颜洁芳，姜丹，任广喜，徐裕彬，吴佩根，刘春生*

1.北京中医药大学 中药学院，北京 102488；2.河北橘井药业有限公司，河北 安国 071000

天竺黄(Bambusae Concretio Silicea，BCS)是药用历史悠久的中药，别名“天竹黄”[1]，首载于《日华子本草》[2]，为禾本科植物青皮竹BambusatextilisMcClure、华思劳竹SchizostachyumchineseRendle等秆内的分泌液干燥后的块状物[3]。天竺黄为治疗小儿惊风、癫痫抽搐、痰热中风之良药，有保护神经[4-5]、抑制骨吸收[6]的药理作用。天竺黄在国内主产于云南、广东和广西，在国外产于印度尼西亚、印度等国家[7]。由于天竺黄天然产量较低、资源紧缺而价格高昂，20世纪出现了由天竺黄已知化学成分合成而得的人工天竺黄(Concretio Silica Praeparata，CSP)[8]。人工天竺黄又称“合成天竺黄”[9]，收载于《上海市中药材标准》1994年版[10]，为硅酸盐凝胶体，含有少量钠、钾、钙、铝、铁等金属离子并吸附有鲜竹沥[11]。人工天竺黄与天竺黄性状相似而易混淆。由于人工天竺黄较天竺黄价格低廉，其替代天竺黄药用的现象越来越多。然而，人工天竺黄能否作为天竺黄的替代品尚缺乏药理和临床研究。因此，需要对天竺黄和人工天竺黄开展对比分析和鉴别研究，提出快速、客观的鉴别方法。目前，有报道通过热分析[12]、火焰原子吸收光谱[13]等方法鉴别天竺黄与人工天竺黄，但这些方法都无法实现天竺黄与人工天竺黄的快速鉴别。

显微鉴别是中药鉴定的重要手段之一，具有简便、快速和客观的优势。光学显微镜和扫描电镜则是中药显微鉴别常用的工具。X射线能谱仪主要用于成分分析，具有分析速度快的特点。扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)是扫描电镜配备X射线能谱仪作为附加仪器，扫描电镜与能谱仪的联用可在观察材料微观形貌的同时快速分析材料表面微区的元素分布情况[14]。为探讨天竺黄和人工天竺黄的快速鉴别方法，本研究采用光学显微镜和扫描电镜-能谱仪对天竺黄和人工天竺黄的显微结构与元素组成进行差异性分析，从而为天竺黄和人工天竺黄的快速鉴别提供参考。

1 材料

1.1 仪器

Olympus BX51型光学显微镜(日本Olympus 公司)；JSM-7001F型热场发射扫描电子显微镜(日本电子株式会社)；INCA X-MAX型能谱分析仪(英国牛津仪器公司)。

1.2 样品

不同产地的天竺黄与不同形状的人工天竺黄药材共计9批，购于安徽亳州、河北安国、四川成都药材市场或采集于中国广东和印度尼西亚，样品产地、形状特征及来源见表1。

表1 天竺黄和人工天竺黄药材信息

2 方法与结果

2.1 光学显微镜鉴别

2.1.1样品前处理 将天竺黄和人工天竺黄样品粉碎，过五号筛，制成稀甘油装片。

2.1.2普通光学显微镜鉴别 将稀甘油装片置于普通光学显微镜下进行观察，结果见图1。

普通光学显微镜图像结果表明，天竺黄与人工天竺黄样品均有不规则无色团块，但在不规则有色团块和红棕色条状物的特征上有明显区别。具体表现为，天竺黄有深红色、红棕色或黄棕色团块，广东产样品多见，云南产和印尼产样品少见或未见红棕色条状物；人工天竺黄方块状样品有黑色或黑褐色团块，形状不规则样品未见有色团块。

2.1.3偏光显微镜鉴别 将稀甘油装片置于偏光显微镜下，进行正交偏光观察。观察结果显示，天竺黄和人工天竺黄样品均呈全黑的显微图像，表明天竺黄和人工天竺黄均没有偏光性。

2.2 扫描电镜-能谱仪检测

2.2.1供试品制备 取天竺黄与人工天竺黄样品粉碎，过五号筛。将导电胶粘贴于载物台上，把样品粉末均匀分布于导电胶表面，用洗耳球吹去小颗粒，采用真空镀膜法在4 Pa以下高真空、电流20 mA条件下喷镀铂金属2 min使样品导电。

2.2.2仪器参数 仪器的加速电压为15.0 kV，工作距离为10.3 mm。

2.2.3扫描电镜形貌观察 将供试品置于扫描电镜下(×10 000)观察，结果见图2。

图1 天竺黄与人工天竺黄样品的普通光学显微镜图像(×400)

