種子類中藥材油脂過氧化值的熒光半定量檢測

葉廷秀，羅紅元，范曉萱，米 燕，余亞選，陳 曦

（1．廈門醫學院 藥學系，福建 廈門 361023；2．廈門大學 化學化工學院，福建 廈門 361005；3．廈門醫學院 海洋生物醫藥資源福建省高校工程研究中心，福建 廈門 361023）

桃仁、火麻仁等是一類常用的種子類中藥材，該類中藥材油脂含量高，如桃仁的油脂約占總量的30%～60%［1］，火麻仁的油脂約占總量的30%［2］。在存放過程中，由于受到環境中溫度、氧氣、水分以及光照等的作用，桃仁、火麻仁等富含油脂的種子類中藥材會出現泛油現象。泛油現象不僅會改變中藥材的色澤與氣味，同時油脂氧化產生的過氧化物還會影響中藥材的藥用價值與安全性［3-4］，而長期攝入含有過量過氧化物的中藥材會破壞人體內的某些代謝系統，損傷人體腦細胞，導致人體衰老，以及產生腫瘤、心血管疾病等［5-6］。

油脂的過氧化值（PON）是反映油脂氧化過程中產生的過氧化物含量的重要指標［7］，PON 越高，油脂被氧化程度越高，油脂品質越差。因此，對于桃仁、火麻仁等富含油脂的種子類中藥材而言，檢測該類中藥材油脂的過氧化值不僅可評價其油脂的氧化程度，還可從氧化程度判斷該類中藥材放置過程中的走油、變質情況，對其安全用藥具有重要意義。

目前油脂過氧化值的測定方法主要有滴定法［8-9］、紫外光譜法［10-11］、流動注射分析法［12］、色譜法［13］、紅外光譜法［14-15］等。滴定法準確，但操作繁瑣；光譜法簡單，但精度較差；色譜法靈敏度高，但耗時較長；且這些方法均在實驗室中進行，不能進行現場檢測。

金屬鹵化物鈣鈦礦（CsPbX3，X=Cl、Br、I）是一種新型納米晶體，具有光學性能優異、發光性質易于控制、對環境中特定因素的變化敏感等特點。通過調控金屬鹵化物鈣鈦礦中鹵素離子的摻雜比例，可在一定程度上調控鈣鈦礦材料的吸收光譜［16-18］。金屬鹵化物鈣鈦礦中的鹵素離子還具有特殊的離子交換能力，研究發現，銫鉛溴鈣鈦礦納米晶（CsPbBr3NCs）中的溴離子易與9-十八烯基碘化胺（OAmI）中的碘離子發生鹵素交換反應。鹵素離子摻雜比例的改變使得鈣鈦礦納米晶的熒光光譜產生大幅度紅移，呈現出由綠（CsPbBr3）至黃（CsPbBr（3-x）Ix）再至紅（CsPbI3）的熒光顏色變化［19］。基于這一特性，可將CsPbBr3NCs 用于水體中氯離子［20］、食用油中過氧化值［21］、面粉中過氧化苯甲酰（BPO）［22］等的可視化檢測。本實驗基于金屬鹵化物鈣鈦礦的離子交換原理，向一定量的桃仁、火麻仁等油脂中加入過量的OAmI，待油脂中的過氧化物與OAmI 中的碘離子充分發生氧化還原反應后，繼續加入一定量的CsPbBr3NCs，此時剩余OAmI中的碘離子與CsPbBr3NCs發生離子交換，體系顏色發生變化。通過測定反應一定時間后的熒光光譜，探索使用CsPbBr3NCs對桃仁、火麻仁等富含油脂的種子類中藥材油脂過氧化值檢測的可行性，建立了種子類中藥材油脂過氧化值的熒光測定方法，以及該類中藥材氧化程度判斷的比色法，為保證中藥材的質量及合理使用提供參考。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

熒光分光光度計（F7000）、透射電子顯微鏡（FT7700）（日本日立公司）；CM-10A+ENF 便攜式紫外觀察箱（美國SP公司）。桃仁、苦杏仁、酸棗仁、火麻仁、小茴香、瓜蔞子等中藥材購自北京同仁堂廈門大藥房，其他試劑均為分析純。

