指紋圖譜在中藥質量控制方面的研究現狀

張赟赟

廣西壯族自治區中醫藥研究院、廣西中藥質量標準研究重點實驗室，廣西 南寧 530022

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指紋圖譜在中藥質量控制方面的研究現狀

張赟赟

廣西壯族自治區中醫藥研究院、廣西中藥質量標準研究重點實驗室，廣西 南寧 530022

中藥指紋圖譜已日漸應用于中藥鑒定與質量評價。文章對近來來薄層色譜指紋圖譜、高效液相指紋圖譜、氣相色譜指紋圖譜、核磁共振指紋圖譜、X-射線衍射指紋圖譜、色譜聯用指紋圖譜及DNA指紋圖譜等的研究現狀進行綜述。

中藥指紋圖譜;鑒定與質量評價;研究現狀

中藥的質量影響著中醫的臨床療效和中藥的實驗研究，也直接關系到用藥安全。因此，中藥的質量控制一直是中藥研究和生產領域里的重要研究課題。

1 中藥指紋圖譜的建立

我國中藥材的質量極不穩定,市場也較為混亂。因此,對質量不穩定、不可控的原材料進行中藥加工和制劑的生產,即使生產環節是嚴格按照GMP規范進行的,其質量同樣不能達到可控要求。可見,中藥材質量要想達到可控和穩定性要求,首先應使中藥材的種植規范化。而評價種植品的質量優劣,通常采用有效成分測定法,但因中藥材成分復雜,不易確定其中與藥效學和臨床應用具有相關性的化學成分,且在中藥的配伍中,同藥材在不同處方中具有不同的作用和地位(即同一藥材在不同處方中發揮或起主導作用的化學成分不同),由此導致不能較為全面地評價中藥和中成藥的質量。為解決這一問題,畢開順[1-2]建立了評價中藥材和中藥復方質量的模式識別系統,其效果較好。該系統旨在建立中藥化學-藥效-毒性指紋圖譜,利用此指紋圖譜不僅能夠對藥材進行定性鑒別,更主要的是能夠根據某藥材的化學信息和建立的特定藥材的數學模型,預測其藥效和毒性,從而達到綜合評價中藥質量的目的。

2 中藥指紋圖譜的研究現狀

許多現代色譜、光譜分析技術在中藥指紋圖譜測定中都有應用,如TLC、HPLC、GC、NMR、UV、IR、X射線衍射,以及先進的光色譜聯用技術最近也已被采用。以下將對近幾年來主要的幾種指紋圖譜的應用加以介紹。

2.1 薄層色譜(TLC)指紋圖譜 TLC因其操作簡便、快速、經濟等特點為常用的測定指紋圖譜的方法。TLC的另一大優勢是提供直觀形象的可見光或熒光圖像,即較柱色譜多了色彩這一可比“參數”,并可進一步配合色譜掃描或數碼處理得到不同層次輪廓圖譜和相應的積分數據。國內的TLC指紋圖譜研究發展近年來很快。如黃琦等[3]用薄層色譜視頻攝像系統拍攝圖像， 并自動生成色譜輪廓掃描圖譜， 同時獲得積分數據并對收集的10批藥材樣品在同一薄層板上平行分析比較,結果不同地區的10 批蒼術藥材的薄層色譜指紋圖譜有共同的特征熒光色譜圖像。楊錦玲等[4]對產自海南、廣西、廣東和云南的 10 批沉香乙醚提取物進行了TLC分析， 建立了國產沉香TLC指紋圖譜。夏玉英等[5]采用高效薄層色譜(HPTLC)對不同產地、不同部位穿心蓮藥材中的內酯類成分進行比較，并建立其HPTLC指紋圖譜。陳莊元等[6]建立了不同斷面顏色土茯苓藥材的薄層色譜指紋圖譜，可用于區分不同斷面顏色的土茯苓藥材,為區分紅棕色斷面和類白色斷面的土茯苓提供了科學依據。但是,薄層色譜也有其不足之處,如它的效能低,靈敏度低等。