由图2可见，天竺黄样品呈明显的粒状集合体，表面粗糙；而人工天竺黄样品相对紧实，表面较平滑。结果表明，在扫描电镜10 000倍镜下天竺黄和人工天竺黄的形貌特征有明显差异。

2.2.4能谱仪元素测定 在扫描电镜5000倍镜下，联用能谱仪对供试品进行表面元素分析，元素分析结果见表2。表面元素分析结果显示，天竺黄和人工天竺黄样品均主含氧、硅、碳元素。印度尼西亚产天竺黄样品主要元素含量顺序为氧>硅>碳，有的样品中检测到少量的钾、铁元素；国内产天竺黄样品主要元素含量顺序为氧>碳>硅，检测到少量的硫、氯、钾、钙元素；人工天竺黄样品主要元素含量顺序为氧>碳>硅，方块状样品中检测到一定量的钠、硫元素。可见，天竺黄和人工天竺黄的主要元素种类一致，但主要元素含量顺序及其他元素种类有一定差异。

3 讨论

本研究收集了多个产地的天竺黄和不同形状的人工天竺黄，通过光学显微镜观察、扫描电镜观察和能谱仪分析，发现天竺黄和人工天竺黄的微观结构及元素组成存在一定差异，可以依据差异性对天竺黄和人工天竺黄进行鉴别。

在普通光学显微镜下，根据不规则有色团块的有无与颜色可以鉴别天竺黄和人工天竺黄。若有色团块呈深红色、红棕色或黄棕色，则为天竺黄；若有色团块不存在或有色团块呈黑色、黑褐色，则为人工天竺黄。此外，在普通光学显微镜下，广东产天竺黄有红棕色条状物多的特征，而云南产天竺黄、印度尼西亚产天竺黄以及人工天竺黄少或无条状物。偏光显微镜观察结果说明天竺黄和人工天竺黄均不具有偏光性，通过偏光显微镜不能鉴别天竺黄和人工天竺黄。扫描电镜结果显示，天竺黄呈粒状集合体、表面粗糙，而人工天竺黄相对紧实、表面平滑，故利用扫描电镜可以鉴别天竺黄与人工天竺黄。天竺黄和人工天竺黄的扫描电镜结果与天然牛黄和人工牛黄的扫描电镜结果相似[15]，均表现出天然中药表面粗糙而人工替代品表面平滑的微观形貌特征差异，这提示扫描电镜可能在天然中药和人工替代品的鉴别中具有独特优势。通过普通光学显微镜和扫描电镜观察，发现天竺黄和人工天竺黄的微观结构存在差异，普通光学显微镜和扫描电镜可用于天竺黄和人工天竺黄的鉴别。天竺黄和人工天竺黄的微观结构有差异性的原因可能是天竺黄的形成受原植物与环境的影响、形成时间长，而人工天竺黄成分相对稳定、形成时间较短。

图2 天竺黄与人工天竺黄样品的扫描电镜图像(×10 000)

能谱仪元素组成分析结果显示，天竺黄和人工天竺黄的主要元素均为氧、硅和碳，但主要元素含量顺序及其他元素种类有一定差异。根据主要元素含量顺序可以鉴别印度尼西亚产天竺黄与人工天竺黄，但不能鉴别国内产天竺黄与人工天竺黄。国内产天竺黄与印度尼西亚产天竺黄的主要元素含量顺序不同，国内产天竺黄中检测到少量的硫、氯元素而印度尼西亚产天竺黄中未检测到，说明不同产地天竺黄的化学成分可能受基原、环境的影响而不同。另外，方块状的人工天竺黄中检测到一定量的钠、硫元素而形状不规则的人工天竺黄中未检测到，推测方块状和形状不规则的人工天竺黄的合成配方或生产工艺可能存在差异。本研究采用能谱仪无标样分析法进行元素测定，样品制备及仪器参数是能谱仪分析精度的重要影响因素[16]，故实验中采取了合理的制样方法和仪器参数以提高测定的准确度。

表2 天竺黄与人工天竺黄样品中各元素的质量分数(n=3) %

天竺黄不但在1985年以来历版《中华人民共和国药典》中均有记载，在民族药中作为蒙古族药、藏族药或维吾尔族药使用，而且在印度传统医学中也应用广泛[17-18]。然而，目前天竺黄的基础研究很薄弱，关于天竺黄的药效成分和药理机制研究报道甚少。天竺黄中的硅元素含量高，被称为“植物来源的蛋白石”[19]，其药效是否与硅元素有关值得深入研究。另外，人工天竺黄能否作为天竺黄的替代品有待进行药理和临床研究。