紅外三級鑒定法快速鑒別山豆根和北豆根

黃冬蘭*， 陳小康， 徐永群

(韶關(guān)學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,廣東韶關(guān) 512005)

山豆根為豆科植物越南槐(SophoratonkinensisGapnep.)的干燥根莖，其性寒味苦、有毒，具有清火解毒、消腫止痛之功效，用于治療火毒蘊(yùn)結(jié)、咽喉腫痛、齒齦腫痛等病癥[1]。北豆根為防已科植物蝙蝠葛(MenispermumdauricumDC.)的干燥根莖，其性寒味苦、有小毒，具有清熱解毒、祛風(fēng)止痛之功效，用于治療咽喉腫痛、腸炎痢疾、風(fēng)濕痹痛等病癥[1]。山豆根含有的主要成分為苦參堿，毒性大于北豆根的主要成分蝙蝠葛堿[2]，而山豆根中不含北豆根的有效成分北豆根總堿，也沒有北豆根具有的降血壓、鎮(zhèn)咳、祛痰、局麻和解痙等作用[3]，相反山豆根脂溶性酸性部分在動物實(shí)驗(yàn)中卻有使血壓升高的作用[4]。此外，山豆根除用于咽喉腫痛外，尚用于肺熱咳嗽、急性黃疸性肝炎、齒痛齦腫；而北豆根除用于咽喉腫痛外，尚用于腸炎、痢疾。兩者的功效不同，若混淆使用，會直接影響臨床的療效，損害患者的健康。因此，建立兩種藥材快速有效的鑒別方法是非常重要的。

目前，山豆根和北豆根的鑒別方法有性狀鑒別、粉末顯微鑒別、薄層色譜和紫外光譜法等。性狀鑒別具有一定的人為性；薄層色譜和紫外光譜法不太適合大量樣本的快速分析。傅里葉紅外(FTIR)光譜法是一種快速、簡便、無損的分析方法，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于中藥、食品、保健品等方面的鑒別研究中[5 - 7]。近年來，隨著二維相關(guān)紅外光譜技術(shù)[8 - 10]的擴(kuò)展，提高了紅外光譜圖的分辨率，可獲得更多的光譜信息，增強(qiáng)了譜圖的識別能力。本文采用基于一維紅外光譜法、二階導(dǎo)數(shù)譜和二維相關(guān)紅外光譜的紅外三級鑒定法對山豆根和北豆根進(jìn)行了鑒別研究，該方法為山豆根和北豆根的快速鑒別提供了新的方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器設(shè)備

Spectrum One傅里葉變換紅外光譜儀(美國，Perkin Elmer公司)，附帶Spectrum光譜采集和處理軟件，DTGS檢測器，光譜分辨率4 cm-1，測量范圍4 000～400 cm-1，每個(gè)樣品累計(jì)掃描16次，掃描時(shí)扣除H2O和CO2的干擾；CKW-Ⅱ型程序升溫儀(北京市朝陽自動化儀表廠)。

1.2 樣品及試劑

山豆根和北豆根均購自中國藥品生物制品檢定所。本實(shí)驗(yàn)所用樣品隨機(jī)抽取，山豆根和北豆根各取10個(gè)樣品，同一份樣品平行測定5次，相關(guān)系數(shù)均在0.9974以上，說明取樣具有較好的代表性和重復(fù)性，可滿足中藥材分析的要求。KBr為碎狀晶體(分析純)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1一維紅外光譜取樣品粉末約1 mg與100 mg KBr研磨均勻壓片,測量一維紅外光譜。

1.3.2二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜采用Spectrum for Windows軟件中的求導(dǎo)功能，選擇13點(diǎn)平滑，獲得各樣品的二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜。

1.3.3二維相關(guān)紅外光譜將所壓制樣品裝入變溫附件，溫度從50 ℃逐步升高到120 ℃，程序控制，每隔10 ℃采集一次紅外光譜圖。分別對所采集的一系列動態(tài)光譜圖進(jìn)行預(yù)處理后，再導(dǎo)入由清華大學(xué)分析中心紅外光譜實(shí)驗(yàn)室自行設(shè)計(jì)的二維相關(guān)分析軟件，獲得各樣本的不同波段的二維相關(guān)紅外光譜。

2 結(jié)果與討論

圖1 山豆根(a)和北豆根(b)的一維紅外光譜Fig.1 FTIR spectra of Radix Sophorae Tonkinensis(a) and Rhizoma Menispermi(b)

2.1 山豆根和北豆根的一維紅外光譜分析

圖1為山豆根和北豆根的紅外光譜圖，由于兩者主體成分較為相近，因而在紅外光譜圖上有很大的相似性。兩者主要區(qū)別是山豆根在1 736 cm-1附近(C=O)和1 249 cm-1附近(C-O-C)的相對峰強(qiáng)度弱于北豆根，可推測山豆根中飽和脂肪酸酯類成分的含量要低于北豆根。另外，北豆根中的1 614、1 514、1 424 cm-1峰(苯環(huán)骨架振動)明顯強(qiáng)于山豆根的1 639、1 515、1 427 cm-1峰，說明山豆根中的芳香類物質(zhì)含量比北豆根的低。山豆根的1 152、1 077、1 046 cm-1峰與北豆根的1 153、1 104、1 035 cm-1峰代表了糖苷類物質(zhì)中C-O的伸縮振動峰，兩者峰位置的不同，說明山豆根和北豆根本身所含的糖苷類物質(zhì)是不一致的。根據(jù)以上分析可知，山豆根和北豆根均含有飽和脂肪酸酯、芳香類化合物和糖苷類化合物等物質(zhì)，但兩者所含的以上三種主體成分的組成和相對含量均不相同，且北豆根中的飽和脂肪酸酯和芳香類化合物的含量都高于北豆根。

