X射線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)鑒別野山參拼接偽制品

傅 穎， 葉愈青， 楊 勇， 寧棉波， 吳懷嘉

[1.上海市醫(yī)藥學(xué)校，上海 200135；2.上海市藥材有限公司，上海 200082；3.島津企業(yè)管理(中國(guó))有限公司，上海 200233；4.上海上藥華宇藥業(yè)有限公司，上海 200080]

野山參來(lái)自五加科植物人參PanaxginsengC.A.Mey.的干燥根和根莖?！兑吧絽㈣b定及分等質(zhì)量》[1]和《上海市中藥行業(yè)野山參等級(jí)規(guī)格(修訂稿)》[2]均將“野山參”定義為“人工播種后，自然生長(zhǎng)于深山密林15年以上的人參”。拼接野山參是野山參常見偽品之一，拼接物多取自低齡或人工栽培的移山參、園參等人參品種，功效不及野山參,按拼接部位可分為拼蘆、拼須、拼體、拼艼等，按拼接手法可分為對(duì)接、插接、套接等[3]，其中，插接和套接手法隱蔽，多采取在半干的參體上插入或套皮續(xù)接支段，一旦藥材干燥后外皮皺縮緊貼續(xù)接支段，拼接處難以察覺(jué)。因此，如何在無(wú)損條件下發(fā)現(xiàn)拼接造偽并提供確切憑證，成為此類野山參偽品鑒別中的難題。

X射線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，指將X射線照射可見光不能穿透的物體，依靠不同物質(zhì)與射線發(fā)生不同反應(yīng)改變物體對(duì)射線的衰減引起透射射線強(qiáng)度的變化，在被測(cè)物無(wú)損前提下檢測(cè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)[4]。該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于珠寶檢測(cè)[5]、牙科檢測(cè)[6]、航空發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)[7]、原木內(nèi)部腐朽度檢測(cè)[8]和農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)[9]等無(wú)損檢測(cè)中。CT即電子計(jì)算機(jī)斷層掃描，指利用精準(zhǔn)的X射線等線束照射，配合靈敏度極高的探測(cè)器，對(duì)被測(cè)物進(jìn)行連續(xù)斷面掃描，借助計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理重現(xiàn)被測(cè)物立體圖像[10]。CT在工業(yè)上被用來(lái)對(duì)針孔等極小零部件進(jìn)行缺陷檢測(cè)[11-13]；也被用于國(guó)內(nèi)外安保[14]、航運(yùn)等大型集裝箱裝置檢測(cè)[15]；尤其在醫(yī)療診斷方面應(yīng)用廣泛，如針對(duì)腰椎間盤突出癥病情程度的診斷評(píng)估[16]，脊柱腫瘤的診斷及鑒別[17]，分化型甲狀腺癌術(shù)后轉(zhuǎn)移灶的診斷等[18]。在傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)鑒別基礎(chǔ)上引入X射線透視CT裝置，對(duì)野山參的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行無(wú)損探測(cè)，對(duì)外觀鑒別中發(fā)現(xiàn)的對(duì)接部位進(jìn)行細(xì)節(jié)探究，對(duì)外觀鑒別時(shí)難以察覺(jué)的插接、套接部位進(jìn)行排查和觀測(cè)，為野山參拼接偽制品的鑒別提供新的方法參考。

1 材料與方法

1.1 藥材 野山參來(lái)自上海市藥材有限公司，經(jīng)全國(guó)名老中醫(yī)藥專家傳承工作室專家、野山參鑒定師葉愈青鑒定，個(gè)別部位存在對(duì)接造偽，憑證標(biāo)本存放于上海上藥華宇藥業(yè)有限公司。

1.2 儀器 Xslicer SMX-6000微焦點(diǎn)X射線檢查裝置(日本島津公司)。

1.3 X射線無(wú)損鑒別分析條件

1.3.1 透視 放射器類型開放式，焦點(diǎn)尺寸1 μm；電壓160 kV；電流100 μA；功率16 W；傾斜角度0°～60°，旋轉(zhuǎn)度±180°。

