常见植物毒素及其检验方法

于孟娇 班智慧?付文波

摘 要：世界上有毒植物有2000种左右。我国地跨寒、温、热3带，有毒植物有900多种，其中乌头类植物、马钱子、毒蘑菇、秋水仙等有毒植物分布广泛，因误食或加工方式不当导致中毒的情况颇多，尤其是利用植物毒素恶意投毒致人死亡的案件屡有发生。植物毒素成分复杂，分子量较大，实验室检测存在一定难度。该文概述了乌头生物碱、马钱子碱与士的宁、毒蕈碱、秋水仙碱等几种常见植物毒素的理化性质和毒理作用，归纳了其新型检验方法，以期提高植物毒素鉴定检验的速度及准确度。

关键词：植物毒素;理化特性;毒理作用;检验方法

中图分类号 D919.4文献标识码 A文章编号 1007-7731（2021）13-0040-03

植物在传统的中医学和药学中具有止血化瘀、治病救人等重要作用，然而“是药三分毒”，某些药用植物虽是良好的药材，但用之不当则可发生毒副作用，甚至中毒死亡。2006年发生在扬州大学的秋水仙碱投毒事件、蓖麻素投毒案件等引发公众关注，出于羡慕、嫉妒、报复等扭曲心理，通过植物毒素投毒的案件逐渐增多。但是有毒植物成分复杂，毒性因生长的地域环境各不相同，因此植物毒素的检验相对困难。为此，笔者搜集了乌头生物碱、马钱子碱、毒蕈碱等几种常见植物毒素，归纳其理化特征及检验方法，以期为相关技术鉴定提供参考。

1 常见植物毒素

1.1 乌头生物碱

1.1.1 理化特征 乌头生物碱是乌头属植物中含有剧毒的双酯类生物碱之一。我国已知的乌头属植物超过170种，根据地域分布不同，主要包括川乌、草乌等。纯品乌头生物碱具有一定的晶形、熔点及旋光度，易溶于氯仿（1∶2）、苯（1∶7）和乙醚（1∶50）等有机溶剂，难溶于水，其水溶液呈碱性[1]。乌头碱的性质较不稳定，易于水解，多与酸结合形成盐，其盐类易溶于水，因此在体内吸收较快，排泄也快。乌头碱分子式为C34H47O11N，分子量为645.37，化学结构见图1。

1.1.2 毒理作用 乌头属植物含有多种生物碱，以块根含量较大，主要为乌头碱、新乌头碱、次乌头碱等，该类生物碱本身具有镇痛、祛寒、麻醉的药用效果，因此乌头块根作为中医药用由来已久。人们经常会采集乌头泡酒，服用后可缓解关节疼痛、风湿性腰腿痛等疾病。然而，若过量服用乌头浸泡过的药酒或煎煮的药汤或服用未经炮制的乌头属植物，会引起中毒。中毒量较小时，中毒者多出现口舌四肢持续发麻、流涎、心慌、胃烧灼、脈弱、心律失常等症状;严重时，乌头碱直接作用于心肌，会出现室性心动过速及心室纤颤，引发异位节律和房室传导阻滞;重度中毒者会产生呼吸抑制，血压下降，最终导致呼吸衰竭死亡。据文献记载，口服乌头碱0.2mg即可引起中毒，其致死剂量为2～5mg[2]。

1.2 马钱子碱与士的宁

1.2.1 理化特性 马钱子碱与士的宁（又称番木鳖碱）属于马钱科植物。马钱子药用历史悠久，始载于《本草纲目》，常用于治疗中风引起的神经麻痹症和用作健胃药。士的宁是一种中枢兴奋剂，常用于治疗巴比妥类药物中毒引发的骨骼肌松弛、弱视症等。两者均为无色晶形，马钱子碱易溶于乙醚和氯仿，分子式为C23H36O4N2，化学结构见图2;士的宁性质稳定，不易分解，不溶于乙醚和氯仿，常与硝酸、硫酸及盐酸制成盐。

1.2.2 毒理作用 马钱子中毒多见于滥用或误用，多引起反射性、强直性和泛发性痉挛。一般口服后15～30min出现中毒症状，主要表现为呼吸困难、下咽障碍、全身僵硬，引发全身强制性痉挛、双目凝视、瞳孔散大、牙关紧闭，角弓反张。通常是阵发性痉挛，每次持续1～3min，发作后有5～15min的间隔，此时全身肌肉松弛，机体状态恢复正常，但若再受到外界刺激（光、声等）会再次发作，痉挛时间持续延长，间隔时间缩短，呼吸、脉搏加快，血压上升，直到中毒者蜷缩成弓形，全身骨骼肌收缩，全身出现剧烈痉挛，最后窒息而亡。

1.3 毒蕈碱

1.3.1 理化特性 毒蕈泛指有毒的大型菌类，菌体外形似伞，由菌丝组成，靠孢子传播繁殖，又称为毒菌，俗称“毒蘑菇”。全世界已知的毒蕈有百余种，我国已发现的有80余种。毒蕈碱为氯化物，分子式为C9H20ClNO2，粗棱柱状结晶，易受潮，极易溶于水和乙醇，略溶于氯仿、乙醚和丙酮。

