基于3D景深合成技術(shù)的蟬蛻藥材鑒別研究

郭利霄 薛紫鯨 侯芳潔 孫寶惠 鄭玉光 鄭倩

摘 要 目的：建立蟬蛻藥材的現(xiàn)場(chǎng)快速鑒別方法。方法：采用3D景深合成技術(shù)，從樣品喙的長(zhǎng)短、上唇的大小及明顯程度、下唇突出的程度及其上橫溝的顏色、足部主刺和側(cè)刺的數(shù)量以及形態(tài)、腹部氣門的明顯程度、腹板數(shù)目、側(cè)板的數(shù)目及形態(tài)、背板環(huán)數(shù)、尾器等方面對(duì)50批蟬蛻及其混淆品樣品進(jìn)行鑒別。結(jié)果：50批樣品中，S1～S5、S26～S30、S36～S50為真品蟬蛻;S21～S25為真品蟬蛻增重后的混淆品;S31～S35為真品蟬蛻提取后的混淆品;S6～S20分別為焰螓蟬、山蟬、北京僚蟬蛻皮，均為混淆品。蟬蛻與其混淆品的主要鑒別特征為真品蟬蛻腹部腹面呈三角形，其余品種腹部腹面近平行;山蟬蛻皮氣門明顯，其余品種氣門不明顯;山蟬蛻皮尾器側(cè)面觀較其余品種尖銳;焰螓蟬蛻皮前足副刺和端刺呈銳角，北京僚蟬蛻皮前足副刺和端刺呈鈍角。結(jié)論：該方法簡(jiǎn)便、可靠，可用于現(xiàn)場(chǎng)快速鑒別蟬蛻及其混淆品種。

關(guān)鍵詞 3D景深合成技術(shù);蟬蛻;混淆品;現(xiàn)場(chǎng)快速鑒別

ABSTRACT? ?OBJECTIVE： To establish the rapid field identification method of Cryptotympana pustulata ecdysis. METHODS： 3D depth of? field synthesis technology was used to identify 50 batches of C. pustulata ecdysis and its adulterants from the length of beak， size and protrusion degree of upper labial base， the protrusion degree of the lower labial base ecdysis and the color of its upper transverse groove， the number and shape of main and lateral spines on the foot， significance of abdominal valves，the number of webs， the number and shape of side plates， the number of tergum rings， terminaliae， etc. RESULTS： Among 50 batches of samples， S1-S5， S26-S30， S36-S50 were C. pustulata ecdysis; S21-S25 was adulterants of C. pustulata ecdysis after weight gain; S31-S35 was adulterants of C. pustulata ecdysis after extraction; S6-S20 were ecdysis from Tibicen flammatus， C. flammatta， Lyristes pekinensis， all of which were adulterants. The main distinguishing feature of C. pustulata ecdysis and its adulterants was that abdomen and ventral surface of C. pustulata ecdysis were triangular， and the abdomen and ventral surface of other species was nearly parallel; the valve of C. flammatta ecdysis was obvious， but those of other varieties were not obvious; the lateral appearance of terminaliae of C. flammatta ecdysis was sharper than those of other species; there was an acute angle between the front foot accessory thorns and the end thorns of the T. flammatus ecdysis， and an obtuse angle between the front foot accessory thorns and the end thorns of the L. pekinensis ecdysis. CONCLUSIONS： The method is simple， reliable and suitable for rapid field identification of C. pustulata ecdysis and its adulterants.

KEYWORDS? ?3D depth of field synthesis technology; Cryptotympana pustulata ecdysis; Adulterants; Rapid field identification

