海洋中藥珍珠原材料的紅外指紋圖譜研究

彭 舟，趙玉勤，王 斌，曲有樂 (浙江海洋學(xué)院食品與醫(yī)藥學(xué)院，浙江舟山316022)

目前，我國中藥材品種鑒定方法種類繁多，然而越來越被大家廣泛接受的是藥材的指紋圖譜分析技術(shù)。隨著中藥材定性和定量分析技術(shù)的多樣化，多種色譜、光譜等分析技術(shù)同時(shí)被綜合應(yīng)用到中藥、中間體及其制劑的指紋圖譜的研究中。新方法和新技術(shù)的加入為指紋圖譜的研究提供了大量新思路。劉小平等［1］用X射線衍射技術(shù)和紅外光譜(IR)技術(shù)，首次建立了我國經(jīng)典復(fù)方中藥六味地黃丸的標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜。劉韶等［2］選擇具有代表性的復(fù)方湯劑黃連解毒湯，以指紋圖譜為考察方法從整體上對傳統(tǒng)的黃連解毒湯飲片湯劑與利用現(xiàn)代工藝制備的顆粒湯劑的質(zhì)量進(jìn)行綜合分析，發(fā)現(xiàn)兩者之間具有較好相似性。該試驗(yàn)結(jié)果表明，利用現(xiàn)代的顆粒湯劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的飲片湯劑是完全可行的。這為中藥現(xiàn)代化提供科學(xué)依據(jù)。

IR技術(shù)是一種全成分信息的分析手段，操作簡便，靈敏度高，譜帶的專屬性強(qiáng)。該方法特別適合于中藥材的無損快速鑒別和樣品的定量分析。目前，IR指紋圖譜已經(jīng)成為中藥、中藥提取物和中藥制劑質(zhì)量控制的重要方法。單鳴秋等［3］采用不同樣品IR圖譜的變異峰率和共有峰率兩個(gè)指標(biāo)，依據(jù)共有峰率建立了中藥側(cè)柏(Platycladus orientalis)葉IR指紋圖譜雙指標(biāo)序列。該方法可以將不同產(chǎn)地和批次的側(cè)柏葉準(zhǔn)確地區(qū)分開來。王燕等［4］結(jié)合雙指標(biāo)序列法和聚類分析法，同時(shí)建立了淡菜的紅外光譜指紋圖譜。該圖譜可以較好地鑒別出不同產(chǎn)地的淡菜。該研究也為海洋中藥——淡菜的溯源提供了技術(shù)支持。王斌等［5］結(jié)合主成分分析和判別分析，建立了海馬乙醇提取物紅外光譜，實(shí)現(xiàn)不同類別海馬的快速鑒別。鄒華斌等［6］分別建立了甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch)的水和氯仿提取物的IR指紋圖譜，通過比較指紋圖譜的共有峰率、變異峰率可以準(zhǔn)確鑒別品種和產(chǎn)地不同的甘草樣品。為此，筆者利用紅外光譜技術(shù)建立了珍珠的指紋圖譜，利用相似度分析和聚類分析對其數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。制定的指紋圖譜可以為珍珠的質(zhì)量控制提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑 中藥粉碎機(jī)(FW135，天津泰斯特儀器有限公司);壓片機(jī)(YP-2，上海山岳科學(xué)儀器公司);傅里葉變換紅外光譜儀(Nicolet 5700，美國Thermo Nicolet公司);電子天平(梅特勒－托利多儀器公司)。KBr為光譜純，購于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 樣品來源及處理 珍珠樣品B1～B17來源見表1。將從不同地區(qū)收集到的珍珠樣品在60℃下恒溫干燥24 h，利用中藥粉碎機(jī)粉碎，然后稱取過100目篩的珍珠樣品粉末各0.1 g，儲存于干燥器內(nèi)，備用。

表1 不同珍珠樣品的來源

1.3 珍珠紅外光譜數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理 準(zhǔn)確稱取1.0 mg粉碎過100目篩的珍珠樣品，按照1∶100的比例(w/w)加入到KBr中，均勻研磨，并且壓制，使得樣品呈透明片狀，在KBr的背景下掃描32次，且平行試驗(yàn)3次，獲得譜圖，保存其CSV數(shù)據(jù)，求平均值。利用Origin8.0軟件繪制光譜圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 珍珠紅外圖譜的采集 用軟件origin8.0繪出各地區(qū)珍珠樣品的紅外指紋圖譜。紅外圖譜中反映珍珠所含成分紅外信號的疊加。由地域、質(zhì)地、環(huán)境等外界因素對珍珠藥材產(chǎn)生的影響可從紅外光譜的差異較好體現(xiàn)。圖1表明，同一產(chǎn)地珍珠樣品紅外光譜的峰形、峰相對強(qiáng)度基本相近，可知珍珠的主要成分相同，其生長環(huán)境和地域等因素也較相近。

