不同產(chǎn)地木通的電化學指紋圖譜研究△

陳龍梗，李歡歡，石慧慧，劉亞偉，楊青山，程旺興

(安徽中醫(yī)藥大學 藥學院，安徽 合肥 230012)

不同產(chǎn)地木通的電化學指紋圖譜研究△

陳龍梗，李歡歡，石慧慧，劉亞偉，楊青山，程旺興*

(安徽中醫(yī)藥大學 藥學院，安徽 合肥230012)

目的：研究中藥木通的電化學指紋圖譜，考察反應溫度、藥材加入量等影響因素，并用電化學指紋圖譜對不同產(chǎn)地中藥木通進行鑒別。方法：采用B-Z震蕩技術，將木通粉末加入以丙二酸為耗散物的BrO3-+H++Ce4++丙二酸振蕩體系中，用電化學工作站記錄數(shù)據(jù)，用Origin軟件繪制電位(E)隨時間(t)變化的曲線，計算數(shù)據(jù)，分析圖譜。結果：考察了不同條件對B-Z振蕩圖譜的影響，獲得了不同產(chǎn)地木通的電化學指紋圖譜，并對其電化學指紋圖譜進行了探討。確定最佳實驗條件為：溫度310K、轉(zhuǎn)速400r·min-1、藥材加入量為0.2000g。結論：電化學指紋圖譜簡便、快速、直觀，可方便地用于不同產(chǎn)地木通的區(qū)分和鑒別。

木通；電化學指紋圖譜；B-Z振蕩；鑒別

隨著中藥現(xiàn)代化研究的不斷前進，人們對中藥的研究也在不斷地深入。中藥是十分復雜的分析體系，中藥藥效是通過中藥內(nèi)部多種化學成分協(xié)同作用的整體作用，如何正確科學地進行中藥品質(zhì)的鑒別和質(zhì)量的評價成為極具挑戰(zhàn)性的分析問題[1-2]。電化學指紋圖譜技術作為中草藥指紋圖譜的一個新的組成部分，能夠全面反映中藥化學成分整體群集特征[3-4]，該方法樣品無需預處理，經(jīng)濟、簡便、易行，在中藥的質(zhì)量控制中起著重要作用。目前，電化學指紋圖譜技術已被用于不同產(chǎn)地中藥材的鑒別[5-7]，也有研究利用電化學指紋圖譜對中藥成分的含量進行測定[8]。木通為木通科植物木通Akebiaquinata(Thunb.)Decne.、三葉木通Akebiatrifoliata(Thunb.)Koidz，或白木通Akebiatrifoliata(Thunb.) Koidz.var.australis(Diels)Rehd.的干燥藤莖。秋季采收，截取莖部，除去細枝，陰干。具有利尿通淋，清心除煩，通經(jīng)下乳的功能。用于淋證，水腫，心煩尿赤，口舌生瘡，經(jīng)閉乳少，濕熱痹痛[9]。

為了木通的用藥安全和有效，需要建立快速、簡便的鑒別測定方法對木通進行鑒別和質(zhì)量控制。目前對木通的質(zhì)量檢測大多采用高效液相色譜(HPLC)法[10-14]，HPLC法具有很高的靈敏度和選擇性，但是藥材的前處理過程十分繁瑣。本文研究了木通在以丙二酸作為耗散物的B-Z振蕩體系中的電化學指紋圖譜，并利用電化學指紋圖譜對不同產(chǎn)地的木通進行區(qū)分和鑒別。

1 儀器與材料

1.1儀器

LK2005A型電化學工作站(天津市蘭力科化學電子高技術有限公司)；FA1104N分析天平(十萬分之一)；HS3120超聲波清洗器(天津恒奧科技發(fā)展有限公司)；217型復合甘汞電極和213型金屬鉑電極(天津市蘭標科技發(fā)展有限公司)；恒溫夾套的玻璃反應器(安徽中醫(yī)藥大學自制)。

1.2試劑和藥材

硫酸(上海蘇懿化學試劑有限公司)；硫酸鈰銨、丙二酸(國藥集團化學試劑有限公司)；溴酸鈉(天津市光復精細化工研究所)；實驗所用試劑均為分析純，所有溶液均以超純水配制。

實驗的中藥材樣本有廣德縣木通、金寨縣木通、安徽中醫(yī)藥大學藥植園木通和無為縣木通，中藥材樣本由本校楊青山老師提供并鑒定為正品。

2 方法與結果

2.1木通電化學指紋圖譜的測定

電化學振蕩反應在連續(xù)攪拌的恒溫水浴中進行，溫度控制在(310±0.05)K，開啟超級恒溫儀調(diào)節(jié)反應器內(nèi)溫度為310K時，加入過50目篩的木通粉末0.2000g、12.0mL硫酸(3.0mol·L-1)溶液、6.0mL丙二酸(0.4mol·L-1)溶液和3.0mL硫酸鈰銨(0.005mol·L-1)溶液于夾套反應器中，蓋好帶有溫度計、電極和注射器的反應器蓋。開啟通過數(shù)據(jù)采集裝置相連的計算機，以及磁力攪拌器(轉(zhuǎn)速400r·min-1)，并開始計時。恒速攪拌5.0min時，將注射器中的3.0mL溴酸鈉(0.2mol·L-1)迅速加入溶液，即刻點擊菜單采集數(shù)據(jù)，記錄E-t曲線至電位振蕩消失為止，即獲得電化學指紋圖譜(見圖1)。

