Определение и анализ микро- и макроэлементов растения Glaucium elegans, произрастающего в Узбекистане, методом нейтронной активации

АННОТАЦИЯ

Впервые изучен макро- и микроэлементный состав надземной части и подземных органов растения глауциум (Glaucium elegans., сем. Papaveraceae). Было определено количество макро- и микроэлементов, таких как Na, K, Mn, Sm, Re, Mo, Lu, U, Yb, Au, Nd, As, W, Br, Ca, La, Ce, Se, Hg, Tb, Th, Cr, Hf, Ba, Sr, Cs, Ni, Sc, Rb, Zn, Co, Ta, Fe, Eu, Sb.

ABSTRACT

For the first time studied the macro- and microelement composition of the aboveground part and inderground organs of the plant (Glaucium elegans., family – Papaveraceae).The amount of macro- and microelementa was determined, such as Na, K, Mn, Sm, Re, Mo, Lu, U, Yb, Au, Nd, As, W, Br, Ca, La, Ce, Se, Hg, Tb, Th, Cr, Hf, Ba, Sr, Cs, Ni, Sc, Rb, Zn, Co, Ta, Fe, Eu, Sb.

Ключевые слова: Glaucium elegans, макро- и микроэлементы, нейтронно-активационный анализ.

Keywords: Glaucium elegans, macro- and microelements, neutron activation analysis.

В настоящее время с развитием медицины обеспечение лекарственными средствами становится все более важным. В то же время вещества, полученные из растений, при лечении различных заболеваний по своему действию опережают биологические активные синтетические вещества. Растения в зависимости от его рода, климата, семейства и других особенностей содержат различные биологические активные веществ. Для разработки научных основ рационального использования биологических ресурсов все более актуальной становится проблема нормирования содержания минеральных элементов в растениях.

На сегодняшний день из видов Glaucium elegans были выделены стероиды, фенольные соединения [4]. Алкалоидный состав растений этого рода исследовался в Советском Союзе, Чехословакии, Болгарии и Испании, а в последнее время результаты работы, проведенной в Иране, появились в литературе [6; 10; 9]. Начало химического изучения этих растения было положено в 1901 г. Фишером, который выделил глауциум из G. luteum [7]. В нашей стране алкалоидный состав рода Glaucium впервые изучили А.П. Орехов, Р.А. Коновалова, С.Ю. Юнусов. Из G. fimbrillierum выделено пять алкалоидов: сангвинарин, хелеритрин, коридин, протопин и аллокриптопин. В настоящее время из различных видов глауциумов были получены изохинолиновые алкалоиды.

Глауциум обладает противокашлевым и седативным действием [8] и используется в практической медицине.

Glaucium elegans встречается в странах Центральной Азии, Иране, Афганистане, Пакистане и Турции, растет на каменистых и песчаных почвах. Встречается в Самаркандской, Ферганской и Ташкентской областях страны. В 1967 г. Л. Славикова и А. Славик изучали состав алкалоидов. Русские ученые доказали, что виды растений Glaucium elegans обладают противовоспалительным и антиоксидантным действием на организм, обладают иммуностимулирующими свойствами [5]. Возможно, что лечебный эффект данного лекарственного растения зависит не только от присутствующих в нем биологически активных веществ, но и обусловлен сконцентрированными макро- и микроэлементами, сведения о количественном содержании которых в растениях рода Glaucium elegans практически отсутствуют.

Цель работы: изучение элементного состава надземной и подземных частей растения Glaucium elegans, произрастающего в Узбекистане.

О растении. Глауциум (Glaucium elegans). Лепестки пурпурно-красные с черными пятнами посередине или внизу. Сверху бутона 2 ветки. Чашечка круглая, длиной 5–10 мм, шириной 4–8 мм, покрыта грубыми волосками. Однолетнее растение. Листья на корневище удлиненные, разделены на два черешка. Стебли голые, основание толстое, высотой 10–40 см. Стручки длиной 15–20 (25) см, открытые сверху вниз, изогнутые. Цветет и плодоносит в марте – мае. В пустынях, на холмах и предгорьях, растет на песчаных и каменистых склонах. Широко распространеное в Узбекистане, лекарственное растение [10].

Материалы и методы.

Исследуемый материал (Glaucium elegans) был собран на территории села Дамколь Ферганской области (в мае 2019 г.). Следует отметить, что химический состав этого растения, произрастающего в Ферганской области, ранее не изучался. Собранное растение было очищено и разделено на цветочную часть, надземный стебель и подземный стебель.

Методика нейтронно-активационного определения концентрации химических элементов исследуемых образцов основана на регистрации спектров гамма-излучения радиоактивных изотопов, которые образуются при облучении образцов потоком замедленных нейтронов. В нашем случае в качестве источника нейтронного излучения служила уникальная ядерно-физическая установка – атомный реактор типа ВВР-СМ Института ядерной физики (ИЯФ) Академии наук РУз. Исследование по нейтронно-активационному анализу на сегодняшний день ведется в научной лаборатории «Экология и биотехнологии» ИЯФ АН РУз [1].

