古鉤藤紅外指紋圖譜研究

廣西中醫(yī)藥大學(xué)，廣西 南寧 530200

古鉤藤為蘿藦科白葉藤屬植物古鉤藤CryptolepisbuchananiiRoem.et Schult.的根莖[1]，別名白葉藤、白馬連鞍、牛角蘑、斷腸草[2]，大暗消、半架牛、白都宗、白漿藤[3]等，在我國(guó)主要分布于廣東、廣西、云南等地，國(guó)外分布于印度、緬甸、斯里蘭卡和越南等地[4]。具有舒筋活絡(luò)、消腫止痛、解毒等功效，用于治療腰痛、腹痛、跌打損傷、骨折、癰瘡、癬等疾病[5]。在民間應(yīng)用于治療腫瘤、哮喘、咳嗽、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等[6]。近年來(lái)，未見(jiàn)有國(guó)內(nèi)外對(duì)古鉤藤的質(zhì)量分析研究，而紅外光譜“指紋”能快速識(shí)別中藥的化學(xué)成分，具有真實(shí)、整體、綜合和宏觀的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)[7]。筆者采用傅里葉紅外光譜技術(shù)，對(duì)古鉤藤的紅外圖譜進(jìn)行系統(tǒng)研究，建立古鉤藤紅外圖譜庫(kù)，可用于古鉤藤的鑒別，也為古鉤藤的質(zhì)量分析提供了重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 儀器與材料

1.1 儀器 IS-10紅外光譜儀(Thermo Nicolet美國(guó)熱電尼高力)；FW-4A粉末壓片機(jī)(天津市拓普儀器有限公司)；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(型號(hào)：DHG-9203A，廠家：上海齊欣科學(xué)儀器有限公司)。

1.2 材料 溴化鉀(光譜純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司)，實(shí)驗(yàn)用試劑均為分析純。古鉤藤藥材均采自廣西，經(jīng)廣西一心醫(yī)藥馬利飛副主任中藥師鑒定為蘿藦科白葉藤屬古鉤藤的莖、葉，來(lái)源見(jiàn)表1，藥材經(jīng)處理后待用。

表1 古鉤藤藥材來(lái)源

2 方法與結(jié)果

2.1 樣品的制備 取古鉤藤藥材置于60℃恒溫烘箱干燥至恒重，粉碎過(guò)200目篩，備用。取樣品粉末1 mg，按1∶200的比例與溴化鉀混合，于紅外燈下在瑪瑙乳缽中研磨均勻，干燥30 min后，手動(dòng)壓片至透明的薄片。

2.2 樣品的測(cè)定 經(jīng)傅里葉分光光度計(jì)(FT-IR)進(jìn)行測(cè)定，掃描分辨率為8，掃描次數(shù)為16，分辨率分別為8，扣除H2O和CO2的干擾，光譜掃描范圍是4000-400 cm-1，記錄古鉤藤樣品的紅外光譜圖。

2.3 方法學(xué)考察

2.3.1 精密度試驗(yàn)取S-1藥材，按2.2項(xiàng)下的方法，連續(xù)測(cè)定6次，記錄紅外圖譜。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明圖譜具有一致性，相關(guān)系數(shù)分別為：0.9998、0.9998、0.9999、0.9999、0.9998、0.9997，RSD值為1.05%(n=6)。表明所使用的儀器精密度良好。

2.3.2 穩(wěn)定性試驗(yàn) 取S-1藥材，按2.2項(xiàng)下的方法，每隔2 h測(cè)定一次，測(cè)定6次，記錄紅外圖譜。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明圖譜具有一致性，相關(guān)系數(shù)分別為：0.9998、0.9998、0.9999、0.9998、0.9998、0.9997，RSD值為1.03%(n=6)。表明樣品在12 h內(nèi)穩(wěn)定。

2.3.3 重復(fù)性試驗(yàn)取S-1藥材6份，按2.2項(xiàng)下的方法，分別測(cè)定，記錄紅外圖譜。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明圖譜具有一致性，相關(guān)系數(shù)分別為：0.9998、0.9998、0.9998、0.9999、0.9997、0.9996，RSD值為1.41%(n=6)。表明使用方法重復(fù)性較好。

2.4 樣品測(cè)定 取10批廣西不同產(chǎn)地的古鉤藤藥材，按2.2項(xiàng)下的方法進(jìn)行測(cè)定，記錄紅外光譜圖，分別得到10批古鉤藤藥材的紅外光譜圖。見(jiàn)圖1。

