黃芪結(jié)構(gòu)地區(qū)差異性研究

王午軒，霍 強，楊茗然，史卓然，張瑞蓮，張美環(huán)，李澤騰，郭瑞霞

（石家莊學(xué)院 化工學(xué)院，河北 石家莊 050035）

0 引 言

黃芪，具有健脾補中，益衛(wèi)固表，利尿的功效，廣泛應(yīng)用于心血管疾病、泌尿疾病、腫瘤疾病、消化系統(tǒng)疾病、神經(jīng)疾病、婦產(chǎn)疾病、呼吸疾病等的治療領(lǐng)域。

因其具有豐富的藥用價值，廣泛在全國大部分地區(qū)栽種，主要分布在甘肅、內(nèi)蒙古、河北、山西、陜西及東北地區(qū)。不同產(chǎn)地黃芪的品質(zhì)不同，但相關(guān)結(jié)構(gòu)差異性研究少見報道。中紅外（MIR）光譜具有方便快捷的優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于化合物結(jié)構(gòu)研究領(lǐng)域。

本課題組采用MIR光譜（包括：一維MIR光譜和二階導(dǎo)數(shù)MIR光譜）分別開展了不同產(chǎn)地黃芪（甘肅、河北、內(nèi)蒙古、山西、陜西）的結(jié)構(gòu)差異性研究，為黃芪的深加工及使用提供了有意義的科學(xué)借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黃芪，產(chǎn)地分別為甘肅、河北、內(nèi)蒙古、山西、陜西均為市售飲片。

1.2 儀 器

傅里葉中紅外光譜儀（Spectrum 100型號，美國PE公司）；ATR-FTIR變溫附件（Golden Gate型號，英國Specac公司）。

1.3 紅外光譜數(shù)據(jù)獲得

黃芪的MIR光譜實驗以空氣為背景，每次對于信號進行8次掃描累加。黃芪的MIR光譜數(shù)據(jù)的獲得采用PE公司Spectrum v 6.3.5操作軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃芪結(jié)構(gòu)研究

2.1.1 黃芪結(jié)構(gòu)一維MIR光譜研究

首先開展了不同產(chǎn)地黃芪的結(jié)構(gòu)研究，以甘肅黃芪為例，黃芪一維MIR光譜如圖1所示。

圖1 黃芪一維MIR光譜（303 K）Fig.1 One-dimensional MIR spectrum of astragalus membranaceus(303 K)

由圖1可得，1 734.91 cm-1頻率處的吸收峰是甘肅黃芪C=O伸縮振動模式（νC=O-甘肅-一維）；1 626.58 cm-1頻率處的吸收峰是甘肅靖遠黃芪酰胺Ⅰ帶（νamide-Ⅱ-甘肅-一維）吸收模式；1 535.23 cm-1和1 518.66 cm-1頻率處的吸收峰是甘肅黃芪酰胺Ⅱ帶（νamide-Ⅱ-甘肅-一維） 吸收 模 式；1 043.75 cm-1，1 012.26 cm-1和991.17 cm-1頻率處的吸收峰是甘肅黃芪C-O伸縮振動模式（νC-O-甘肅-一維）。

其它產(chǎn)地黃芪官能團的一維MIR光譜數(shù)據(jù)見表1。

表1 黃芪結(jié)構(gòu)的一維MIR光譜數(shù)據(jù)（303K）Table 1 Data of one-dimensional MIR spectrum of astragalus membranaceus structure(303K)

2.1.2 黃芪結(jié)構(gòu)二階導(dǎo)數(shù)MIR光譜研究

進一步采用二階導(dǎo)數(shù)MIR光譜開展了不同產(chǎn)地黃芪的結(jié)構(gòu)研究，以甘肅黃芪為例，黃芪二階導(dǎo)數(shù)MIR光譜如圖2所示。

圖2 黃芪二階導(dǎo)數(shù)MIR光譜（303 K）Fig.2 Second derivative MIR spectrum of astragalus membranaceus(303 K)

