清艾条及赵氏雷火灸药艾条燃烟化学成分的对比分析*

王 星，刘兰英，仲兆祥，王和生，张 聪，袁 凯，于 娜，罗家麒1,

(1.南京中医药大学附属医院，江苏 南京 210029； 2.南京中医药大学，江苏 南京 210029； 3.南京工业大学，江苏 南京 211816)

艾灸疗法作为中医传统防治疾病的特色方法，临床应用于膝骨性关节炎、原发性痛经等多系统疾病[1-2]，有着良好的温经止痛、散寒除邪的作用。但艾灸除了治疗作用外，艾烟中含有的物质成分是否安全也引起了人们的关注，尤其是芳香烃类等具有致癌作用的物质[3]。目前研究发现清艾条的艾烟中既包含有益的化学成分，如桉油精、樟脑及石竹烯等，具有抗菌、抗病毒及抗肿瘤的作用[4-5]，古代文献中也常用艾烟来达到灭菌及防疫的效果，但其烟雾成分中也含有芳香烃类等可能对人体产生危害的化学成分[6]。同时临床常用的艾条除清艾条外，还存在添加了不同中药的药艾条，加入不同药物后的药艾条烟气成分产生变化，如添加了雄黄的药艾条，燃烧后烟气中的焦油及砷含量高于清艾条烟气[7-8]。雄黄是一种砷类化合物，燃烧后可在空气中氧化为三氧化二砷，俗称砒霜，由于雄黄的毒性，现临床已不使用含雄黄药艾条，多根据临床需求，随证加减，多掺入无毒的中药，以赵氏雷火灸药艾条最为常用，其采用艾绒、黄芪、乌梅及甘草等多味补益温和类中药制成，具有热力峻猛、渗透感强的特点，临床应用于呼吸系统、耳鼻喉及妇科等多系统疾病[9]，且有相关研究发现雷火灸治疗慢性疲劳综合征、过敏性鼻炎和腰肌劳损的疗效优于清艾条[10-12]，临床有进一步推广应用的价值，加入不同药物后的艾条材质发生变化，其燃烧后的烟气成分也会随之改变，但是目前缺乏对其燃烟成分的研究，无法评估其燃烟的安全性。

目前多采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术检测清艾条烟气的化学成分，该技术可以对复杂混合物中的各种组分进行辨别检测，对烟气中的不同物质也可有效分辨，并能进行定量检测[13-14]。因此本研究采用该技术对清艾条及赵氏雷火灸药艾条燃烧生成的烟气进行相对烟气含量测定及烟气成分定性分析，对比分析两种艾条的烟气生成量及燃烟化学成分，以此评估赵氏雷火灸药艾条燃烟的安全性，为其在临床中的应用奠定基础。

1 材料与方法

1.1 仪器与材料

1.1.1 仪器 6890B-5977A型气相色谱-质谱联用(GC-MS)联用仪(美国Agilent公司)；梅特勒-托利多分析天平(美国METTLER TOLEDO公司)；SHZ-D(III)循环水式多用真空泵(上海力辰邦西仪器科技有限公司)。

1.1.2 材料 清艾条(批号A190501，江苏康美制药有限公司)；赵氏雷火灸药艾条(批号19020322，重庆市渝中区赵氏雷火灸传统医药研究所)；甲醇(分析纯，国药集团化学试剂有限公司)。

1.2 实验方法及条件

1.2.1 燃烧及烟气采集方法 将坩埚用玻璃罩密封好，称取相同质量的赵氏雷火灸药艾条及清艾条艾绒各2 g,点燃，在坩埚内燃烧，使烟气连续经过2个装有甲醇的气体收集瓶，吸收结束后，将甲醇溶液混合至同一个烧杯中，使用真空泵抽，作为艾草烟气吸收液，然后进行GC-MS检测，过程如图1。

注：1.坩埚；2-3.甲醇气体收集瓶；4.甲醇溶液；5.真空泵。图1 艾烟收集过程

1.2.2 气相色谱条件 柱温采取程序升温，起始温度为40 ℃，保持2 min；以20 ℃/min升至280 ℃，保持15 min。进样口温度为280 ℃；分流进样,分流比20∶1。质谱条件：电离方式为EI源，源温：250 ℃；传输线温度：260 ℃；电离电压70 eV；质量范围33～650 m/z。全程扫描。质谱检索标准库：NIST库。

艾条相对烟气含量的测量原理是依据质量守恒定律来进行检测。艾条相对烟气含量的计算如下：

2 实验结果

2.1 赵氏雷火灸药艾条及清艾条的相对烟气含量

如表1所示，相同质量的赵氏雷火灸药艾条及清艾条燃烧后，赵氏雷火灸药艾条的相对烟气含量为88.5%，少于清艾条的相对烟气含量。

表1 相同质量的2种艾条的相对烟气含量

2.2 赵氏雷火灸药艾条及清艾条的烟气成分定性结果

采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术，清艾条燃烟共分离出11个峰，其中鉴定出9个成分，如表2所示。赵氏雷火灸药艾条燃烟共分离出11个峰，其中鉴定出9个成分，如表3所示。