圖2 山豆根(a)和北豆根(b)的紅外二階導(dǎo)數(shù)譜Fig.2 Second derivative IR spectra of Radix Sophorae Tonkinensis(a) and Rhizoma Menispermi(b)

2.2 山豆根和北豆根的二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜分析

二階導(dǎo)數(shù)譜能夠提高譜圖峰分辨率，因此可獲得比一維紅外譜圖更多的信息，進(jìn)一步分析比較山豆根和北豆根的二階導(dǎo)數(shù)譜。圖2所示，山豆根中飽和脂肪酸酯類成分的C=O伸縮振動峰出現(xiàn)在1 737 cm-1波數(shù)處，而北豆根的該特征峰在1 746 cm-1處，相差9 cm-1，進(jìn)一步說明兩者本身所含的飽和脂肪酸酯類成分存在差異。在1 620～1 450 cm-1范圍內(nèi)，山豆根芳香類化合物的特征峰1 610、1 515、1 465 cm-1與北豆根的1 612、1 509、1 468 cm-1的有所不同，北豆根的1 509 cm-1峰的左側(cè)有一個(gè)1 517 cm-1峰，且北豆根的芳香類化合物的特征峰更加明顯，這進(jìn)一步說明山豆根中的芳香類物質(zhì)含量比北豆根的低。在1 200～1 000 cm-1范圍內(nèi)，山豆根和北豆根的1 159(1 161)、1 109(1 107)、1 078(1 077)、1 052(1 051)、1 021(1 019) cm-1峰對應(yīng)于淀粉的1 162、1 108、1 078、1 058、1 016 cm-1等特征峰，藥材中所含淀粉越多，其二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜上淀粉的特征峰就會越明顯。圖2a山豆根中淀粉的特征峰尖且強(qiáng)，而北豆根的淀粉特征峰相對較弱，因此可判斷山豆根中淀粉的相對含量高于北豆根。根據(jù)二階導(dǎo)數(shù)譜分析，可進(jìn)一步說明山豆根和北豆根所含的飽和脂肪酸酯類成分存在差異，且北豆根中的芳香類物質(zhì)含量比山豆根的高，而山豆根中淀粉的相對含量則高于北豆根。

2.3 山豆根和北豆根的二維相關(guān)紅外光譜分析

圖3為山豆根和北豆根在1 700～1 170 cm-1內(nèi)的二維相關(guān)紅外光譜及自動峰強(qiáng)度曲線圖?？梢钥吹剑蕉垢? 630、1 290、1 190 cm-13個(gè)明顯的自動峰，以1 630 cm-1峰最強(qiáng)；而北豆根僅有1 649、1 195 cm-12個(gè)明顯的自動峰，以1 649 cm-1峰最強(qiáng)。1 630、1 649 cm-1均為黃酮成分的C=O伸縮振動峰，山豆根和北豆根在此區(qū)域出現(xiàn)強(qiáng)自動峰，說明山豆根和北豆根的黃酮成分的C=O對溫度很敏感。兩者自動峰位置、數(shù)目和相對峰強(qiáng)度的不同，說明兩者所含的黃酮成分存在差異。

圖3 山豆根(a)和北豆根(b)的二維相關(guān)紅外光譜圖Fig.3 Synchronous 2D-IR spectra of Radix Sophorae Tonkinensis(a) and Rhizoma Menispermi(b)

圖4為山豆根和北豆根在1 160～850 cm-1內(nèi)的二維相關(guān)紅外光譜及自動峰強(qiáng)度曲線圖。該區(qū)域的二維相關(guān)紅外光譜主要包含糖苷類成分的C-O伸縮振動?？梢钥吹?，山豆根有1 140、1 100、1 070、1 008、970、909、890 cm-17個(gè)明顯的自動峰，以970 cm-1峰最強(qiáng)；北豆根有1 140、1 090、1 070、980、940、890 cm-16個(gè)明顯的自動峰，以980 cm-1峰最強(qiáng)。兩者自動峰位置、數(shù)目和相對峰強(qiáng)度的不同，進(jìn)一步佐證了山豆根和北豆根含有不同的糖苷類化合物。

圖4 山豆根(a)和北豆根(b)的二維相關(guān)紅外光譜圖Fig.4 Synchronous 2D-IR spectra of Radix Sophorae Tonkinensis(a) and Rhizoma Menispermi(b)

3 結(jié)論

采用基于一維紅外光譜、二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜和二維相關(guān)紅外光譜的紅外三級鑒定法對山豆根和北豆根進(jìn)行了鑒別研究，得出山豆根和北豆根的紅外指紋特征，同時(shí)分析了兩者在成分上的差別。由此可以推斷，紅外三級鑒定法是一種有效的中藥分析方法，其在中藥的質(zhì)量控制領(lǐng)域里具有廣闊的應(yīng)用前景。