2.2 高效液相色譜(HPLC)指紋圖譜 HPLC指紋圖譜是現在應用最多的一類,其具有分離效能高,分析速度快等優點。如運用二極管陣列檢測器,可得到三維圖譜,因而適用于成分比較復雜紫外光區有吸收的藥物的分析。尤其對成分差別較細微的單味藥材及成分較為復雜的復方制劑,其分離與鑒定能力大大優于同分離原理的TLC。王利國等[7]通過研究四川巴中產梔子與其他產地梔子指紋圖譜的異同，建立30 年生巴中產梔子高效液相色譜( HPLC) 指紋圖譜，并計算其與其他產地梔子 HPLC 指紋圖譜的相似度,結果經計算不同產地梔子 HPLC 指紋圖譜的相似度， 發現各產地梔子間在成分組成上存在一定差異。宋瀟等[8]建立茯苓皮的高效液相色譜(HPLC) 指紋圖譜，以茯苓酸A為參照峰， 分析18批不同產地的茯苓皮樣品。采用SPSS 17.0軟件對其進行聚類分析，并采用 《計算機輔助相似性評價系統》 進行相似度評價。結果18批茯苓皮藥材共有16個共有峰， 相似度均>0.9。王煒等[9]建立中紅花黃色素高效液相色譜(HPLC)指紋圖譜，結果顯示紅花黃色素有專屬的HPLC指紋特征圖譜，與中藥飲片紅花HPLC圖譜對照，具有高度關聯性。易遠紅等[10]建立的HPLC指紋圖譜中， 苦參生物堿類成分各峰分離度較好， 一共確定了17個共有峰， 并對其中5個峰進行了定位指認,3批樣品的相似度均>0.9。高新開等[11]優化菟絲子高效液相色譜(HPLC)指紋圖譜分析方法， 建立菟絲子黃酮類及酚酸類成分指紋圖譜，結果10 批菟絲子樣品均標示出13 個共有峰，其中9個為黃酮類成分峰，鑒別出4個特征峰(金絲桃苷、異槲皮苷、紫云英苷、山奈酚)。利用中藥色譜指紋圖譜相似度評價軟件進行相似度評價，10批樣品的相似度為0.949～0.996,提示菟絲子質量較穩定。

2.3 氣相色譜(GC)指紋圖譜 GC適用于各種主含易揮發性成分藥物的分析測定,具體應用中多與質譜聯用,快捷而靈敏。李嘉等[12]建立了陳皮揮發油 GC 指紋圖譜共有模式，標示出 25 個共有峰，10 批陳皮揮發油相似度均>0.9。吳大章等[13]建立了大腹皮的GC指紋圖譜，標定了8個共有特征峰，各產地藥材均有上述特征，但特征峰的相對峰面積存在一定差異。李曉紅等[14]建立骨碎補藥材脂溶性成分的氣相色譜GC指紋圖譜，利用PCA對GC指紋圖譜進行處理，骨碎補藥材的正偽品可明顯區分。于游等[15]建立華細辛揮發油的氣相色譜(GC)指紋圖譜，并采用內標法對 α- 蒎烯、莰烯和甲基丁香酚3 種成分進行定量分析，獲得了較為理想的華細辛GC指紋圖譜，確定了 19 個共有峰，建立了華細辛指紋圖譜的共有模式，10 批樣品相似度均> 0.95。

2.4 X射線衍射指紋圖譜 X射線衍射分析法是分析結晶物質的重要手段之一。其指紋圖譜具有指紋性強,能立即知道樣品組分,圖譜穩定可靠等特點。李春來等[16]對10批赭石炮制品進行X射線衍射分析，以其衍射峰的平均值和中位數作為共有模式，以最強峰進行譜峰匹配，建立赭石炮制品的X—射線衍射指紋圖譜。崔曉慧等[17]采用X射線衍射法，對11批不同來源的龍骨及煅龍骨樣品進行分析，在建立正品龍骨X射線衍射指紋圖譜的基礎上，與各種龍骨樣品進行比較，并作進一步的分析研究。游宇等[18]通過對不同產地的玄明粉進行X射線衍射分析，建立其X射線指紋圖譜，經分析發現不同產地、不同批次的玄明粉礦物晶型組成及含量存在一定差異，產生這種現象的原因可能與飲片炮制前后物質的存在形式有關。趙翠等[19]采用粉末X射線衍射法對不同廠家的煅硼砂樣品進行分析，為煅硼砂質量評價的提供了參考依據。

2.5 核磁共振(NMR)指紋圖譜 核磁共振氫譜(1H-NMR)是鑒定有機化合物結構的重要的方法之一。沈莉等[20]對升麻中三萜皂苷類特征提取物進行1H-NMR指紋圖譜-模式識別研究,能有效地鑒別不同品種的升麻樣本。羅尚華等[21]用基于1H-NMR的代謝組學方法,建立澤瀉的氫核磁共振指紋圖譜,確定不同產地澤瀉藥材的整體代謝物差異和質量評價。時新剛等[22]利用PFT-NMR核磁共振波譜儀測定了北沙參提取物的1H-NMR圖譜,對不同產地北沙參提取物的1H-NMR指紋圖譜進行了分析,獲得了其提取物的特征峰, 結果表明,不同北沙參提取物的1H-NMR指紋圖譜都顯示有效成分特征共振峰,并具有很好的重現性和高度的特征性,可以成為北沙參真偽鑒別的依據。