表2 清艾条燃烟成分定性结果

表3 赵氏雷火灸药艾条燃烟成分定性结果

本次试验中清艾条及赵氏雷火灸药艾条燃烟中的共同成分有苯、甲苯、吡咯、D-柠檬烯、伞花烃、苯乙烯与1-癸烯等7种。清艾条燃烟中独含有间二甲苯及桉油精，赵氏雷火灸药艾条燃烟中独含有乙苯及邻二甲苯。其中，苯、甲苯、吡咯、苯乙烯、1-癸烯、乙苯及邻二甲苯均属于有害物质，D-柠檬烯、伞花烃和桉油精属于有益物质。两种艾条燃烧后的烟气成分不完全相同。

3 讨论

灸法起源于原始社会，《说文解字》言：“灸，灼也。”[15]灸法即是使用艾草作为燃烧的物质，使腧穴或患处产生灼热的感觉，凭其温热作用达到温通气血、防病治病的疗效。《孟子·离娄》云：“犹七年之病，求三年之艾也。”[16]随着中医理论的不断发展完善及社会的不断进步，灸法操作逐渐由最初的艾柱灸发展为隔物灸、温针灸、温灸器灸及艾条灸等[17]。赵氏雷火灸药艾条即为艾条灸的一种，赵氏雷火灸为近代的赵时碧根据临床需求对雷火神针进行了药物组成及操作方式的变革，现临床主要应用于呼吸系统、耳鼻喉及妇科等多系统疾病[9]。而雷火神针则起源于寒冷的明中期，纵观中国5 000年的变化，公元1 400—1 900年间气候较为寒冷,最寒冷的阶段为1 650—1 700年，即明中期[18]，过于寒冷的气候导致普通灸法不能满足寒性病证的治疗，含有乌头、附子及丁香等具有温通理气作用的多种药物、外形更粗和热量更足的雷火神针应运而生，且其操作方式为实按灸，隔棉布施术于腧穴及患处[19]，如《针灸逢源》言：“孙真人雷火针法：治闪挫诸骨间痛及寒湿气。”[20]但其含有乌头、斑蝥等药性温热猛烈的药物，近代气候回暖，赵时碧根据气候变化及临床需求减少了雷火神针中的峻猛药物，添入人参等补益药物，操作方式也由实按灸改为悬起灸，但保留了其热量充足的特点，从而使其更适用于临床。由此可见，不论是单纯的艾灸还是加入药物后的药艾条灸，均有温热的作用，临床适用于病因为寒湿侵袭、表现为疼痛的疾病。

艾草及艾条在燃烧时不仅可以产生热量，还可产生烟气，人们在享受艾带来的治疗作用的同时，其燃烧烟气中的物质成分是否安全也引起了关注[3]。目前对于各种烟雾成分及其对人体的影响研究均较多，例如烹饪过程中的烟气、化学工厂附近的烟雾、道路上的汽车尾气和冬季的雾霾等，尤其是各种烟雾中的芳香烃类物质成为研究重点，相关研究者不仅对烟气成分进行检测，也对其人体代谢及各器官功能的影响进行了相关研究[21]。目前国外的针灸诊室灸法应用较少，就在于对烟气成分的考量，限制了灸法的应用[22]。目前多采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术检测各种物质中的化学成分，该技术可以对复杂混合物中的各种组分进行辨别检测，对烟气中的不同物质也可有效分辨，并能进行定量检测[13-14]。目前清艾条艾烟成分的研究也多通过GC-MS技术来检测，研究发现其燃烟中既包含有益的化学成分，如桉油精、樟脑等，具有抗菌、抗病毒及抗肿瘤的作用[4-5]，但也含有芳香烃类等可能对人体产生危害的化学成分[6]。以上均为针对清艾条的烟气成分检测，实际临床中有着多种掺药艾条的使用，加入不同药物的药艾条材质发生变化，烟气成分也会产生变化，例如含雄黄药艾条烟气中的焦油及砷含量高于清艾条烟气[7-8]。

