不同产地茯苓皮药材红外光谱的识别_马芳.pdf

第 卷，第期 光谱学与光谱分析 ，年月 ，不同产地茯苓皮药材红外光谱的识别马芳，张方，汤进，陈平，陈建波，周群，孙素琴武汉轻工大学生物与制药工程学院，湖北 武汉 清华大学化学系，北京 摘要采用红外光谱、二阶导数光谱和二维相关红外光谱对大别山地区和云南省两大道地主产区的茯苓皮进行鉴别分析。结果表明，不同产地茯苓皮的红外光谱都有 ，和 等表征糖类成分的特征吸收峰，其中大别山产区（湖北省、安徽省）的茯苓皮中 ，和 等表征草酸钙的特征吸收峰比较显著，云南产区的茯苓皮中 ，和 等表征硅酸盐的特征吸收峰更加明显。比较 波数范围内的二阶导数红外光谱可知，两个产区茯苓皮所含糖类物质有所不同。在二维相关红外光谱中，不同产地茯苓皮所含糖类物质的差异更加直观显著。红外光谱法直观、简单、方便、快速，可以作为鉴别不同产地茯苓皮，诠释产地与药效之间关联性的一种有效准确的新方法。关键词茯苓；产地鉴别；傅里叶变换红外光谱；二维相关红外光谱；红外光谱三级鉴别中图分类号：；文献标识码：（）收稿日期：，修订日期：基金项目：国家自然科学基金项目（；）和 年中医药行业科研专项子课题项目（）资助作者简介：马芳，女，年生，武汉轻工大学生物与制药工程学院硕士研究生 ：通讯联系人 ：引言茯苓为多孔菌科真菌 （）的干燥菌核，性平，味甘、淡、平，归心、脾、肾经，功效利水消肿，渗湿，健脾，宁心，。茯苓是一种高等担子菌，寄生于松科植物赤松或马尾松根茎上，埋于土壤下 繁衍而成，主要分布在大别山地区和云南省，为我国传统的名贵中药材，是多种方剂及中成药的原料，有“十药九茯苓”之说。现代药理学表明，茯苓具有抗肿瘤、抗炎、抗过敏、调节免疫等方面的生物活性。药材产区不同，其化学成分的积累不同，则药效和药性也不尽相同。因此，药材产区的鉴别对于药材的质量控制以及提高药材的质量显得较为重要。中药红外光谱宏观指纹分析法是中药学与分析化学相结合的产物，是一种基于中药红外光谱宏观指纹特征的综合分析方法。与传统的中药分析方法相比，红外光谱法能获得样品的整体全貌信息，具有直接、快速、无损、简便等特点，可以直接对中药真伪、产地、主体成分等进行分析鉴别，并且重现性和稳定性良好。采用傅里叶变换红外光谱（）结合二阶导数红外光谱分析和二维相关红外光谱分析方法，对茯苓药材的表皮进行快速、无损的分析与鉴定。实验部分 仪器 光谱仪（，），检测器，光谱范围 ，分辨率，扫描累加次数 次。二维相关变温附件为 温控仪（北京朝阳自动仪表厂），控温范围 。样品茯苓皮样本分别取自 个茯苓菌核的黑色外皮，茯苓药材均采自茯苓道地产区大别山地区（湖北省、安徽省）和云南省。药材产地由课题组人员亲自考察且依照 年版中国药典进行鉴定。茯苓药材具体产地见表。测定方法与数据处理分别取各地干燥茯苓的黑色外皮，粉碎，过 目筛。采用 压片法制样，获得各地茯苓皮原药材在室温下的红外光谱图；用 公司的 操作软件获得二阶导数图谱，平滑点数 点；另将所压样品装入变温附件，以 的的升温速度对其进行加热，从 每隔 采集一次红外光谱，经二维相关分析软件获得二维相关红外光谱。