2.2電化學指紋圖譜的重復性

取同一產(chǎn)地中藥材木通粉末，平行測定3次，得到其電化學指紋圖譜(見圖2)。由圖2可知，同一產(chǎn)地的木通在相同實驗條件下，測得其電化學指紋圖譜的各種信息指標基本相同，由表1可知，木通的各項信息指標RSD≤3%，表明木通的電化學指紋圖譜重現(xiàn)性良好。

圖1 木通的電化學指紋圖譜

圖2 木通電化學指紋圖譜的重復性

加入量/gt誘導/st振蕩/st停振/sτ振幅/sΔEmax/VE起振/VE停振/V0.2004231.32225.92444.313.20.12370.89770.75890.2005243.42186.72452.013.20.12120.99120.79100.2002238.52225.52452.013.30.12081.04570.8062RSD(%)2.801.020.200.671.841.791.97

注：t誘導—誘導時間；t振蕩—振蕩壽命；t停振—停振時間；τ振幅—振蕩周期；ΔEmax—系統(tǒng)振蕩的最大振幅；E起振—系統(tǒng)開始振蕩時的電位；E挺振—停止振蕩的電位；下同。

2.3溫度對振蕩體系的影響

分別精密加入0.2000g過50目篩的木通粉末。測定水浴鍋的溫度分別為298K、303K、310K、313K、318K時的電化學指紋圖譜(見圖3)。圖3和表2結果表明，隨著溫度的升高，誘導和振蕩反應過程中各基元反應加快，指紋圖譜的各個指標呈現(xiàn)了不同變化規(guī)律。隨著溫度的升高，誘導時間和振蕩周期都變小，振蕩壽命也相應變短。在溫度為298K和303K時，振蕩壽命較長，檢測電化學指紋圖譜所需的時間也比較長，不利于指紋圖譜檢測和研究。而溫度在313K和318K時雖然振蕩周期變小，振蕩壽命也相應地變短了，但是振蕩的幅度也變小了，不利于指紋圖譜的分析和研究。綜合指紋圖譜的準確性和穩(wěn)定性，選擇本實驗的最佳溫度為310K。

圖3 溫度對木通電化學指紋圖譜的影響

T/Kt誘導/st振蕩/st停振/sτ振幅/sΔEmax/VE起振/VE停振/V298621.6--42.0-0.85310.5735303329.03870.43541.431.00.12750.86320.6678310207.0638.52431.517.50.10620.90100.6080313140.72121.41980.814.50.11430.86630.5814318123.4695.81572.410.00.10310.87100.6138

2.4藥材加入量的影響

實驗中分別加入過50目篩的木通粉末0.1000g、0.2000g、0.2500g、0.3000g、0.4000g，在310K下測定其相應的指紋圖譜(見圖4)，由圖4可知，中藥的用量不僅影響電化學指紋圖譜的信息參數(shù)，而且會影響電化學指紋圖譜形狀。由表3可知，隨著木通加入量的增加，其化學成分對振蕩反應的抑制作用增強，體系振蕩時間、振蕩幅度和振蕩周期逐漸變小。加入量為0.1000g時，振蕩壽命較長，不利于指紋圖譜檢測和研究。當木通用量為0.2500g和0.3000g時，振蕩的振幅和周期相近，但振蕩的振幅都比用量為0.2000g的小很多，不利于圖譜的分析。當用量為0.4000g時，振蕩的振幅和周期同時都變得特別小，不利于圖譜的分析研究。故選擇0.2000g為最佳藥材加入量。

中藥用量對電化學指紋圖譜影響還揭示出許多對評價同類中藥質(zhì)量非常有用的定量信息，根據(jù)表3數(shù)據(jù)，以木通加入量(m)與各定量信息之間的關系進行計算。實驗數(shù)據(jù)回歸結果表明，木通加入量(X)與停振時間(Y)有良好的線性關系(見圖5)，線性方程分別為：Y停振=-6229.1X+3371.2，線性范圍為0.1～0.4g，r=0.9995。

圖4 木通不同加入量對電化學指紋圖譜的影響

加入量/gt誘導/st振蕩/st停振/sE起振/VΔEmax/Vτ振幅/sE停振/V0.1003252.02968.42757.50.90180.125013.6000.59180.2002245.82700.42129.50.86830.119713.5000.60800.2501259.52270.51792.50.90110.106413.0000.60700.3003265.32150.31488.00.87850.115314.1250.38180.4001237.41565.0896.00.86780.100213.2500.3712

