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贵重金属

前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇贵重金属范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。

贵重金属

贵重金属范文第1篇

关键词: Maya; 材质; 贵金属; 渲染

中图分类号:TP37 文献标志码:B 文章编号:1006-8228(2012)10-40-02

引言

当今时代随着游戏的风行,游戏玩家对三维游戏的画质有了更高的要求,三维游戏的画质显然与“材质与渲染”技术是分不开的。许多非常具体的材质任务对游戏制作人员是个挑战。例如,游戏玩家在三维游戏的战斗取胜后,通常会获得一定的“财宝”,这些“财宝”如果“制作”得好,可以让玩家有一种如获珍宝的成就感,从而增强了玩家游戏欲望,尤其那些材质炫丽的“财宝”,可给游戏玩家带来无限的视觉享受和极大的心理满足。如何制作出材质逼真、特色鲜明有震撼力的效果就是材质制作人员的一个重要课题。本文所要研究的是三维游戏中的贵重金属材质的制作要领。

1 贵金属材质及其特性

所谓贵重金属是指黄金、白银[3]、铂金、钯金、铑金等。贵金属具有不同于一般重金属[1]的材质表现特性。现实生活中的贵金属通常用于制作首饰等;在三维游戏等虚拟世界中,也常常被作为“财宝”的主要金属材质体。如何才能更好地在三维虚拟世界中再现真实世界的贵重金属的材质效果,这需要其研究材质。

人们常用“珠光宝气”形容现实世界中的宝物,它也是对“珠宝”最贴切的形容词。要想在虚拟世界中创造“财宝”,尤其是贵重金属材质的“财宝”,我们还需要挖掘一下“珠光宝气”的蕴含。

财宝表面的“气”应该是有一定专业技术要求的,现实世界中的财宝给人们产生视觉效果的“气”——是炽热的、耀眼的、有较高温度光晕之气。“气”的特点反映出“贵”的品质,在金属的基础上巧妙地增添这种“贵气”,为制作贵重金属物品提供了一条有效的思路。

在人类的历史长河中,黄金是极具权力和富贵象征的金属,更代表的是财富。以下我们按照这些思路来制作黄金饰品。

2 贵金属(黄金)材质的技术实现

2.1 黄金材质的基本金属效果的技术实现

首先,打开Maya2008软件,制作一个财宝的场景模型。然后,在Hypershade编辑器中创建一个Phong材质球,该材质特别适合制作质地较硬的金属材质。通常将该材质的Color(颜色)属性调制纯黑色,但是在这里是制作黄金材质,所以要将Color的色调设置为黄色区域,同时,设置一个合适的饱和度,并降低其色值,具体设置为:H为47.83、S为1.00、V为0.074。显示为很暗的土黄色。这个颜色可以决定黄金材质的基本色(它是漫反射色)。

然后,进入Phong材质的Specular shading(镜射属性组),将Cosine Power(余弦值)调节小一些(在15左右比较合适),这样黄金材质的高光反射区域会比较大;同时,调节Specular Color(镜色)为明黄色(可以借助《配色手册》等工具查找出其颜色参数),同时提高其色值V,具体的Specular Color(镜色)参数值设置如下:H为39.20、S为1.00、V为4.00。至此,黄金材质的基本设置完成。

接下来,进一步考虑黄金材质的特点,通常黄金饰品与其他金属[4]有一个明显的区别,就是黄金饰品通常表面不会有太强烈的环境反射效果(黄金主要突出本身的金黄色),因此,在制作时,其环境反射强度比较低,在这里将Reflectivity(环境反射系数)调节为0.281,反射环境Reflected Color(反射环境颜色)为纯黑色。如果所要表现的黄金材质的物品表面不太光滑,可以在基本材质属性中添加凹凸贴图进行控制,这样可以增强饰品的真实感。

最后,为制作的材质添加“贵气”,是那种炽热的、耀眼的、有较高温度的光晕之气,对于Phong材质有如下几个属性可以产生上述效果:Ambient Color(环境颜色)[2]、Incandescence(炽热值)以及特效属性中的Glow Intensity(辉光强度)。

