MIR指紋結合主成分分析法鑒別布渣葉和雞蛋花

劉敬，鄧仙梅，趙斌，林仕燕

摘要 [目的]建立一種準確鑒別雞蛋花和布渣葉紅外光譜圖的方法。[方法]利用MIR分別采集雞蛋花和布渣葉樣品的紅外指紋光譜圖，選取指紋區信息作為觀測變量，采用主成分分析法對其進行鑒別。[結果]MIR指紋結合主成分分析法可根據MIR光譜信息明顯地將雞蛋花和布渣葉鑒別出來。[結論]MIR指紋結合主成分分析法客觀、準確、快速，可應用于鑒別歸屬不同藥材的紅外光譜圖。

關鍵詞 MIR指紋圖譜；雞蛋花；布渣葉；主成分分析；鑒別

中圖分類號 R282.71 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）06-0162-02

Identification of Microcos paniculata and Plumeria rubra by MIR Combined with Principal Component Analysis

LIU Jing1，2，DENG Xianmei3， ZHAO Bin1，2 et al （1.Department of Biomedicine，Zhongshan Torch Polytechnic，Zhongshan，Guangdong 528436；2. Zhongshan Health Products Center， National Engineering Research Center for Modernization of Traditional Chinese Medicine，Zhongshan，Guangdong 528436；3.Department of Pharmacy，Zhaoqing Medical College，Zhaoqing，Guangdong 526000）

Abstract [Objective] The research aimed to establish an accurate method to identify the infrared spectrums of Microcos paniculata and Plumeria rubra.[Method]Collecting the IR fingerprint of Microcos paniculata and Plumeria rubra samples by MIR， take the information of fingerprint region as observed variables，and then identify analysis them combining with principal component analysis.[Result]According to the infrared spectrum information，we could obviously differentiate the Microcos paniculata and Plumeria rubra by MIR fingerprinting combined with principal component analysis.[Conclusion]MIR fingerprinting combined with principal component analysis is objective， accurate and fast， which could be used to identify the infrared spectrum of different Chinese medical herbs.

Key words MIR fingerprint；Plumeria rubra；Microcos paniculata；Principal component analysis；Identification

布渣葉為椴樹科破布葉屬植物破布葉的干燥葉[1]，始載于清代的《生草藥性備藥》，其味酸性平，無毒，具有清熱消滯、利濕退黃、化痰的作用[2] 。雞蛋花是夾竹桃科雞蛋花屬植物雞蛋花的干燥花朵，其味甘、淡，性涼，具有清熱利濕、止痢、潤肺止咳、解毒的功效[3]。這兩者都是嶺南地區的常用藥材，并且被列為藥食兩用的藥材，是多種廣東涼茶的主要配方組成藥材。據現有研究報道，學者們只是利用了各種不同方法單獨對布渣葉或雞蛋花進行了鑒別[4-6]，但關于布渣葉和雞蛋花這2種不同藥材之間的鑒別鮮見報道。當它們還是完整藥材的時候，可以輕而易舉地從外觀性狀特征將它們鑒別出來，但是若它們被碾成粉末或提取成液體溶劑等，這些藥材生產中間體以后就難以鑒別。筆者采用MIR結合主成分分析法對布渣葉和雞蛋花藥材進行鑒別，以期為其藥材在企業生產鏈中產品中間體的鑒別方法提供參考。

1 材料與方法

1.1 試材 收集布渣葉、雞蛋花藥材樣品各10批，經廣州中醫藥大學中藥學博士后趙斌教授鑒定均為正品。

1.2 儀器與試劑 Nicolet i S10 傅里葉變換紅外光譜儀（美國 Thermo Nicolet 公司）；YP-2 壓片機（上海山岳科學儀器有限公司）；HW-3 紅外烘干箱（安合盟天津科技發展有限公司）。KBr 為光譜純（美國 Thermo Nicolet 公司）。乙醇，蒸餾水。

1.3 樣品的制備 將布渣葉、雞蛋花藥材置于40 ℃的烘箱里干燥 24 h，研成粉末，過200目篩，儲存于干燥器中備用。

準確稱取布渣葉樣品粉末 1 mg，置于瑪瑙研缽中，按1∶100 比例加入干燥 KBr，共同研磨，研磨均勻后取適量混合樣品置于壓片模具中，用壓片機壓成均勻透明的薄片，用于測定紅外光譜。

準確稱取雞蛋花樣品粉末 1 mg，置于瑪瑙研缽中，按1∶100 比例加入干燥 KBr，共同研磨，研磨均勻后取適量混合樣品置于壓片模具中，用壓片機壓成均勻透明的薄片，用于測定紅外光譜。

1.4 測定條件 光譜條件及樣品光譜采集室溫20～25 ℃；相對濕度35%～40%；掃描范圍4 000～400 cm-1；掃描次數16 次/s；掃描速度0.2 cm/s；分辨率4 cm-1。在采集樣品光譜前，先以KBr 為背景，累積掃描32 次，每個樣品平行測3 次，取平均光譜進行分析。

2 結果與分析

2.1 紅外光譜解析 根據布渣葉的紅外光譜圖（圖1）可知，布渣葉粉末在3 415、2 923、2 854、1 735、1 641、1 520、1 447、1 378、1 318、1 243、1 158、1 056、898、782、585、475 cm-1 處有特征吸收峰。其中，3 415 cm-1為締合羥基的伸縮振動所得，主要來源于不同化合物中的糖羥基和酚羥基疊加而成；2 923、2 854 cm-1處為亞甲基C=H不對稱伸縮振動的吸收峰；1 735 cm-1為C=O的特征吸收峰，1 641、1 520 cm-1處的吸收峰則對應于C=C或芳環骨架振動；1 447～1 318 cm-1處的吸收峰為-OH、-CH2-的彎曲振動或C-N的伸縮振動；1 243～1 056 cm-1附近的吸收峰主要為糖苷類物質的特征吸收，782 ～475 cm-1附近的吸收峰是苯環的特征吸收峰，來源于布渣葉化學成分中含苯環的物質。

