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红外光谱法对肉苁蓉径向不同部位的分析与评价

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红外光谱法对肉苁蓉径向不同部位的分析与评价徐荣1 孙素琴2 刘友刚3 陈君*1 陈士林1 周峰11(中国医学科学院北京协和医科医学院药用植物研究所,北京100094)2(清华大学化学系,北京100084) 3(天津中医药大学基础医学院,天津300070)摘 要 采用傅里叶变换红外光谱、二阶导数谱和二维相关红外光谱技术对肉苁蓉由表及里3个部位的药材粉末及其水提物和醇提物进行了分析与评价研究。

结果表明,肉苁蓉不同部位的一维光谱非常相似,三者相似系数分别为0.9605,0.944和0.976;二阶导数谱中峰位和峰强的差异明显。

1430~1700c m -1范围内的二维相关谱中皮部自动峰有3个,而中部及髓部均为4个,更直观的反映出三者的差异。

不同部位水提物和醇提物的分析结果进一步明确了肉苁蓉皮部芳香类、环烯醚萜类及糖苷类物质与中部和髓部存在明显不同,而髓部的水溶性多糖、半乳糖醇和苯乙醇苷类物质均高于其它部位。

可见红外光谱法结合二维相关红外光谱技术为同种药材不同部位的细微差异分析和评价提供了一种快速、全面和客观的方法和手段。

关键词 红外光谱,二维相关红外光谱,肉苁蓉2008207218收稿;2008209204接受本文系国家自然科学基金(N o .30772727)和国家科技支撑计划项目(Nos .2004B A721A36,2006B A I06A13205)资助*E 2m ai:l j unzi ch en603@yahoo .co m .c m 1 引 言肉苁蓉(Cistanc he dese rtic ola Y .C .M a)为列当科多年生寄生性草本植物,其干燥带鳞片的肉质茎为我国传统名贵中药材,有补肾阳、益精血、润肠通便之功效。

肉苁蓉中活性成分含量丰富而多样,主要含有苯乙醇苷类、环烯醚萜类、木质素类、多糖类以及半乳糖醇等;此外还含有脂类等挥发性成分及游离氨基酸等[1]。

有研究表明,肉苁蓉上部与下部的有效成分含量差异显著,其中春季药材上部苯乙醇苷和苁蓉多糖的含量明显低于下部[2]。

然而,肉苁蓉径向不同部位的化学物质种类及分配尚未见相关报道。

傅里叶变换红外光谱法(FT 2I R )是一种常用的结构分析技术,具有宏观整体鉴定复杂体系的优点及无损快速等特点,在各个学科领域发挥了重大作用,如复杂混合物的分析鉴定、活体细胞的损伤监控、食品药品真伪优劣的快速鉴别、药材及其它物质不同部位的成分分析和比较等等[3~5]。

近年来,二维红外相关光谱技术(2D 2I R )的发展使红外光谱的分辨率以及谱图的识别能力有了新的突破[6~9]。

本研究采用红外光谱法并结合二维相关分析技术,研究肉苁蓉不同部位的化学成分差异,探索一种快速全面评价药材质量新的方法和手段,为名贵濒危中药资源肉苁蓉的合理开发利用提供理论基础。

2 实验部分2.1 仪器设备Spectrum GX FT I R 红外光谱仪(Perkin 2E l m er 公司),光谱分辨率4c m -1,扫描范围400~4000c m -1,扫描信号累加16次。

变温加热仪器使用北京朝阳自动化仪表厂的C K W 2Ò温控仪。

2.2 样品来源与制备肉苁蓉样品由药用植物研究所陈君研究员提供并鉴定,为秋天采挖的未出土肉苁蓉。

取新鲜肉苁蓉肉质茎,先将带鳞片的表皮部约0.5c m 的环形区域剥离得肉苁蓉药材的皮部;然后将中部波状维管束分布区约1c m 的环形部分分离即为中部;剩下的部分是直径约1c m 的髓部。

60e 烘干后粉碎,并过0.098mm 孔径筛。

不同部位各取1g 粉末两份,分别用蒸馏水和无水乙醇超声提取10m i n 后,再分别经冷冻干燥和真空干燥制备得到水提物和醇提物。

2.3 实验方法与数据处理采用KBr 压片法制样,获得一维红外光谱图。

另将所压样品装入变温附件,温度从50e 逐步升高第37卷2009年2月 分析化学(FENXI HUAX UE) 研究报告Ch i nese Journa l of Ana l ytica l Che m i stry 第2期221~226到120e ,程序控制,等间隔采样,每隔10e 采集1次红外光谱图,得一系列动态光谱图。