1.2 實驗方法

1.2.1 種子類中藥材的油脂提取參考2015 年版《中國藥典》，采用索氏提取法提取種子類中藥材的油脂，具體如下：分別稱取桃仁、酸棗仁、瓜蔞子20 g 左右，置于準備好的濾紙筒內，將濾紙筒放入索氏提取器中，加入適量石油醚浸泡24 h。浸泡完成后，連接裝置，加熱至95 ℃，回流4 h。將提取液旋轉蒸發，分別得到桃仁、酸棗仁、瓜蔞子的油脂樣品。

分別稱取火麻仁、小茴香20 g 左右，置于準備好的濾紙筒內，將濾紙筒放入索氏提取器中，加入適量的乙醚浸泡24 h。浸泡完成后，連接裝置，加熱至40 ℃，回流4 h。將提取液旋轉蒸發，分別得到火麻仁、小茴香的油脂樣品。

稱取苦杏仁20 g左右，置于準備好的濾紙筒內，將濾紙筒放入索氏提取器中，加入適量的二氯甲烷浸泡24 h。浸泡完成后，連接裝置，加熱至45 ℃，回流4 h。將提取液旋轉蒸發，得到苦杏仁油脂樣品。

1.2.2 OAmI 溶液的制備參考Akkerman 等［23］的方法合成OAmI。精密稱取0．37 g 碘單質，置于25 mL的單口燒瓶中，加入2 mL油胺。加熱至120 ℃，待碘單質完全溶解后，繼續加熱至200 ℃，停止加熱，即得到OAmI溶液，以甲苯為溶劑稀釋至所需濃度。

1.2.3 CsPbBr3 NCs 的制備CsPbBr3NCs 使用熱注入法合成［18］。具體過程如下：油酸銫前驅體的制備：在25 mL 的三頸燒瓶中加入0．203 g Cs2CO3、10 mL 十八烯與0．625 mL 油酸，抽真空。升溫至120 ℃，攪拌至固體完全溶解，繼續反應30 min。在氮氣保護下，繼續升溫至150 ℃，所得溶液即為油酸銫前驅體。

熱注入合成CsPbBr3NCs：在25 mL 的三頸燒瓶加入0．069 g PbBr2、5 mL 十八烯、0．5 mL 油酸與0．5 mL 油胺，抽真空。升溫至120℃，待固體完全溶解后，繼續反應30 min。通入氮氣，繼續升溫至150 ℃。在150 ℃條件下快速注入0．4 mL 的油酸銫前驅體溶液。觀察三頸燒瓶內的液體顏色，當顏色由淡黃色變為淺綠色時，將反應物取出，冰水浴冷卻。10 000 r/min離心10 min后棄去上層清液，臨用時用1 mL甲苯分散，取上層CsPbBr3NCs飽和液進行實驗。

1.2.4 CsPbBr3 NCs 熒光傳感檢測種子類中藥材油脂的過氧化值向一定量的桃仁、火麻仁等油樣中加入過量的OAmI，待油脂中的過氧化物與OAmI中的碘離子充分反應后，繼續加入一定量的CsPbBr3NCs。觀察反應體系的顏色變化，測定反應一定時間后的熒光光譜，計算熒光發射波長的位移量。

1.2.5 CsPbBr3 NCs 熒光傳感檢測標準油樣過氧化值的熒光發射光譜與標準比色卡制作將瓜蔞子油樣與甲苯分別按體積比0∶10、1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5、6∶4 的比例稀釋，配制成編號為1～7的7組標準油樣，根據國家標準方法［24］測定標準油樣的過氧化值。

分別取1～7號標準油樣各200 μL，加入600 μL 2．5 mmol/L的OAmI，反應10 min后，加入1 150 μL甲苯，再加入50 μL CsPbBr3NCs。在365 nm 紫外燈照射下以手機（華為nova 6）拍攝所獲得的照片制作反應體系顏色隨標準油樣過氧化值變化的規律卡，即標準比色卡。以400 nm 光為激發光源測定反應體系的熒光光譜，得到7組標準油樣的熒光發射光譜，計算最大發射波長的位移量。