根據雞蛋花的紅外光譜圖（圖1）可知，雞蛋花粉末在3 412、2 925、2 856、2 349、1 715、1 612、1 508、1 381、1 318、1 248、1 064、897、768、670、612、534 cm-1處有吸收峰。其中，3 629 cm-1為苷類的O-H伸縮振動吸收，來源于雞蛋花的雞蛋花苷；1 718 cm-1處吸收峰為羧酸羰基C=O伸縮振動吸收，α，β-不飽和酯鍵的吸收峰，來源于脂肪酸和酯類化合物；在1 617 cm-1附近為生物堿的N-H彎曲振動吸收；1 381 cm-1 處吸收峰為萜類物質吸收，1 060 cm-1附近為環醚C-O-C的不對稱伸縮振動吸收，均主要來源于環烯醚萜類化合物和雞蛋花素。

比較布渣葉和雞蛋花的紅外光譜圖發現，這2種具有不同來源、不同入藥部位的中藥材具有幾乎一樣的紅外光譜圖，只有指紋區有點差異但肉眼難以辨別。

2.2 IR指紋結合主成分分析法鑒別雞蛋花與布渣葉 將主成分分析法應用于鑒別布渣葉和雞蛋花的IR指紋圖譜，以指紋區1 800～400 cm-1的百分透過率為觀測變量，對布渣葉、雞蛋花各10批樣品的紅外指紋圖譜數據進行基于主成分的SIMCA分類，分析結果見圖2。IR指紋結合主成分分析法可快速將樣品劃分為2類，分別為布渣葉（1～10）和雞蛋花（11～20）。圖2結果顯示，布渣葉樣品斑點比較集中，表明不同批次或不同產地的布渣葉質量差異較小；而雞蛋花樣品則比較分散，這可能是不同產地或不同批次樣品的質量差異所致。

3 討論

布渣葉和雞蛋花的來源、入藥部位均不一樣，但卻有著幾乎一樣的紅外光譜圖。從參考文獻資料可知，布渣葉和雞蛋花的主要化學成分均有黃酮、揮發油、三萜、生物堿這幾大類成分，但它們各自每一類成分的具體化合物分子結構又是不相同的，比如布渣葉含有異鼠李素、咖啡酸甲酯、牡荊苷、對香豆酸、N-Methyl-6 β-（deca-l，，3，，5，-trienyl）-3β-

methoxy-2β-methylpiperidine 等成分[7-9]；雞蛋花含有橙花叔醇、柳酸芐酯、脂肪酸、雞蛋花苷等成分[10-12]。這些成分的分子結構是完全不同的，它們的紅外吸收光譜也是不一樣的，但因中藥材的成分復雜，彼此之間相互影響，會導致一些重疊的信號峰出現，覆蓋了不同成分的紅外光譜特征以致肉眼難以識別。

主成分分析法是一種降維的方法，它可消除評價指標之間的相關影響，快速將樣品的紅外指紋圖譜歸屬為兩大類。表明IR指紋結合主成分分析法可準確將不同來源卻具有視覺幾乎一樣的紅外光譜圖的雞蛋花和布渣葉藥材鑒別開。這種方法可以推廣應用于其他不同藥材粉末之間的鑒別或是應用于具有相同外觀形狀的不同藥材生產中間體之間的鑒別。

參考文獻

[1] 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典：2010年版一部[S].北京：中國醫藥科技出版社，2010.

[2] 何諫.生草藥性備要[M].北京：中國醫藥科技出版社，1999.

[3] 鄧仙梅，劉敬，謝文瓊，等.涼茶常用藥材雞蛋花的研究進展[J].時珍國醫國藥，2014，25（1）：198-200.

[4] 孫冬梅，譚志燦，畢曉黎，等.布渣葉的薄層色譜鑒別及紅外光譜分析[J].中國藥業，2012，21（12）：15-16.

[5]卜曉東，張永和，武田修己，等.雞蛋花的鑒別研究[J].中藥材，2008，31（6）：834-836.

[6] 曾聰彥，吳惠妃，郭展榮.布渣葉化學成分定性鑒別的實驗研究[J].世界中西醫結合雜志，2009，4（3）：175-176.

[7] 胡姱，李軍，屠鵬飛.布渣葉的化學成分研究[J].中草藥，2012，43（5）：844-846.

[8] 楊茵，李碩果，葉文才，等.布渣葉的化學成分研究[J].時珍國醫國藥，2010，21（11）：2790-2792.

[9] 張麗萍.布渣葉中生物堿類成分的研究[D].廣州：廣東藥學院，2008.

[10] 肖新玉，崔龍海，周欣欣，等.超臨界 CO2萃取老撾產雞蛋花揮發油的研究[J].中藥材，2011，34（5）：789-794.

[11] 張麗霞，劉紅星，陳今浩.雞蛋花揮發油成分的提取與分析[J].化工技術與開發，2010，39（6）：39-40.

[12] YE G，YANG Y L，XIA G X，et al.Complete NMR spectral assignments of two new iridoid diastereoisomers from the flowers of Plumeria rubra L.cv.acutifolia[J].Magn Reson Chem，2008，46（12）：1195-1197.