ИССЛЕДОВАНИЕ МИНЕРАЛЬНОГО СОСТАВА РАСТЕНИЯ Sisymbrium altissimum L. МЕТОДОМ ISP-MS

АННОТАЦИЯ

Методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой исследован элементный состав растения Sisymbrium altissimum L. В результате была выявлена высокая концентрация таких жизненно важных макроэлементов, как К, Мg, Са и Р, а также высокая концентрация микроэлементов Fe, Al, Si, Ti. В Листях и соцветиях Sisymbrium altissimum преобладают кремний и алюминий. В стеблях относительно других компонентов больше Ti и Fe. Обращает на себя внимание достаточно высокое содержание лития во всех органах растения.

ABSTRACT

The elemental composition of the Sisymbrium altissimum L plant was studied by inductively coupled plasma mass spectrometry. As a result, a high concentration of such vital macroelements as K, Mg, Ca and P, as well as a high concentration of trace elements Fe, Al , Si , Ti. The leaves and inflorescences of Sisymbrium altissimum are dominated by silicon and aluminum. The stems contain more Ti and Fe than other components. Noteworthy is the rather high content of lithium in all organs of the plant.

Ключевые слова: Sisymbrium altissimum L., масс-спектрометрия, ИСП-МС, макроэлементы, микроэлементы.

Keywords: Sisymbrium altissimum L., mass spectrometry, ISP-MS, macroelements, microelements.

Sisymbrium altissimum L. (Гулявниквысокий,семейство Крестоцветные Brassicaceae Burnett.) одно или двухлетнее растение. Грубый одиночный стебель в нижней части покрыт жёстким опушением, в высоту достигает от 20 до 80 см, иногда до 1,5м. Нижние листья перисто-раздельные, верхние – перисто-рассеченные. Цветки многочисленные, окрашены в нежно-жёлтый цвет, собраны в кисти. Плод – стручок длиной 5–8 см. Семена мелкие (длина 1–1,2 мм) коричневого цвета [1-4].

Род Гулявник - Sisymbrium L.- род травянистых растений семейства Капустные - cодержит около 90 видов, широко распространённых в умеренной полосе Северного полушария: Росии, США, Канаде,а также в Южной Америке (Анды) и Южной Африке. На территории СНГ произрастает 25 видов, в том числе в республиках Средней Азии. На Алтае встречается 4 вида [2-4]. Растение предпочитает расти в почве, богатой питательным веществами, в том числе и засолённой. Распространен практически повсеместно – встречается на обочинах дорог, пустырях, берегах рек, огородах, лугах и т. д. Детально изучена экология рода [5-8].

Гулявник является лекарственным растением. Издавна и широко используется в народной медицине. Для приготовления целебных настоев и отваров заготовляют все части растения: используют цветки, листья, стебли и стручки. Следует отметить, что траву не высушивают, а применяют свежей. Собирают её в период цветения. Настоями и отварами на основе гулявника лечили воспаление лёгких, бронхиальную астму, бронхит, ларингит, туберкулёз лёгких, секреторную недостаточность, гастрит, воспалительные процессы мочеполовой системы, а также общую слабость организма и другие недуги. Настои использовали и наружно: для обработки ран, лечения ссадин, стоматитов, катаральной ангины, ушибов и даже чесотки. Гулявник обладает выраженными противовоспалительными, отхаркивающими, мочегонными, вяжущими свойствами, а также признан действенным средством для повышения аппетита, есть указания о его противоопухолевой активности [9-10].

Химический состав гулявника хорошо изучен. Надземные части растения содержат дубильные вещества, тиогликозиды, флавоноиды, карденолиды (корхорозид А, гельветикозид), каротин, аскорбиновую, олеиновую кислоту и серу. Семена гулявника богаты жирными маслами (до 30 %) и кислотами, среди последних установлены арахиновая, линолевая, линоленовая, пальмитиновая, олеиновая, эйкозадиеновая, эруктовая, зйкозеновая, стеариновая кислоты [11]. Современных работ по элементному составу изучаемого вида в доступной литературе не обнаружили.

Целью данного исследования является изучение концентрации макро- и микроэлементов в листьях, стеблях и цветках методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой.

Материалы и методы

Для исследования были использованы образцы стеблей, листьев и соцветий, собранных на территории махали Чинигарон Риштанского района Ферганской области. Образец массой 0,1 г (100 мг) взвешивали на аналитических весах. Затем образец помещали в автоклав (DAK 100), добавили 6 мл азотной кислоты и 2 мл перекиси водорода (H₂O₂). Крышку автоклава закрывали и ставили на микроволновую печь Berghof (SpeedWaveXpert). Минераллизацию проводили в течение 45 мин в условиях минимальной Т (50⁰С), максимальной Т (230⁰С), давлении Р [bar] max 40 [bar]. Затем автоклав охлаждали и содержимое переносили в колбу с меткой на 100 мл. Объем раствора доводили бидистиллированной водой до метки. Полученный раствор хорошо перемешивали и пробу для проведения анализа помешали в пробирку объемом в 10 мл.

Качественный и количественный элементный анализ проб определяли на масс-спектрометре с индуктивно-связанной плазмой Perkin Elmer ISP-MS (NexION 2000) с использованием минерализованного раствора [12].