蟬蛻是一味常用動(dòng)物藥，為蟬科昆蟲黑蚱（Cryptotympana pustulata Fabricius）的若蟲羽化時(shí)脫落的皮殼，具有疏散風(fēng)熱、利咽、透疹、明目退翳、解痙的功效[1]，其主要化學(xué)成分為甲殼質(zhì)、氨基酸、蛋白質(zhì)和微量元素等，具有鎮(zhèn)咳、祛痰、平喘、抗驚厥、解熱消炎、清除自由基等作用，臨床上多用于小兒夜啼、麻疹透發(fā)不暢、咽喉腫痛、破傷風(fēng)等癥的治療[2-7]，其成品制劑有建民咽喉片、小兒柴桂退熱顆粒[1]。全世界約有蟬科動(dòng)物3 000余種，我國(guó)已知約210種，主要為黑蟬屬、琴蟬屬和尼蟬屬，各省均有分布，且以南方為主[8]。《中華本草》中記載，同科動(dòng)物鳴蟬（Oncotym pana maulatilouis Motsch.）、朝鮮黑背鳴蟬（O. coreana Kato.）、山蟬（Cicada flammata Dist.）、蚱蟬（C. atrata Fabricius.）等均可同等入藥[9]。全國(guó)中藥材及中藥飲片抽驗(yàn)結(jié)果顯示，蟬蛻不合格率為35%[10]，其主要原因?yàn)樾誀畈环?015年版《中國(guó)藥典》（一部）規(guī)定[1]。近年來，蟬的若蟲大量出現(xiàn)在餐桌上，使蟬蛻產(chǎn)量大大下降，雖有人工養(yǎng)殖蟬，但由于蟬科種類較多，其近緣物種外形相近，加之養(yǎng)殖者缺乏專業(yè)知識(shí)，導(dǎo)致“誤養(yǎng)、誤采、誤收、誤售”的現(xiàn)象，以致出現(xiàn)混淆品，而這些混淆品來自同科屬，鑒別困難，從而影響真品的應(yīng)用及療效的發(fā)揮[9，11]。目前，關(guān)于蟬蛻的鑒別主要以性狀[12-13]、顯微特征[14]為主，所涉及的混淆品品種比較單一，且未有相關(guān)鑒別特征圖，因此對(duì)于新出現(xiàn)的混淆品種，現(xiàn)有的鑒別方法已不適用。

3D景深合成技術(shù)可通過顯微鏡、照相機(jī)等設(shè)備將同一個(gè)場(chǎng)景不同聚焦下的圖像融合在一起，得到全景深高清圖[15]，該技術(shù)現(xiàn)已應(yīng)用于中藥鑒別領(lǐng)域，是傳統(tǒng)鑒別手段的一種補(bǔ)充[16]。基于此，本研究采用3D景深合成技術(shù)從昆蟲分類學(xué)角度對(duì)蟬蛻及其混淆品進(jìn)行鑒別，旨在建立蟬蛻藥材的現(xiàn)場(chǎng)快速鑒別方法，并為其真?zhèn)舞b別提供參考。

1 材料

1.1 儀器

VHX-6000型數(shù)碼成像系統(tǒng)（日本Keyence公司）;Tough TG-5型照相機(jī)（日本Olympus公司）。

1.2 藥材

50批樣品（編號(hào)：S1～S50）的信息來源見表1。

2 方法與結(jié)果

2.1 樣品處理與拍攝

取50批樣品，以溫水浸潤(rùn)后用軟毛刷去除表面的泥土和雜質(zhì)，清洗干凈后將其頭部、足部及其他觀察部位分別用乳膠固定在載玻片上，并置于數(shù)碼成像系統(tǒng)物鏡下，用相機(jī)進(jìn)行3D景深拍攝。

2.2 主要鑒別特征

參考2015年版《中國(guó)藥典》（一部）[1]、《中華本草》[9]、《中藥鑒定學(xué)》[16]后，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行鑒別：（1）喙的長(zhǎng)短;（2）上唇的大小及明顯程度;（3）下唇突出的程度及其上橫溝的顏色;（4）足部主刺和側(cè)刺的數(shù)量及形態(tài);（5）腹部氣門的明顯程度;（6）腹板數(shù)目;（7）側(cè)板的數(shù)目及形態(tài);（8）背板環(huán)數(shù);（9）尾器。

2.3 鑒別結(jié)果

50批樣品中，S1～S5、S26～S30、S36～S50為真品（即蟬蛻藥材），來自黑蚱（C. pustulata Fabricius.）;S21～S25亦來自黑蚱，為真品蟬蛻增重后的樣品（增重是指在蟬蛻的表面刷一層薄膠，或者通過添加一些泥沙、石膏等來增加質(zhì)量），S31～S35亦來自黑蚱，為真品蟬蛻提取后的樣品（提取是指提取其中的成分后，將藥渣充當(dāng)真品蟬蛻），S6～S10來自焰螓蟬[Tibicen flammatus（Dist）.]，S11～S15來自北京僚蟬（Lyristes pekinensis Haupt.），S16～S20來自山蟬（C. flammata Dist.），均為混淆品。上述鑒定結(jié)果與河北省藥品檢驗(yàn)所孫寶惠主任中藥師的鑒定結(jié)果一致。來自黑蚱的蟬蛻藥材特征示意圖見圖1，蟬蛻的處理品及其混淆品特征示意圖見圖2～圖10。

