ICP-OES测定喙尾琵琶甲各虫态中8种微量元素含量比较*

杨建云，余春慧，洪泽瑞，郭 洁，严 亚

(大理大学药学院，云南 大理 671003)

喙尾琵琶甲BlapsrynchopeteraFairmaire属鞘翅目(Coleoptera)拟步甲科(Tenebrionidae)琵琶甲属(BlapsFabiricus)，是云南彝族和白族地区民间广泛使用的一种药用昆虫[1-2]。我国西南地区云南、四川、贵州和广西省均有分布，其中以云南省为主，滇中、滇东高原分布较为集中，又称为“云南琵琶甲”，自然种群1年发生1～1.5代，幼虫9～13个龄期。喙尾琵琶甲成虫具有药用价值和营养价值，富含有丰富的氨基酸。喙尾琵琶甲幼虫脂溶性物质具有抗菌活性，罗氚芸等研究云南药用琵琶甲成虫含有20种无机元素和17种氨基酸，代欣桃等也研究了喙尾琵琶甲成虫和幼虫中多种微量元素的比较分析[3-6]，崔文博等采用DPPH法和ABTS法方法对喙尾琵琶甲进行了体外抗氧化活性研究，结果显示喙尾琵琶甲氯仿和乙酸乙酯提取物具有较好的抗氧化能力[7]。何钊等研究喙尾琵琶甲多糖对DPPH自由基产生50%清除效果0.4 mg/mL，我们前期通过DPPH法、ABTS法和FRAP法对喙尾琵琶甲幼虫体外抗氧化活性进行了一个研究，发现喙尾琵琶甲幼虫甲醇提取物有一个比较好的体外抗氧化活性[8-9]。

关于喙尾琵琶甲的人工饲养，有文献报道其可以取食多种食物[10]，但由于喙尾琵琶甲全虫态发育历期长，幼虫和蛹饲养难度大的问题，目前还没有研究者对喙尾琵琶甲成虫，幼虫和蛹3种虫态中部分微量元素含量变化作一个比较，在喙尾琵琶甲全变态发育过程中，经过多次蜕皮和蜕变，其各个虫态之间会有不同的差异，我们在建立了喙尾琵琶甲全虫态饲养方法的基础上，通过不同虫态的生物学特点，预想能发掘喙尾琵琶甲各个虫态的利用价值。

常用的微量元素检测分析方法一般包括光谱法、色谱法和电化学分析法等，其中采用原子吸收光谱法、荧光光度法需要测定周期长，耗费时间[11-13]。电感耦合等离子体原子发射光谱法(微波消解-ICP-AES)，电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)等方法在测定动植物中元素含量的文献不断被报道[14-16]。本文以采集的喙尾琵琶甲成虫室内饲养1.5年，以及人工饲养的幼虫，蛹为材料，采用ICP-OES对喙尾琵琶甲不同虫态中8中微量元素含量分析，探究喙尾琵琶甲不同虫态在发育过程中体内几种微量元素的差异性，为不同虫态有不同的利用价值提供支持。目前还未见文献报道喙尾琵琶甲蛹的利用价值研究，我们的研究结果为今后更好地研究喙尾琵琶甲的化学成分、药效评价等提供一定的参考。

1 实 验

1.1 主要仪器与试剂

Optima 8000 ICP-OES,上海珀金埃尔默仪器有限公司；Multiwave PRO 微波消解仪,奥地利安东帕有限公司；BHW-09A24 赶酸仪,上海博通化学科技有限公司；PX224ZH电子天平,奥豪斯仪器有限公司;纯水仪，电热鼓风干燥箱上海博迅实业有限公司。

GR硝酸,重庆川东化工；GR30%过氧化氢,国药集团化学试剂；8种元素混合标准溶液,坛墨质检科技股份有限公司。

喙尾琵琶甲成虫采自大理大学校园内，成虫室内交配产卵，室内饲养喙尾琵琶甲幼虫，采用自制喙尾琵琶甲幼虫化蛹装置[17]，老熟幼虫化蛹，收集喙尾琵琶甲幼虫和蛹，60 ℃烘干，研磨成粉末，备用。

