — связной аргановой плазмой

В легких крыс второй группы концентрация кальция и натрия была на 67 % и 43,7 % соответственно выше, чем у животных второй группы (табл. 7).

Анализ химического состава воды термального источника...

Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой— это разновидность масс-спектрометрии

По данным таблицы 3 вода термального источника «Аршан» богата элементами как натрий, кремний, калий, кальций, сера, железо, фосфор, магний и т. д.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Масс-спектрометрия: история и перспективы использования

Масс-спектрометрия - физический метод измерения отношения массы заряженных частиц (ионов) к их заряду.

Если в образце присутствуют следы солей металлов, то в масс-спектрах положительных ионов появляются ионные аддукты чаще всего натрия [М+23]+ и калия [М+39]...

Применение спектроскопии отражения для недеструктивного...

В большинстве физиолого-биохимических исследований содержание пигментов в растениях определяют в экстрактах с помощью спектрофотометрического анализа. Применение этого метода сопряжено с разрушением тканей, трудоемко...

Синтез органических производных меди (II)

Тартрат меди получали реакцией обмена между виннокислым калием-натрием (сегнетовой солью) и медным купоросом по следующей схеме

Далее нами проведен анализ полученного соединения на содержание кристаллизационной воды. Для этого навеску соли массой 2,0 г на...

Целлюлоза — главный строительный материал растительного...

В растениях целлюлоза составляет от 50 до 95 % от общей массы, Особенно богаты

Полный комплекс целлюлозосинтазы состоит из каталитической, поровой и

Общее содержание золы определяют методом сжигания, а состав — химическим или спектральным анализом.

Биологическая роль фосфора в жизни растений

Неорганические соединения фосфора могут накапливаться в растениях в виде солей калия, кальция и

Кроме метода диагностики питания растений по их внешнему виду (визуальная

Чтобы определить содержание фосфора, получают отпечаток среза растения на...

Растительное сырьё в технологии творожных продуктов

В ней много калия, кальция, железа, магния, меди, цинка, кобальта, кремния, фтора.

Sеsamum) — род травянистых растений семейства Педалиевые (Pedaliaceae) [6].

Анализ методов управления затратами в технологии продуктов питания.

Особенности содержания химических элементов в тканях...

RU.0001.513118) с использованием методов атомно — эмиссионной и массспектрометрии с индуктивно — связной аргановой плазмой

В легких крыс второй группы концентрация кальция и натрия была на 67 % и 43,7 % соответственно выше, чем у животных второй группы (табл. 7).

Анализ химического состава воды термального источника...

Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой— это разновидность масс-спектрометрии

По данным таблицы 3 вода термального источника «Аршан» богата элементами как натрий, кремний, калий, кальций, сера, железо, фосфор, магний и т. д.

Задать вопрос