2.4 蟬蛻藥材及其混淆品的形狀特征

2.4.1 黑蚱蛻皮（真品） 樣品略呈橢圓形、稍彎曲，體形稍大，表面黃棕色，透明，有光澤，長(zhǎng)約3.5 cm、寬約2 cm（圖2A）。頭上觸角1對(duì)，多已斷落，復(fù)眼突出;額凸起，頂部稍尖，上有明顯的橫溝，橫溝較粗，幾無剛毛（圖1A、圖3A）。上唇密被長(zhǎng)硬剛毛，毛孔明顯，下唇伸長(zhǎng)呈短管狀（圖4A）。前足主刺較尖銳，側(cè)刺明顯、與主刺相距較遠(yuǎn)，端刺基部聯(lián)合，副刺和端刺呈鈍角，掌部有刺2個(gè)（圖1E、圖5A）;中足脛節(jié)上有側(cè)刺5個(gè)（4短1長(zhǎng)）、短鈍，跗節(jié)上有爪鉤2個(gè)，較尖銳（圖1F、圖6A）;后足脛節(jié)上有側(cè)刺5個(gè)，稍長(zhǎng)、尖銳，跗節(jié)上有爪鉤2個(gè)，較尖銳（圖7A）。腹部呈三角形，氣門不明顯，有剛毛;有腹板6枚、側(cè)板6枚，側(cè)板呈長(zhǎng)條形（圖1D、圖8A）;背板環(huán)9枚，環(huán)節(jié)明顯，每塊背板均有一條深棕色環(huán)，背板邊緣呈淺黃白色（圖1C、圖9A）。尾器側(cè)面觀上翹、鈍圓，呈短瓣?duì)罘蛛x（圖10A）。

2.4.2 焰螓蟬蛻皮（混淆品） 樣品略呈橢圓形、稍彎曲，體型較瘦，表面黃棕色，透明，有光澤;長(zhǎng)約3 cm、寬約1.5 cm（圖2B）。頭上觸角1對(duì)，多已斷落，復(fù)眼突出;額凸起，頂部稍圓，上有稍淺的紋理，密被短剛毛，剛毛較硬（圖3B）。上唇密被長(zhǎng)硬剛毛，毛孔明顯，下唇伸長(zhǎng)呈長(zhǎng)管狀（圖4B）。前足主刺尖銳，側(cè)刺不明顯、與主刺相距近，端刺基部稍聯(lián)合，副刺和端刺呈銳角，掌部有鋸齒1個(gè)（圖5B）;中足脛節(jié)上有側(cè)刺5個(gè)（4短1長(zhǎng)）、長(zhǎng)且尖銳，跗節(jié)上有爪鉤2個(gè)，較尖銳（圖6B）;后足脛節(jié)上有側(cè)刺5個(gè)，長(zhǎng)且尖銳，跗節(jié)上有爪鉤2個(gè)，較尖銳（圖7B）。腹部近平行，氣門不明顯，剛毛長(zhǎng)，粗且多;有腹板6枚，側(cè)板6枚，側(cè)板近半橢圓形（圖8B）;背板環(huán)9枚，環(huán)節(jié)明顯，每塊背板均有一條深棕色環(huán)，背板邊緣呈淺黃白色（圖9B）。尾器側(cè)面觀稍平直、鈍圓，呈短瓣?duì)罘蛛x（圖10B）。

2.4.3 山蟬蛻皮（混淆品） 樣品略呈橢圓形、彎曲，體型較細(xì)瘦，腹部狹長(zhǎng)，顏色稍深，呈紅棕色，不透明，稍有光澤，長(zhǎng)約4.5～5.3 cm、寬約1.5～1.8 cm（圖2C）。頭上觸角1對(duì)，多已斷落，復(fù)眼突出;額明顯凸起，頂部稍圓，橫溝明顯，額上幾乎無剛毛（圖3C）。上唇稀被硬剛毛，毛孔明顯，下唇伸長(zhǎng)呈短管狀（圖4C）。前足主刺鈍，側(cè)刺不明顯，端刺基部稍聯(lián)合，副刺和端刺呈銳角，掌部有刺2個(gè)（圖5C）;中足脛節(jié)上有側(cè)刺5個(gè)（4短1長(zhǎng)），短鈍，跗節(jié)上有爪鉤2個(gè)，尖銳（圖6C）;后足脛節(jié)上有側(cè)刺4個(gè)，尖銳，跗節(jié)上有爪鉤2個(gè)，較尖銳（圖7C）。腹部近平行，有剛毛，氣門6對(duì)，5對(duì)明顯可見，第1 對(duì)常被腹足遮擋;腹板6枚，側(cè)板6對(duì)，側(cè)板近半圓形（圖8C）;背板環(huán)7枚，環(huán)節(jié)明顯，背板邊緣有深棕色環(huán)（圖9C）。尾器側(cè)面觀尖銳，呈長(zhǎng)瓣?duì)罘蛛x（圖10C）。

