论文部分内容阅读
摘要：测定不同产地莪术挥发油的红外指纹图谱，用共有峰率和变异峰率双指标序列法对指纹图谱进行鉴别与分析。结果表明，不同产地莪术的挥发油均有独特且稳定的红外指纹图谱。广东、广西、云南、海南等4个产地的莪术油的红外指纹图谱相互之间比较吻合，但存在一定差异。其中广东与海南、广西与海南、云南与海南、广东与广西、广西与云南、广东与云南的莪术挥发油的红外指纹图谱共有峰率分别为73.4%、82.5%、74.1%、83.5%、84.0%、77.5%。共有峰率和变异峰率双指标序列分析法可以准确地区别不同产地的莪术，利用该法可以有效地对多个莪术样品进行鉴别。[JP]
关键词：莪术；挥发油；红外指纹图谱；共有峰率；变异峰率
中图分类号：R284.1文献标志码： A
文章编号：1002-1302（2017）10-0040-02
莪术（Rhizoma curcumae）為姜科姜黄属多年生宿根草本植物，别称蒁药、莪荗、青姜、黑心姜、姜黄。栽培或野生于林荫下，分布于印度、马来西亚和我国海南、福建、广东、广西、浙江、台湾、云南、四川等地。莪术为常用中药，其性温味辛，具有治行气止痛、积散结、破血祛瘀之功效。临床主要用于治疗跌打损伤、早期宫颈癌、血气心痛、脘腹胀痛、经闭血滞、饮食积滞、痛经。现代研究报道表明，莪术具有增强免疫、抗氧化、抗肿瘤、抗早孕、抗病原体、抗炎、抗血栓和保肝等药理作用，挥发油为其主要有效成分[1-4]。
中药材的产地不同，所含化学成分的组成及含量均会存在一定的差异，从而导致不同产地药材的药效存在差异。因此，药材的产地鉴别对于药材的质量控制和提高市场药材质量有着重要的意义。通过红外指纹图谱可以得到物质分子内部信息，红外指纹图谱还能显示单一或混合物质的结构特征，同时还有操作简单、稳定性好、测试速度快、成本低等优点，所以，红外指纹图谱在中药材鉴别、定量及定性分析中有着重要的地位。本研究测试了不同产地莪术挥发油的红外指纹图谱，并用共有峰率和变异峰率双指标序列法对红外谱图进行分析，取得了较好效果，为莪术的鉴别与质量控制提供了依据。[JP]
1材料与方法
1.1试验药材
广东莪术采于广东省佛山市田间，云南莪术采于云南省文山壮族苗族自治州田间，广西莪术购自广西省南宁市药店（注明为当地产），海南莪术购自海南省海口市药店（注明为当地产），以上药材经海南大学园艺园林学院吴友根教授鉴定为莪术。
1.2仪器与试剂
德国布鲁克傅里叶变换红外光谱仪（型号TENSOR27，购自布鲁克光谱仪器公司）；QE-200高速中药粉碎机（购自浙江省武义县屹立工具有限公司）；水蒸气蒸馏装置（购自上海贤德仪器有限公司）；FB224型电子天平（购自上海恒平科学仪器有限公司）；正己烷（分析纯）；乙酸乙酯（分析纯）；无水硫酸钠；双蒸水。
1.3红外光谱条件
RockSolidTM专利干涉仪，光谱数据范围4 000～400 cm-1，扫描时间8 s，分辨率4 cm-1，溴化钾压片法测试红外谱图。
1.4莪术挥发油的制备
将干燥的莪术用粉碎机粉碎后称取20 g粉末置于 250 mL 烧瓶中，加入150 mL蒸馏水，电热套加热，保持沸腾，用水蒸气蒸馏提取3 h，蒸馏3次，合并蒸馏液后用正己烷和乙酸乙酯的混合液萃取得有特殊气味的黄色油状物，无水硫酸钠干燥后于冰箱中保存备用[5]。
1.5红外光谱的双指标序列分析方法
红外光谱数据分析采用共有峰率和变异峰率双指标序列法。共有峰的确定方法：共有峰定义为在相互比较的2个红外指纹图谱中都出现的一组吸收峰，且组内吸收峰的最大波数差显著小于其与相邻组之间的平均波数差，反之则为变异峰。某一红外指纹图谱的共有峰率，是指该图中共有峰数与相互比较的2个图中独立峰数的比值；某一红外指纹图的变异峰率是该图中相对于共有峰的变异峰数与其共有峰数的比值[6-7]。
[JZ]共有峰率=（共有峰数/2个红外图中的独立峰数）×100%；
[JZ]变异峰率=（变异峰数/2个红外图中的共有峰数）×100%。
