藏藥佐太中碳的化學與結構分析

中國科學技術大學化學物理系，安徽 合肥 230026

藏藥是我國重要的民族傳統醫藥，其組成、結構與療效間的關系仍有很多未知。同時其重金屬含量高也構成了獨有的特點。藏藥“佐太”，也叫甘露精王，是生產“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。近年來的研究發現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，而且制備過程又經歷了高溫過程，那么這些有機物最終在產物中是以什么樣的成分與結構存在呢?目前還沒有這方面的研究，既然是佐太中的一部分，對其中的碳的形態與結構的研究也應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行了系統的研究，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，樣品經真空干燥后進行分析。

光電子能譜儀 (ESCALAB MARK II，英國VG科學儀器公司)，以 C1s(284.6 eV)為標準，Al Kα(1486.6 eV)為射線源，功率14kV×20mA，真空度5×10－6Pa;轉靶X射線衍射儀 (D/max－rA，日本理學電機公司)，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 方法與結果

XPS測試結果顯示，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

可以發現，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處的峰為環氧結構中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構很接近［5］。為進一步驗證其結構，對其進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分別出現兩個特征峰，與氧化石墨材料的D－帶和G－帶特征峰相對應［6］，進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，在電子結合能為284.7 eV和286.6 eV處出現兩個特征峰，分別對應于氧化石墨烯中的C=C和C－O特征結構中的碳［5］。通常它們間的比例對應于氧化程度的大小，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，有部分的氧化石墨在制備過程中被還原。

對佐太樣品進行熱失重研究發現，樣品在升溫過程中存在兩個失重階段。第一個階段發生在200℃左右，失重約20%，對應于含氧成份的失去。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生成二氧化碳而失去。隨后主要的失重過程發生在400℃左右，對應于石墨烯結構的破壞與分解［5］。相對應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整性比較低的緣故，使得其更易于發生熱降解。

圖5所示為佐太樣品的XRD圖譜，其中主要的結晶結構已進行過詳細的描述，除此之外，可以在2θ為27－29°范圍內還有C的結構特征峰，對應于石墨的層狀結構，相應的層間距在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，與常規的石墨不同。

3 結論

通過對佐太樣品中的碳進行XPS、FT－IR、拉曼光譜、熱失重和XRD研究發現，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構形式共同存在，說明在制備過程中，加入的有機物在高位處理后基本上轉換為了無機碳材料，這些碳對佐太本身的療效發生什么作用還有待進一步研究。

［1］楊春生.藏藥的理論探討與現代化研究 ［J］.中國民族民間醫藥雜志，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］.中國中醫雜志，2007，32(2):159.

［4］閻立峰.藏藥佐太的微結構與成份分析 ［J］.中國藏學，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.