1.2.6 金屬離子的干擾參照文獻方法［25］制備油酸鎳等金屬離子油酸鹽溶液。分別取440 μL的桃仁、酸棗仁、瓜蔞子等油脂樣品，加入20 μL 濃度為2 μmol/L的金屬離子油酸鹽溶液、10 μL的H2O 以及2 000 μL 2．5 mmol/L 的OAmI，靜置。反應10 min 后，繼續加入50 μL CsPbBr3NCs，測定溶液的熒光發射光譜，計算熒光發射波長的位移量。

2 結果與討論

2.1 CsPbBr3 NCs的表征

2.1.1 CsPbBr3 NCs 的熒光光譜考察了CsPbBr3NCs 溶于適量甲苯時的熒光光譜。圖1 中曲線a 為CsPbBr3NCs 的激發光譜，可以發現CsPbBr3NCs 在365 nm 的紫外光照射下有強的激發。曲線b為CsPbBr3NCs的發射光譜，最強熒光發射位于509 nm 處，且發射峰的半峰寬較窄（16 nm）。在365 nm 紫外燈照射下可觀察到CsPbBr3NCs強烈的青綠色熒光。

圖1 CsPbBr3 NCs的熒光光譜Fig．1 Fluorescence spectrum of CsPbBr3 NCs a． excitation spectrum；b． emission spectrum（λem=509 nm）

2.1.2 CsPbBr3 NCs 的微觀形貌圖2 為CsPbBr3NCs納米粒子在透射電子顯微鏡（TEM）下的圖像，其分散良好，粒徑約為10 nm。

圖2 CsPbBr3 NCs的TEM圖像Fig．2 TEM image of CsPbBr3 NCs

2.2 CsPbBr3熒光傳感檢測種子類中藥材油脂的過氧化值

2.2.1 OAmI 用量的確定隨著OAmI 的加入，碘離子與CsPbBr3NCs 中的溴離子反應生成CsPbBr（3-x）Ix。CsPbBr（3-x）Ix的生成導致熒光發射波長逐漸紅移，紅移程度與OAmI 的量有關；當紅移量達到最大值時，CsPbBr3NCs 與OAmI 完全反應生成CsPbI3［19］。本實驗采用單一變量法，取不同量的OAmI 與50 μL CsPbBr3NCs 反應，比較熒光發射波長的數值。當最大發射波長不再紅移時，即CsPbBr3NCs完全轉換為CsPbI3。實驗確定OAmI（2．5 mmol/L）的用量為600 μL。

2.2.2 油脂樣品與OAmI 反應時間的確定向油脂樣品中加入OAmI 時，油脂中的過氧化物與OAmI緩慢發生氧化還原反應。待油脂中的過氧化物被反應完全，OAmI不再消耗，剩余OAmI中的碘離子與CsPbBr3NCs發生鹵素交換。因此，CsPbBr3NCs的熒光發射波長將隨著桃仁、火麻仁等油脂樣品與OAmI反應時間的改變發生移動。當最大發射波長基本不變時，油脂樣品中的過氧化物與OAmI完全反應，此時所需的時間為油脂樣品與OAmI反應的時間。由圖3可知，隨著OAmI與油樣反應時間的增加，熒光發射光譜產生不同程度的移動，反應時間為10 min時，熒光發射光譜的位置基本不再發生改變。因此，實驗設置油樣與OAmI的反應時間為10 min。

圖3 不同氧化還原時間引起的熒光發射光譜（A）及最大熒光發射波長（B）變化Fig．3 Shifts of fluorescence emission spectra（A） and fluorescence emission wavelengths（λem）（B） at different redox reaction times

2.2.3 標準油樣的過氧化值與CsPbBr3 NCs熒光波長位移量的關系以CsPbBr3NCs為熒光試劑，檢測CsPbBr3NCs 與標準油樣、OAmI 反應后的熒光光譜，測得7 組標準油樣所對應的熒光發射光譜，并計算標準油樣熒光發射波長的位移量，結果如表1 所示。從表1 可以看出，隨著標準油樣過氧化值（PON）的增加，其發射波長的位移量（Δλ）逐漸增大；且兩者呈線性關系：PON=0．005 4Δλ-0．033 4（r2=0．982 7），利用該線性方程即可檢測桃仁、火麻仁等油脂的過氧化值。