分别用各样品作为参考，分别计算其他样品红外指纹图谱的共有峰率和变异峰率，然后依据共有峰率的大小排成一个含有共有峰率和变异峰率值的序列，此序列即为共有峰率和变异峰率双指标序列。例如，R1 ∶[KG-*3]R2（a，b，c）表示此序列是以R1作为标准计算R1以外别的样品红外指纹图谱的共有峰率和变异峰率，这个序列片段的含义是a值表示为R1与R2的共有峰率，其中b值为R1的变异峰率，c值为R2的变异峰率。
2结果与分析
2.1测试结果
广东、广西、云南、海南等4个产地莪术挥发油的叠加红外光谱分析图谱如图1所示，4个产地莪术样品的主要吸收峰波数如表1所示。
2.2双指标序列分析
2.34种莪术的基本关系组、对及分析
（1）R2 ∶[KG-*3]R1（83.5，21.2，18.2），R2 ∶[KG-*3]R3（84.0，17.6，206），R2 ∶[KG-*3]R4（82.5，21.2，21.2）；（2）R1 ∶[KG-*3]R2（83.5，18.2，212），R1 ∶[KG-*3]R3（77.5，25.8，29.0），R1 ∶[KG-*3]R4（73.4，34.5，37.9）；（3）R3 ∶[KG-*3]R1（77.5，29.0，25.8），R3 ∶[KG-*3]R2（84.0，20.6，17.6），R3 ∶[KG-*3]R4（74.1，36.7，33.3）；（4）R4 ∶[KG-*3]R1（73.4，37.9，34.5），R4 ∶[KG-*3]R2（82.5，21.2，21.2），R4 ∶[KG-*3]R3（74.1，33.3，36.7）。 [JP3]在（1）组中，上述试验结果表明，R2（广西南宁）与R1（广东佛山）、R3（云南文山）、R4（海南海口）莪术挥发油红外指纹图谱共有峰率均在80%以上，相似度高，挥发油成分、性质相近。[JP]
在（1）、（2）、（3）、（4）中，R1、R2、R3、R4相互之间的变异峰率均在17.6%～37.9%之间，表明可以利用红外指纹图谱对广西南宁、广东佛山、云南文山、海南海口等4个产地的莪术进行鉴别。4个产地的红外图中主要特征峰都有且为共有峰、吸收度大，表明这4个产地的莪术质量均较好。
3结论
本试验通过测试获得了4个不同产地莪术的红外指纹图谱，并用共有峰率和变异峰率对其进行分析。结果表明，不同产地的莪术红外指纹图谱相似程度高，但也存在一定差异。因此，莪术挥发油的红外指纹图谱可以用来鉴别或区别不同产地的莪术，也可作为莪术质量评价的一种手段。
参考文献：
[1]国家药典委员会. 中华人民共和国药典（一部）[M]. 北京：化学工业出版社，2005：196.
[2]Di Y L，Yan C，Ling L，et al. Comparative analysis of essential oils found in Rhizomes curcumae and Radix curcumae by gas chromatography-mass spectrometry[J]. Journal of Pharmaceutical Analysis，2011，1（3）：203-207.
[3]黄惠芳，梁立娟，黎萍，等. 广西几个姜黄品種姜黄油GC-MS分析[J]. 天然产物研究与开发，2012，24（2）：199-202.
[4]Dang Y Y，Li X C，Zhang Q W，et al. Preparative isolation and purification of six volatile compounds from essential oil of Curcuma wenyujin using high performance centrifugal partition chromatography[J]. Journal of Separation Science，2010，33（11）：1658.
[5]刘红，韩长日，刘红霞，等. 益智红外指纹图谱的研究[J]. 光谱学与光谱分析，2007，28（11）：2557-2560.
