中紅外光譜結(jié)合模式識(shí)別快速鑒別生/制首烏

林 艷，夏伯候，李 春，林麗美，李亞梅*

1. 湖南中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院湘產(chǎn)大宗藥材品質(zhì)評價(jià)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長沙 410208 2. 中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所，北京 100700

引 言

何首烏有生首烏和制首烏之分。生首烏的制法為何首烏除去雜質(zhì)，洗凈，稍浸，潤透，切厚片或塊，干燥。制首烏的制法為何首烏片或塊, 照燉法(通則0213)用黑豆拌勻，置非鐵質(zhì)的適宜容器內(nèi)，燉至汁液吸盡； 或照蒸法(通則0213)，清蒸或用黑豆拌勻后蒸，蒸至內(nèi)外均呈棕色，或曬至半干，切片，干燥。生首烏能解毒消癰、截瘧、潤腸，制首烏能補(bǔ)肝腎、烏須發(fā)、化濁降脂，其功效和肝毒性都有所不同[1-4]。生/制首烏都含有二苯乙烯苷類、蒽醌類、磷脂類，但其在種類和含量方面都存在一定的不同[5-6]。生首烏與制首烏在外觀性狀上有差異較易識(shí)別，但其磨成粉末后兩者不易區(qū)分，且功效、毒性不同不可混用。生/制首烏鑒別依賴于感官體驗(yàn)，或更復(fù)雜的化學(xué)檢測方法，前者較為主觀，后者操作復(fù)雜，因此，尋找一種快速簡單的判別方法來區(qū)分生/制首烏十分必要。

紅外光譜是一種可以檢測物質(zhì)中特殊分子不同吸收頻率的化學(xué)分析工具，不同的分子結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生不同的吸收譜帶。光譜技術(shù)在中藥化學(xué)成分分析方面有著快速、簡單、靈敏等優(yōu)勢。中紅外光譜是波數(shù)為4 000～400 cm-1的電磁波，由分子基頻振動(dòng)組成的光譜，其吸收帶多而窄，吸收強(qiáng)度大，有顯著的吸收特性，能提供更多的頻率和強(qiáng)度信息，且大多數(shù)典型官能團(tuán)的特征振動(dòng)峰大多分布于中紅外區(qū)。物質(zhì)在中紅外區(qū)的吸收峰可表征分子結(jié)構(gòu)特征性, 不同化合物的吸收峰有足夠清晰獨(dú)立的特征吸收峰或譜帶，其組份含量和其對應(yīng)的吸光度成正比關(guān)系[7]。相比顯微、薄層色譜等鑒別方法，中紅外光譜法具有檢測速度快速，對樣品無損的優(yōu)勢，已在中藥鑒別中得到廣泛應(yīng)用。紅外分析技術(shù)結(jié)合化學(xué)計(jì)量分析已成為中藥材樣品檢測分析的一種簡便方法[8-10]。利用中紅外光譜技術(shù)結(jié)合化學(xué)計(jì)量分析對薄荷的產(chǎn)地進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別結(jié)果最高可達(dá)90%[11]。利用中紅外光譜和化學(xué)計(jì)量學(xué)相結(jié)合可以鑒別核桃的產(chǎn)地及品種[12]。本文將采用中紅外光譜對不同來源生/制首烏進(jìn)行分析，再結(jié)合模式識(shí)別方法找出生/制首烏差異性化學(xué)成分類型，為生/制首烏鑒別提供一種快速檢測方法，為生/制首烏的質(zhì)量控制提供依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與材料

Niclet-iS5紅外光譜儀(Thermo Scientcific公司)，靈巧型粉碎機(jī)DJ-10A(上海隆拓儀器設(shè)備有限公司)，101型電熱鼓風(fēng)干燥箱(北京市永光明醫(yī)療儀器廠)。38批飲片購自各省大藥房和市場，所有實(shí)驗(yàn)樣品均經(jīng)湖南中醫(yī)藥大學(xué)龔力民副教授鑒定為蓼科植物何首烏PolygonuiMultifloriRadix的干燥塊根，樣品信息見表1。

表1 不同來源何首烏Table 1 The sources of Polygonum multiflorum

1.2 樣品處理及檢測

取樣品粉末在40 ℃下充分烘干，過200目篩，得極細(xì)粉。取不同批次何首烏各0.1 g，混合均勻得到質(zhì)控樣本。取烘干后的樣品粉末置于中紅外光譜ATR附件上，調(diào)節(jié)壓力塔，設(shè)置分辨率4 cm-1，掃描次數(shù)32次，空白背景光譜掃描64次，扣除大氣背景干擾。采用ominc8.0對不同來源生/制首烏的中紅外光譜進(jìn)行自動(dòng)平滑。

1.3 方法

取質(zhì)控樣本進(jìn)行方法學(xué)考察，考察指標(biāo)為儀器精密度、操作重復(fù)性、樣本穩(wěn)定性、中間精密度。按1.2節(jié)對樣本進(jìn)行處理和檢測，取紅外圖譜中吸收強(qiáng)度最大的6個(gè)特征峰作為評價(jià)峰，以對應(yīng)波數(shù)計(jì)算的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差作為評判依據(jù)。

1.3.1 精密度

質(zhì)控樣本連續(xù)掃描6次，RSD均小于0.31%，表明儀器精密度良好。

1.3.2 重復(fù)性

質(zhì)控樣本平行掃描6次，RSD均小于0.25%，表明樣品測定方法重復(fù)性良好。

1.3.3 穩(wěn)定性

質(zhì)控樣本分別在0，1，2，4和6 h進(jìn)行紅外測定，RSD均小于0.18%，表明樣品在6 h內(nèi)的穩(wěn)定性良好。

1.3.4 中間精密度

質(zhì)控樣本在不同時(shí)間由不同操作人員操作，RSD均小于0.15%，表明儀器精密度良好。

2 結(jié)果與討論

圖1 生/制首烏中紅外指紋圖譜(a): 生首烏； (b): 制首烏Fig.1 Mid-IR fingerprint overlay of crude/processed Polygonui Multifloriradix(a): Crudeprocessed Polygonui Multiflori radix;(b): Crude and processed Polygonui Multiflori radix

圖2 化學(xué)模式識(shí)別圖(a): OPLS-DA 三維得分圖(1: 制品； 2: 生品)；(b): OPLS-DA VIP標(biāo)志物差異圖Fig.2 Pattern recognition of OPLS-DA images of crude/processed Polygonui Multiflori Radix(a): The OPLS-DA scores of the control group and the model group (1: crude, 2: processed); (b): The VIP values of differential markers of processed

表2 生/制首烏主要的特征峰Table 2 The main characteristic peaks of crude/processed Polygonui Multiflori radix

3 結(jié) 論

中紅外光譜法的前處理簡便快速，無需采用化學(xué)試劑進(jìn)行處理，且能整體評估生/制首烏的質(zhì)量。紅外光譜特征指紋圖譜結(jié)合模式識(shí)別可鑒別生/制首烏，其主要的差別性成分為二苯乙烯苷類、蒽醌類和磷脂類，與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道的結(jié)果基本一致[5-6]。本研究采用simca軟件建立的模式識(shí)別模型具有一定合理性，較強(qiáng)的區(qū)分和識(shí)別能力，可作為一種快速鑒別生/制首烏的方法。