表1 標準油樣的過氧化值、熒光發射波長及其位移量Table 1 Peroxide numbers，wavelengths and wavelength shifts of standard oil samples

2.2.4 種子類中藥材油脂過氧化值的測定分別取桃仁、火麻仁等油樣200 μL，各加入2．5 mmol/L的OAmI 600 μL，反應10 min 后，繼續加入1 150 μL 甲苯和50 μL CsPbBr3NCs，掃描得到各油樣的熒光發射光譜，計算熒光發射波長的位移量，將其代入“2．2．3”建立的標準曲線中，計算各油樣的過氧化值，再用國家標準法進一步驗證。

桃仁、苦杏仁等油樣過氧化值的熒光法（本方法）測得值、國家標準法測得值以及兩者的相對誤差（RE）如表2所示。

表2 種子類中藥材油脂過氧化值的測定Table 2 Determination of PON of seed Chinese herbal medicine

從表2 可以看出，本方法與國標方法的相對誤差基本在10%左右，因此可初步判斷CsPbBr3NCs 的熒光發射波長位移量可用于桃仁、苦杏仁等油脂的過氧化值測定，為準確評價種子類中藥材的氧化程度提供依據。

2.2.5 離子對種子類中藥材油脂過氧化值測定的影響實驗考察了Ni2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Ba2+、Ca2+、K+、Zn2+、Na+9 種離子對桃仁、苦杏仁等油脂過氧化值檢測的干擾情況（圖4）。從圖4 可知，加入金屬離子油酸鹽（2 μmol/L）與未加入的波長改變量不超過10 nm。因此，Ni（OA）2、Fe（OA）3等對桃仁、酸棗仁、瓜蔞子等油脂過氧化值檢測的干擾小，基本不影響實驗結果。

圖4 金屬離子油酸鹽（2 μmol/L）對油脂過氧化值檢測的干擾Fig．4 Determination of peroxide number for seed Chinese medicinal oil under 2 μmol/L different ions

2.2.6 種子類中藥材油脂過氧化值的熒光半定量法檢測在桃仁、苦杏仁等油樣中加入過量的OAmI，待OAmI與油樣中的過氧化物發生氧化還原反應后，繼續加入CsPbBr3NCs與剩余的碘離子發生鹵素交換反應，生成CsPbBr（3-x）Ix。由于CsPbBr3NCs與CsPbBr（3-x）Ix顏色存在差異，因此隨著過氧化物含量的改變，溶液顏色也隨之改變。隨著油樣過氧化值的增加，OAmI中的碘離子與油樣中的過氧化物反應，使得OAmI與CsPbBr3NCs交換的碘離子量減小，溶液呈現出CsPbBr3NCs的綠色（圖5）；反之，呈現出CsPbI3的紅色。由此可見，氧化程度高的油樣呈現綠色，氧化程度低的油樣呈現紅色，中度氧化的油樣呈現中間過渡色橙黃色。將不同氧化程度的油樣與顏色對照，即可完成熒光半定量比色卡制作。將樣品溶液的顏色變化與熒光半定量比色卡的顏色對照，可快速判斷桃仁、苦杏仁等6種種子類藥材油脂過氧化值的高低，進而推斷這6種中藥材的泛油情況與氧化程度（表3）。由表3可知，本方法的測定結果與國標法一致。

表3 種子類中藥材樣品溶液的顏色與氧化評價Table 3 Color for seed Chinese herbal medicine and oxidation evaluation

圖5 加入標準油樣后溶液的顏色變化Fig．5 Color for standard oil samples with different peroxide numbers

3 結 論

本研究基于CsPbBr3NCs 熒光發射波長的位移量，高效、快速、半定量地測定了種子類中藥材桃仁、苦杏仁等油脂的過氧化值，成功建立了種子類中藥材中油脂過氧化物含量的熒光檢測方法，根據鈣鈦礦鈉米晶顏色變化初步制作了熒光半定量比色卡，并用于桃仁、苦杏仁等種子類中藥材中油脂過氧化值的可視化檢測。在此基礎上，將該方法用于更多種子類中藥材中油脂過氧化值的檢測，有望得到一種可用于現場快速、便捷判斷種子類中藥材油脂氧化程度的半定量方法，對富含油脂的種子類中藥材的安全用藥具有十分重要的意義。