黃芪藥材紅外指紋圖譜研究

李洪澤 閆海濤 韓風(fēng)雨 劉必勝 韓屹 王勝會(huì) 孔新穎 劉福青

黃芪藥材紅外指紋圖譜研究

李洪澤 閆海濤 韓風(fēng)雨 劉必勝 韓屹 王勝會(huì) 孔新穎 劉福青

為了探討使用傅里葉紅外光譜(FTIR)指紋圖譜研究鑒別中藥材黃芪的方法, 通過(guò)山西同一產(chǎn)地不同生長(zhǎng)年限黃芪及不同產(chǎn)地同一生長(zhǎng)年限黃芪FTIR的光譜特征, 并與其他地區(qū)黃芪FTIR的光譜特征的研究。結(jié)果表明, 不同產(chǎn)地和不同生長(zhǎng)年限黃芪峰的數(shù)目、形狀及相對(duì)強(qiáng)度不同, 可以建立FTIR指紋圖譜鑒別方法, 本方法分辨率高, 準(zhǔn)確率好, 可作為山西產(chǎn)黃芪不同生長(zhǎng)年限、不同產(chǎn)地的指紋圖譜特點(diǎn)。

傅里葉紅外光譜；指紋圖譜；黃芪；吸收峰

黃芪又稱(chēng)北芪或北蓍, 亦作黃耆或黃蓍, 常用中藥之一, 為豆科植物 蒙古黃芪Astragalus membranaceus (Fisch.) Bge.var.mongholicus (Bge.) Hsiao或膜莢黃芪Astragalus membranaceus (Fisch.)的干燥根。倪朱謨：“黃芪, 補(bǔ)肺健脾, 實(shí)衛(wèi)斂汗, 驅(qū)風(fēng)運(yùn)毒之藥也”, 張景岳：“黃芪, 因其味輕, 故專(zhuān)于氣分而達(dá)表, 所以能補(bǔ)元陽(yáng), 充腠理, 治勞傷, 長(zhǎng)肌肉。氣虛而難汗者可發(fā), 表疏而多汗者可止。其所以止血崩血淋者, 以氣固而血自止也；故曰血脫益氣［1］。其所以治瀉痢帶濁者, 以氣固而陷自除也, 故曰陷者舉之”。膜莢黃芪主要分布于中國(guó)東北、華北、甘肅、四川、西藏等省區(qū)；蒙古黃芪主產(chǎn)內(nèi)蒙古、山西及黑龍江, 現(xiàn)廣為栽培。膜莢黃芪含黃酮、皂甙類(lèi)成分,蒙古黃芪含黃芪多糖。其質(zhì)量控制方法多采用薄層鑒別、高效液相法測(cè)定黃芪甲苷的含量。本研究擬采用紅外光譜對(duì)其特征的指紋圖譜進(jìn)行研究, 建立山西地產(chǎn)黃芪的特征指紋圖譜。

1 材料與方法

1.1 樣品來(lái)源見(jiàn)表1。

表1 黃芪樣品產(chǎn)地及生長(zhǎng)年限

1.2 儀器設(shè)備 IRAffinty-1傅里葉紅外光譜儀(日本島津)。其光譜范圍4600～400, 分辨率為4 cm-1, 掃描次數(shù)為40, DTGS檢測(cè)器。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法 將收集的藥材樣品放置于70℃恒溫箱中進(jìn)行干燥至水分達(dá)到8%以下, 粉碎成細(xì)粉, 備用。

1.4 儀器性能 儀器開(kāi)機(jī)預(yù)熱后, 測(cè)試儀器性能。儀器的分辨率：在3110～2850 cm 范圍內(nèi)能清晰地分辨出碳?xì)渖炜s振動(dòng)的7個(gè)峰, 并且在2924 cm 峰谷與2850 cm 的峰尖之間距>18 %T；1601 cm 的峰谷與1583 cm峰尖之間距>12%T。

波數(shù)重現(xiàn)性：在4000～2000 cm 區(qū)間波數(shù)誤差<±0.02 cm。在2000～500 cm 區(qū)間波數(shù)誤差<0.01 cm。波長(zhǎng)精度：用3027、2851、1601、1028、907 cm 處的吸收峰對(duì)儀器的波數(shù)進(jìn)行校正, 在3000 cm 附近波長(zhǎng)誤差<±1.0 cm；在1000 cm附近波長(zhǎng)誤差<±0.3 cm, 表明儀器性能符合測(cè)定要求。