编号产地编号产地湖北省罗田县九资河镇 安徽省岳西县来榜镇湖北省罗田县九资河镇 安徽省岳西县来榜镇湖北省罗田县九资河镇 安徽省霍山县歇马台镇湖北省罗田县九资河镇 云南省永平县苏屯村湖北省罗田县九资河镇 云南省永平县厂街乡湖北省英山县牛岭镇 云南省永平县苏屯村湖北省英山县牛岭镇 云南省永平县苏屯村湖北省英山县胡家山 云南省永平县苏屯村湖北省英山县黄沙河 云南省永平县厂街乡 湖北省英山县黄沙河 云南省丙麻县通四寨 湖北省英山县占河村 云南省丙麻县河新村 湖北省英山县占河村 云南省丙麻县茯苓种植基地 安徽省岳西县分水岭 云南省丙麻县茯苓种植基地 安徽省岳西县横河镇 云南省腾冲市中和乡 安徽省岳西县来榜镇 云南省腾冲市界头乡结果与讨论 不同产地茯苓表皮红外光谱分析不同产地的茯苓皮的红外光谱具有明显的地域性差异。从湖北省和安徽省采集的茯苓皮，同属于大别山地区，气候、温度、土壤等环境因素相近，因此得到的红外光谱高度相似；从云南省采集的茯苓皮，其红外光谱差异性比较明显。从差异性比较大的产地中各选取具有代表性的样本进行分析，与高岭土和草酸钙标准品对茯苓皮红外光谱的主要吸收峰进行归属及比较。如图所示，茯苓皮的红外光谱中，附近为 伸缩振动吸收峰；附近为亚甲基 反对称伸缩振动吸收峰；附近主要为 弯曲振动吸收峰，也有可能包含有羰基 伸缩振动，蛋白质酰胺带吸收峰；主要是的弯曲振动和的伸缩振动，为蛋白质酰胺带吸收峰；的两个叠加峰可能含有多种成分，如的弯曲振动吸收；在 以下，和 等是伸 缩 振 动 吸 收 峰，这 组 峰 为 多 糖 类 吸 收 峰；，和 与草酸钙的典型特征吸收峰相符；，和 与高岭土的典型特征吸收峰一致。由图可知，茯苓皮的主要成分为糖类，有少量的蛋白，还含有明显的草酸钙和高岭土成分。表为茯苓皮各吸收峰官能团振动方式及主要归属。由图可以看出，大别山产区（湖北省罗田、英山，安徽省岳西、霍山）样品中草酸钙的特征峰明显，说明大别山产区的茯苓皮中草酸钙的含量较高；而云南省（永平、丙麻、腾冲）样品中硅酸盐的特征峰明显，说明云南产区的茯苓皮中硅酸盐的含量较高。另外，这两个产区的茯苓皮的糖类吸收峰有一定的差异。据此可以明确区分大别山产区和云南省两个不同产地的茯苓皮。，波数 主要基团振动方式主要归属 伸缩糖类 亚甲基 反对称伸缩糖类 弯曲糖类 ，伸缩草酸钙 面内弯曲蛋白质 甲基面外弯曲蛋白质、糖类 ，伸缩糖类 糖环环呼吸振动糖类 ，伸缩硅酸盐 不同产地茯苓皮的二阶导数红外光谱分析茯苓皮中含有很多种成分，其红外光谱中吸收峰叠加严重，使用二阶导数光谱可以增强分辨率，对重叠峰进行分辨或使一些特征峰间的差异更加明显，从而找出特定化合物的第期光谱学与光谱分析特征峰并提高图谱的指纹特征性。如图所示，湖北省罗田县、英山县和安徽省岳西县、霍山县的茯苓皮在 ，和 附近的草酸钙特征吸收峰非常明显，由此可确认大别山产区的茯苓皮中草酸钙 显 著 存 在。云 南 省 丙 麻 县 和 腾 冲 县 的 茯 苓 皮 在 ，和 附近的高岭土特征吸收峰非常明显，由此可确定这两个产地的茯苓皮中硅酸盐含量较高。云南省永平县的茯苓皮同时含有 ，和 的 草 酸 钙 特 征 吸 收 峰 和 ，和 的高岭土特征吸收峰，说明云南省永平县的茯苓皮中草酸钙和硅酸盐的含量都较高。