二阶导数谱的获得采用Per k i n 2E le m er 公司Spectrum V5.02操作软件,平滑点数为13。

二维相关红外光谱的获得采用清华大学分析中心红外光谱组自行设计的二维相关分析软件。

3 结果与讨论3.1 肉苁蓉药材不同部位的分析与比较3.1.1 肉苁蓉药材不同部位的一维红外光谱分析 如图1所示,肉苁蓉径向不同部位的一维图谱形非常相似,谱峰的位置和峰高都比较接近。

根据文献[3~8]对主要红外吸收峰进行指认和归属:3390、 图1 肉苁蓉不同部位的红外吸收光谱F i g .1 FT I R spectra of d iffe rent pa rts fro m C istanche des erticola a .皮部(cortex);b .中部(m iddle part);c .髓部(central part)。

3334c m -1为多糖类、苷类、糖醇类等化合物中羟基O H 键的伸缩振动;2927c m -1附近为亚甲基的C H 伸缩振动,结合1420、1403、1337c m -1附近的C H 的弯曲振动峰说明肉苁蓉的化合物成分含有较多饱和烷基;1730c m-1附近是羧酸类或酯类物质中C O 的伸缩振动峰;1627~1633c m -1主要为水的O H 弯曲振动,蛋白质的酰胺Ñ带及植物中有机酸盐的COO -不对称伸缩振动,以及芳香烃的苯环伸缩振动,与肉苁蓉中苯乙醇苷类、生物碱、黄酮类、环烯醚萜类等物质的结构吻合;1240c m -1处为糖类、糖苷、脂类中C C 骨架、C O C 及P O 的伸缩振动峰,同时包含蛋白质酰胺Ó带特征峰;最高峰是1050c m -1附近多个峰重叠而成的宽强峰,归属为多糖、苷类物质中C O H 弯曲振动;994和928c m -1分别为糖环的对称和不对称伸缩振动。

总之,一维图综合反映出肉苁蓉化学成分具有多样性和复杂性。

利用Spectru m v5.02软件的co mpare 功能计算三者的相似系数得皮部与中部、皮部与髓部、中部与髓部分别为0.9605、0.944和0.976,说明三者间相似度较高,但也存在一定的差异。

皮部与髓部的差异已经比较显著。

从图1中可以看到髓部在1403和1337c m -1处有中等强度的吸收峰,而皮部和中部均不明显。

此外,中部及髓部均在1243c m -1附近有一吸收峰,而皮部的红移到了1255c m -1处,说明皮部的糖类和糖苷类等物质与其它两个部位存在差异。

3.1.2 肉苁蓉药材不同部位的二阶导数红外光谱分析 肉苁蓉的化学物质组成复杂,二阶导数谱还可以呈现出许多被掩盖谱峰的斜率变化特征。

从图2可以看到,在高分辨的二阶导数谱中肉苁蓉不同部位的谱峰特征均明显增多,显示差异也有所增大,原谱中差异不显著的各峰位处,如1630和1050c m -1附近区域也呈现处多样的峰形和不同的强度。

许多被掩盖的吸收峰显现出来,如蛋白质的酰胺Ñ带和Ò带的特征峰1660和1580c m -1。

1600~1450c m -1范围内的出现苯环骨架的伸缩振动峰,可以看出3个部位在此范围内差异很大,并且以髓部的峰最多且强度较强,说明髓部的芳香类化合物如苯乙醇苷类等种类较多且含量丰富;而皮部1517c m -1处的峰形与其它部位明显不同,说明皮部含有特殊的芳香类化学成分。

此外,皮部和中部1400、1337及1237c m -1处的峰均显露出来,说明此范围内它们与髓部的成分大多数是一致的,只是含量有所差异。

皮部和中部在1162和1078c m -1处的峰均明显高于髓部,而982、920、860及831c m -1附近代表糖环的峰却低于髓部,说明皮部中部的纤维素成分较多,而可溶性的多糖和糖苷类含量较低。

同时,3个部位在767、714及665c m -1处的芳核定位峰也存在较大差异,这说明三者的芳香类成分组成不同。

3.1.3 肉苁蓉药材不同部位的二维相关红外光谱分析 二维相关红外分析利用在不同外界微扰下体系中各组分有关基团分子振动行为的差异提高图谱分辨率,从而获得普通红外光谱及其导数谱上得不到的信息。