2.2 黄金材质的“贵金属非真实贵气调节策略”

首先要了解上述因素各自的特点,方能对其灵活应用。Ambient Color(环境颜色)、Incandescence(炽热值)是材质早期用的材质属性,它们并不是物体在场景光源作用的效果,只是模拟物体材质对外界光源作用的效果,不会对其他物体产生照明的效果。可见Ambient Color(环境颜色)只是让该材质物体本身增添一些虚假的外界环境颜色,从而使物体材质周围有种环境“雾”,这种“雾”调节得适当就可以变成贵金属材质的“贵气”。Incandescence(炽热值)俗称“自发光”[2],同样的道理,也可以调节为黄金等材质的“贵气”,只是后者调节的影响更明显,但是容易调节过头。经过多次实践发现,如果用上述两种非真实光照属性共同来调节,比较容易实现为黄金等材质增强“贵气”。主要调节策略:Incandescence(炽热值)是“粗”调节开关,可以快速的达到比较将接近的“贵气”值,如果“贵气”值还需要提高,此时,就要使用Ambient Color(环境颜色)作为“细”调节开关进一步的调节,这样就实现了给黄金等贵金属增加“贵气”的效果。但是,这种“贵气”对周围物体是没有光照效果的,在这里估且称之为“贵金属非真实贵气调节策略”。

2.3 黄金材质的“贵金属真实贵气调节策略”

接下来还有Glow Intensity(辉光强度)。该属性值除了让自身有发光效果外,对周围物体有照明影响,因此,这是一种全新的发散式增光效果,并且调节比较简单(只有一个属性值),效果明显,但是需要较强的场景光源控制能力和渲染技巧。这种方式调节出来的黄金具有逼真的“金灿灿”效果,在这里估且称之为“贵金属真实贵气调节策略”。

通过上述的理论研究和实验,可以在黄金材质的基本金属属性调节上,运用上述两种策略进行实践。在这里,运用第二种“贵金属真实贵气调节策略”,将Phong材质的Glow Intensity(辉光强度)值调节为:0.133(一般辉光强度值在0.1左右,否则辉光曝光影响黄金基本材质效果)。运用上述方法,黄金材质的制作就基本完成。

为了得到更好的黄金材质效果,需要为黄金材质物体制造一个封闭的场景,这样有利于使用光的反射。适当选用渲染策略(如利用mental ray渲染器渲染[5])可以实现比较好的黄金效果。下面是运用上述方法制作的黄金饰品。黄金手镯如图1所示。

3 结束语

本文通过对贵重金属“贵气”特征的研究,顺利地完成了黄金饰品——黄金手镯的制作。相对于其他金属的制作方法,本文发掘出了贵金属材质的制作方法,总结出了贵金属制作的两个策略:一个是“贵金属真实贵气调节策略”,另一个是“贵金属非真实贵气调节策略”。本文提出的策略为具体的其他贵金属制作提供了一个参考,并希望起到抛砖引玉的作用。

参考文献:

[1] 李志豪.Maya6 影视动画秘笈200招[M].北京科海电子出版社,2004.

[2] Tom Meade,Shinsaku Arima,董梁,高文婷译.Maya完全学习手册(第一版)[M].清华大学出版社,2005.

[3] 王以斌.Maya材质、贴图与渲染精粹[M].机械工业出版社,2007.

贵重金属范文第2篇

世界上最贵的金属是锎。

1975年世界提供的锎仅约1克,1克的价格在10亿美圆左右,到2018年为止,锎的价格为每克1千万美元,比金贵50多倍。

锎是一种放射性金属元素,原子序为98。锎属于锕系元素 ,是第六个被人工合成出来的超铀元自然界能自行产生的元素中质量最高的,所有比锎更重的元素皆必须通过人工合成才能产生。 伯克利加州大学于1950年以氦4离子撞击锔,首次人工合成锎元素,因此该元素是以美国加利福尼亚州及加州大学命名的。

(来源:文章屋网 )

贵重金属范文第3篇

关键词:苔藓植物;富集;红土型金矿;贵州省

中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2013)17-4077-03

Heavy Metal Accumulation of 5 Bryophytes in Lateritic Gold Deposit Areas of Guizhou, China

