今天给大家介绍的是中草药鉴别中使用到哪些光学检测技术:
1、中草药的鉴别需求
中草药是我国中医药学领域的瑰宝之一,尤其是一些道地生长区的中草药更是中药界的名片。但是随着近现代工农业的发展,以及中草药的大规模种植,对原本适合中药生长的土壤都造成了一定的损伤,例如重金属污染、少量营养元素贫瘠、化肥及农药残留等等,进而直接影响了中药的品质,使得中药的色泽、药效等有所下降,甚至会危及患者的健康安全。因此我国的《中国药典》和《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》明确规定了药用植物及相关制剂的科学健康品质标准,规范化行业内药厂的检测标准。
2、中草药的鉴别方法
目前,中草药重金属检测的方法主要含有化学分析法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法和激光诱导击穿光谱法。顾名思义,前面三种高灵敏度的检测方法大家脑海中会有一定的映像,但有其利,自有其不足之处。简单来说,化学分析法和电感耦合等离子体质谱法在检测过程中对药品的预处理相当复杂,而且容易产生化学废液;原子吸收光谱法不仅药品预处理复杂,每次还仅能测量一种元素,因此这些方法及其不便,检测成本高。相比之下,激光诱导击穿光谱法则兼具快速、原位、多元素、低损伤、高灵敏、免预处理等诸多优势,对保障中草药的品质安全有重要意义。
3、激光诱导击穿光谱技术
激光诱导击穿光谱(Laser-induced breakdown spectroscopy, LIBS)技术是一种选用高能激光瞬间(低于纳秒量级)激发样品中的稳态物质到激发态(由分子原子被强激光电离变成等离子体),然后激发态离子向稳态跃迁向外发射光子,即产生荧光,并且被光谱仪收集。中学物理中学到,每个元素的荧光光谱的波长都是不同的。因此根据荧光光谱的波长分布可以准确鉴别出元素,根据荧光光谱的强度可以定量相应元素的浓度。最后通过软件分析,可以在秒时间内快速给出样品的重金属元素种类及含量等检测结果。因其测量过程采用无接触式的光学原理,才使得激光诱导击穿光谱的诸多优势,备受重金属元素检测领域研究人员的青睐。
4、 LIBS中草药检测的应用
中草药的品质鉴别涉及的技术相当丰富,细分的领域也很多,而LIBS技术则主要在中草药的重金属含量检测方面有独特的优势,因此LIBS更多的用于中草药重金属污染检测、种植中草药所在土壤的重金属含量检测等方面。由于LIBS采用高能激光作用在样品的一个很小的区域(直径百微米左右),对原样品的损伤非常小,并且检测方便,可直接在中草药植物表面检测农药残留、金属元素是否超标等。
随着LIBS技术的发展和产业化,一些手持式LIBS光谱仪,高精度LIBS在线检测系统等产品纷纷涌入重金属元素检测的市场。利用LIBS系列的产品,人们可以走出实验室,去药材的生长地现场进行随机抽查,检测药材生长的环境土壤是否受到污染,药材植物表面的根茎是否有农药残留,甚至可以根据药材的元素含量,来鉴别中药的产地等。因此LIBS农药检测技术的广泛应用,不仅有利于中药市场的规范化,还能促进我国中医药现代化研究的发展,以科学的检测技术揭秘传统中医的神秘面纱。
例如传统的藏药以制药过程中擅长使用重金属著称,人们往往担心摄入过量藏药是否引起重金属中毒等问题。以藏药中的“佐太”为例,藏医采用传承千年的独特藏药炮制方法将水银、铜等多种重金属经过几十道加工程序、近两个月的时间炮制成灰,并制成药丸。在炮制过程中,一般是通过中制品的眼观、手摸、鼻闻、味尝等传统方式进行品质把控,对技术人员的要求非常高。将LIBS重金属检测技术应用到这类药材的生产过程中,采用数据化自动化监控方式,有利于提高药材炮制的成功率和人工成本,也为古老中药的揭秘提供现代科技检测技术,加快中医药走向世界的进程。