实验以热微扰为诱因,选取1700~1430c m -1波段对肉苁蓉不同部位进行了二维同步相关红外分析比较。

如图3所示,在1430~1700c m -1波数范围内,皮部的明显自动峰有3个,分别位于222 分析化学第37卷图2 肉苁蓉不同部位的二阶导数谱F i g .2 Secondary der i vative IR spectra of d ifferent parts fro m C istanche deserticol aa .皮部(cortex);b .中部(m i dd l e part );c .髓部(cen tral part)。

图3 肉苁蓉不同部位的二维相关谱F i g .3 2D corre l a ti on I R spectra of d ifferent parts fro m Cist a nche d eser ticol a a .皮部(cortex);b .中部(m i dd l e part);c .髓部(cen tral part)。

1460、1565和1660c m -1处,并成3@3矩阵,其中1565c m -1处的自动峰最强,而1565和1660c m -1是蛋白质的酰胺带特征峰,这说明皮部的氨基酸的含量较高。

相比之下,中部的明显自动峰有4个,说明中部对温度敏感的化学成分较皮部多,其中1665c m -1的自动峰是最强峰,是酰胺Ñ带的特征峰。

髓部的明显自动峰有5个,说明其热敏感成分最多,与其一维图显示的该波数范围内吸收峰最丰富是相关的。

此外,髓部除1660c m -1附近有一强自动峰外,在1400~1480c m -1之间还有两个很强的自动峰,它们都属于苯环骨架的伸缩振动峰,这与中部、皮部的谱图均有明显差别。

3.2 肉苁蓉不同部位水提物、醇提物的分析与比较由于药材中存在难溶和不溶性物质,对一些较微量的活性化学成分有掩盖作用。

为此,进一步分析了肉苁蓉不同部位的水提物和醇提物的三级指纹特征。

3.2.1 不同部位水提物、醇提物的一维红外光谱分析 如图4所示,不同部位的水提物、醇提物的一维红外光谱图仍然非常相似,计算3种水提物的相似系数得皮部与中部、皮部与髓部、中部与髓部分别为0.9481、0.9692和0.979;同样得醇提物的相似系数分别为0.9029、0.8397和0.9834。

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实验五中药红外光谱法鉴定

实验五中药红外光谱法鉴定

实验五中药红外光谱法鉴定【实验原理】傅里叶变换红外光谱仪是20世纪70年代问世的，其工作原理见傅里叶变换红外光谱仪工作原理示意图。

光谱发射红外光进入迈克耳逊干涉仪，获得干涉图。

若入射光为恒定的单色光，其干涉图应为余弦曲线，即I(x)=I(v)cos(2πxv) 式中I(v)为入射光强度，v为其频率；x为光程差，它随干涉仪中动镜的移动而改变；I(x)为干涉光强度。

若入射光为混合光，其干涉图应为上述公式的积分即：I(x)=⎰∞I(v)cos(2πxv)dv，当混合光波长连续且强度一致时，所得干涉图∞-具有中间极大并向两边对称地迅速衰减的形状。

当混合光通过试样时，由于试样对不同波长光的选择吸收，干涉图曲线发生变化。

用TGS检测器检测，再经电子计算机进行快速傅里I(x)cos(2πxv)dx是傅里叶变换红外光叶变换，就可得到普通的红外光谱图I(v)。

I(v)=⎰∞∞-谱学的基本方程。

傅里叶变换红外光谱计不用狭缝，可以同时获得光谱所有频率的全部信息，而且消除了狭缝对于通过它的光能的限制，具有许多优点，测量时间短，可在1秒钟之内获得红外光谱，适于对快速反应过程的追踪，也利于和色谱法联用；灵敏度高，可以分析10-9g的微量试样；分辨本领高，波数精度高，可达0.01cm-1；光谱范围广，可研究整个红外区(10000~10cm-1)的光谱。

1.红外光谱法对试样的要求（1）试样纯度应大于98%，或者符合商业规格。

（2）试样不应含水(结晶水或游离水)。

2.制样方法（1）气体制样可用气体池测定，用减压抽气的办法将试样吸入气体池。

（2）液体试样①液膜法，把试样滴在两片盐片之间，用专用夹具夹住，进行测定。

此法适用于沸点较高的试样。

②液体池法，低沸点易挥发的试样应注入封闭的吸收池中测定，液层厚度为0.01-1mm。

③多重衰减全反射法(attenuated total reflaction , A TR)，将试样溶液点于A TR晶体两侧，待溶剂挥发形成薄膜。

中药红外光谱的分析与鉴定

中药红外光谱的分析与鉴定

144中国处方药 第12卷 第11期·综述·现场分析的一体化，为中药材的来源、真伪、优劣等提供一种客观评价，而对于中药质量控制方面，红外光谱指纹图谱技术的开发应用虽然还处于起步阶段，但无疑已是一个很大的进步[33]，不久的未来，红外光谱技术将可能成为保证中药临床用药安全性、有效性和稳定性的重要技术支持[34]。