JIANG hong1,ZHANG Zhao-hui2

(1.Department of Environment and Life Science,Bijie University,Bijie 551700,Guizhou, China;2.Key Laboratory for Information System of Mountainous Area and Protection of Ecological Environment of Guizhou Province, Guizhou Normal University,Guiyang 550001,China)

Abstract: The elements of Au、Ti、Hg、As、Cu、Zn、Ca、Mg and Pb of five bryophytes with Atomic Absorption Spectrophotometer were analyzed in lateritic gold deposit areas. The results showed that soils were contaminated by As and Hg. The average content of heavy metals in bryophytes was Ca>Mg>Hg>Zn>As>Pb>Cu>Au>Ti. The accumulation coefficient of heavy metals in bryophytes was analyzed. It was found that Funaria attenuata, Didymodon vinealis, Pogonatum inflexum,Pohlia proligera and Pogonatum neesii had a higher capability of accumulating Hg and As. It was found that Ti was coefficient with Hg, and Au was coefficient with As adversely with the correlation analysis of heavy metals in bryophytes. It was shown that the 5 kinds of bryophytes were tolerable on heavy metal pollution of the lateritic gold deposit. These plants would be useful to the appropriate species of potential ecological restoration and comprehensive management in these heavy metal polluted regions in the future.

Key words: bryophytes; enrichment; lateritic gold deposit; Guizhou

收稿时间:2012-12-04

基金项目:国家自然科学基金项目(30860025);国家人力资源和社会保障部留学人员科技活动优秀项目(人社[2008]86 号);贵州省中长期

科技规划重大专项和重点领域基础培育项目(黔教科[2008]012 号);贵州科技厅社会发展科技攻关项目(黔科合SY[2010]3020

号);贵州师范大学博士科研启动经费

作者介绍:江 洪(1980-),男,贵州遵义人,讲师,从事恢复生态学研究工作,(电话)18818275176(电子信箱) ;

通讯作者,张朝晖(1963-),男,贵阳人,教授,博士,从事生态学、植物学研究工作。

我国矿产资源丰富,在开发这些资源获取经济效益的同时,也带来严重的重金属污染问题。植物修复重金属与植被重建被认为是一种较为理想的治理矿区废弃地的途径,是当前植物生态学的重要研究领域之一[1];Grant等[2]在澳大利亚的新南威尔士对13个废弃矿山乡土植物种恢复适宜性进行了研究。Mench等[3]研究了植被对重金属理化性质的改变和转移,结果表明重金属能够被植被所吸收,反过来植被覆盖的建立又能改变废弃地的理化性质,增加土壤中重金属的流动性。Martinez-Ruiz等[4]研究了坡向对露天矿废弃地植被自然恢复的影响,认为北坡的植被演替速度较快。Pamukcu[5]研究了巴西南部煤矿废弃地植被对土壤的改良效应,认为植被能够稀释土壤中难以处理的有机物质。魏树和等[6]认为赣南钨矿区土壤污染最为严重的重金属是Cd和Mo,部分植物如龙葵(Solanum nigrum L.)是重金属Cd的超富集植物[7]。陈同斌等[8]在钨矿尾砂库区发现了蜈蚣草(Nephrolepis cordifolia Presl)等重金属的超积累植物,袁林喜等[9]对北极新奥尔松地区苔藓植物及土壤中10种重金属(Hg、Pb、Cd、Cu、Zn、Ni、Fe、Mn、As、Se)及S、TOC的含量进行研究,得出了3种苔藓植物对重金属元素具有较大的富集能力。 江洪、黄文琥以及张朝晖[10-12]曾对贵州豹子洞红土型金矿、烂泥沟金矿苔藓植物进行研究,初步分析了苔藓植物中某些品种具备生物探矿的潜力。

本研究通过采样和实验分析贵州黔西南红土型金矿土壤的污染状况和植物富集重金属特性,研究和探讨了不同植物对环境污染物的富集能力,并进行综合评价,为红土型金矿周边及其他地区进行生态修复提供科学依据和基础资料。