1.3.2 CT掃描 放射器類型開放式，焦點(diǎn)尺寸1 μm；電壓160 kV；電流100 μA；功率16 W；傾斜角度45°；掃描層600層。

2 結(jié)果

2.1 外觀性狀鑒別 野山參樣品1的蘆，在自下而上第2個(gè)蘆碗的位置有1個(gè)邊緣似被刀口平切的對(duì)接痕，形態(tài)不自然；野山參樣品2蘆的中下部、有1處艼所對(duì)應(yīng)的蘆碗位置，可見形似2個(gè)碗口相對(duì)堆疊的對(duì)接痕，亦非常規(guī)形態(tài)。根據(jù)野山參“蘆”的鑒別要點(diǎn)[19-20]，15年以上生長(zhǎng)的野山參，其蘆應(yīng)多呈二節(jié)蘆，底部蘆碗較為平滑或呈圓蘆，中上部則以對(duì)花蘆為主[21]。雖然野山參在野生環(huán)境下生長(zhǎng)，不排除個(gè)別蘆碗出現(xiàn)吞蘆、并蘆等特殊形態(tài)，但不應(yīng)出現(xiàn)蘆碗碗口邊緣平切、蘆碗口對(duì)疊的現(xiàn)象，故通過(guò)外觀性狀鑒別，將這2個(gè)部位判定為對(duì)接部位，見圖1。另外，其他插接、套接等拼接現(xiàn)象沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。

圖1 拼接野山參對(duì)接部位外觀圖

2.2 對(duì)接部位X射線無(wú)損鑒別 將樣品水平放置在設(shè)備的載物臺(tái)上，通過(guò)X射線透視，觀測(cè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。對(duì)外觀性狀鑒別時(shí)發(fā)現(xiàn)的對(duì)接部位進(jìn)行放大觀測(cè)，見圖2。由此可知，野山參樣品1對(duì)接面的上下兩節(jié)蘆碗間有一條不自然的縫隙；通過(guò)軟件對(duì)該部位及周邊進(jìn)行染色處理，使得該縫隙與周圍的色差加大，進(jìn)一步佐證該處即是對(duì)接造偽的接面。同法觀測(cè)野山參樣品2，現(xiàn)象及結(jié)論一致。

圖2 拼接野山參對(duì)接部位X射線透視圖

由于水平放置的樣品很難精準(zhǔn)觀察到疑似對(duì)接面的具體形態(tài)，針對(duì)透視觀察中發(fā)現(xiàn)的對(duì)接縫隙所在區(qū)域，進(jìn)行CT放大掃描；利用VR圖像處理軟件采集掃描信息，并對(duì)信息計(jì)算結(jié)果進(jìn)行重組和顏色渲染，得到三維立體效果圖，見圖3。由此可知，野山參樣品1和2對(duì)接處的上下兩節(jié)蘆碗間縫隙突兀，斷層明顯，確認(rèn)是由2個(gè)無(wú)關(guān)斷面相對(duì)拼合而成，對(duì)接造偽的事實(shí)明確且直觀。

圖3 拼接野山參對(duì)接部位CT立體渲染圖

利用CT掃描成像獲取橫斷面的數(shù)據(jù)，將單獨(dú)采集的放大圖像、正視圖像、俯視圖像、以及側(cè)視圖像放在一起對(duì)比觀測(cè)，見圖4，反復(fù)選取不同角度進(jìn)行正交切面觀察，直到找到特定切面即拼接面。采集該截面的上下2張截面圖，可見兩者的維管束及射線等植物根莖的橫切面信息均無(wú)法重合，充分驗(yàn)證了上下2個(gè)蘆碗并非同一植株自然生長(zhǎng)堆疊，而是來(lái)自兩段蘆的拼接，明確對(duì)接造偽事實(shí)，為真?zhèn)闻袛嗵峁┝丝煽恳罁?jù)，見圖5。由此完成了對(duì)接部位的確認(rèn)和對(duì)接細(xì)節(jié)的探究。

圖4 拼接野山參對(duì)接部位CT掃描圖

圖5 拼接野山參對(duì)接部位CT斷面截圖

2.3 插接部位X射線無(wú)損鑒別 野山參插接接口隱蔽，在外觀性狀鑒別時(shí)較難察覺(jué)，在對(duì)樣品進(jìn)行外觀形狀鑒別時(shí)并未發(fā)現(xiàn)插接部位。為防止插接的存在，將樣品分別水平放置在設(shè)備的載物臺(tái)上，通過(guò)X射線透視，對(duì)蘆、艼、支根、須根等常見插接部位進(jìn)行逐一排查和觀測(cè)。發(fā)現(xiàn)野山參樣品2的根莖自下往上約第11個(gè)蘆的蘆碗處有1條艼，透視圖顯示此艼呈斜上插入蘆中，艼與蘆的連接點(diǎn)呈現(xiàn)與周圍明顯色差，通過(guò)染色處理更加清晰直觀。由此提示這艼非自然生長(zhǎng)而出，應(yīng)為插接偽制而成。由此完成插接部位的排查和插接細(xì)節(jié)的確認(rèn)，見圖6。