2.6 傅里葉紅外色譜(FTIR)指紋圖譜 由于紅外光譜具有專屬性高、特征性強、取樣量小、快速、簡便、準確等特點，其在藥材的開發與品質真偽、優劣鑒別以及制劑工藝等質控過程中發揮著重要的作用[23]。盧麗萍等[24]采用傅里葉紅外光譜法(FTIR)建立不同品種化橘紅藥材紅外指紋圖譜，考察不同品種化橘紅藥材的紅外指紋圖譜差異,為化橘紅藥材的快速鑒別提供理論依據和實用方法，并可有效區分毛橘紅和光橘紅。李超等[25]采用傅里葉變換紅外光譜(FTIR)技術對4省份16產區的48份通關藤樣品進行分析,建立其FTIR指紋圖譜，為通關藤藥材的產地鑒別和質量控制提供了一種新的技術和方法。李洪澤等[26]對山西同一產地不同生長年限黃芪及不同產地同一生長年限黃芪與其他地區黃芪進行FTIR的光譜特征研究，建立的指紋圖譜可作為山西產黃芪不同生長年限、不同產地的指紋圖譜特點。王國深等[27]對檳榔藥材炒焦炮制前、后進行紅外光譜檢測,并對其特征峰進行歸屬，結果獲得了檳榔與焦檳榔藥材的紅外指紋圖譜與特征吸收峰,并找到其炮制前、后紅外光譜指紋圖譜與化學成分的變化規律，該方法可作為檳榔與焦檳榔藥材定性檢測與成分比對的分析方法,并為其質量控制提供依據。

2.7 紫外光譜(UV)指紋圖譜 紫外光譜分析操作簡便,穩定性好, 測試速度快和測試成本低而被廣泛應用。戴先芝等[28]采用共有峰率和變異峰率雙指標序列法分析不同產地千斤拔紫外指紋圖譜，可以區別出不同產地千斤拔藥材。黃濤等[29]以石油醚、氯仿、無水乙醇、水4種溶劑分別提取半夏藥材不同極性區間成分,測定其紫外指紋圖譜,研究各樣品之間的異同，建立的紫外指紋圖譜可以對不同產地半夏藥材進行區分。鄧星燕等[30]采用紫外指紋圖譜結合化學計量學方法分析鐵皮石斛樣品，建立快速鑒別不同產地鐵皮石斛的方法。

2.8 色譜聯用指紋圖譜 中藥化學成分復雜，采用單一的模式識別方法來鑒別藥材的質量會存在一定局限性。綜合多種模式識別方法，可以客觀的反映不同因素對藥材品質的影響，為藥材質量控制和評價提供科學依據。王璠等[31]采用氣相色譜-質譜法，建立蒼術GC-MS指紋圖譜，并以33 批藥材的共有色譜峰面積為依據，建立其系統聚類分析方法、主成分分析方法和判別分析方法，結果表明指紋圖譜法可以區別不同品種及產地蒼術，系統聚類分析與主成分分析及判別分析法所得的結果似，均能很好地區分道地茅蒼術、非道地茅蒼術和北蒼術。何席呈等[32]以貴州產土茯苓為研究對象，嘗試解析了質譜數據結構，建立了基于質譜內標標準指紋圖譜，較好地描述了貴州產土茯苓在化學成分上的地域獨特性。張語遲等[33]利用高效液相色譜和電噴霧質譜建立人參、桔梗的色譜和質譜指紋圖譜, 通過兩種中藥材指紋圖譜的差異, 達到鑒別中藥材真偽的目的。

2.9 DNA指紋圖譜 DNA指紋圖譜多運用聚合酶鏈反應(FRC)從不同生物樣品中人工合成DNA片段,這種DNA片段的大小、數目因不同生物而異,因而稱之為DNA指紋圖譜。吳婷等[34]用RAPD技術對不同產地連翹藥材進行了DNA指紋圖譜特征研究，以山西道地產區為主要研究對象，為山西連翹“道地性”特色的品質評價提供了新方法。孫績巖等[35]采用隨機擴增DNA多態性(RAPD)技術擴增鹿茸的線粒體DNA，擴增產物用無膠篩分毛細管電泳紫外檢測，從而建立鹿茸的高效毛細管電泳-隨機擴增DNA 多態性(HPCE-RAPD)指紋圖譜，為鹿茸與其偽品的鑒別提供了快速檢測方法。

3 結語

中藥化學成分的多樣性與復雜性是發揮其療效的物質基礎,同時也是質量評價的重點與難點,在現有研究手段和條件下,由于中醫藥理論與現代醫學的差異,使得闡明中藥的有效成分是一項極為困難的研究課題,無論是代表中藥現代研究結果的青蒿素,靛玉紅,還是人工合成的人工牛黃和麝香酮,均不能代表原有中藥的全部功效,而且臨床多以復方的形式使用中藥,并且講究隨癥加減,這無疑更增加了分析的難度。相比而言,系統分析中藥的化學成分,闡明有效部位或有效成分種類,是可行的。中藥藥效的發揮,既然不能為一個或一種化學成分所體現,那么,建立全面反應所含成分的指紋圖譜,將更加有效地體現中藥成份的復雜性,從而更好地評價中藥的質量。隨著科技的發展、技術的進步，中藥指紋圖譜必將得到快速的發展，將為中藥現代化和國際化提供更為重要的推動力。

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(編輯：梁志慶)

2016-07-28

張赟赟(1980-)，女,助理研究員，研究方向為藥物分析及中藥化學。E-mail:melody8077@163.com

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1007-8517(2016)20-0076-04