藏藥佐太中碳的化學(xué)與結(jié)構(gòu)分析

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)物理系，安徽 合肥 230026

藏藥是我國重要的民族傳統(tǒng)醫(yī)藥，其組成、結(jié)構(gòu)與療效間的關(guān)系仍有很多未知。同時其重金屬含量高也構(gòu)成了獨有的特點。藏藥“佐太”，也叫甘露精王，是生產(chǎn)“七十味珍珠丸”等名貴藏藥的主要原料和配合普通藥物增加療效的常用藥品。具有生肌健脾、滋補強壯，抗病健身的功效。近年來的研究發(fā)現(xiàn)佐太在治療心血管病、甚至對SAS的治療方面均有獨特的療效［1，2］。對佐太詳盡組成的研究僅有少量的報道，且關(guān)注的重點均為重金屬［3，4］。佐太在制備過程中加入了很多有機物，而且制備過程又經(jīng)歷了高溫過程，那么這些有機物最終在產(chǎn)物中是以什么樣的成分與結(jié)構(gòu)存在呢?目前還沒有這方面的研究，既然是佐太中的一部分，對其中的碳的形態(tài)與結(jié)構(gòu)的研究也應(yīng)該是一個不可缺少的部分，只有這樣才能全面了解佐太，并有可能進(jìn)一步了解影響其功效的因素。

本文利用X射線衍射，X射線光電子能譜，紅外光譜、拉曼光譜、掃描電鏡和熱失重等手段對佐太中的碳進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，希望得到精確的信息。

1 儀器與試藥

佐太樣品由青海省玉樹州巴麥寺制備，樣品經(jīng)真空干燥后進(jìn)行分析。

光電子能譜儀 (ESCALAB MARK II，英國VG科學(xué)儀器公司)，以 C1s(284.6 eV)為標(biāo)準(zhǔn)，Al Kα(1486.6 eV)為射線源，功率14kV×20mA，真空度5×10－6Pa;轉(zhuǎn)靶X射線衍射儀 (D/max－rA，日本理學(xué)電機公司)，Cu Kα射線 (λ=0.15405nm)，衍射角2θ=10～80°，掃描速度2°·min－1。傅里葉變換紅外光譜采用KBr壓片法在EQUINOX55分析儀上進(jìn)行 (Bruker，德國)。熱失重分析儀(TGA，DTA－50，島津，日本)，拉曼光譜儀 (RAMAMLOG 6，Spex，美國)。

2 方法與結(jié)果

XPS測試結(jié)果顯示，佐太樣品的主要組成元素為C、Hg、S、O、Fe等元素，它們的含量如表1所示，另外還含有微量的Cl、Na和N等元素。

表1 樣品中元素的組成及含量

可以發(fā)現(xiàn)，佐太樣品中含有大量的碳，那么這些碳是以什么樣的形式存在呢?是無機物還是有機物?通常，佐太在制備過程中要經(jīng)過高溫過程，因此存在大量有機物的可能性不大，那么這么多碳又會是什么呢?

圖1所示為佐太樣品的FT－IR圖譜，其中位于3400cm－1處的峰為羥基的特征振動峰，1570cm－1處的峰為C=C雙鍵的特征振動峰，1228cm－1處的峰為環(huán)氧結(jié)構(gòu)中C－O振動峰，1116cm－1處的峰為C－O振動峰，該圖譜與氧化石墨及石墨烯的結(jié)構(gòu)很接近［5］。為進(jìn)一步驗證其結(jié)構(gòu)，對其進(jìn)行了拉曼光譜的表征，如圖2所示。

從拉曼光譜中可以看出，樣品在1420 cm－1和1590 cm－1分別出現(xiàn)兩個特征峰，與氧化石墨材料的D－帶和G－帶特征峰相對應(yīng)［6］，進(jìn)一步說明佐太中的碳以氧化石墨烯的形式存在。

圖3所示為佐太樣品光電子能譜中的C1s譜，可以看出，在電子結(jié)合能為284.7 eV和286.6 eV處出現(xiàn)兩個特征峰，分別對應(yīng)于氧化石墨烯中的C=C和C－O特征結(jié)構(gòu)中的碳［5］。通常它們間的比例對應(yīng)于氧化程度的大小，佐太樣品中碳的C/O=3.29，說明石墨并非處于高度氧化狀態(tài)，有部分的氧化石墨在制備過程中被還原。

對佐太樣品進(jìn)行熱失重研究發(fā)現(xiàn)，樣品在升溫過程中存在兩個失重階段。第一個階段發(fā)生在200℃左右，失重約20%，對應(yīng)于含氧成份的失去。這個過程主要是氧化石墨烯上的氧在較高溫度下與碳反應(yīng)生成二氧化碳而失去。隨后主要的失重過程發(fā)生在400℃左右，對應(yīng)于石墨烯結(jié)構(gòu)的破壞與分解［5］。相對應(yīng)純度較高的石墨烯而言，這個失重溫度相對較低，可能是佐太中的碳的規(guī)整性比較低的緣故，使得其更易于發(fā)生熱降解。

圖5所示為佐太樣品的XRD圖譜，其中主要的結(jié)晶結(jié)構(gòu)已進(jìn)行過詳細(xì)的描述，除此之外，可以在2θ為27－29°范圍內(nèi)還有C的結(jié)構(gòu)特征峰，對應(yīng)于石墨的層狀結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的層間距在0.37－0.42納米之間，說明佐太中的碳以多種層間堆積方式存在，與常規(guī)的石墨不同。

3 結(jié)論

通過對佐太樣品中的碳進(jìn)行XPS、FT－IR、拉曼光譜、熱失重和XRD研究發(fā)現(xiàn)，佐太中存在大量的碳，這些碳以石墨、氧化石墨和石墨烯的結(jié)構(gòu)形式共同存在，說明在制備過程中，加入的有機物在高位處理后基本上轉(zhuǎn)換為了無機碳材料，這些碳對佐太本身的療效發(fā)生什么作用還有待進(jìn)一步研究。

［1］楊春生.藏藥的理論探討與現(xiàn)代化研究 ［J］.中國民族民間醫(yī)藥雜志，2001，2(49):63.

［2］徐國慶，格桑澤仁.藏藥“佐塔德子瑪”治療慢性胃炎的體會 ［J］.四川解剖學(xué)雜志，2000，8(4):250.

［3］閻立峰，馬小科，朱清時.藏藥佐臺無機成份分析 ［J］.中國中醫(yī)雜志，2007，32(2):159.

［4］閻立峰.藏藥佐太的微結(jié)構(gòu)與成份分析 ［J］.中國藏學(xué)，2007，3:150.

［5］Park S，An J，Piner RD，Jung I，Yang D，Velamakanni A，et al.Aqueous Suspension and Characterization of Chemically Modified Graphene Sheets ［J］.Chem Mater 2008;20(21):6592.

［6］Paredes JI，Villar－Rodil S，Solis－Fernandez P，Martinez－Alonso A，Tascon JMD.Atomic Force and Scanning Tunneling Microscopy Imaging of Graphene Nanosheets Derived from Graphite Oxide ［J］.Langmuir 2009;25(10):5957 －68.