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维吾尔中药肉苁蓉的红外指纹图谱研究

维吾尔中药肉苁蓉的红外指纹图谱研究

第32卷第6期喀什师范学院学报V ol.32No.6 2011年11月Journal of K ashgar Teachers College N ov.2011维吾尔中药肉苁蓉的红外指纹图谱研究那吾日克孜·亚库甫,阿提克木·麦合司木(喀什师范学院图书馆,新疆喀什844008)摘　要:用红外光谱指纹图法对三种维吾尔中药肉苁蓉红外光谱指纹图进行比较,初步建立肉苁蓉的标准指纹图,据此可以进行判别中药的质量,确定真伪.结果表明肉苁蓉红外光谱指纹特征明显,此法简便省时,结果准确可靠.关键词:红外光谱指纹图;维吾尔中药;肉苁蓉中图分类号:O657.33 文献标识码:A 文章编号:1006-432X(2011)06-0046-02 肉苁蓉(Cistanche deserticola Y.C.Ma)为列当科,别名苁蓉、大芸、荒漠肉苁蓉、寸芸,被称谓“沙漠人参”,是沙漠草本植物寄生药材,国家二级保护植物,被列为濒危野生动植物物种国际贸易公约.其种子多数,微小,椭圆状卵形或椭圆形,表面网状,有光泽,花期5至6个月,果期6至7个月.多生于荒漠中,寄生在藜科植物梭梭的根上,分布于内蒙古、陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆等省区,盐碱地或戈壁滩上比较多.[1]肉苁蓉具有保护缺血心肌、降血脂、抗动脉粥样硬化和抗血栓形成、降低外周血管阻力、降压、抗脂肪肝和抗肿瘤等多种药理活性,其肉质茎具有补肾壮阳、益精血、润肠通便、强筋骨的功能,治阳萎、腰膝冷痛、不孕、肠燥便秘等.除具有药用作用外,肉苁蓉又是食品、烟酒等工业的添加剂.近年来研究发现肉苁蓉还具有调整内分泌、保护肝脏、改善健忘、调节免疫力的作用.[2-3]对于治疗老年性痴呆症、抗衰老方面有显著疗效.由于它的药用价值很高,造成原料价格不断上升.中药指纹图谱质控学是通过建立中药指纹图谱来实现对中药质量的宏观定性鉴别和宏观定量评价,实现对中药制剂生产工艺全过程的质量控制和最终产品的质量评价.1　实验材料与仪器1.1　材料维吾尔中药肉苁蓉.1.2　试剂溴化钾(AR)1.3　仪器IR200型红外分光光度计(Thermo公司),HF -2型压片机(天津市港东科技发展有限公司), WS70-1型红外快速干燥箱(郑州长城科工贸有限公司),FW100型万能粉碎机(北京市永光明区疗仪器厂),FA1004N型电子天平(上海民桥精科学仪器有限公司).2　实验方法2.1　样品处理采用压片法,称取中药颗粒粉末与溴化钾(1∶100)将溴化钾干燥后混合在玛瑙研钵中研细研磨均匀压片成固体膜.2.2　肉苁蓉样品红外光谱指纹图的绘制不同固体膜安装在红外光谱仪内在4000～400cm-1测量其红外光谱图.3　结果与讨论3.1　肉苁蓉红外光谱特性图1　肉苁蓉红外光谱指纹图 由图1可知,扫描范围4000～400cm-1条件下肉苁蓉固体试样具有所示红外光谱图.3.2　两种肉苁蓉吸收峰重叠比较图由图2可知,为更进一步确定肉苁蓉的指纹图把不同肉苁蓉指纹图重叠再进行分析,得到提供峰收稿日期:2011-06-17作者简介:那吾日克孜·亚库甫(1961-),女(维吾尔族),副教授,主要从事药物研究.参数11个,特征吸收峰(代表某种官能团存在并有较高强度的吸收峰),比如:474.82cm -1存在C -I 的伸缩振动吸收峰,616.13cm -1存在C -CI ,C -Br 的伸缩振动吸收峰,1078.69cm -1存在C -O 的伸缩振动吸收峰,1618.05cm -1存在NH 2的弯曲振动吸收峰1637.75cm -1存在-C =O 的伸缩振动吸收峰,1654.41cm +-1存在C =C 的伸缩振动吸收峰,3629.68cm -1,3690.49cm -1,3751.61cm -1,3712.15cm -1,3736.57cm-1存在O -H 伸缩振动吸收峰.图2　两种肉苁蓉吸收峰重叠比较图 不同肉苁蓉指纹图虽然基本重叠但是吸收峰存在差异,是因为不同肉苁蓉有效成分有差别.3.3　不同肉苁蓉红外光谱特性比较图3　不同肉苁蓉红外光谱指纹图 由图3可知,三种不同肉苁蓉光谱图进行比较时红外光谱吸收峰在特定范围内非常相似,进一步确定肉苁蓉红外光谱指纹图.4　结　论本文采用红外分光光谱仪来绘制三种不同品种肉苁蓉的红外光谱指纹图,结果表明:(1)三种不同的肉苁蓉光谱图进行比较时红外光谱吸收缝在特定范围内非常相似,进一步确定肉苁蓉红外光谱指纹图.(2)为更进一步确定肉苁蓉的指纹图把不同肉苁蓉指纹图重叠再进行分析,得到提供峰参数11个,确定特征吸收峰代表的官能团并有较高强度的吸收峰.(3)扫描范围4000～400cm -1条件下确定肉苁蓉固体试样具有所示红外光谱指纹图.维吾尔中药肉苁蓉在扫描范围4000～400cm -1内表现了特定的红外光谱指纹图,随着近年来光谱电化学的发展,红外光谱指纹图法将会对我们其它更有用,更昂贵的维吾尔中药的质量控制方面的研究发展到一个更新的高度.参考文献:[1]谢宗万.全国中药汇编(下册)[M ].北京:人民卫生出版社,2000:365-366.[2]肖培根.新编中药志[M ].北京:化学工业出版社,2002:111-113.[3]张福锁,田长彦,郄金标.新疆盐生植物[M ].北京:科技出版社,2006:55-56.·47·第6期那吾日克孜·亚库甫,维吾尔中药肉苁蓉的红外指纹图谱研究。

