近二十年礦物藥鑒定的研究進展

閆向英 蔡清柱 黃澤豪

福建中醫(yī)藥大學藥學院，福建 福州 350122

礦物藥是傳統(tǒng)中藥的一部分，包括動物化石、無機礦物及有機礦物等。例如： 滑石、芒硝、赤石脂、白礬、龍骨等。礦物類中藥是我國醫(yī)藥文化中的重要組成部分?！渡褶r(nóng)本草經(jīng)》記載礦物藥41種，《本草圖經(jīng)》中記載玉屑、玉泉等108種礦物藥，《本草綱目》礦物藥增至222種。礦物藥有清熱解毒、安神鎮(zhèn)靜、平肝潛陽等功效，臨床用于治療高熱煩渴、眼翳、失眠等，千百年來，礦物藥為人民的生命健康發(fā)揮了重要的作用。但是，礦物藥來源復雜，并且多數(shù)有伴生礦物[1]，再加上同名異物等基源混亂問題，鑒定難度極大。近二十年來，隨著科學技術及研究手段的發(fā)展，以及多學科交叉技術的應用，對于礦物藥的鑒定研究報導較多，在礦物藥的性狀、顯微、理化鑒定方面都有一些新的技術與方法的應用。為了充分了解礦物藥鑒定的新技術、新方法，以及礦物藥的研究新動態(tài)，本文對近二十年礦物藥鑒定的研究工作進行綜述，旨在為礦物藥鑒定以及礦物藥的品質評價與質量控制等提供參考。

1 礦物藥的性狀鑒定

礦物藥的性狀除了形狀、大小、顏色、表面特征、質地、斷面、氣味等一般外觀性狀外，由于其大多為礦物，還包括硬度、斷口、解理、比重及有無磁性等。徐美娟[2]通過觀察外觀、氣味、條痕等性狀對石膏粉、滑石粉、明礬和玄明粉進行區(qū)別比較： 四種粉末均為白色，但石膏粉呈現(xiàn)絹絲樣光澤，滑石粉呈玻璃樣光澤，玄明粉為結晶性粉末，而明礬粉無滑膩感。對朱砂、代赭石、磁石和自然銅進行區(qū)別比較： 朱砂為暗紅色，赭石為棕紅色，二者外色極為相似，但朱砂條痕色為紅色，赭石則為櫻桃紅色，磁石和自然條痕色極為相似，但外色不同。對龍骨、龍齒、爐甘石和琥珀作出區(qū)分： 四種礦物藥均為黃白色粉末，琥珀無吸濕性，觀察外觀和氣味并編成表格加以區(qū)分鑒別。夏振江等[3]對南寒水石形狀做出歸納： 大小不等，具玻璃樣光澤，斷面平坦、可見層紋等。岳婧怡等[4]首先對生石膏與煅石膏進行鑒別，石膏加熱即變?yōu)殪咽?，其次將石膏與易混淆品從形狀、顏色、透明度、光澤、斷口、質地及氣味進行鑒別： 方解石多為斜方柱形，顏色為無色或乳白色，質堅硬；紅石膏為不規(guī)則扁平塊狀，粉紅色，質硬而脆，斷面粉紅色；透明石膏有橙、藍、褐、綠多種顏色，呈平行解離；硬石膏為厚板狀晶體，有三組相互垂直的解離等。劉艷麗等[5]對皂礬和煅皂礬進行了性狀鑒定，煅皂礬為赤紅色粉末，帶有醋味。優(yōu)質皂礬大多為綠色或淺綠色，色澤較淺、半透明，具玻璃樣光澤；劣質品顏色深，混有其他顏色。通過色澤、顏色、含F(xiàn)eSO4·7H2O量，作出判斷皂礬優(yōu)劣品的依據(jù)，有利于醫(yī)務工作者臨床合理用藥。陳德煜[6]從實踐中總結出鑒定礦物藥的方法?？葱螤睿?礦物藥具有粒狀、片狀、針狀等形狀；觀察顏色： 除了自身具有的顏色外，還可通過刻劃后留下的條痕來判斷礦物藥的粉末顏色；看光澤： 礦物藥具有金屬光澤、半金屬光澤、珍珠光澤、金剛光澤及玻璃光澤，此外還介紹了試硬度、察斷面及嘗味道等方法。礦物藥的性狀鑒定可以快速判斷礦物藥真?zhèn)?、?yōu)劣，簡單、快捷方便，也是最常用的鑒定方法，但存在主觀性，需要研究人員具有豐富的經(jīng)驗；若是混入外觀極為相似的藥材，僅通過觀察礦物藥性狀難以將其鑒別，需要借助更精確的方法來檢測化學成分。