圖6 拼接野山參插接部位透視圖

2.4 套接部位X射線無(wú)損鑒別 野山參的套接部位同樣很難通過(guò)外觀性狀鑒別發(fā)現(xiàn)，在外觀性狀鑒別時(shí)未發(fā)現(xiàn)明顯套接現(xiàn)象。根據(jù)以往鑒別經(jīng)驗(yàn)，對(duì)樣品的艼、支根等常見套接部位進(jìn)行逐一排查。將樣品分別水平放置在設(shè)備的載物臺(tái)上，通過(guò)X射線透視發(fā)現(xiàn)，野山參樣品1的有一條支根與須根連接處的外皮不連續(xù)，于須根處斷開，可以推斷這根支根下的須根為套皮拼接而成；與此類似，野山參樣品2在透視圖中顯示，一側(cè)支根外皮呈不自然的半包現(xiàn)象，放大后可見，該支根外皮包裹的這段支根顏色和其他支根顏色不同，于彎折處斷開，提示材質(zhì)有異，并非來(lái)源于同一根參；通過(guò)不同程度的染色處理，可進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)此段支皮的外皮與整個(gè)支根并非一體，因此推斷這段支根即為套皮拼接而成。由此完成套接部位的排查和套接細(xì)節(jié)的確認(rèn)，見圖7。

圖7 拼接野山參套接部位透視圖

3 討論

野山參樣品1存在對(duì)接、套接造偽，野山參樣品2存在對(duì)接、插接、套接造偽。鑒別結(jié)果比僅通過(guò)外觀性狀鑒別時(shí)得到的結(jié)論更完整、直觀、準(zhǔn)確。在野山參拼接偽品的鑒別中，傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)鑒別往往基于拼接的留痕來(lái)展開，對(duì)接造偽留痕比較明顯，故容易被識(shí)別，而插接、套接等拼接手段則因外觀留痕細(xì)微較難察覺(jué)。X射線檢測(cè)不受外觀痕跡限制，而是通過(guò)透視技術(shù)觀測(cè)被測(cè)物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，尤其針對(duì)細(xì)小的對(duì)接裂痕、套接縫隙、插接孔隙等均能做到直觀觀測(cè)；通過(guò)染色后拼接縫隙的著色與周圍正常結(jié)構(gòu)的顏色對(duì)比更加鮮明，便于確認(rèn)。該技術(shù)既可針對(duì)外觀鑒別時(shí)發(fā)現(xiàn)的對(duì)接部位進(jìn)行深入探測(cè)，獲取拼接點(diǎn)細(xì)節(jié)特征，尋求佐證，又可對(duì)不易察覺(jué)的插接、套接造偽進(jìn)行依次排查，使得野山參鑒別結(jié)果更加完整、可信；通過(guò)X射線透視與CT設(shè)備相結(jié)合，還可以精確掃描獲得拼接野生參不同切面的具體成像，用于斷層分析，根據(jù)維管束、射線等植物橫切面信息無(wú)法重合鎖定拼接點(diǎn)，佐證拼接造偽事實(shí)；借助VR圖像處理和顏色渲染，三維重建野山參空間結(jié)構(gòu)，為對(duì)接、插接、套接等不同拼接造偽事實(shí)提供多維度圖像信息。

野山參拼接造偽手段多樣，細(xì)節(jié)隱蔽，感官不易察覺(jué)，由于鑒別時(shí)不宜破壞樣品，故對(duì)具體拼接部位難以確認(rèn)或提供確鑿拼接造偽的證據(jù)。X射線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的整個(gè)檢測(cè)過(guò)程無(wú)需對(duì)樣品進(jìn)行前處理，快速、直觀、準(zhǔn)確、可靠，且對(duì)野山參形態(tài)無(wú)任何損壞，是對(duì)野山參傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)鑒別的補(bǔ)充。

X射線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)其他貴細(xì)藥材拼接、填充、增重等摻雜造偽現(xiàn)象的鑒別提供新的思路。如冬蟲夏草插簽、燕窩盞角填膠、沉香白木充脂、毛殼麝香假香仁回填等，此類摻雜造偽中加入的其他材料均與原藥材成分存在明顯差異，且摻入過(guò)程均會(huì)留下細(xì)微痕跡并對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成影響，因此可通過(guò)X射線透視來(lái)輔助鑒別，透視內(nèi)部結(jié)構(gòu)明確細(xì)節(jié)特征。鑒于X射線無(wú)損檢測(cè)的過(guò)程對(duì)貴細(xì)藥材不造成物理?yè)p傷，具有推廣和探索意義。