2 結(jié)果

2.1 按照上述方法對(duì)12個(gè)樣品的紅外圖譜鑒定, 得出了黃芪樣品的特征峰以及差異峰。分別是山西應(yīng)縣、山西渾源、甘肅黃芪的紅外光譜圖, 見(jiàn)圖1～3。山西、甘肅、內(nèi)蒙2年生黃芪的紅外光圖譜, 見(jiàn)圖4。可以看出產(chǎn)地相同生長(zhǎng)年限不同的特征峰值差異最小, 不同產(chǎn)地的特征峰值差異較大。1000～1800 cm的峰值特征性較強(qiáng), 依據(jù)這些特征峰值可對(duì)黃芪做出鑒別。

圖1 山西應(yīng)縣黃芪的紅外光譜圖

圖2 山西渾源黃芪的紅外光譜圖

圖3 甘肅黃芪的紅外光譜圖

圖4 山西、甘肅、內(nèi)蒙2年生黃芪的紅外光譜圖

2.2 黃芪的共有峰 ①在862 cm附近有不規(guī)則的糖的小峰。②在1054 cm附近的寬強(qiáng)峰(C-O單鍵), 其左右各有一個(gè)肩峰。③在1420～1260 cm的數(shù)個(gè)強(qiáng)度不等的小峰(不同產(chǎn)地此處峰各異)。④在1640 cm 附近的較強(qiáng)較寬的雙鍵峰。⑤在1730 cm 附近的較銳較小的羰基峰。⑥在2927 cm附近尖銳的中等強(qiáng)度的甲基伸縮振動(dòng)吸收峰。⑦在3390 cm 附近的寬強(qiáng)羥基峰。

2.3 黃芪差異峰 ①862 cm 附近的不規(guī)則峰隨產(chǎn)地的不同而不同。②1050 cm左側(cè)的小峰隨著生長(zhǎng)年限的不同不限差異。③1420～1260 cm之間的數(shù)個(gè)小峰產(chǎn)地的不同而出現(xiàn)了差異。④1635 cm附近的峰形狀和強(qiáng)度因產(chǎn)地不同而出現(xiàn)了差異。⑤1730 cm附近的峰產(chǎn)地不同其形狀和強(qiáng)度也有差異。

2.4 同一產(chǎn)地不同生長(zhǎng)年限黃芪FTIR光譜特征比較

2.4.1 山西應(yīng)縣2～4年生的黃芪FTIR光譜特征 ①2年生黃芪的925、862、1730 cm附近的峰非常小。②3年生黃芪在1730 cm附近的峰遠(yuǎn)>2、4年生黃芪而且在1420～1260 cm之間有數(shù)個(gè)小峰多于其他2個(gè)樣品, 在862、930 cm附近的峰較大, 與4年生的黃芪相似。③4年生黃芪在1637 cm左側(cè)有個(gè)明顯的肩峰, 見(jiàn)圖1。

2.4.2 山西渾源2～5年生黃芪FTIR光譜特征 ①2年生的1733 cm 附近的峰遠(yuǎn)<1635 cm 附近的峰, 1635 cm與1119 cm的峰幾乎等高。2年生黃芪在1416～1261 cm之間幾乎沒(méi)有峰與5年生的黃芪相似, 在925 cm附近有小峰。②3年生的黃芪在1734 cm附近的峰遠(yuǎn)<4年生黃芪, 其他峰差異不大, 兩者在1416～1261 cm之間有數(shù)個(gè)小峰。③4年生的在1735 cm附近的峰最明顯, 遠(yuǎn)大于其他年限的黃芪。④5年生的1734 cm附近的峰遠(yuǎn)<1637 cm附近的峰, 與2年生的相似, 但在862 cm附近的峰非常小, 見(jiàn)圖2。

2.4.3 甘肅渭源1～2年生黃芪FTIR光譜特征 ①1年生黃芪在53 cm附近的峰較高是個(gè)窄峰, 在862、925 cm附近的峰均>2年生的黃芪, 在1261 cm處的峰是個(gè)銳峰而且>2年生黃芪的鈍峰, 1年生黃芪在1735 cm附近的峰遠(yuǎn)>2年生黃芪在此處的峰。②2年生黃芪在530 cm出的峰較低而且是個(gè)寬峰, 見(jiàn)圖3。

