三七的X射線衍射Fourier指紋圖譜鑒定研究＊

馬 泰 王 嘉 蒲 敏 李 旭

（滇西應用技術大學，云南 大理 671000）

三七為五加科植物Panaxnotoginseng（Burk.）F.H.Chen的干燥根[1]。具有化瘀止血，活血定痛的功效。主治出血癥，跌打損傷，瘀血腫痛。三七主要生產地點為云南文山地區，在廣西、四川也有廣泛的種植。三七藥用價值顯著，可以消腫止痛、活血化瘀。被現代藥理學家稱為“參中之王”[2]。

三七藥材可用于預防和治療心腦血管疾病，具有一定的藥用價值。鑒于市場上三七藥品參差不齊，不法商販常以其他科屬的藤三七、菊三七以假亂真，對三七的鑒定具有一定的應用價值。

一、三七常見鑒定方法

目前，鑒定三七的真假及質量的方法主要有外形味道鑒別法，該方法主要依靠主觀因素，對于鑒別人員的經驗要求較高，準確率低。利用專業儀器鑒定可以大大提高準確性，常見的方法有DNA 分子鑒定技術、DNA 測序鑒定技術、光譜鑒定技術、色譜圖像鑒定技術等[3]。

中成藥品的鑒定具有一定的困難，利用化學技術類方法較為復雜。目前，利用X 射線衍射可以得到藥材的衍射圖譜，能夠反映藥材的微觀結構，對于鑒定中藥材較為準確。

二、材料與儀器

1.樣品

以產地不同的10 種三七為分類樣品，射干樣品信息見表1。全部樣品進過除塵、粉磨加工，制成細粉，作為X 射線衍射實驗樣品。

2.實驗儀器與條件

丹東浩元DX-2700BHX-射線衍射儀，CuKα（λ=1.54056）輻射，管壓40kV，管電流150mA，2θ掃描范圍3～60 °，掃描速度8 °/min，步長0.02 °。實驗獲得三七樣品的X 射線衍射Fourier 指紋圖譜見圖1，衍射圖的對應編號見表1。

表1 三七X 射線衍射信息表

三、衍射結果與分析

三七的衍射結果數據以晶面間距d（×10-1nm）表示衍射的相對強度，記為d（I/I0）[4]。衍射圖譜見圖1。對應的X衍射圖譜峰值列出如下（列出較為清晰的163-1/163-6 兩組）。

1#：圖1中163-1 為樣品1 的衍射圖譜，共有78 個衍射峰。

5.375/8，5.495/16，5.615/22，5.735/17，5.855/7，6.695/8，6.815/15，6.935/22，7.055/27，7.175/32，7.295/26，7.415/21，7.535/14，7.655/7，8.855/35，9.575/32，13.895/36，14.735/40，15.815/45，21.815/35，24.935/47，28.895/29，29.015/34，29.135/39，29.255/44，29.375/49，29.495/53，29.615/58，29.735/58，29.855/56，29.975/53，30.095/50，30.215/46，30.335/40，30.455/34，30.575/27，32.495/31，34.055/39，35.615/32，37.055/30，38.135/28，39.335/22，39.815/34，40.655/21，41.735/33，41.975/28，43.175/32，43.895/16，44.735/15，45.695/17，46.295/20，46.895/31，47.495/15，48.095/18，48.455/15，49.055/18，49.415/15，50.015/21，50.495/20，50.975/28，51.335/18，51.935/14，52.655/19，53.135/16，53.735/20，54.335/15，54.455/14，54.935/18，57.575/15，58.895/31，59.855/12，60.815/14，61.655/13，62.495/12，64.055/13，65.015/12，65.495/11，66.815/13。

6#：圖1中163-6 為樣品6 的衍射圖譜，共有75 個衍射峰。

6.158/12，7.767/19，7.129/23，7.718/17，7.354/9，9.329/11，9.021/17，6.954/24，7.095/29，9.042/36，9.410/28，8.544/25，9.156/19，11.836/35，11.415/33，16.704/40，16.678/42，16.713/49，22.842/35，25.957/51，31.046/32，29.696/34，30.448/39，31.775/49，29.594/54，29.716/57，29.667/59，29.923/61，30.805/60，30.865/58，31.423/52，32.141/48，31.768/42，32.725/37，33.296/27，33.051/34，36.811/40，37.801/35，38.523/34，39.022/29，40.504/24，40.068/37，42.597/21，42.921/35，42.378/29，44.160/35，45.693/19，46.388/19，48.442/21，47.163/22，49.787/34，49.508/15，49.605/22，50.061/16，50.241/22，50.958/16，51.448/22，51.210/21，53.698/32，52.836/21，54.394/16，55.565/20，54.896/17，56.687/22，56.638/19，54.800/14，55.175/22，58.432/20，61.877/35，60.909/15，61.978/18，64.279/17，64.840/13，64.155/18，66.316/15，67.240/15，67.837/13。