1 材料与方法

1.1 材料来源

苔藓样品于2006年7月采自黔西南——晴隆、安龙和盘县等地, 当地分布着贵州喀斯特山区的一种特殊的红土型金矿,即金矿和石灰岩的混生矿。黔西南地貌特征为高原山地, 地形起伏大、高原峡谷纵深, 属于喀斯特中山、中高山区[13];但植被覆盖率极低,除了稀疏草丛和生长较好的苔藓植物之外,几乎没有别的植物在上面生长。在该区域共选取了5种苔藓植物(表1)。

1.2 样品的制备

样品前处理:用镊子将苔藓植物样品从基质上分开,自来水洗净后再用去离子水漂洗至苔藓植物表面无其他杂物,同时取相应的基质适量,分别置于化学分析滤纸(定量用)上,于101A型干燥箱(上海跃进医疗器械一厂)内烘干48 h,温度保持在60 ℃以下。烘干后分别研磨,过80目筛,存放于小样品袋中备用。

苔藓植物供试样品制备(测Au、Ti、Hg、As、Cu、Zn、Ca、Mg、Pb):取苔藓样品粉末0.2 g于消解罐中,加入5 mL HNO3和2 mL H2O2,密封后放入MWS-2微波消解仪(德国Berghof公司)进行微波消解,使用程序见表2。消解完毕冷却后取出,移入25 mL容量瓶中,用0.5% HNO3定容待测。

基质供试样品制备(测Hg、As):取基质0.5 g于消解罐中,加10 mL王水和0.2 mL 1% HCl,密封后放入MWS-2微波消解仪进行微波消解,使用程序见表2。消解完毕冷却后取出,移入50 mL容量瓶中,用5% HCl定容待测。

基质供试样品制备(测Au、Ti):取基质0.5 g于消解罐中,加5 mL HNO3、2 mL H2O2、1 mL HF,密封后放入MWS-2微波消解仪进行微波消解,使用程序见表2。

2 结果与分析

2.1 黔西南红土型金矿土壤中各元素之间的相关性

根据土壤中重金属含量的相关性可以推测重金属的来源是否相同。若重金属间含量有显著相关性,说明来源可能相同,这一来源有可能源自天然,即地球化学来源;另一方面可能是人为活动造成的复合污染[9]。黔西南红土型金矿土壤9种重金属平均值含量顺序为:Mg>Ca>Zn>Cu>Pb>As>Hg>Au>Ti。并利用SPSS 19.0软件对金属元素进行相关分析,结果见表3。由表3可知,Au-Ti、As-Ti之间相关性显著,说明这些金属来自同一污染源的概率较大,具有较强的伴生关系。而其他各元素相关性较低,表明它们累积的独特性。

2.2 红土型金矿苔藓体内金属元素分布特征

2.2.1 红土型金矿苔藓植物体中元素的相关分析 对黔西南红土型金矿中苔藓植物样品植物体中元素含量分析得出平均含量顺序为Ca>Mg>Hg>Zn>As>Pb>Cu>Au>Ti。对这些元素进行相关分析,可以大体反映出元素之间是否存在交互作用。若两元素之间呈显著或极显著正相关,则表明可能存在协同作用,若呈显著或极显著负相关则表明可能有拮抗作用[9-13]。对5种苔藓植物体内的金属元素进行相关分析,其结果见表4。由表4可见,Ti-Hg这组数据在0.05水平上达到显著正相关,这说明它们在植物吸收积累方面具有较好的协同作用,Cu-As在0.05水平上达到显著负相关,说明了Cu-As元素在植物富集过程中存在拮抗作用。不同元素之间由于交互作用而相互促进或降低植物对其的吸收量。

2.2.2 苔藓植物对金属元素的富集作用 不同种类的植物对元素的吸收有不同的选择性,因而一定的元素在不同种类的植物体中有着不同的含量范围,不同种类的苔藓植物体内所富集的重金属物质含量也有一定区别,它们对地下矿化反映的敏感性和效果亦存在很大的差异[14]。植物对土壤元素的吸收富集能力可用植物体内某元素的含量与植物生长底质中某元素背景值比率即富集系数(C)来表示:

C=■

当C≥1.5时,弱富集;C>3时,强富集;0.5

植物对土壤元素的吸收富集能力见表5, 从表5可以看出,5种样品对元素Hg、As均属强度富集。此外,样品1、5对金属元素Au属强富集,样品3对金属元素Ti为强富集,样品4对Pb和Ca强富集,样品2对金属元素Zn、Ca和Mg属强富集。

3 小结与讨论

对黔西南红土型金矿苔藓植物及其基质中Au、Ti、Pb、Cu、Zn、Ca、Mg、Hg、As 9种元素进行含量分析,得出该地区基质中9种元素的平均含量顺序为Mg>Ca>Zn>Cu>Pb>As>Hg>Au>Ti,其植物体中元素的平均含量顺序为Ca>Mg>Hg>Zn>As>Pb>Cu>Au>Ti。对苔藓植物体内9种元素进行相关分析,得到Ti-Hg在植物吸收积累中具有较好的协同作用, Cu-As则为拮抗作用。苔藓植物体内元素富集系数分析结果表明,5种苔藓植物对Hg和As都具有超强富集能力。此外,狭叶葫芦藓和土生对齿藓对金属元素Au属强富集;东亚小金发藓对金属元素Ti为强富集;卵蒴丝瓜藓对 Pb和Ca强富集;硬叶小金发藓对金属元素Zn、Ca和Mg为强富集。

植物对金属的富集主要取决于植物从土壤中吸取金属以及向地上部运输金属元素的能力,也取决于自由态离子活度。基于此,许多螯合剂能诱导植物对重金属的富集。金属离子在液泡中的区域化分布是植物耐重金属的主要原因,大多数元素都是以游离态的形式存在,只有与其他化学物质发生复杂的反应形成络合物时才会以离子的形式存在。本研究中大部分元素属有毒元素,但对5种苔藓植物并无毒害,表明这5种植物可能存在内部脱毒机制[15]。

尽管超量积累植物在污染土壤修复方面有很好的应用前景,但大多数植物生长速度很慢,植株矮小,单株干物质重量小,这为实际应用带来了很大困难。因此需要探索利用诱导剂诱导高生物量的普通植物超量吸收和积累重金属,将显著提高非超量积累植物对重金属的吸收和积累能力,从而为重金属污染土壤的修复提供理想的植物材料。

参考文献:

[1] 徐华伟. 某矿优势植物对重金属的累积及耐性研究[D].兰州:甘肃农业大学,2009.8-12.

[2] GRANT C D,CAMPBELL C J. CHARNOCK N R. Selection of species suitable for derelict mine site rehabilitation in New South Wales Australia[J].Water,Air,& Soil Pollution,2002, 139(1-4):215-235.

[3] MENCH M, BUSSI?魬RE S , BOISSON J ,et al.Progress in remediation and revegetation of the barren Jales gold mine spoil after in situ treatments[J]. Plant and Soil,2003,249(1):187-202.

[4] MART?魱NEZ-RUIZ C,FERN?魣NDEZ-SANTOS B,G?魷MEZ-GUTI?魪RREZ J M. Effect of substrate coarseness and exposure on plant succession in uranium-mining waste[J]. Plant Ecology, 2001,155(1):79-89.

[5] PAMUKCU C,SIMSIR F. Example of reclamation attempts at a set of quarries located in Izmir,Turkey[J]. Joumal of Mining Science,2006,42(3):304-308.

[6] 魏树和,周启星,王 新. 一种新发现的镉超积累植物龙葵(Solanum nigrum L)[J].科学通报,2004,49(24):2568-2573.

[7] 段恒霞.重金属超富集植物龙葵Solanum nigrum L.对Cd耐受和富集[D].青岛:青岛师范大学,2010.

[8] 陈同斌,韦朝阳,黄泽春,等.砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征[J].科学通报,2002,47(3):207-210.

[9] 袁林喜,龙楠烨,谢周清,等.北极新奥尔松地区现代污染源及其指示植物研究[J]. 极地研究,2006,18(1):9-19.