圖5 木通加入量與停振時間的線性關系

2.5攪拌速度的影響

分別精密加入過50目篩的木通0.2000g，將磁力攪拌器轉(zhuǎn)速分別調(diào)為0、200、400、600、800r·min-1，測定其電化學指紋圖譜(見圖6)。如圖6所示，當轉(zhuǎn)速從0r·min-1增加到800r·min-1時，指紋圖譜的周期都減小。由表4可知，當轉(zhuǎn)速從0r·min-1增加到400r·min-1時，其最大振幅上升了0.10V，而當轉(zhuǎn)速從400r·min-1每增加200r·min-1時其最大振幅只下降約0.01V。當轉(zhuǎn)速為200r·min-1時，木通的電化學指紋圖譜的振蕩幅度比400r·min-1時小，振蕩時間比400r·min-1長。而轉(zhuǎn)速為600r·min-1和800r·min-1時，木通的電化學指紋圖譜的振蕩時間差不多，但振蕩幅度比400r·min-1時小。綜合考慮選擇最佳轉(zhuǎn)速為400r·min-1。

圖6 不同轉(zhuǎn)速對木通指紋圖譜的影響

轉(zhuǎn)速/r·min-1t誘導/st振蕩/st停振/sE起振/VΔEmax/Vτ振幅/sE停振/V0245.32793.52548.30.89100.1110-0.5827200211.52465.52254.00.88300.104013.50.6211400255.82373.42117.70.90100.126113.30.6540600266.42326.52065.20.87800.112513.00.6590800234.02328.42094.40.86800.120213.20.6800

2.6不同產(chǎn)地木通的振蕩指紋圖譜

在上述最佳條件下，測定不同產(chǎn)地木通的電化學指紋圖譜(見圖7)，從圖7和表5可看出，由于不同產(chǎn)地或來源的木通含有的化學成分不完全一樣，使發(fā)生的化學振蕩反應出現(xiàn)差別，因而E-t曲線的誘導時間、最高電位、起振電位、振蕩周期、振蕩壽命等各項數(shù)據(jù)也不相同，誘導曲線、振蕩曲線的形狀也能直觀地觀察到不同，這些特征都有助于利用電化學指紋圖譜對不同產(chǎn)地的木通進行區(qū)別和鑒定。

注：a.廣德縣；b.金寨縣；c.校藥植園；d 無為縣。圖7 不同產(chǎn)地木通的電化學指紋圖譜

產(chǎn)地t誘導/st振蕩/st停振/sτ振幅/sΔEmax/VE起振/VE停振/V無為 235.82277.22512.917.50.12900.90730.6540廣德 222.52392.02614.514.50.09500.87430.5750金寨 242.52133.92376.413.50.11600.86340.4194校藥植園234.42194.32428.510.00.10700.92800.6073

3 結論

本研究利用封閉體系中以丙二酸作為耗散物的B-Z振蕩體系詳細研究了不同產(chǎn)地木通的電化學指紋圖譜，并對電化學指紋圖測定條件進行討論。研究結果表明電化學指紋圖譜適用于不同產(chǎn)地中藥材木通的鑒別，且具有直觀、重現(xiàn)性好和應用簡便的特點。電化學指紋圖譜是對中藥材中所有成分對振蕩體系的綜合影響，藥材加入量影響電化學指紋圖譜的信息參數(shù)。可通過各參數(shù)信息與藥材加入量的關系進行定性定量分析。因此，中藥電化學指紋圖譜技術是一種通用、經(jīng)濟、簡便、易行和有效的鑒別和評價中藥的方法，有著廣闊的前景。

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StudyonElectrochemicalFingerprintsofAkebiafromDifferentOrigins

CHENLonggeng，LIHuanhuan，SHIHuihui，LIUYawei，YANGQingshan，CHENGWangxing*

(SchoolofPharmacy，AnhuiUniversityofTraditionalChineseMedicine，Hefei230012，China)

Objective：To identify Akebia by using electrochemical fingerprints.Methods：The B-Z chemical oscillating method was applied in the study，oscillating chemical reaction was studied in the system of BrO3-+H++Ce4++CH3COCH3.Akebia powder was added to the chemical oscillation system，electricity chemistry workstation record data，E-t curve drawing with Origin software，data calculation，analysis of map.Results：The influence of different conditions on B-Z oscillation pattern was examined，the different regions' electrochemical fingerprints were obtained.The optimum conditions were as follows：310K the temperature，400r·min-1the speed and adding0.2000g of Akebia powder.Conclusion：The electrochemical fingerprints can be used for identifying the Akebia.The established method is fast，convenient and it has the advantage of convenience，fast and intuitive.

Akebia；electrochemical fingerprint；B-Z oscillation；identification

10.13313/j.issn.1673-4890.2016.9.012

2015-11-09)

國家自然科學基金(81303177)

*

程旺興，教授，研究方向：藥物分析與電化學分析；Tel：(0551)68129162，E-mail：chengwangxing@gmail.com