2.4.4 甘肅黃芪黃芪FTIR光譜特征 ①在550附近的峰渭源的2年生黃芪最低且最寬。②在925附近的峰渭源1年生黃芪是個(gè)鈍峰, 其余三中都是銳峰, 此處峰渭源2年生黃芪最低。③在862附近的峰臨強(qiáng)、岷縣黃芪的峰都是銳峰且較渭源黃芪的大, 此處岷縣黃芪的峰較臨強(qiáng)黃芪的低。④岷縣黃芪在1260～1735 cm之間的峰形狀大致與臨強(qiáng)黃芪相似, 但都較臨強(qiáng)黃芪低。⑤1735 cm附近的峰渭源1年生黃芪是個(gè)銳峰, 其余三種都是較小的鈍峰, 見(jiàn)圖3。

2.5 不同產(chǎn)地同一生長(zhǎng)年限的黃芪FTIR光譜特征比較(用2年生的黃芪作對(duì)比, 見(jiàn)圖4) ①山西應(yīng)縣黃芪：930 cm附近有個(gè)極小的峰, 在1420 ～1250 cm范圍內(nèi), 有數(shù)個(gè)小峰不銳。1637 cm近的峰遠(yuǎn)>1734 cm附近的峰, 1637 cm左側(cè)的肩峰不明顯。②山西渾源黃芪：1635 cm附近的峰遠(yuǎn)>1733 cm附近的峰, 并且1635 cm左側(cè)有肩峰。在1416～1261 cm范圍內(nèi),峰數(shù)少。在1733～1635 cm范圍內(nèi)的峰于其他本地黃芪的峰有差別。③甘肅渭源黃芪：925 cm附近和861 cm 附近的峰強(qiáng)度大且尖銳。在1416～1261 cm范圍內(nèi), 峰數(shù)少, 1640 cm附近的峰>1734 cm附近的峰, 并且1640 cm左側(cè)幾無(wú)肩峰。④內(nèi)蒙下濕黃芪：1635 cm附近的峰遠(yuǎn)>1730 cm附近的峰, 并且1635 cm左側(cè)有肩峰。在1416～1261 cm范圍內(nèi), 峰數(shù)少。在863 cm處有明顯的峰, 其他跟山西黃芪很相似。

3 討論

本文采用了黃芪樣品一維紅外圖譜進(jìn)行研究鑒別, 主要依據(jù)峰位和峰強(qiáng)等信息鑒別黃芪不同產(chǎn)地及不用生長(zhǎng)年限的黃芪。總體來(lái)說(shuō), FTIR對(duì)中藥材的鑒定是很客觀準(zhǔn)確的, 避免了個(gè)人主觀因素對(duì)中藥材質(zhì)量定性判別的影響, 將該方法應(yīng)用到中藥材的特征性很強(qiáng), 且效率快、重復(fù)性好、準(zhǔn)確性高。

FTIR光譜分析因其綠色、便攜、分析快速等優(yōu)點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各領(lǐng)域的在線(xiàn)檢測(cè)及分析, 是藥物分析的新的發(fā)展方向［2］。由于應(yīng)用在中藥材的鑒別中其指紋特征明顯、分析性強(qiáng), 能從客觀上反映藥材的內(nèi)在質(zhì)量, 其與藥材的成分含量的關(guān)系也是關(guān)注的熱點(diǎn), 應(yīng)用該技術(shù)對(duì)于建立藥材品質(zhì)、藥材質(zhì)量?jī)?yōu)劣分析, 特別是道地性分析將是起到至關(guān)重要的作用。

［1］國(guó)家藥典委員會(huì).中國(guó)藥典(一部).北京：化學(xué)工業(yè)出版社, 2005:357-360.

［2］梁瑾, 劉小花, 任遠(yuǎn), 等.黃芪藥材的HPLC-DAD-ELSD指紋圖譜研究.中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志, 2012, 18(17):70-74.

10.14164/j.cnki.cn11-5581/r.2015.04.185

2014-10-09］

024000 內(nèi)蒙古天奇中蒙制藥股份有限公司(李洪澤 閆海濤)；內(nèi)蒙古天奇藥業(yè)投資(集團(tuán))有限公司(韓風(fēng)雨)；赤峰陸爾草中蒙藥科技有限公司(孔新穎)；內(nèi)蒙古蒙吉藥業(yè)科技有限責(zé)任公司(劉福青)；內(nèi)蒙古博泰現(xiàn)代蒙藥制劑研究開(kāi)發(fā)有限公司(王勝會(huì))；山西中醫(yī)學(xué)院(劉必勝 韓屹)