2.4.4 北京僚蟬蛻皮（混淆品） 樣品呈橢圓形、稍彎曲，體型較瘦，表面淺黃色，體輕，透明，有光澤，背部有明顯的黑色橫紋2條，長(zhǎng)約2.5 cm、寬約1.5 cm（圖2D）。頭上觸角1對(duì)，復(fù)眼突出;額明顯凸起，頂部尖，橫溝顏色淺，額上有長(zhǎng)剛毛，較柔軟（圖3D）。上唇不明顯、體積較小，密被長(zhǎng)剛毛、柔軟，毛孔不明顯，下唇伸長(zhǎng)呈短管狀（圖4D）。前足主刺鈍，側(cè)刺明顯，端刺基部聯(lián)合，副刺和端刺呈鈍角，掌部有刺4個(gè)（圖5D）;中足脛節(jié)上有側(cè)刺5個(gè)（4短1長(zhǎng)），短鈍，跗節(jié)上有爪鉤2個(gè)，尖銳（圖6D）;后足腿節(jié)和脛節(jié)均有較硬的剛毛，脛節(jié)上有側(cè)刺3個(gè)，稍長(zhǎng)且尖銳，跗節(jié)上有爪鉤2個(gè)，較短（圖7D）。腹部近平行，氣門不明顯，有少量剛毛;腹板6枚，側(cè)板5枚，側(cè)板呈魚鱗狀（圖8D）;背板環(huán)9枚，邊緣無棕色環(huán)（圖9D）。尾器側(cè)面觀上翹，鈍圓，呈短瓣?duì)罘蛛x（圖10D）。

2.4 鑒別標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)前述樣品鑒別結(jié)果，得出蟬蛻與其混淆品的鑒別標(biāo)準(zhǔn)見表2。

3 討論

目前，中藥材增重現(xiàn)象屢見不鮮，特別是在一些動(dòng)物藥材和貴重藥材中較為明顯[17-18]。市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，存在通過刷透明膠水或添加泥沙來增加蟬蛻體質(zhì)量的現(xiàn)象，然而中醫(yī)用藥講究用法用量，中藥用量的不同，其藥效也有所不同[19]，因此蟬蛻藥材的增重現(xiàn)象可導(dǎo)致臨床實(shí)際用藥量的減少，進(jìn)而影響療效[20]。蟬蛻中含有的特征成分也是其藥效成分，而混淆品不含或少含這些成分，因此使用混淆品可能會(huì)引起療效的下降[21-23]。

3D景深合成技術(shù)可鑒別一些細(xì)小的特征，適用于中藥材和中藥飲片的現(xiàn)場(chǎng)鑒別，如鑒別正品與混淆品，中藥材及飲片霉變、增重現(xiàn)象，該技術(shù)的應(yīng)用為中藥鑒定提出了新的思路[24-26]。本研究采用3D景深合成技術(shù)對(duì)蟬蛻及其混淆品種進(jìn)行了鑒別，結(jié)果發(fā)現(xiàn)蟬蛻及其混淆品種的腹部腹面、氣門、尾部以及前足這4個(gè)部位存在明顯差異，黑蚱蛻皮腹部腹面呈三角形，其余品種蛻皮腹部腹面近平行;山蟬蛻皮氣門明顯，其余品種蛻皮氣門不明顯;山蟬蛻皮尾器側(cè)面觀較其余品種尖銳;焰螓蟬蛻皮前足副刺和端刺呈銳角，北京僚蟬蛻皮該部位則呈鈍角。本方法可于現(xiàn)場(chǎng)快速地鑒別蟬蛻及其混淆品。

參考文獻(xiàn)

[ 1 ] 國(guó)家藥典委員會(huì).中華人民共和國(guó)藥典：一部[S].2015年版.北京：中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，2015：369、475、547.

[ 2 ] 李俊義.蟬蛻的臨床應(yīng)用和藥理作用[J].內(nèi)蒙古中醫(yī)藥，2011，30（12）：89.