目前国内外有关各种烟气成分的安全性评价主要在于检测烟气中是否存在甲醛及芳香烃等致癌物质[6,22]。清艾条燃烟对机体产生的影响与其烟气成分相关，清艾条燃烟成分的动物实验及临床实验发现，艾烟主要对呼吸系统及五官产生影响[23-24]，且能使小鼠肺组织出现水肿、充血等渗出为主的炎症反应[25]，这种反应的出现与艾烟化学成分是否有关，以及赵氏雷火灸药艾条的燃烟对人体五官及呼吸系统的刺激都需要进一步的研究。本次检测发现清艾条及赵氏雷火灸药艾条燃烟中均含有苯、甲苯和苯乙烯等芳香烃类物质以及吡咯、1-癸烯等其他有毒的化学成分。且赵氏雷火灸药艾条燃烟相较于清艾条燃烟，多检测到乙苯及邻二甲苯两种芳香烃类物质。苯、甲苯、苯乙烯、邻二甲苯和乙苯等芳香烃类物质的积累会引起肺癌的发生，苯乙烯属于低毒类化合物，对呼吸系统也有影响，相关环境的工作人员长期低浓度接触，对呼吸道有着明显的刺激作用,可引起呼吸系统疾病，如慢性鼻炎、慢性咽炎等[26]。1-癸烯、吡咯均属于低毒类化合物，1-癸烯对粘膜有刺激作用，二者均有麻醉作用[27]。从致癌及有毒物质这一角度看，赵氏雷火灸药艾条燃烟的安全性低于清艾条燃烟。

清艾条及赵氏雷火灸药艾条燃烟中除了芳香烃等有害物质外，还含有D-柠檬烯、桉油精和伞花烃等有益物质。清艾条燃烟中的有益成分比赵氏雷火灸药艾条燃烟中多桉油精这一物质，桉油精属单萜类化合物，具有消炎及抑菌作用，还可减轻慢性气道炎症[28]。两种艾条燃烟共有的D-柠檬烯具有抑制细胞周期与诱导细胞凋亡的作用，从而具有抗癌疗效，同时还具有消炎、抑菌等作用[29]。两种艾条燃烟共有的伞花烃具有祛痰作用，其可刺激胃肠道的粘膜感受器，反射的引起呼吸道粘膜分泌增加[30]。

艾烟中有害物质成分对人体的影响除受其具体成分的影响外，还受到艾烟浓度的影响，低浓度的艾烟对人体无害，高浓度的艾烟环境则可能引起机体呼吸、免疫及循环系统方面的损害[24-25]。艾烟的浓度与艾条燃烧的烟气含量相关，本次检测发现相同质量的赵氏雷火灸药艾条产生的相对烟气含量少于清艾条，从烟气含量这一角度看，赵氏雷火灸药艾条燃烟的安全性高于清艾条燃烟。

综上所述，相比于清艾条，赵氏雷火灸药艾条燃烟从其化学成分及烟气含量2个角度来看，各有优缺点。从烟气含量方面来看，赵氏雷火灸药艾条安全性高于清艾条。从烟气成分定性结果来看，赵氏雷火灸药艾条燃烟的有益成分少于清艾条，有害成分多于清艾条，其安全性低于清艾条。在保证空气流通、减少艾烟有害成分蓄积的情况下，赵氏雷火灸值得进一步推广应用。为了对赵氏雷火灸药艾条燃烟的安全性进行深入的研究，在定性分析的基础上，后期可对其成分进行定量测定。明确清艾条及赵氏雷火灸药艾条燃烟的成分后，可进一步进行相关实验，靶向探讨各个化学成分对人体的具体影响，从成分吸入后对各个器官组织的功能、代谢等多方面探讨。

4 展望

在保证空气流通，确保烟气对人体安全的基础上，不论是清艾条，还是赵氏雷火灸药艾条，在中医临床中均有着广阔的应用前景。根据本次研究结果，清艾条及赵氏雷火灸药艾条中均含有D-柠檬烯、伞花烃等有益物质，这些物质具有抗菌、抗病毒的作用[29-30]，有可能是灸法用于防治瘟疫等传染病的原因[31]，《肘后备急方》言：“断瘟病令不相染，密以艾灸病人床四角，各一壮，佳也。”而现代实验亦发现艾灸可促进新城鸡瘟病毒(NDV)模型小鼠体内干扰素的增长，从而达到抗病毒的作用[32]。2019年12月我国武汉开始爆发新型冠状病毒肺炎(COVID-19)，简称“新冠肺炎”，并迅速蔓延至全国，结合新冠肺炎发病的症状，辨证为“寒湿疫”，在此基础上使用中医药治疗，疗效颇佳，此次肺炎期间灸法也被积极投入到新型冠状病毒肺炎的预防及临床治疗中，对于提高治愈率有一定的辅助作用[33-34]。灸法用于新冠肺炎等传染类疾病的具体机制值得进一步研究。除了应用于瘟疫等传染性疾病，灸法因其本身的温热作用，也被应用于病因为风寒湿侵袭、临床表现为疼痛的寒湿类疾病，热量更足的雷火神针本身就诞生于寒冷的明中期，根据气候学的相关研究结果，下一个小冰期即将来临[18]，基于现代人偏寒冷饮食及生活习惯、气候变化及不良生活方式引起的寒性疾病，均可应用普通艾灸及雷火灸这种温热疗法。