氣相色譜指紋圖譜在中藥質量控制中的應用

戴靜波 浙江工業(yè)大學 杭州 310000

氣相色譜指紋圖譜在中藥質量控制中的應用

戴靜波 浙江工業(yè)大學 杭州 310000

色譜指紋圖譜 中藥 揮發(fā)性成分

中藥質量控制是中藥現代化進程中的重要環(huán)節(jié)。中藥指紋圖譜是目前公認的評價中藥質量的有效手段。中藥指紋圖譜是指某種（或某產地）中藥材經適當處理后,采用一定的分析手段得到的能夠標示該中藥材或中成藥特性的某類或數類成分的色譜或光譜的圖譜[1]。指紋圖譜采用色譜和光譜技術,如液相色譜、裂解色譜、氣相色譜（gas chromatography，GC）、毛細管電泳等,可以獲得組分群體的分析圖譜或圖像,結合先進的數據處理手段對數據進行分析處理,最后獲得專屬、穩(wěn)定、實用的特征數據。指紋圖譜作為一種綜合的、可量化的鑒別模式，有效地加以檢測和控制中藥產品的真實性和質量的一致性及穩(wěn)定性，其本質屬性是“整體性”和“模糊性”。

1 氣相色譜指紋圖譜的應用

中藥中所含的揮發(fā)油均為混合物，成分相當復雜，常由十幾種甚至上百種化合物組成。在中藥制劑中也往往有數個含有揮發(fā)油的中藥和其他中藥成分。揮發(fā)油在適宜溫度下能夠汽化，符合氣相色譜的條件。GC具有高效快速、高選擇性、高靈敏度等特點，而且樣品用量少，方法穩(wěn)定性好，檢測器種類多，因而特別適用于中藥及其制劑的揮發(fā)性成分的指紋圖譜研究。

利用中藥藥用化學成分的色譜指紋圖譜可以對不同藥材種屬進行鑒別，對同種藥材質量優(yōu)劣進行評價。錢浩泉等[2]用GC法建立高良姜揮發(fā)油的指紋圖譜，結果發(fā)現道地藥材高良姜及不同地區(qū)收集的市場商品具有相當穩(wěn)定的、相似程度很高的指紋圖譜，與混淆品有明顯區(qū)別。崔京[3]采用GC法建立肉桂藥材中揮發(fā)油及其β-環(huán)糊精(β-CD)包合物指紋圖譜，并分析兩個圖譜的相關性，為肉桂藥材及其揮發(fā)油制劑的質量控制提供依據。郭雪清[4]等建立了北柴胡揮發(fā)油的特征GC指紋圖譜分析方法，分析7個不同產地的柴胡藥材，以其指紋圖譜為特征，相似度分析處理，所建立的方法可用來對柴胡的質量進行評價。阮健等[5]對當歸的揮發(fā)油成分進行試驗研究，使用相似度計算軟件建立了標準圖譜，同時采用相似度大小來評價各批次差異，建立當歸揮發(fā)油指紋圖譜的測定分析方法，為當歸揮發(fā)油的質量控制提供參考。梁倩等[6]以水蒸氣蒸餾法提取不同產地丹參的揮發(fā)油，建立了丹參氣相色譜指紋圖譜，并用相關系數和向量夾角余弦法評價指紋圖譜相似度，相似度都在0.911以上，說明不同產地丹參揮發(fā)油的化學成分較相似。黃有霖等[7]就魚腥草超微粉揮發(fā)油成分進行GC指紋圖譜研究，通過比較不同來源魚腥草超微粉指紋圖譜的差異，鑒別并評價其質量差異，采用相似度和聚類分析進行評價。侯芳潔等[8]用頂空氣相色譜法對江蘇等地的12種蒼術進行相似度分析，確定茅蒼術的HS-GC標準指紋圖譜，并對市售茅蒼術藥材及組培、野生茅蒼術藥材的HS-GC指紋圖譜進行了相似度比較分析，對控制茅蒼術藥材的質量及真?zhèn)翁峁┖啽?、快速、客觀、準確的方法。劉文芳等[9]用GC法建立開胸順氣丸的指紋圖譜，采用和厚樸酚作為內參照物，說明氣相指紋圖譜能有效控制制劑的內在質量。

對于在GC條件下對于揮發(fā)性小的或熱不穩(wěn)定成分需采用衍生化法，如一些生物堿、內酯類、酚類等藥物，可以將其衍生化反應后再進行分析。氣相色譜技術在中藥指紋圖譜中的應用，目前不僅限于一些含揮發(fā)性成分中藥的質量控制，而且對于中藥的不揮發(fā)性成分，可采用裂解氣相色譜(PyGC)或閃蒸氣相色譜(FGC)來進行測定，給中藥材品質鑒定帶來很大的方便。袁敏等[10]采用裂解色譜法(PGC)研究比較連翹、郁金、廣藿香、地黃等一些藥材的指紋圖譜，結果表明譜圖的重現性好，能反映藥材的指紋特征信息。