1.3.2 毒理作用 野生蕈菌营养丰富、味道鲜美，能够提高人体免疫力，是大自然赐予人类的美味佳肴和食用佳品。但有些野生蕈菌自身含有毒素，误食后会引发中毒，严重者导致死亡。其中毒症状通常有7种，包括急性肾衰竭型、急性肝损伤型、胃肠炎型、神经精神性、溶血型、横纹肌溶解型和光过敏性皮炎型[4]。神经精神型是主要由毒蝇伞、豹斑毒伞等引起意识模糊、精神错乱等中毒性精神症状;肝损害型主要由毒伞、鳞柄白毒伞等引起肝脏疼痛肿大、黄疸、出血，最后死于肝性脑病;肠胃炎型主要症状有腹痛、腹泻、大便水样化;溶血型主要是由鹿花菌引起的急性溶血性贫血、血红蛋白尿、肝脾肿大等症状。

1.4 秋水仙碱

1.4.1 理化特性 秋水仙属于百合科植物，其球茎和种子中含有秋水仙碱，主要生长于欧洲中南部和非洲北部，但我国云南地区的丽江山慈菇鳞茎中也含有0.12%的秋水仙碱。秋水仙碱的分子结构为C22H25O6N，化学结构见图3，相对分子质量为399.2，纯品为无色晶体，味苦，一般含有1～5个结晶水而显黄色，遇光颜色会加深。秋水仙碱易溶于乙醇、氯仿，可溶于水，难溶于石油醚。

1.4.2 毒理作用 秋水仙碱可有效治疗痛风，具有抗癌效果。其在体内的代谢产物是氧化二秋水仙碱，代谢物的毒性增强，刺激消化道及肾脏，产生腹泻症状，刺激毛细血管，使得脊髓及延脑麻痹。秋水仙碱中毒后，潜伏期3～6h，最初症状为咽喉及上腹部烧灼感，恶心，呕吐，严重腹泻，大便呈水样，也会排泄血便;严重时，血管受损引起休克，肾脏受损出现血尿或尿闭。可发生上行性麻痹，常在1～2d因呼吸麻痹而死亡，死者胆汁中的毒素浓度比血中高。

2 常见植物毒素的检验方法

2.1 乌头生物碱

2.1.1 化学分析法 显微结晶反应：乌头生物碱与碳酸钠试剂发生反应产生瓣状体结晶物质，与高锰酸钾试剂发生反应产生密集瓣状体棒状结晶物质，2种方法的检测灵敏度均为0.25μg。显色反应：乌头生物碱与硫酸试剂反应可显淡黄色，与5%钼酸铵的硫酸溶液试剂（Frohde试剂）反應显黄色，与1%钒酸铵的硫酸溶液试剂（Mandelin试剂）反应显褐色。

2.1.2 薄层色谱法 在吸附剂为硅胶G60F254铝制软板，展开剂为甲苯∶乙酸乙酯∶二乙胺（7∶2∶1），显色剂为碘蒸汽的条件下，可以将乌头属药材中的生川乌、生草乌、制川乌、制草乌、乌头碱等成分分离开，效果较为明显。刘宪平等[5]利用薄层色谱法对生物检材（肝脏）中的乌头类生物碱进行检验，吸附剂为硅胶G，显色剂为碘化铋钾，选择3种展开剂，分别为环己烷-二乙胺（体积比9∶1）溶液、环己烷-乙酸乙酯（体积比1∶1）溶液，苯-二氧六环-二乙胺（体积比7∶2∶1）溶液。结果显示，3种色谱条件均可以实现生物检材中各成分的彼此分离，证明薄层色谱法是此类药物检验筛选的首选方法，最小检出量为0.3μg。

2.1.3 高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱法 张志清等[6]利用液-质联用色谱法对珠芽瓜叶乌头中毒患者的血液、尿液进行定性定量检测，结果显示尿液中的毒素含量比血液中的高，更适合作生物检材;定量分析结果显示在1.0～100ng/mL的浓度范围内线性关系良好;检出限低，为0.1～5.0ng/mL;回收率高达78.9%～116.9%，相对标准偏差处于0.5%～4.1%（n=6）。具体操作方法：分别采集血液样本、尿液样本、食物、草乌块根匀浆，经超声、离心、稀释等前处理后，均过0.22mm微孔滤膜。以上样品溶液经Aglient SB-C18色谱柱分离后，用高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱法进行测定。高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱法能够快速检测检材中乌头类生物碱及其代谢产物成分，试验结果准确度高，回收率好。

2.2 马钱子碱与士的宁

2.2.1 化学分析法 显微结晶反应。马钱子碱与浓硝酸反应显血红色。士的宁与钒硫酸试剂反应显现出蓝色，数分钟后变成橙色，灵敏度为1μg;与重铬酸钾-硫酸反应，先显现紫蓝色，后变为黄色，灵敏度为5μg;与亚铁氰化钾反应，生成浅黄色透明鸟翅状结晶。

