ICP-OES測定喙尾琵琶甲各蟲態(tài)中8種微量元素含量比較*

楊建云，余春慧，洪澤瑞，郭 潔，嚴(yán) 亞

(大理大學(xué)藥學(xué)院，云南 大理 671003)

喙尾琵琶甲BlapsrynchopeteraFairmaire屬鞘翅目(Coleoptera)擬步甲科(Tenebrionidae)琵琶甲屬(BlapsFabiricus)，是云南彝族和白族地區(qū)民間廣泛使用的一種藥用昆蟲[1-2]。我國西南地區(qū)云南、四川、貴州和廣西省均有分布，其中以云南省為主，滇中、滇東高原分布較為集中，又稱為“云南琵琶甲”，自然種群1年發(fā)生1～1.5代，幼蟲9～13個齡期。喙尾琵琶甲成蟲具有藥用價值和營養(yǎng)價值，富含有豐富的氨基酸。喙尾琵琶甲幼蟲脂溶性物質(zhì)具有抗菌活性，羅氚蕓等研究云南藥用琵琶甲成蟲含有20種無機元素和17種氨基酸，代欣桃等也研究了喙尾琵琶甲成蟲和幼蟲中多種微量元素的比較分析[3-6]，崔文博等采用DPPH法和ABTS法方法對喙尾琵琶甲進(jìn)行了體外抗氧化活性研究，結(jié)果顯示喙尾琵琶甲氯仿和乙酸乙酯提取物具有較好的抗氧化能力[7]。何釗等研究喙尾琵琶甲多糖對DPPH自由基產(chǎn)生50%清除效果0.4 mg/mL，我們前期通過DPPH法、ABTS法和FRAP法對喙尾琵琶甲幼蟲體外抗氧化活性進(jìn)行了一個研究，發(fā)現(xiàn)喙尾琵琶甲幼蟲甲醇提取物有一個比較好的體外抗氧化活性[8-9]。

關(guān)于喙尾琵琶甲的人工飼養(yǎng)，有文獻(xiàn)報道其可以取食多種食物[10]，但由于喙尾琵琶甲全蟲態(tài)發(fā)育歷期長，幼蟲和蛹飼養(yǎng)難度大的問題，目前還沒有研究者對喙尾琵琶甲成蟲，幼蟲和蛹3種蟲態(tài)中部分微量元素含量變化作一個比較，在喙尾琵琶甲全變態(tài)發(fā)育過程中，經(jīng)過多次蛻皮和蛻變，其各個蟲態(tài)之間會有不同的差異，我們在建立了喙尾琵琶甲全蟲態(tài)飼養(yǎng)方法的基礎(chǔ)上，通過不同蟲態(tài)的生物學(xué)特點，預(yù)想能發(fā)掘喙尾琵琶甲各個蟲態(tài)的利用價值。

常用的微量元素檢測分析方法一般包括光譜法、色譜法和電化學(xué)分析法等，其中采用原子吸收光譜法、熒光光度法需要測定周期長，耗費時間[11-13]。電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(微波消解-ICP-AES)，電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)和電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-OES)等方法在測定動植物中元素含量的文獻(xiàn)不斷被報道[14-16]。本文以采集的喙尾琵琶甲成蟲室內(nèi)飼養(yǎng)1.5年，以及人工飼養(yǎng)的幼蟲，蛹為材料，采用ICP-OES對喙尾琵琶甲不同蟲態(tài)中8中微量元素含量分析，探究喙尾琵琶甲不同蟲態(tài)在發(fā)育過程中體內(nèi)幾種微量元素的差異性，為不同蟲態(tài)有不同的利用價值提供支持。目前還未見文獻(xiàn)報道喙尾琵琶甲蛹的利用價值研究，我們的研究結(jié)果為今后更好地研究喙尾琵琶甲的化學(xué)成分、藥效評價等提供一定的參考。

1 實 驗

1.1 主要儀器與試劑

Optima 8000 ICP-OES,上海珀金埃爾默儀器有限公司；Multiwave PRO 微波消解儀,奧地利安東帕有限公司；BHW-09A24 趕酸儀,上海博通化學(xué)科技有限公司；PX224ZH電子天平,奧豪斯儀器有限公司;純水儀，電熱鼓風(fēng)干燥箱上海博迅實業(yè)有限公司。

GR硝酸,重慶川東化工；GR30%過氧化氫,國藥集團化學(xué)試劑；8種元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,壇墨質(zhì)檢科技股份有限公司。

喙尾琵琶甲成蟲采自大理大學(xué)校園內(nèi)，成蟲室內(nèi)交配產(chǎn)卵，室內(nèi)飼養(yǎng)喙尾琵琶甲幼蟲，采用自制喙尾琵琶甲幼蟲化蛹裝置[17]，老熟幼蟲化蛹，收集喙尾琵琶甲幼蟲和蛹，60 ℃烘干，研磨成粉末，備用。