[ 3 ] 高長(zhǎng)久，張夢(mèng)琪，曹靜，等.蟬蛻的藥理作用及臨床應(yīng)用研究進(jìn)展[J].中醫(yī)藥學(xué)報(bào)，2015，43（2）：110-112.

[ 4 ] 張馳，楊屆.蟬蛻的藥理作用及臨床應(yīng)用研究進(jìn)展[J].湖南中醫(yī)雜志，2014，30（11）：194-195.

[ 5 ] 趙子佳，周桂榮，王玉，等.蟬蛻的化學(xué)成分及藥理作用研究[J].吉林中醫(yī)藥，2017，37（5）：491-493.

[ 6 ] 江泓，楊煬，陳胡蘭，等.蟬蛻止咳祛痰平喘有效部位篩選[J].中國(guó)現(xiàn)代中藥，2017，19（1）：56-59.

[ 7 ] 李濤，程雪嬌，胡美變，等.蟬蛻蛋白的提取工藝優(yōu)化及體外抗氧化活性研究[J].中國(guó)藥房，2018，29（7）：968-972.

[ 8 ] 王旭.中國(guó)蟬族系統(tǒng)分類研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2014.

[ 9 ] 國(guó)家中醫(yī)藥管理局.中華本草：第9冊(cè)[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1999：168.

[10] 魏鋒，劉薇，嚴(yán)華，等.我國(guó)中藥材及飲片的質(zhì)量情況及有關(guān)問題分析[J].中國(guó)藥學(xué)雜志，2015，50（4）：277-283.

[11] 劉振啟，劉杰.蟬蛻的由來與鑒別[J].首都醫(yī)藥，2013，20（17）：42.

[12] 李美琴.蟬蛻及其偽品蟪蛄殼的鑒別[J].基層中藥雜志，2001（1）：40-41.

[13] 李祖德，馬博學(xué).蟬蛻與金蟬衣的鑒別[J].中藥材科技，1984（4）：19.

[14] 苑冬敏，康廷國(guó).動(dòng)物藥殘留毛的顯微鑒定研究：蟬蛻及其混淆品的鑒別：英文[J].中國(guó)現(xiàn)代應(yīng)用藥學(xué)，2008（1）：31-34.

[15] 周良云，咸慶飛，郭蘭萍，等.科學(xué)攝影在中藥研究中的應(yīng)用與展望[J].中草藥，2018，49（23）：5683-569.

[16] 康廷國(guó)，吳啟南.中藥鑒定學(xué)[M].北京：中國(guó)中醫(yī)藥出版社，2015：458.

[17] 劉屹.中藥微性狀鑒定法快速鑒別摻雜、霉變藥材探討[J].智慧健康，2019，5（16）：141-142、144.

[18] 楊青山，張倩倩，周建理.霉變藥材的微性狀鑒定[J].安徽中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，35（5）：86-88.

[19] 陳傳蓉.張仲景姜草棗用法用量研究[D].北京：北京中醫(yī)藥大學(xué)，2016.

[20] 朱昌豐，曾枝東.鑒別中藥飲片真?zhèn)蔚囊饬x與方法[J].北方藥學(xué)，2019，16（2）：10-11.

[21] 肖壘，袁鑫，汪華鋒，等.浙江天目山地區(qū)蟬蛻微量元素含量測(cè)定及分析[J].浙江中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)，2015（5）：378-382.

[22] 邱峰，劉立行，馬薔.非完全消化-火焰原子吸收法測(cè)定蛇蛻及蟬蛻中微量元素[J].沈陽(yáng)藥科大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，22（2）：115-118.

[23] 李輝容，賈芳.蟬蛻中微量元素Ca、Fe、Zn、Mn、Cu、Cd的測(cè)定[J].綿陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，27（11）：55-58.

[24] 李莉，楊青山，周建理.中藥微性狀鑒定法快速鑒別摻雜、霉變藥材探討[J].中外醫(yī)療，2012，31（3）：191-192.

[25] 魏鋒，馬雙成.中藥材飲片質(zhì)量安全概況及監(jiān)管思考[J].中國(guó)食品藥品監(jiān)管，2019（3）：22-29.

[26] 林春燕，董媛，張赟華，等.蒲黃藥材及其飲片的質(zhì)量分析[J].中國(guó)藥事，2017，31（7）：789-794.

（收稿日期：2019-08-05 修回日期：2019-12-30）

（編輯：陳 宏）