[10] 黄文琥,张朝晖.贵州烂泥沟金矿5种苔藓植物的生物地球化学研究及生物探矿潜力分析[J].黄金,2006,27(12):12-15.

[11] 江 洪,张朝晖.贵州豹子洞石灰岩与红土型金矿藓类植物比较研究[J].中国岩溶,2007,26(1):31-36.

[12] 江 洪,张朝晖.黔西南红土型金矿硬叶小金发藓对几种金属元素的吸收、富集特征[J],热带亚热带植物学报,2009,17(5):483-488.

[13] 冯学仕,郭振春.黔西南地区金矿产出模式及找矿潜力[J].贵州地质,2002,19(2):109-111.

贵重金属范文第4篇

一、由具体到抽象

有许多学生对初中的知识还没有掌握,甚至还比较陌生。比如有的学生对直线、射线、线段这三个知识点的认识比较模糊。在教学时就要注意,对这三者的教学应当遵循由具体到抽象的规律。可以按线段、射线、直线的顺序进行教学,线段由两个端点及中间直的线构成,这时我们可以观察,生活中有许多物体可以用线段来定义,如桌凳的边,建筑物的高,等等。接着讲解射线,射线可以理解为一条线段将其中的一个端点去掉,向着一方无限延长。生活中也有许多的例子,如手电筒发出的光。至于直线,可以理解为将线段的两个端点去掉,向着两边无限延长。线段、射线、直线这三者中,线段是比较具体的概念,而射线、直线都是比较抽象的概念。按由具体到抽象的规律进行教学,学生会更容易理解和接受。

二、由易到难

教学时,如果一下子讲解得太难,将知识点挖得太深,则不利于学生打好基础,甚至会打击学生学习的积极性。职业中学的学生本来学习能力就所欠缺,如果一下子将课堂内容讲解得太深太难,往往会引来学生的反感,甚至厌学,发展到后就会出现逃课和其他一些违纪现象。中职生的数学能力就好比一个胃肠功能不太好的人,本来他只能吃半碗稀饭,如果让他一下子吃一碗米饭,那肯定是要出问题的。

有位老师教一个汽修班的数学,这个班的学生数学基础非常薄弱,从他们的错误中就可以看出来,如“+=”,“方程x=1的解是1”,等等。在讲解二次函数y=ax+bx+c时,老师将顶点坐标、对称轴、函数图像开口方向等问题在第一节课就全部讲完,并且在第二节课又举了几个计算难度比较大的例题,结果学生的反应非常不好,部分学生都不高兴学,连作业也不做了。由此可见教学按照由易到难的规律还是非常有必要的。当然,我们也不能在教学中只求“少”和“易”,在教学中逐步加大难度和量,这应当是一个循序渐进的过程。

三、对一个班的学生要进行分情况教学

中职生之间学习上的差异非常大,在进行教学时可以对不同的学生提出不同的要求。首先,基础性的东西所有人都要掌握,较难的知识点只要求部分同学掌握。比如在讲解椭圆标准方程时,对标准方程的推导过程我只要求班上的人掌握,还有的人只要了解推导过程,记住推导结果就可以了。如果强求所有人都掌握这个推导过程,往往会适得其反。后面的学生有可能花了时间和精力,却产生了混淆,最后连椭圆的标准方程都记不住,那还不如让他们把时间和精力花在记公式上。

对于作业布置也可以遵循这个规律。我校有位老师布置作业就喜欢每天布置五道数学题,四题为必做题,最后一道题目为选做题。学习较差的同学只要做前面四题,他们都非常乐意完成,而学习较好的学生都非常愿意挑战选做题。不管是哪一类的学生,无疑都会喜欢去完成这样的作业。

四、由点到面

我用一个例子来解释一下这个规律。比如我在讲解函数奇偶性时,运用这样几个例子:①f(x)=x+4;②f(x)=x;③f(x)=x;④f(x)=.由这四个函数图像可得出:①②为偶函数,③④为奇函数。在①中,f(1)=5,f(-1)=5,f(2)=8,f(-2)=8;在②中,f(1)=1,f(-1)=1,f(2)=16,f(-2)=16;在③中,f(1)=1,f(-1)=-1,f(2)=2,f(-2)=-2;在④中,f(1)=1,f(-1)=-1,f(2)=,f(-2)=-.从中总结出偶函数有f(x)=f(-x)的性质,奇函数有f(x)=-f(-x)的性质。对于中职生而言,由点到面地教学能让基础较差的学生更好地理解和接受。