2 礦物藥的顯微鑒定

礦物藥多數(shù)是無機物，可以利用顯微鏡來觀察無機礦物的光學特性和物理特性[7]，通過折射、反射、干涉等現(xiàn)象進行鑒定。陳新梅[8]選取10個批次的無名異藥材，用偏光顯微鏡觀察到透明發(fā)亮晶體的存在，藥材呈現(xiàn)出灰白、乳黃等不同的顏色，為無名異藥材質量控制提供依據(jù)。于艷等[9]用偏光顯微鏡觀察赤石脂、鉛丹及龍骨，附顯微特征圖，并總結出三種礦物藥的鑒定要點： 光學顯微鏡下三者均呈不規(guī)則碎塊狀；偏光顯微鏡下赤石脂和龍骨無光澤，赤石脂暗淡，龍骨暗灰色，鉛丹橙紅色，有光澤。汪瀅等[10]用偏光顯微鏡觀察金礞石、朱砂及雄黃，發(fā)現(xiàn)這三種藥材有偏光現(xiàn)象： 朱砂為鮮紅色且有光澤，雄黃粉末斷面呈現(xiàn)彩色的光澤。邱曉旭[11]將花蕊石分為兩組，分別用顯微鏡和偏光顯微鏡進行觀察，花蕊石為無色透明物，表明凸起有正有負，并觀察到兩種干涉色。在中成藥中，礦物藥多以粉末入藥，用其他鑒別方法較為困難，顯微鑒定就顯得尤為重要。顯微鑒定包括用一般顯微鏡和偏光顯微鏡鑒定，將礦物藥制成粉末或者是薄片進行觀察，偏光顯微鏡則是利用其具有偏光性的特點，其粉末在偏光下一般會呈現(xiàn)光澤，從而很容易將礦物藥從混合粉末中鑒定出來。偏光顯微鏡提高了顯微鑒定的準確性和效率。用顯微鏡鑒定，準確、簡單方便，但大部分礦物藥質地堅硬，研成粉末和制成薄片較為困難。

3 礦物藥的理化鑒定

理化鑒定是用物理、化學或儀器分析的方法，鑒定中藥的真實性、純度和評價品質優(yōu)劣的過程。包括測定相對密度、折光率、硬度等物理常數(shù)及水分、灰分，檢查砷鹽、重金屬含量及顯微化學反應等。夏振江等[3]研究南寒水石，發(fā)現(xiàn)其粉末與稀鹽酸反應可產(chǎn)生氣泡，利用此性質建立了南寒水石主成分碳酸鈣含量測定的方法，并對其含量做出限定，完善了南寒水石的標準。李峰等[12]改進微量升華裝置，對8種礦物藥進行微量升華，從結晶分析升華物所含主要成分： 毒砂與雄黃均為信石來源，毒砂升華時無燃燒等化學變化，而雄黃為黃白色火焰；天然朱砂升華物為黑色圓球結晶，人工朱砂結晶為淡灰棕色片塊狀；紫石英升華物為黑色、黃色結晶，白石英結晶為白色；自然銅和銅的結晶物可與不同的化合物反應生成不同顏色的沉淀。梁素嬌[13]對臨床常用的含鈣礦物藥進行了理化試驗，整理總結了鑒定要點： 石膏火焰為紅黃色；紫石英的酸溶液在顯微鏡下可觀察到針狀結晶；玄精石灼燒會裂成白色的片狀；花蕊石的硫酸溶液在顯微鏡下可觀察到針簇狀結晶；南寒水石可與稀鹽酸反應，與酚酞指示液會顯紅色；北寒水石在高溫下烘數(shù)十分鐘再加水會發(fā)生凝固。寧顯維等[14]用化學反應鑒別三種礦物藥： 白石英加鹽酸不溶解，紫石英可溶于銨鹽溶液和濃鹽酸，方解石加鹽酸溶解，從而可以將三種礦物藥鑒別出來。用化學反應鑒定礦物藥的化學性質專屬性強，快速敏捷、重現(xiàn)性好、操作簡便且結果直觀。

目前，隨著科學技術的發(fā)展，礦物藥現(xiàn)代研究手段逐漸增多： 熱分析法測量藥物的物理性質；建立X射線衍射圖譜，通過特征峰對礦物藥進行鑒定；紅外光譜法從吸收峰和譜帶反映礦物藥分子結構信息；原子紅外光譜法測量礦物藥微量元素；原子熒光光譜法測砷、汞含量；電子探針技術測定化學成分含量。此外還有多種聯(lián)用技術等[15]。礦物藥研究涉及領域多，學科跨度大，現(xiàn)代技術有利于對礦物藥成分進行深入研究。