Подготовка пробы для анализа. Исследуемые образцы очищают от посторонних загрязнителей. Образцы растения сначала моют водопроводной водой, а затем дистиллированной водой, смешивают для обеспечения усредненного значения по содержанию элементов. Образцы растительности сначала сушат в сушильном шкафу до постоянного веса при температуре 60 °С, затем измельчают и смешивают. Для облучения на нейтронном пучке реактора берут в среднем по 100 мг образца. Исследуемый образец и используемый эталонный образец герметично упаковывают, размещают в специальную капсулу, изготовленную из алюминия, и облучают постоянным потоком нейтронов атомного реактора. При взаимодействии нейтронов с атомными ядрами исследуемого образца происходят ядерные превращения, которые зависят от индивидуального периода полураспада получаемого радиоактивного ядра. Период полураспада зависит от конкретных радиоактивных изотопов и может варьироваться от долей секунды до нескольких лет. После облучения нейтронным пучком в течение определенного времени исходя из поставленной задачи и выдержки измеряют спектры гамма-излучения от образцов. В данном методе концентрация элементов определяется относительно эталонных образцов, где известны концентрации искомых элементов. Исследуемые образцы и эталоны облучают в одинаковых условиях и одинаковое время. По интенсивности аналитических пиков элементов в эталоне и исследуемых образцах, учитывая весы эталона и исследуемого образцов, по известной формуле вычисляют концентрацию искомых элементов [2].

В спектрометрический комплекс входят полупроводниковый германиевый детектор с энергетическим разрешением 2 кэВ на гамма-линии радионуклида ⁶⁰Со с энергией 1333 кэВ, многоканальный анализатор марки DSA-1000 c программным обеспечением. Компьютерная программа обеспечивает обработку сложных спектров гамма-излучения, и по аналитическим пикам вычисляли содержание 35 элементов в исследованных объектах. Единицы измерения содержания микро- и макроэлементов – в мкг/г (микрограмм на грамм).

Pезультаты и обсуждение

В результате нейтронно-активационного анализа растения Glaucium elegans было определено содержание 3 макроэлементов (см. табл. 1), 29 микроэлементов (см. табл. 2) и 3 токсичных элементов (см. табл. 3) в образцах растений.

Таблица 1.

Содержание макроэлементов в образцах растений, мкг/г

Таблица 2.

Содержание микроэлементов в образцах растений, мкг/г

Таблица 3.

Содержание токсичных элементов в образцах растений, мкг/г

Выводы. Таким образом, в результате проведенной работы была определена концентрация 35 макро- и микроэлементов растения Glaucium elegans, собранного на территории села Дамколь Ферганской области.

Имеются сведения по макро- и микроэлементному составу Glaucium elegans, произрастающего на територрии Ирана, которые появились в литературе [6; 10; 9]. Нами исследован макро- и микроэлементный состав Glaucium elegans (табл. 1, 2, 3).

Наблюдается высокое содержание калия, натрия, железа и кальция. Полученные нами результаты по содержанию K, Na, Ca в столонах цистанхе согласуются с имеющимися литературными данными для видов G. flavum и G. luteum [1; 3], G. leiocarpum [7]. У исследуемого образца Glaucium elegans отмечено большее накопление Zn по сравнению с другими обнаруженными микроэлементами, что характерно и для G. flavum [3], тогда как для китайских образцов характерно накопление Fe [2]. Таким образом, в исследованных нами столонах Glaucium elegans наблюдается накопление К, Na, Са с заметным преобладанием К по сравнению с другими макроэлементами.

Нейтронно-активационный анализ элементов этого растения был проведен сотрудниками лаборатории экологии и биотехнологии Института ядерной физики Академии наук Узбекистана, за что мы выражаем им искреннюю благодарность.

Список литературы:

1. Кист А.А., Данилова Е.А., Осинская Н.С. Достижения лаборатории активационного анализа Института ядерной физики Академии наук Республики Узбекистан // Микроэлементы в медицине. – 2016. – № 17 (1). – С. 45–50.
2. Кузнецов Р.А. Активационный анализ. – М., 1974. – 343 с.
3. Fischer R. Arch. Pharm., 239, 421 (190!) // Zh. Obshch. Khim. – 1939. – № 9.
4. Flora of the USSR // Leningrad. – 1937. – Vol. 7. – P. 585.
5. Ivanov L., Ivanova L.B. // Farmatsiya. – 1958. – № 8. – P. 28.
6. Lalezari I., Shafiee A., Mahjour M. // J. Pharm. Sci. 1976. – Vol. 65, № 5. – P. 923.
7. Orekhov A.P. The Chemistry of the Alkaloids. – M., 1955. – P. 342.
8. Orekhov A.P., Konovalova R.A., Yunusov S.Yu. // Zh. Obshch. Khim. –1939. – № 9.
9. Shafiee A., Lalezari I., Lajevardi S. // J. Pharm. Sci. – 1977. – Vol. 66, № 6. – P. 873.
10. Shafiee A., Lalezari I., Mahjour M. // J. Pharm. Sci. – 1977. – Vol. 66, № 4. – P. 593.