2.2 珍珠紅外圖譜的聚類分析 采用遠(yuǎn)鄰法、近鄰法、中位數(shù)法、重心法、Ward最小方差法、組內(nèi)平均連接法、組間平均連接法7種聚類分析法對樣品進(jìn)行分析考察，發(fā)現(xiàn)采用Ward最小方差法比較理想。通過系統(tǒng)聚類分析，可將17個(gè)珍珠樣品直觀、清楚地區(qū)分開來，說明該方法可用于珍珠的鑒別與分類研究。圖2表明，珍珠樣品可聚為兩個(gè)大組。第一大組包括樣品 B2、B6、B3、B5、B9、B7、B8，其中主要為廣東和青島地區(qū)的珍珠;第二大組又可分為3個(gè)小組，即B12、B15、B1 屬于?？?，B10、B13、B16 屬于寧夏，B4、B11、B17 屬于貴陽。珍珠的質(zhì)量與產(chǎn)地氣候等自然條件密切有關(guān)。在環(huán)境相近時(shí)，珍珠的質(zhì)量差異性小，它可聚為一類。

2.3 珍珠紅外光譜相似度分析 表2表明，所收集的17個(gè)珍珠樣品相似度均在0.97以上，有較高的相似度，說明珍珠成分基本相同，差異性較小。該結(jié)果與聚類效果相同，說明樣品所在地域、環(huán)境的不同對珍珠成長的影響不明顯，均可作為珍珠藥材使用。

表2 不同珍珠樣品相似度

2.4 珍珠紅外指紋圖譜共有模式的建立、分析 取聚類圖中最相近的 10 個(gè)珍珠樣品，即 B2、B6、B3、B5、B9、B7、B8、B14、B12、B15。用軟件origin8.0，作出珍珠的共有模式。圖3表明，不同產(chǎn)地的珍珠在成分上有很多相同，其紅外圖譜在4 000～400 cm－1有8個(gè)共有峰，即3 420 cm－1處為由于水分子的振動(dòng)引起的吸收峰;2 918、2 517 cm－1為含C－H、－OH的有機(jī)物振動(dòng)引起的吸收峰;1 780、1 464 cm－1為碳酸根離子的非對稱伸縮;1 082 cm－1為碳酸根－離子的對稱伸縮;862 cm－1為碳酸根離子導(dǎo)致的面外彎曲;714 cm－1為碳酸根離子導(dǎo)致的面內(nèi)彎曲。

2.5 不同地區(qū)珍珠紅外指紋圖譜的比較 在各地區(qū)，選取一種珍珠樣品，同時(shí)進(jìn)行對比。圖4表明，各地區(qū)珍珠樣品整體紅外光譜的峰形、峰相對高且大致相同，從而更能突出珍珠的共有模式。紅外指紋圖譜的強(qiáng)度有一定的差異。這主要是因?yàn)槠涞赜虻牟煌斐善渌煞趾秃坑幸欢ǖ牟町?，而且受所處海域的溫度、鹽度和養(yǎng)殖條件等外在條件的影響。

3 小結(jié)

在解決中藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測方法的探索中，紅外光譜技術(shù)與色譜指紋圖譜的作用日益顯現(xiàn)。該技術(shù)的運(yùn)用使得中藥質(zhì)量控制技術(shù)的研究得到有效的延伸與發(fā)展，基本形成光譜和色譜相互依存、相互補(bǔ)充的特點(diǎn)。在藥物質(zhì)量控制過程中，紅外光譜能夠進(jìn)行藥品原材料的質(zhì)量控制和穩(wěn)定性考察。色譜指紋圖譜能夠用于樣品的高效分離、定量檢測以及后續(xù)重點(diǎn)成分指標(biāo)含量控制。兩者互相滲透、相互補(bǔ)充，為中藥現(xiàn)代化發(fā)展提供有效支撐。

［1］劉小平，陳笑宇，宋青，等.六味地黃丸的X-衍射指紋圖譜鑒定研究［J］.中藥材，2005，28(3):184 －186.

［2］劉韶，雷鵬，李新中，等.黃連解毒湯飲片湯劑與顆粒湯劑的指紋圖譜比較［J］.中國藥師，2005，8(2):117 －119.

［3］單鳴秋，姚曉東，池玉梅，等.側(cè)柏葉紅外指紋圖譜共有峰率和變異峰率雙指標(biāo)序列分析法［J］.光譜學(xué)與光譜分析，2009，29(8):2092－2095.

［4］王燕，王斌，徐銀峰，等.基于聚類分析法和雙指標(biāo)分析法的淡菜紅外指紋圖譜比較研究［J］.中國食品學(xué)報(bào)，2013，13(1):178 －182.

［5］王斌，任西杰，王燕，等.基于聚類、主成分和判別分析的海馬乙醇提取物紅外指紋圖譜研究［J］.中國藥學(xué)雜志，2013，48(4):253 －258.

［6］鄒華斌，袁久榮，杜愛琴，等.甘草氯仿提取物紅外指紋圖譜雙指標(biāo)序列分析法［J］.中國中藥雜志，2005，30(1):16 －20.