3.1 紅外光譜法 雷咪等[16]首次采用近紅外光譜聚類分析對不同的7種硫酸鹽礦物藥進行鑒別，反映出礦物藥的化學成分，補充了鑒定要點。閆蔚等[17]用傅里葉紅外光譜法對不同產(chǎn)地和批次的24批石膏藥材進行鑒定研究，以共有峰為基準建立紅外光譜指紋圖譜，將其與其他硫酸鹽類礦物譜圖進行比較，發(fā)現(xiàn)在中紅外區(qū)間譜圖存在明顯差異，此譜圖可為石膏的鑒別提供新依據(jù)。李雪蓮等[18]收集不同地區(qū)的7種礦物藥共60批，用傅里葉紅外光譜儀對碳酸鈣類礦物藥進行鑒別，牡蠣和鐘乳石都具有方解石的特征吸收，二者比較，鐘乳石反對稱振動峰略藍移；花蕊石和龍骨具有蛇紋石和磷酸鈣的特征吸收；珍珠、珍珠母、石決明的特征吸收峰極為相似，紅外光譜差異很小，實驗結果發(fā)現(xiàn)僅通過紅外光譜不能將三者區(qū)分，應與其他方法聯(lián)用鑒定。赤石脂主要組成成分為多水高嶺石，程賓等[19]運用紅外光譜法對赤石脂來源進行鑒定，發(fā)現(xiàn)樣品中有多水高嶺石(赤石脂)和高嶺石，這兩種物質在最強峰處不同，且高嶺石在指紋區(qū)還有一肩峰。該方法鑒別出赤石脂的真?zhèn)危瑸槌嗍b定提供參考。宋僑等[20]利用近紅外光譜技術對礦物藥硼砂進行鑒定，計算樣品與參考光譜的相關系數(shù)，樣品的圖譜經(jīng)過一階導數(shù)處理，正品相關系數(shù)≥95.47%，偽品的相關系數(shù)≤55.43%，把相關系數(shù)75.45%作為區(qū)分硼砂真?zhèn)蔚囊罁?jù)，建立的鑒別模型可以將正品、偽品及混淆品區(qū)分開。紅外光譜法雖然鑒別范圍小，但制備樣品較簡單，不需要分離純化，分析速度快，可以對礦物藥迅速作出鑒定，成為鑒別礦物藥的新方法。

3.2 X射線衍射分析法 黃必勝等[21]提出建立X射線衍射指紋圖譜，將礦物藥樣品與質量優(yōu)者指紋圖譜比較，相似度大小反映了藥物質量高低。相似度高者質量優(yōu)。呂芳等[22]采用X射線衍射儀對來自全國各地的7批玄精石進行掃描分析，獲得了標準X射線衍射圖譜，通過計算，玄精石有7.6159/100，4.2886/6.7等14個特征峰，以玄精石的幾何拓撲圖形和衍射特征標記峰值對其精準鑒定，建立了玄精石新的鑒定方法。而謝仁權等[23]用X射線衍射儀鑒定10個不同產(chǎn)地的玄精石，圖譜表現(xiàn)出一般規(guī)律： 10批玄精石在5°～61°均有多個尖峰，經(jīng)過尋峰處理發(fā)現(xiàn)玄精石有14個指紋峰，分析結果有助于準確鑒定玄精石，指導臨床合理用藥；陳龍等[24]運用粉末XRD技術對傳統(tǒng)溫腎壯陽藥陽起石進行研究，通過對比陽起石藥材的XRD Fourier指紋圖譜，發(fā)現(xiàn)有18個共有的特征峰，對共有峰相似度進行比較，正品相關系數(shù)為0.98，摻雜樣品的相關系數(shù)為0.85～0.97，偽品的相關系數(shù)則小于0.2，相關系數(shù)可作為準確區(qū)分出正品、摻偽品及偽品的依據(jù)，為陽起石藥材真?zhèn)?、質量控制提供鑒別方法。熊南燕等[25]研究赭石及其炮制品三種不同的性狀： 鮞狀 、豆狀 、腎狀，對其進行成分分析鑒定。衍射圖譜顯示，三種不同性狀的赭石有共同的成分： 三氧化二鐵(Fe2O3)。此外，圖譜峰值與峰強度不同，表明三種赭石三氧化二鐵(Fe2O3)含量不同，所含成分也有差異。實驗結果指示，不可將三種性狀的赭石統(tǒng)一歸為正品赭石，應做進一步研究來區(qū)分三種赭石。粉末X射線衍射分析法是一種研究物質微觀結構的分析方法，可以對礦物類中藥進行有效鑒定，準確性高、重現(xiàn)性好、專屬性強、所需樣品量少，不會對樣品造成破壞。