2.2.2 高效液相色谱法 士的宁、马钱子碱的分子结构复杂，分子量较大，不易汽化，不适用于气相色谱的分析，通常采用液相色谱分析法。并且生物检材中，毒物含量较少，不易富集，必须经过前处理方法进行提取。耿琴等[7]利用固相微萃取仪提取检材中的毒素，直接进样到液相色谱仪中，成功测定出马钱子中士的宁和马钱子碱的含量。其使用的是Hypersil ODS色谱柱（150mm×4.6mm，5μm）;进样量20μL;以乙腈0.01mol/L庚烷磺酸钠与0.02mol/L磷酸二氢钾等量混合溶液作流动相;检测波长260nm，柱温25℃。试验结果证明士的宁与马钱子碱在测量范围内线性关系良好，平均回收率高。

2.2.3 液-质联用色谱法 闫静等[8]利用液-质联用色谱法分析中药马钱子生物碱提取物中微量生物碱16-羟基-α-可鲁勃林、异番木鳖碱质谱碎裂规律及其与结构间的关系，初步提出2种微量生物碱的质谱碎裂机理，并在其质谱碎裂规律基础上建立了简便、快捷区分微量马钱生物碱异构体16-羟基-α-可鲁勃林和4-羟基依卡精、番木鳖碱和异番木鳖碱的方法。韦立志等[9]建立了液-质联用色谱法快速测定风湿马钱片、风湿安泰片、风湿骨康片和舒筋丸中马钱子碱与士的宁含量的方法。试验结果表明，该方法快速、灵敏度高、准确可靠，适合多种抗风湿类中成药中马钱子碱与士的宁的定量分析。此外，翟佳莉等[10]采用电化学分析方法对马钱子碱的含量进行分析，检测结果与经典的液-质联用色谱法没有显著性差异。

2.3 毒蕈碱

2.3.1 法医毒理学方法 毒蕈的种类繁多，分布呈现地区性，毒蕈中毒具有明显的季节性。在检测是否为食入的毒蕈中毒所致时，应先确定是否有食物残渣以及中毒症状是否符合，以此判断是否为毒蕈中毒。

2.3.2 超高效液相色谱三重四极杆质谱联用法 毒蕈的有毒成分较复杂，主要有毒肽类和毒伞肽类，这2类都是环肽毒素，可用超高效液相色谱质谱联用法进行检测。贺巍巍等[11]采用固相萃取-液质联用色谱建立了快速分析尿液中毒蕈碱残留的检测方法。具体操作为：先用固相萃取柱将样品进行富集和净化，再使用超高效液相色谱三重四极杆质谱联用法进行定性定量分析。结果显示：毒蕈碱在0.05～5μg/L呈良好的线性关系，回归系数（r）大于0.999，该方法的检出限和定量限分别为0.02μg/L和0.05μg/L。由此可见，该方法灵敏、准确、检出限低，适用于尿液中毒蕈碱残留的快速筛查和分析测定，可满足临床中毒分析和法医鉴定的检测需求。

2.4 秋水仙碱

2.4.1 化学显色法 秋水仙碱与三氯化铁溶液反应，呈橄榄绿色，加氯仿萃取后，氯仿层呈黄褐色或石榴红色。

2.4.2 高效液相色谱法 唐湘伟等[12]利用高效液相色谱法测定邵阳龙牙百合中秋水仙碱含量在不同采收期的差别。将样品浸泡后，先用超声法提取，再用氯仿萃取，经水浴蒸干、流动相溶解稀释后，进入色谱柱分析。结果显示：液相色谱法的定量效果较好，线性关系良好，回收率高。

参考文献

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[5]刘宪平，杨士云，潘冠民.生物检材中乌头类生物碱的检验[J].色谱，2002，20（1）：81-83.

[6]张志清，伍福仙，林佶，等.超高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱法测定珠芽瓜叶乌头中毒患者血液、尿液中乌头生物碱及其代谢产物[J].食品安全质量检测学报，2020，11（12）：4000-4010.

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[8]闫静，林佳娣，刘志强，等.马钱子微量生物碱的ESI-MS/MS质谱分析[J].药物分析杂志，2020，40（1）：132-138.

[9]韦立志，李发娟，巫丽丽，等.UPLC-MS/MS快速测定4种抗风湿类中成药中马钱子碱与士的宁的含量[J].中国医院药学杂志，2020，40（2）：178-183.

[10]翟佳莉，张云静，田蕾，等.制马钱子中马钱子碱的电化学分析方法研究[J].化学工程师，2020（6）：22-26.

[11]贺巍巍，赵云峰，陈达炜，等.超高效液相色谱-四级杆/静电场轨道阱高分辨质谱法测定尿液中的毒蕈碱[J].中国食品卫生杂志，2016，28（3）：314-318.

[12]唐湘伟.高效液相色谱法检测不同采收期邵阳龙牙百合的秋水仙碱含量[J].食品安全质量检测学报，2018，9（5）：1013-1016.

（责编：徐世红）