另外，在 和 左右通过二阶导数分离出的吸收峰为糖类的特征吸收峰。四个不同产地的茯苓皮中，云南省丙麻县 峰强度最大，云南省腾冲县在 峰强度最大。，和 四个 峰相对强度的差异进一步说明七个产地茯苓皮中所含糖的成分和种类不同。由以上分析可知，随着表观分辨率的增加，不同产地茯苓皮之间的差异更加明显。不同产地茯苓皮二维相关红外光谱分析二维相关红外光谱法是对一系列动态红外光谱进行数学分析，不仅提高了红外谱图的分辨率，而且提供了基团之间相关性的详细结构信息，可用于鉴别和研究物质成分或基团之间的相互作用。为了更进一步研究不同产地茯苓皮的区别，本实验采用热微扰条件，选取 波段的二维相关红外光谱，分析在升温过程中不同产地茯苓皮中糖类有关基团的分子振动对温度响应变化。如图所示，湖北省罗田县的茯苓皮有个明显的自动峰，分别出现在 ，和 ，其中 自动峰的强度最大；湖北省英山县的茯苓皮有个明显的自动峰，分别出现在 ，和 ，其中 自动峰的强度最强；安徽省岳西县的茯苓皮有个明显的自动峰，分 ，别出现在 ，和 ，其中 自动峰的强度最大；安徽省省霍山县的茯苓皮有个明显的自动峰，分别 出 现 在 ，和 ，其 中 自动峰的强度最大；云南省永平县的茯苓皮有个明显的自动峰，分别出现在 ，和 ，其中 自动峰的强度最大；云南省丙麻县的茯苓皮有个 明 显 的 自 动 峰，分 别 出 现 在 ，光谱学与光谱分析第 卷 （），（），（），（），（），（），（）和 ，其中 自动峰的强度最大；云南省腾冲县的茯苓皮有个明显的自动峰分别出现在 ，和 ，其中 自动峰的强度最大。另外，不同产地茯苓皮的自动峰相对强度不同。综上所述，七个不同产地茯苓皮中糖类有关基团对温度的热敏感程度不同，所以二维相关红外光谱中有多处差异，因此利用二维相关红外光谱可以直观有效地对不同产地茯苓皮进行区分。结论利用傅里叶变换红外光谱（）结合二阶导数红外光谱和二维相关红外光谱分析方法，对两大产区七个产地的茯苓皮进行三级鉴定分析，结果表明大别山产区的茯苓皮中草酸钙含量较高，而云南省的茯苓皮中硅酸盐含量较高。大别山地区茯苓皮产地地域跨度较小，气温、海拔、土壤环境相似，茯苓皮成分含量相似，而云南省茯苓皮产地地域跨度较大，气温、海拔、土壤环境有差异，茯苓皮成分含量也有一定的差异。因此，红外光谱三级鉴别法可以对不同产地的茯苓皮进行简便、快速、有效、准确的鉴别，为茯苓皮的质量控制研究提供科学有效地方法。（中华人民共和国国家药典委员会）（中华人民共和国药典）（中国医药科技出版社），（高学敏）（中药学），（）：，（段启，姚丽梅，庄义修）（中药新药与临床药理），（）：，（赵声兰，赵荣华，陈东）（时珍国医国药），（）：，（段启，李霞兰，王少军）（中草药），（）：，（杨丹，程忠泉，刘玉清）（安徽农学通报），（）：，（张怡莎，陈华国，周欣）（贵州师范大学学报自然科学版），（）：，（孙素琴，周群，陈建波）（中药红外光谱分析与鉴定）：（北京：化学工业出版社），第期光谱学与光谱分析 ：，（孙素琴，周群，秦竹）（中药二维相关红外光谱鉴定图集）：（北京：化学工业出版社），：，（）：，（），（）（）（），（），（），（）；（，；，）光谱学与光谱分析第 卷