2 氣相質譜色譜指紋圖譜的應用

GC適用于檢測揮發(fā)性化學成分，廣泛應用于揮發(fā)油部分的指紋圖譜分析。但GC方法采用保留時間確定共有峰，缺少定性能力。GC-MS已廣泛應用于單味藥材揮發(fā)油的成分分析，目前大多數含揮發(fā)油的中藥材的主要化學成分已基本搞清，為中藥材及復方制劑揮發(fā)油指紋圖譜的研究積累了豐富的數據。采用GC-MS方法建立指紋圖譜，將質譜（MS）作為色譜的通用性檢測器，能實現對樣品進行在線分析，解決對照品缺乏的難題。GC-MS聯用儀器發(fā)揮了氣相色譜的高分離效能和質譜的高定性能力，是理想的研究中藥中特征揮發(fā)性化學組成的分離分析方法[11]。2.1 單味中藥GC-MS指紋圖譜應用 魏剛[12]在大量分析實踐的基礎上提出特征指標成分群的概念，認為在GC-MS的總離子流圖中，如果保留時間相近的色譜峰峰形相像，相對強度比例相似，則說明色譜峰所代表的組分應該是相同（似）的物質或物質群，體現了不同產地的中藥材所具有的共性。因為中藥指紋圖譜賴以鑒別中藥的藥材真?zhèn)魏唾|量優(yōu)劣所要強調是作為藥用植物物種的“共有特征性”，不需要定性分析每一個化學成分。

張峰[13]用氣相色譜-質譜分析北細辛根和根徑中具有指紋特征的揮發(fā)性成分，研究表明可以用GC指紋圖譜表征北細辛根和根徑的揮發(fā)性成分指紋信息來鑒別不同品種、產地、采收季節(jié)、部位等的細辛。段啟等[14]采用GC-MS聯用技術對不同產地白術的揮發(fā)性成分進行分析，建立其指紋圖譜，確定共有指紋峰。研究表明白術揮發(fā)性成分中含有18個特征性指標成分，初步建立了以此18個共有峰為特征的指紋信息的GC-MS指紋圖譜。王儒靜等[15]對靈芝建立GC-MS指紋圖譜，并對靈芝硅烷化（TMS）衍生物進行質譜定性分析，基于指紋圖譜，應用PCA投影對靈芝GC-MS色譜積分數據進行模式識別，得到直觀的各個分類樣本之間的聚類關系，結合靈芝的指紋圖譜和模式識別方法對靈芝的質量進行控制。何娟等[16]通過對12個產地辛夷揮發(fā)油進行氣相色譜-質譜聯用分析，建立不同產地、不同采收期辛夷藥材質量控制。不同批次藥材主要成分含量有一定的差別，不同產地及不同采收期樣品間有較大差異。通過色譜峰的相對保留值α和量化的面積歸一化值Ci兩個參數實現了從圖譜形式到數字形式的轉換。

王麗麗等[17]采用裂解氣相色譜-質譜法（Py-GC/MS）測定了不同產地的鐵皮石斛，建立指紋圖譜，采用釋放氣體分析法考察了裂解溫度對指紋圖譜的影響。樣品在450℃下可瞬間裂解，不同種樣品的指紋圖譜具有相似性，且重現性好。

2.2 復方中藥GC-MS指紋圖譜應用 中藥制劑在生產過程中影響因素眾多，任何單一的活性成分或指標成分都難以準確、全面地評價中藥質量。而指紋圖譜信息量大，特征性強，能給出大部分成分的色譜峰，有效地證明中藥產品質量。GC-MSD聯用也適合于建立制劑中揮發(fā)性成分的指紋圖譜，有著廣泛的應用前景。魏剛等[18]采用GC-MS建立了醒神滴鼻液、腦醒滴鼻液、腦醒性注射液等3種復方制劑中揮發(fā)性成分的總離子流指紋圖譜，結果表明單味藥材中的揮發(fā)性特征成分或主要成分在全方總離子流圖中均可檢出，以其出峰先后及相對含量為特征，構成了復方制劑的GC/MS指紋圖譜。黃水清等[19]通過對當歸補血湯湯劑中揮發(fā)油的GC-MS指紋圖譜研究，為當歸補血湯的物質基礎提供了部分數據，對復方湯劑的研究提供探索。何建雄等[20]對24批次市售藥材、3種含廣藿香的復方藥物進行分析，分別與石牌、海南、高要廣藿香“數字化”信息進行相似度比對，藿香正氣超臨界提取物中的藿香為海南產，提示數字化信息也可適用提取方法的工藝追蹤。夏華玲等[21]應用GC-MS方法，建立了筋骨痛消丸總揮發(fā)油的指紋圖譜分析方法，各批樣品間共有指紋峰的相對保留時間比較吻合，為其質量控制提供了更全面的信息。采用GC-MS法對以揮發(fā)性成分為主的復方制劑進行研究，可以確定化學成分，明確藥效活性。因此，GC-MS可應用于中藥復方制劑的鑒別研究，指紋圖譜中特征成分的相對含量保持穩(wěn)定更能有效控制制劑產品質量。

3 氣相色譜指紋圖譜的應用前景

全二維氣相色譜法(GC×GC)對具有揮發(fā)成分的中藥的鑒定尤為適宜，GC與傅里葉紅外光譜聯用(GC/FT-IR)也可應用于揮發(fā)性中藥成分的分析，具有較好的定性功能，使中藥或制劑的指紋圖譜研究更加系統(tǒng)和完整，并為解決中藥研究中缺乏標準品提供可行之路。尤其在現階段中藥的有效成分絕大多數沒有明確的情況下，采用中藥色譜指紋圖譜的方式，對中藥材及其制劑的質量進行控制，真正體現對中藥內在質量的綜合評價和全面控制。

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2010-07-12