9#：圖1中163-9 為樣品9 的衍射圖譜，共有67 個衍射峰。

圖1 中藥材三七樣品的X 射線衍射圖譜

6.133/20，6.722/14，7.458/12，8.608/15，7.481/28，7.281/27，7.673/29，9.184/22，9.170/19，8.779/12，8.915/31，9.672/23，15.866/28，16.096/33，17.276/45，22.194/31，26.796/55，29.820/24，30.961/28，31.108/36，31.201/45，29.822/49，30.991/46，30.764/58，31.104/58，29.884/50，31.613/53，31.270/51，30.885/42，30.861/36，31.778/26，30.839/23，34.257/31，35.904/48，36.785/32，37.144/30，39.342/32，39.342/22，40.713/37，42.583/23，42.673/33，42.729/21，43.241/34，46.113/18，46.385/16，48.827/38，48.193/23，49.641/18，50.164/12，49.450/18，50.874/15，51.282/17，50.758/18，52.430/32，52.414/11，53.132/21，53.006/25，54.104/20，54.408/22，56.211/14，55.304/20，57.669/13，59.145/32，61.569/12，62.074/14，62.554/16，62.733/19，65.041/12，67.609/13。

分析10 種樣品的衍射圖譜，可以看出，大致的衍射圖譜的幾何拓撲形狀具有一致性，可以標記衍射峰值作為鑒定依據。在衍射的10 種樣品圖形中，163-1/163-6/163-8 三種圖譜較為清晰。因采集的樣品產地和質量的不同，會出現局部差異（見圖1）。經過計算與分析，比較明顯的三七粉末樣品的衍射峰共有34 個。

7.175/32，8.855/35，9.575/32，13.895/36，14.735/40，15.815/45，21.815/35，24.935/47，28.895/29，29.015/34，29.135/39，29.255/44，29.375/49，29.495/53，29.615/58，29.735/58，29.855/56，29.975/53，30.095/50，30.215/46，30.335/40，30.455/34，32.495/31，34.055/39，35.615/32，37.055/30，38.135/28，39.815/34，41.735/33，41.975/28，43.175/32，46.895/31，50.975/28，58.895/31。以上峰值可以作為三七樣品的XRD 特征標記峰值。

對照最清晰的兩個衍射圖譜，163-1 和163-6，對衍射圖譜進行疊加，如圖2所示，從圖中可以看出，兩者圖譜形狀基本一致，峰值位置重合度較高。分析圖形，在30 位置處出現一個53 的峰值。部分差異可能跟樣品的產地、準備、質量等因素有關。圖譜可以作為三七藥草鑒定的依據[5]。

圖2 產地不同的兩個三七樣品的X 射線Fourier 指紋圖譜疊加圖

四、討論與探究

粉末X 射線衍射分析是一種采用固體進樣，不用化學溶劑，保持了中藥材固有的整體結構特征，是一種可取的波譜分析方法[6-10]。中藥材的粉末X 射線衍射圖譜是其所含全部成分的一次Fourier 變換，從而可以在衍射空間中通過分析計算中藥材的X 射線衍射Fourier 譜，實現對中藥材的鑒定。本方法的特點是在衍射空間中再現了中藥材的整體結構特征，并且以圖形的拓撲規律與衍射特征標記峰作為中藥材的粉末X 射線衍射Fourier 譜鑒定依據，目前已經在很多中藥材鑒定方面得到了應用，研究方法較為成熟，是一種可取的波普分析法。

本文利用X 射線衍射分析方法對產地不同的10 種三七樣品進行X 射線指紋圖譜分析，結果表明三七中藥材具有穩定可靠的特征圖譜，與其他中藥材進行對比，具有一定的特征。該方法可以用于鑒定三七藥材。

對于實驗結果，可以進一步對結果進行相似度計算和再分析[11]。相似度作為數字信號科學中的一個定量定性參數，已被國家藥典委員會確定為中藥指紋圖譜標準中的一項重要評價指標，目前被應用于中藥注射劑及色譜類指紋圖譜的研究[12]。相似度計算一般采用相關系數法和向量夾角余弦法。利用相關系數可確定兩種屬性之間的關系，它強調了數值漲落的比較。相似度計算可以判斷計算結果是否跟樣品信息相符，能夠提高判斷的準確性[13]，采用該方法能夠提高研究的可行性。

通過衍射圖譜可以看出，不同產地與品質的三七樣品，衍射結果在局部具有微小差距。利用此方法可以進一步探究三七品質與衍射圖譜變化關系，從而可以建立圖譜變化與品質的關系，進一步構建衍射結果與鑒別三七質量的關系，為進一步判別鑒定三七品質提供新的方法。