3 分析與討論

3.1 指紋圖譜 分析試驗(yàn)中，對(duì)掃描次數(shù)(4、8、16、32)以及分辨率(4、8、16、32)進(jìn)行了考察，根據(jù)不同條件下，各光譜圖的平滑以及峰型，從而確定了掃描次數(shù)為16，分辨率為8。從圖1可看出，不同產(chǎn)地的古鉤藤藥材的紅外光譜相似度較大，有共同的特征峰，但也存在一定的差異，主要表現(xiàn)為各特征峰的相對(duì)吸收強(qiáng)度有所差異和指紋區(qū)的小峰的微小差異，可能與產(chǎn)地不同的生境條件差異有關(guān)。但主要化學(xué)成分在紅外光譜吸收峰的位置類(lèi)似。在3 400 cm-1吸收峰強(qiáng)、譜帶寬，為締合-OH的伸縮振動(dòng)峰； 2 920 cm-1、2 850 cm-1為飽和的C-H伸縮振動(dòng)峰；1650 cm-1為因跨環(huán)效應(yīng)影響的古鉤藤生物堿的-C=O伸縮振動(dòng)峰；1 419 cm-1、1 246 cm-1為古鉤藤苷類(lèi) C-O的伸縮振動(dòng)峰；1 050 cm-1為-OH的彎曲振動(dòng)峰。

經(jīng)Omic軟件處理得到的參照?qǐng)D譜，建立圖譜庫(kù)，進(jìn)行相似度比較。結(jié)果10批古鉤藤藥材紅外光譜圖的相似度為0.9562以上，與參照?qǐng)D譜比較，相似度在0.9789以上。表明不同產(chǎn)地古鉤藤藥材的紅外圖譜與建立的參照?qǐng)D譜基本一致，不同產(chǎn)地的古鉤藤供試品的紅外指紋圖譜相似程度較高，一致性良好。見(jiàn)圖2、表2。

表2 古鉤藤葉藥材紅外光譜相似度比較

3.2 不同產(chǎn)地古鉤藤莖葉紅外光譜數(shù)據(jù)的聚類(lèi)分析

3.2.1 聚類(lèi)分析數(shù)據(jù)的提取10批古鉤藤莖葉樣品紅外光譜圖在1600-600 cm-1波段范圍內(nèi)峰強(qiáng)度的差異較明顯，提取這個(gè)波段的波數(shù)作為模式識(shí)別的原始數(shù)據(jù)，導(dǎo)出10批葉和莖紅外光譜圖的波數(shù)，作為數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)。

3.2.2 古鉤藤紅外光譜數(shù)據(jù)的聚類(lèi)分析采用沃德法選取歐式距離平方和作為樣品的測(cè)度，對(duì)古鉤藤藥材FT-IR指紋圖譜數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類(lèi)分析，10批古鉤藤葉分為三大類(lèi)，楊美、十萬(wàn)大山、石埠、羅村、譚紋村、高峰為一類(lèi)；馬村、蘇扜村、新蘇村為一類(lèi)；武鳴為一類(lèi)。結(jié)果見(jiàn)圖3。

4 結(jié)論

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，傅里葉紅外光譜技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，幾乎涉及到自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。近年來(lái)，在藥品質(zhì)量控制、食品領(lǐng)域、植物學(xué)辨別中也發(fā)揮著重要的作用[8-10]。近紅外光譜技術(shù)具有不破壞樣品的情況下快速測(cè)定其中的有效成分，雖然靈敏度相對(duì)較低，但具有操作簡(jiǎn)便、分析速度快、分析效率高、分析成本低、無(wú)污染、樣品不需預(yù)處理、重現(xiàn)性號(hào)、便于在線(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。本文中采用了藥材粉末壓片，根據(jù)紅外光譜能整體、快速、無(wú)損藥材的特征，可以準(zhǔn)確、快速、有效地鑒別藥材中的主要化學(xué)成分，建立的紅外指紋圖譜，能客觀反映古鉤藤藥材化學(xué)成分的全貌，通過(guò)紅外光譜分析完全能反映出古鉤藤藥材的化學(xué)特征，因此建立的古鉤藤藥材紅外指紋圖譜，能通過(guò)模式識(shí)別技術(shù)來(lái)描述古鉤藤藥材的差異性，并用于其質(zhì)量鑒別是一種可行的方法。從主化學(xué)成分分析來(lái)看，古鉤藤的聚類(lèi)分析結(jié)果完全達(dá)到了指紋圖譜技術(shù)的要求，但由于產(chǎn)地以及氣候、溫度等條件的不同，古鉤藤中化學(xué)成分的含量和結(jié)構(gòu)會(huì)存在一定的差異，所以在聚類(lèi)分析時(shí)，分類(lèi)結(jié)果也可能有一定的差異性，這也綜合反映出不同產(chǎn)地樣品紅外光譜圖之間的多樣性分化，可為保證古鉤藤藥材的質(zhì)量一致性提供依據(jù)，也可為古鉤藤藥材的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和利用提供科學(xué)依據(jù)。