1.2 實驗條件

微波消解條件：分別稱取樣品粉末0.2 g，置聚四氟乙烯消解罐中，依次加入6 mL硝酸和2 mL雙氧水，放入微波消解儀，10 min內(nèi)從室溫升至120 ℃，保持5 min，5 min內(nèi)升至150 ℃，保持5 min，10 min內(nèi)升至190 ℃，保持20 min，消解完全后，于150 ℃趕酸至溶液剩余1 mL左右，冷卻，轉(zhuǎn)入10 mL容量瓶中，超純水定容至刻度，混勻，備用。

ICP-OES條件：射頻功率1300 W，等離子體流量15.0 L/min，輔助器流量0.2 L/min，蠕動泵速1.5 L/min，霧化氣體流量0.55 L/min，氬氣壓力0.65 MPa，進(jìn)樣延遲時間30 s。檢測波長：Zn(206.200 nm)、Al(396.153 nm)、Fe(238.204 nm)、Cu(327.393 nm)、Cd(228.802 nm)、Mn(257.610 nm)、Ni(231.604 nm)、Cr(267.716 nm)。

2 結(jié)果與討論

2.1 待測元素線性關(guān)系、定量限、檢測限和儀器精密度考察

精密配制混合標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度依次為0.125 mg/L、0.25 mg/L、0.5 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L、4.0 mg/L，以高純水為空白，按照1.2實驗條件進(jìn)行測定，其中橫坐標(biāo)(x, mg/L)表示待測元素的質(zhì)量濃度，縱坐標(biāo)(y)表示儀器的吸收強度，結(jié)果見表1。

對空白溶液分別進(jìn)行11次測定，計算其標(biāo)準(zhǔn)值的偏差(SD)，分別用3倍SD作為方法的檢測線(LOD)，以10倍SD為各待測元素測定方法的定量限(LOQ)。同一待測溶液平行進(jìn)樣7次，計算各待測元素儀器精密度的RSD值，見表1。

表1 元素的線性方程、檢測限、定量限和儀器精密度

2.2 供試樣品測定

按1.2樣品處理方法和ICP-OES測定條件，各樣品平行重復(fù)3次，計算喙尾琵琶甲不同蟲態(tài)中各待測微量元素的含量，見圖1所示。實驗結(jié)果表明：喙尾琵琶甲各不同蟲態(tài)中各元素含量不同，其中Zn、Al、Fe、Cu、Mn 5種微量元素含量較豐富。幼蟲中Al、Fe、Cu、Mn含量分別為266.93 mg/kg，208.55 mg/kg，30.27 mg/kg和23.81 mg/kg，均高于成蟲和蛹。蛹中Zn元素含量為506.87 mg/kg，是成蟲和幼蟲體內(nèi)Zn元素含量的2倍以上，除Zn元素以外Al、Fe、Cu和Mn元素在蛹中含量分別為18.79 mg/kg，40.56 mg/kg，16.81 mg/kg和3.98 mg/kg，顯著的低于成蟲和幼蟲體內(nèi)的含量。由此我們可以推斷，在幼蟲化蛹期間，通過蛻皮或是排泄，對Al、Fe、Cu、Mn主要元素造成體內(nèi)流失，但是對Zn元素有一個明顯的富集。

圖1 喙尾琵琶甲不同蟲態(tài)中8種微量元素含量比較

3 討 論

我們研究喙尾琵琶甲各蟲態(tài)含有豐富的Al、Fe、Cu、Mn和Zn元素，這幾種微量元素在人體生命代謝活動中也起著重要作用。喙尾琵琶甲蛹中含有豐富的Zn元素，體內(nèi)含量為506.87 mg/kg，顯著高于成蟲和幼蟲，除Zn元素以外，其他7種元素都以幼蟲中含量最高，這與代欣桃等研究的成蟲中Fe元素高于幼蟲有一定的差異性[6]，這可能與喙尾琵琶甲室內(nèi)飼養(yǎng)方法有關(guān)。昆蟲體內(nèi)含有許多鋅金屬蛋白酶，在其代謝和變態(tài)發(fā)育等方面有重要作用[18]，通過比較喙尾琵琶甲各個蟲態(tài)中8中微量元素的差異，我們得到一個很好的研究結(jié)果在于喙尾琵琶甲蛹對鋅元素明顯的富集，喙尾琵琶甲蛹作為其發(fā)育過程中一種特殊蟲態(tài)，長達(dá)2周不食過程，并且要完成從蛹到成蟲的變態(tài)發(fā)育，其體內(nèi)化學(xué)物質(zhì)與其他蟲態(tài)必然會很大的差異，針對喙尾琵琶甲蛹的特點，我們希望開發(fā)喙尾琵琶甲蛹的利用價值。

4 結(jié) 論

本實驗采用微波消解進(jìn)行樣品前處理及ICP-OES分析技術(shù)，對云南喙尾琵琶甲成蟲、幼蟲和蛹3種蟲態(tài)中8種微量元素進(jìn)行含量比較。喙尾琵琶甲蛹中8種微量元素含量與成蟲和幼蟲中差異顯著，其中Zn的含量高于普通肉制品[19-20]，我們的實驗結(jié)果為喙尾琵琶甲全蟲態(tài)的利用提供了實驗數(shù)據(jù)，尤其是其蛹可能成為一種補鋅的生物制劑提供實驗數(shù)據(jù)。