3.3 熱分析法 熱分析法是在程序溫度控制下，記錄礦物藥的物理性質隨溫度或時間變化的方法。沈緊治等[26]通過對不同來源的5種硫酸鹽類礦物藥進行差示掃描量熱法(DSC)分析，探討其熱化學特性，寒水石在0～600 ℃均無特征峰；白礬有3個吸熱峰；芒硝有4個吸熱峰；生石膏有2個特征峰；玄明粉有2個吸熱峰，不同化合物因其成分不同，溫度差有差異，就會產(chǎn)生不同的特征峰，從而將5種硫酸鹽類礦物藥鑒別開來。楊麗等[27]鑒別碳酸鈣類礦物藥，首先對差熱分析法進行方法學考察，確定了最佳實驗條件。在此試驗條件下，對樣品進行處理。對不同樣品差熱圖譜吸熱峰的位置及峰形進行比較，區(qū)分出不同藥材： 龍骨在764 ℃出現(xiàn)吸熱峰，而花蕊石在750 ℃左右出現(xiàn)；鐘乳石和牡蠣只出現(xiàn)兩個吸熱峰，溫度在100 ℃左右和825 ℃左右；珍珠、珍珠母和石決明在365 ℃出現(xiàn)放熱峰。差示掃描量熱法和差熱分析法均屬于熱分析法，其具有重現(xiàn)型好、簡便等優(yōu)點，且有效樣品用量少、不需要使用有機溶劑，適合對礦物類中藥進行鑒別。

3.4 新技術聯(lián)用 汪寅夫等[28]收集6種雄黃礦物藥，用偏光顯微鏡初步鑒定礦物組成，隨后用X射線粉晶衍射儀進行半定量分析，最后用電子探針檢測砷的賦存狀態(tài)，結果表明樣品中砷僅賦存于雄黃中，沒有檢測出砒霜。張曉冬等[29]運用近紅外漫反射光譜法及SVM算法對購入的49批赭石、自然銅、磁石、蛇含石進行鑒別，4種礦物藥均在4540 cm-1處有 Fe-OH特征峰，并且有兩處水的特征峰，但是每個藥材的紅外圖譜峰形不同，為了更好區(qū)分，建立了PCA-SVM模式識別模型，該模型可以用于預測及對含鐵礦物的快速鑒別。張麗倩等[30]對大青鹽、礦物鹽進行研究，性狀鑒定顯示大青鹽內部中心或局部有黑色包裹體，而光明鹽內部純凈，無黑色包裹體；光譜半定量測試顯示二者主要成分基本一致，微量元素有差異；X射線衍射結果表明二者成分純凈，幾乎全部為NaCl，大青鹽有雜質，光明鹽無雜質；紅外光譜測試結果與X射線衍射分析結果基本一致；差熱分析顯示，大青鹽有雜質存在，而光明鹽純凈。上述實驗綜合表明，二者含量差異可能是大青鹽中含有水化硫酸鈣和碳酸鈣雜質。張麗倩等[31]對6種不同地區(qū)的自然銅樣品進行簡項化學成分分析，來源為黃鐵礦，主要成分為Fe、S，光譜半定量分析顯示不同地區(qū)的礦物藥含有量及種類具有較大差異，X射線衍射分析顯示特征峰有3個，紅外光譜曲線顯示特征譜線有2條，通過比較不同來源的樣品，蒲城縣的自然銅符合藥材資源標準，具有較好的自然銅礦物藥開采前景。新技術聯(lián)用是目前研究礦物藥用的最多的方法，可以對礦物藥進行高分辨鑒別以及準確的質量評價。

4 小結

從近二十年礦物藥鑒定研究來看，在傳統(tǒng)的性狀鑒定、顯微鑒定的基礎上，發(fā)展到用紅外光譜法、近紅外光譜法、熱分析法、X射線衍射法、差示掃描量熱法、光譜半量分析法及多種聯(lián)用技術等新技術手段來對礦物藥進行理化鑒定，其鑒定手段也越來越豐富。從研究狀況來看，新技術手段中，用X射線衍射分析法鑒別礦物藥的研究最多，其次是紅外光譜法，光譜半定量分析法。X射線衍射法是對物質進行衍射分析，不同物質成分不同，所具有的晶型、成鍵方式、構型、構象存在差異，X射線衍射圖譜就不同，從而實現(xiàn)對礦物藥的精確鑒別[32]。隨著礦物藥研究的不斷深入與完善，新技術鑒別手段勢必會蓬勃發(fā)展。將傳統(tǒng)經(jīng)驗鑒別方法與新技術手段結合起來對礦物藥進行鑒定、分析純度及控制質量，對礦物藥的臨床應用及產(chǎn)品開發(fā)都提供了更好的技術保障。