續(xù)表

由圖2可得，2 925.21 cm-1頻率處的吸收峰是甘肅黃芪CH2不對稱伸縮振動模式（νasCH2-甘肅-二階導(dǎo)數(shù)）；2 856.21 cm-1頻率處的吸收峰是甘肅黃芪CH2對稱伸縮振動模式（νsCH2-甘肅-二階導(dǎo)數(shù)）；1 680.98、1 659.97、1 652.92、1 642.96和1 631.76 cm-1頻率處的吸收峰是甘肅黃芪酰胺Ⅰ帶（νamide-Ⅰ-甘肅-二階導(dǎo)數(shù)）吸收模式；1 545.69、1 534.06和1 510.76 cm-1頻率處的吸收峰是甘肅黃芪酰胺Ⅱ帶（νamide-Ⅱ-甘肅-二階導(dǎo)數(shù)）吸收模式；1 074.79、1 049.65、1 030.67和1 014.07 cm-1頻率處的吸收峰是甘肅黃芪C-O伸縮振動模式（νC-O-甘肅-二階導(dǎo)數(shù)）。

其它產(chǎn)地黃芪結(jié)構(gòu)的二階導(dǎo)數(shù)MIR光譜數(shù)據(jù)見表2。

表2 黃芪結(jié)構(gòu)二階導(dǎo)數(shù)MIR光譜數(shù)據(jù)（303 K）Table 2 Data of second derivative MIR spectrum of astragalus membranaceus structure(303 K)

續(xù)表

2.2 黃芪產(chǎn)地鑒別研究

黃芪結(jié)構(gòu)的二階導(dǎo)數(shù)MIR光譜的譜圖分辨能力優(yōu)于相應(yīng)的一維MIR光譜。因此采用二階導(dǎo)數(shù)MIR光譜開展了不同產(chǎn)地黃芪結(jié)構(gòu)差異性研究，相關(guān)光譜信息見表3。

表3 黃芪官能團的二階導(dǎo)數(shù)MIR光譜數(shù)據(jù)（303K）Table 3 Data of second derivative MIR spectrum of astragalus membranaceus functional group(303K)

由表3可得，（1）甘肅黃芪在2 925.21 cm-1的頻率處、河北黃芪在2 924.69 cm-1的頻率處、內(nèi)蒙黃芪在2 925.10 cm-1的頻率處、山西黃芪在2 925.17 cm-1的頻率處和陜西黃芪在2 925.24 cm-1的頻率處歸屬于νasCH2-二階導(dǎo)數(shù)。

（2）甘肅黃芪在2 856.21 cm-1的頻率處、河北黃芪在2 854.95 cm-1的頻率處、內(nèi)蒙黃芪在2 856.15 cm-1的頻率處、山西黃芪在2 855.88 cm-1的頻率處和陜西黃芪在2 856.16 cm-1的頻率處歸屬于νsCH2-二階導(dǎo)數(shù)。

（3）河北黃芪在1 738.65 cm-1的頻率處、內(nèi)蒙黃芪在1 734.95 cm-1的頻率處、山西黃芪在1 736.55 cm-1的頻率處和陜西黃芪在1 734.86 cm-1的頻率處歸屬于νC=O-二階導(dǎo)數(shù)。

不同產(chǎn)地的黃芪（νamide-Ⅰ-二階導(dǎo)數(shù)及νamide-Ⅱ-二階導(dǎo)數(shù)）對應(yīng)的吸收頻率有較大的差異，例如，五種不同產(chǎn)地的黃芪νC=O-二階導(dǎo)數(shù)對應(yīng)的吸收頻率，甘肅黃芪不存在吸收峰，河北黃芪νC=O-二階導(dǎo)數(shù)對應(yīng)的吸收峰頻率較大，陜西黃芪νC=O-二階導(dǎo)數(shù)對應(yīng)的吸收頻率較小。這可能是因為不同產(chǎn)地水土環(huán)境存在差異，導(dǎo)致黃芪中的蛋白質(zhì)和氨基酸的種類及含量存在著一定的差異性。

3 結(jié) 語

黃芪官能團的的紅外吸收模式主要包括：νasCH2-黃芪、νC=O-黃芪、νsCH2-黃芪、νamide-I-黃芪、νamide-Ⅱ-黃芪和νC-O-黃芪。黃芪的二階導(dǎo)數(shù)MIR光譜的譜圖分辨能力優(yōu)于相應(yīng)的一維MIR光譜。不同產(chǎn)地黃芪官能團的二階導(dǎo)數(shù)MIR光譜具有一定的差異性。本文為研究不同地區(qū)黃芪結(jié)構(gòu)差異性建立了一個新的方法學(xué)，具有重要的應(yīng)用研究價值。