1.2 实验条件

微波消解条件：分别称取样品粉末0.2 g，置聚四氟乙烯消解罐中，依次加入6 mL硝酸和2 mL双氧水，放入微波消解仪，10 min内从室温升至120 ℃，保持5 min，5 min内升至150 ℃，保持5 min，10 min内升至190 ℃，保持20 min，消解完全后，于150 ℃赶酸至溶液剩余1 mL左右，冷却，转入10 mL容量瓶中，超纯水定容至刻度，混匀，备用。

ICP-OES条件：射频功率1300 W，等离子体流量15.0 L/min，辅助器流量0.2 L/min，蠕动泵速1.5 L/min，雾化气体流量0.55 L/min，氩气压力0.65 MPa，进样延迟时间30 s。检测波长：Zn(206.200 nm)、Al(396.153 nm)、Fe(238.204 nm)、Cu(327.393 nm)、Cd(228.802 nm)、Mn(257.610 nm)、Ni(231.604 nm)、Cr(267.716 nm)。

2 结果与讨论

2.1 待测元素线性关系、定量限、检测限和仪器精密度考察

精密配制混合标准溶液浓度依次为0.125 mg/L、0.25 mg/L、0.5 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L、4.0 mg/L，以高纯水为空白，按照1.2实验条件进行测定，其中横坐标(x, mg/L)表示待测元素的质量浓度，纵坐标(y)表示仪器的吸收强度，结果见表1。

对空白溶液分别进行11次测定，计算其标准值的偏差(SD)，分别用3倍SD作为方法的检测线(LOD)，以10倍SD为各待测元素测定方法的定量限(LOQ)。同一待测溶液平行进样7次，计算各待测元素仪器精密度的RSD值，见表1。

表1 元素的线性方程、检测限、定量限和仪器精密度

2.2 供试样品测定

按1.2样品处理方法和ICP-OES测定条件，各样品平行重复3次，计算喙尾琵琶甲不同虫态中各待测微量元素的含量，见图1所示。实验结果表明：喙尾琵琶甲各不同虫态中各元素含量不同，其中Zn、Al、Fe、Cu、Mn 5种微量元素含量较丰富。幼虫中Al、Fe、Cu、Mn含量分别为266.93 mg/kg，208.55 mg/kg，30.27 mg/kg和23.81 mg/kg，均高于成虫和蛹。蛹中Zn元素含量为506.87 mg/kg，是成虫和幼虫体内Zn元素含量的2倍以上，除Zn元素以外Al、Fe、Cu和Mn元素在蛹中含量分别为18.79 mg/kg，40.56 mg/kg，16.81 mg/kg和3.98 mg/kg，显著的低于成虫和幼虫体内的含量。由此我们可以推断，在幼虫化蛹期间，通过蜕皮或是排泄，对Al、Fe、Cu、Mn主要元素造成体内流失，但是对Zn元素有一个明显的富集。

图1 喙尾琵琶甲不同虫态中8种微量元素含量比较

3 讨 论

我们研究喙尾琵琶甲各虫态含有丰富的Al、Fe、Cu、Mn和Zn元素，这几种微量元素在人体生命代谢活动中也起着重要作用。喙尾琵琶甲蛹中含有丰富的Zn元素，体内含量为506.87 mg/kg，显著高于成虫和幼虫，除Zn元素以外，其他7种元素都以幼虫中含量最高，这与代欣桃等研究的成虫中Fe元素高于幼虫有一定的差异性[6]，这可能与喙尾琵琶甲室内饲养方法有关。昆虫体内含有许多锌金属蛋白酶，在其代谢和变态发育等方面有重要作用[18]，通过比较喙尾琵琶甲各个虫态中8中微量元素的差异，我们得到一个很好的研究结果在于喙尾琵琶甲蛹对锌元素明显的富集，喙尾琵琶甲蛹作为其发育过程中一种特殊虫态，长达2周不食过程，并且要完成从蛹到成虫的变态发育，其体内化学物质与其他虫态必然会很大的差异，针对喙尾琵琶甲蛹的特点，我们希望开发喙尾琵琶甲蛹的利用价值。

4 结 论

本实验采用微波消解进行样品前处理及ICP-OES分析技术，对云南喙尾琵琶甲成虫、幼虫和蛹3种虫态中8种微量元素进行含量比较。喙尾琵琶甲蛹中8种微量元素含量与成虫和幼虫中差异显著，其中Zn的含量高于普通肉制品[19-20]，我们的实验结果为喙尾琵琶甲全虫态的利用提供了实验数据，尤其是其蛹可能成为一种补锌的生物制剂提供实验数据。