贵重金属范文第5篇

[关键词]藏药;表征;含量分析;评价

[中图分类号] R29 [文献标识码] B [文章编号] 2095-0616(2013)18-42-03

藏医药是我国传统民族医药中的一个重要组成部分[1]。由于藏药特殊的配方和疗效的独特性,引起了相关研究领域的兴趣和热潮。在藏药中多种重金属通过特殊的炮制技术入药,虽说成为特定的具有治疗价值的药用有效成分[2-3],但重金属在药物中存在的形式和体内状态不明,并且其治疗价值机制不清、证据不足,这些都需要评价其安全性。本文使用红外及X射线衍射对4种典型的名贵藏药进行表征,微波消解并测定藏药中的矿物质元素及重金属元素含量[4],再通过PBET对其进行毒性评价,试图建立一个较完整的藏药安全评价体系和方法。

1 实验材料

1.1 实验仪器

仪器:NICOLET NEXUS870 FT红外光谱仪、ARL X-TRA X射线衍射仪、ARL-9800 X射线荧光光谱仪、Optima 5300 DV等离子发射光谱仪、Perkin-Elmer ELAN9000 等离子质谱仪、MILESTONE微波消解仪、SHA-CA水浴恒温振荡器、Anke TDL-40B台式离心机。

1.2 实验试剂

试剂:硝酸(BV-Ⅲ级),双氧水(BV-Ⅲ级),胃蛋白酶(BR),L-苹果酸(BR),柠檬酸三钠(AR),乳酸(AR),冰醋酸(GR),盐酸(BV-Ⅲ级),胰酶(BR),胆盐5号(BR),L-半胱氨酸(BR),国家标准溶液锗(Ge)GSB G 62073-90(3201),

2 实验方法

2.1 藏药的预处理

(1)称量药丸:对每丸藏药进行称量。(2)研磨药丸:将藏药在干净的封口袋中用老虎钳夹碎,用玛瑙研钵研磨,过筛(100目)后,保存于封口袋中。

2.2 藏药的表征

2.2.1 红外 将研磨好的藏药样品与KBr粉末一起研磨,均匀混合,将混合后的粉末压片形成厚度为1~2mm的薄片。用傅里叶红外光谱仪(仪器:NICOLET NEXUS870 FT红外光谱仪)对样品进行红外透射光谱测量。测量条件为:测试范围4000~400cm-1;分辨率4cm-1;扫描次数32次。

2.2.2 X射线衍射 将研磨好的藏药样品置于样品架上,用X射线衍射仪(仪器:ARL X-TRA X射线衍射仪)进行测量。测量条件为:扫描范围:2θ=3~80°;扫描步长:0.02°;扫描速率:10°/min[5]。

2.3 藏药元素总量分析

2.3.1 总量微波消解 准确称量0.15g样品粉末(4种名贵藏药各1份,2种标准物各2份)置于消解罐中,做好记号。在称量好的样品中各加入8mL浓硝酸和1mL双氧水,反应一段时间后各补加1mL双氧水。同时准备2份空白样,为8mL浓硝酸和2mL双氧水。一段时间后进行微波消解,程序升温:15min从室温升至210℃,并保持30min。冷至室温后,小心打开消解罐,尽量将其中的样品全部转移至干净的小烧杯中,在电热板上加热将多余的酸除去,蒸至近干。加入去离子水,定容至10mL。用ICP-OES和ICP-MS(仪器:Optima 5300 DV等离子发射光谱仪、Perkin-Elmer ELAN9000等离子质谱仪)测定其中可能含有的金属元素的浓度。ICP-OES仪器参数为:RF功率1300W;雾化气0.8L/min;辅助气0.2L/min;冷却气15.00L/min;中阶梯光栅(Echelle);可拆卸石英炬管;Scott型双层雾化室;Meinhard型同心雾化器;三通道蠕动泵;分段式电荷耦合器件检测器(SCD)。ICP-MS仪器参数为:高频入射功率1.1kW;雾化气流速0.96L/min; 冷却气流速15L/min;辅助气流速1.2L/min;透镜电压6.5V;测量方式为跳峰;峰停留时间50ms;双模检测器[6-10]。