傅里叶红外光谱法鉴别不同产地中药独活的研究

傅里叶红外光谱法鉴别不同产地中药独活的研究

傅里叶红外光谱法鉴别不同产地中药独活的研究利用共有峰率和变异峰率2个指标，以不同产地中药独活样品的红外指纹图谱为标准，计算出所测样品的共有峰率和变异峰率。

结果显示4种产自四川的中药独活样品，共有峰率均大于73%，2种产自甘肃样品共有峰率为79.5%，变异峰率仅为12.9%，2种产自湖北样品共有峰率在76.3%，同一产地，种质资源相似，化学成分也非常相似，不同产地，种质资源发生变化，化学成分也会发生相应的变化。

傅里叶变换红外光谱法能从整体水平分析谱图特征峰变化规律，可用于探讨不同产地中药独活的种质资源变化以及化学成分变化。

标签：独活；红外指纹图谱；双指标法；种质资源；化学成分中药独活为伞形科植物重齿毛当归Angelica pubescens Maxim.f. biserrata Shan et Yuan的干燥根入药[1]。

独活始载于《神农本草经》，列为上品。

中医认为其味辛、苦，性微温，归肾、膀胱经，有祛风除湿，通痹止痛之功效。

其主要成分为香豆素类化合物[2]，具有抗氧化，延缓脑组织细胞凋亡，抑制血小板聚集，抗血栓形成，抗炎镇痛等药理作用[3]。

2010年版《中国药典》记载含有中药独活的成方制剂包括中华跌打丸、尪痹颗粒、国公酒等共13种。

传统的鉴别方法有性状鉴别、显微鉴别、薄层色谱[4]等，傅里叶变换红外光谱法具有仪器操作方便、分析速度快、非破坏性和样品量小、制样简单，重现性好，具有专属性指纹等特性。

本实验通过傅里叶变换红外光谱法结合共有峰率、变异峰率双指标模型，探讨了不同产地中药独活种质资源以及化学成分的变化。

1材料Nicolet 380 FT-IR红外光谱仪，美国尼高力仪器公司，TGS检测器，光谱范围4 000～400 cm-1，分辨率4 cm-1，扫描累加次数32次，扫描时扣除H2O 和CO2的干扰。

溴化钾（KBr）光谱纯，天津市科密欧化学试剂有限公司。

共采集3个产地8批中药独活样品（A1～A4.四川，A5～A6.甘肃，A7～A8.湖北），样品经天津中医药大学中药学院张丽娟教授鉴定。