Обсуждение результатов

Таким образом в результате проведённой работы была определена концентрация 26 макро–и микроэлементов Sisymbrium Altissimumсобранного на территории Риштанского района Ферганской области в период цветения.

В образцах стеблей, листьев и соцветий гулявника высокого количественно определили 6 макроэлементов ( Na, Ca, K, Mg, P, S) и 20 микроэлементов (Li, Be, B, Al, Si, Ti, V, Cr, Mn , Fe, Co, Ni , Ta, W, Re, Hg, Ti, Pb, Bi, U, ) которые были проанализированы с помощью ICP-MS.

Содержание макроэлементов в стеблях исследуемого растения увеличивается в следующем порядке: Na < Ca < S < Mg < P < K в листьях возрастание наблюдается в следующем порядке S < Na < P < Mg < K < Ca, адлясоцветий Na < Mg < S < Ca < P < K. Из вышеуказанных данных вытекает следующее: для листьев и соцветий гулявника высокого характерно высокое содержание K и минимальное содержание Na (табл.1 и Рис.1).

В ходе исследований было выявлено, что образцы не содержат Та, W, Re, Bi, U, Но, Ti содержится в стеблях гулявника высокого. В листьях и соцветиях титан не был обнаружен.

Таблица 1.

Содержание макроэлементов в различных частях гулявника высокого (мг/кг)

Рисунок 1. Диаграмма содержания макроэлементов

Результаты определения количества 14 микроэлементов в составе исседуемых образцовприведены в таблице 2. И Рисунке 2.

Таблица 2.

Содержание микроэлементов в различных частях гулявника высокого (мг/кг)

Рисунок 2. Диаграмма содержания микроэлементов

Содержание микроэлементов в листьях Sisymbrium Altissimum увеличиваетсяв следующем порядке: Pb=Hg < Co < V < Cr < Ni < B < Mn < Li < Ti < Fe < Al < Si. В стеблях порядок возрастания следующий: V=Tl < Hg < Co < Ni=Pb < Cr < Li < Mn <Si < B < Al < Ti < Fe, а в соцветиях - V < Pb=Hg < Co < Cr < Ni < Li < Mn < B < Ti < Fe < Al < Si .

Выводы

Таким образом, в результате проведенной работы была определена концентрация 26 макро- и микроэлементов растения Sisymbrium altissimum, собранного на территории Риштанского района. В результате была выявлена высокая концентрация таких жизненно важных макроэлементов[13-14], как К, Мg, Са и Р, а также высокая концентрация микроэлементов Fe, Al, Si, Ti. В Листях и соцветиях Sisymbrium altissimum преобладают кремний и алюминий. В стеблях относительно других компонентов больше Ti и Fe. Обращает на себя внимание достаточно высокое содержание лития во всех органах растения.

Способность исследуемого растения к избирательной аккумуляции таких элементов, как калий, кальций, железо, кремний, титан, литий необходимо принимать во внимание при использовании данного природного сырья для приготовления лекарственных препаратов в галеновых формах, поскольку в настои и отвары переходит около 50% содержащихся в растении микроэлементов.

Список литературы:

1. Н.Н. Сафонов «Лекарственные растения. Иллюстрированный атлас», Москва, Эксмо, 2013 г. – 56 с.
2. Флора Узбекистана. – Ташкент : Изд. АН Уз ССР, 1955. – С. 43.
3. Sisymbrium // Ботанический словарь / сост. Н. И. Анненков. — СПб.: Тип. Имп. АН, 1878. — XXI + 645 с.
4. Гулявник, желтяк // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
5. Great Plains Flora Association. 1986. Flora of the Great Plains. Lawrence, KS: UniversityPressofKansas. 1392 p. [1603].
6. Hickman, James C., ed. 1993. The Jepson manual: Higher plants of California. Berkeley, CA: UniversityofCaliforniaPress. 1400 p. [21992].
7. Mitich, Larry W. 1983. The intriguing world of weeds. Part XV: Jim Hill mustard. WeedsToday. 14(4): 5-6. [44516]/
8. Yensen, Dana L. 1981. The 1900 invasion of alien plants into southern Idaho. TheGreatBasinNaturalist. 41(2): 176-183. [2634]
9. Никифоров Ю.В. Алтайские травы-целители. — Горно-Алтайск: Юч-Сумер – Белуха, 1992.
10. И.А. Гречаный, «Полный справочник лекарственных трав и целительных сборов», Харьков, Клуб семейного досуга, 2013 – 78 с.
11. Растительные ресурсы СССР: Цветковые растения, их химический состав, использование. СПб.: Наука,1991.352 с.
12. A. Ibragimov, S. Dusalieva, Sh.Turgunbayev. Investigation of the mineral composition of the plant cydoniaoblonga mill. by the ISP-MS method.// Unuversum№ 11 (101), 2022 y., p. 58-61
13. Авцын А.П. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология / А.П. Авцын, А.А. Жаворонков, М.А. Риш [и др.]. — М.: Медицина, 1991. — 496 с.
14. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. – М. : Мир, 1989. – 439 с.