2.3.2 X射线荧光光谱 样品压片,然后进行X射线荧光光谱分析(仪器:ARL-9800 X射线荧光光谱仪),测定其中可能含有的元素的浓度。

3 结果

3.1 表征

3.1.1 红外分析 4种名贵藏药的红外光谱图。如图1~4。

测得的红外光谱图是藏药成分混合物各组分红外光谱图的叠加,特征性较纯化合物的红外光谱图低[9]。将测得的红外光谱图与纤维素-木粉的标准红外光谱图对比可以发现,样品中均存在大量的纤维素,3371.6cm-1附近是O-H键的伸缩振动峰,1650.0cm-1附近是C=O的伸缩振动峰,1426.1cm-1附近是CH2的剪式振动峰,1159.0cm-1附近、1034.1cm-1附近是C-O的伸缩振动峰,897.0cm-1附近是C-H的弯曲振动峰。在部分样品中,存在少量碳酸盐,1799.6cm-1附近、1413.0cm-1附近、873.1cm-1附近、710.3cm-1附近是CO32-的振动吸收峰。在部分样品中,存在少量硝酸盐,1385.0cm-1附近是N-O的伸缩振动峰,822.0cm-1附近是N-0的变形振动峰。在部分样品中,存在酯类化合物,2926.4cm-1附近、2855.1cm-1附近是C-H伸缩振动峰,1743.8cm-1附近是C=O伸缩振动峰。分析结果如下:(1)仁青常觉:纤维素、碳酸盐(少);(2)七十味珍珠丸:碳酸盐、纤维素;(3)二十五味珍珠丸:碳酸盐、纤维素;(4)仁青芒觉:纤维素、碳酸盐。

3.1.2 X射线衍射分析 4种名贵藏药的XRD谱图。图5~8。

由于藏药中大量有机物的存在以及其中含有的金属与矿物质种类较多,导致其XRD谱图基线不平且所得谱图是各组分衍射效应的叠加。结合查阅到的相关资料,用PCPDFWIN软件查XRD谱图。分析结果如下:(1)仁青常觉:SiO2、CaCO3、HgS、HgO2、CuAl6(PO4)4 (OH)8·4H2O(CuO、Al2O3、P2O5);(2)七十味珍珠丸:SiO2、CaCO3 、HgO2;(3)二十五味珍珠丸:CaCO3;(4)仁青芒觉:SiO2、HgS、HgO2。

3.1.3 元素总量分析 4种名贵藏药中,微量元素与常量元素含量分析结果。见表1~2。

总体上,4种名贵藏药中Pb、Hg、As、Cu、Zn、Mn等现代健康科学被认为有毒有害的重金属含量普遍较高,长期服用这些藏药具有一定的健康安全风险;但是在现实生活中还未发现服用这些藏药所带来的明显毒害作用,对于一些疾病反而具有独特的疗效。因此,有待在今后进一步加强这些金属元素在藏药中的存在形态分析,生物毒理学研究以及长期服用这些藏药后的具体临床调研,从而更客观地评价名贵藏药的毒理特性和药理特性。

4 讨论

通过红外及X射线衍射对4种名贵藏药的表征可以发现,由于藏药本身及炮制过程中有大量的金属和矿物质存在和参与,因此藏药的成分虽已纤维素为主,但是其中含有较多的矿物质。通过微波消解并测定藏药中的矿物质元素及重金属元素含量可以发现,4种藏药中的重金属含量普遍较高,尤其是Pb、Hg、Cu、Zn,在部分藏药中的含量相当高。建议今后加强藏药中重金属元素的形态分析以及藏药生物毒理学研究,进一步评价藏药摄入带来的安全风险。

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