[6][JP3]邹华彬，袁久荣，杜爱琴，等. 甘草水提物红外指纹图谱共有峰率和变异峰率双指标序列分析法[J]. 中成药，2004，26（10）：779-781.[JP]
[7]徐海星，陈慧，许沛虎，等. 不同产地苍耳子红外指纹图谱鉴别[J]. 中药材，2014，37（6）：971-973.
关键词：莪术；挥发油；红外指纹图谱；共有峰率；变异峰率
中图分类号：R284.1文献标志码： A
文章编号：1002-1302（2017）10-0040-02
莪术（Rhizoma curcumae）為姜科姜黄属多年生宿根草本植物，别称蒁药、莪荗、青姜、黑心姜、姜黄。栽培或野生于林荫下，分布于印度、马来西亚和我国海南、福建、广东、广西、浙江、台湾、云南、四川等地。莪术为常用中药，其性温味辛，具有治行气止痛、积散结、破血祛瘀之功效。临床主要用于治疗跌打损伤、早期宫颈癌、血气心痛、脘腹胀痛、经闭血滞、饮食积滞、痛经。现代研究报道表明，莪术具有增强免疫、抗氧化、抗肿瘤、抗早孕、抗病原体、抗炎、抗血栓和保肝等药理作用，挥发油为其主要有效成分[1-4]。
中药材的产地不同，所含化学成分的组成及含量均会存在一定的差异，从而导致不同产地药材的药效存在差异。因此，药材的产地鉴别对于药材的质量控制和提高市场药材质量有着重要的意义。通过红外指纹图谱可以得到物质分子内部信息，红外指纹图谱还能显示单一或混合物质的结构特征，同时还有操作简单、稳定性好、测试速度快、成本低等优点，所以，红外指纹图谱在中药材鉴别、定量及定性分析中有着重要的地位。本研究测试了不同产地莪术挥发油的红外指纹图谱，并用共有峰率和变异峰率双指标序列法对红外谱图进行分析，取得了较好效果，为莪术的鉴别与质量控制提供了依据。[JP]
1材料与方法
1.1试验药材
广东莪术采于广东省佛山市田间，云南莪术采于云南省文山壮族苗族自治州田间，广西莪术购自广西省南宁市药店（注明为当地产），海南莪术购自海南省海口市药店（注明为当地产），以上药材经海南大学园艺园林学院吴友根教授鉴定为莪术。
1.2仪器与试剂
德国布鲁克傅里叶变换红外光谱仪（型号TENSOR27，购自布鲁克光谱仪器公司）；QE-200高速中药粉碎机（购自浙江省武义县屹立工具有限公司）；水蒸气蒸馏装置（购自上海贤德仪器有限公司）；FB224型电子天平（购自上海恒平科学仪器有限公司）；正己烷（分析纯）；乙酸乙酯（分析纯）；无水硫酸钠；双蒸水。
1.3红外光谱条件
RockSolidTM专利干涉仪，光谱数据范围4 000～400 cm-1，扫描时间8 s，分辨率4 cm-1，溴化钾压片法测试红外谱图。
1.4莪术挥发油的制备
将干燥的莪术用粉碎机粉碎后称取20 g粉末置于 250 mL 烧瓶中，加入150 mL蒸馏水，电热套加热，保持沸腾，用水蒸气蒸馏提取3 h，蒸馏3次，合并蒸馏液后用正己烷和乙酸乙酯的混合液萃取得有特殊气味的黄色油状物，无水硫酸钠干燥后于冰箱中保存备用[5]。
1.5红外光谱的双指标序列分析方法
红外光谱数据分析采用共有峰率和变异峰率双指标序列法。共有峰的确定方法：共有峰定义为在相互比较的2个红外指纹图谱中都出现的一组吸收峰，且组内吸收峰的最大波数差显著小于其与相邻组之间的平均波数差，反之则为变异峰。某一红外指纹图谱的共有峰率，是指该图中共有峰数与相互比较的2个图中独立峰数的比值；某一红外指纹图的变异峰率是该图中相对于共有峰的变异峰数与其共有峰数的比值[6-7]。
[JZ]共有峰率=（共有峰数/2个红外图中的独立峰数）×100%；
[JZ]变异峰率=（变异峰数/2个红外图中的共有峰数）×100%。
分别用各样品作为参考，分别计算其他样品红外指纹图谱的共有峰率和变异峰率，然后依据共有峰率的大小排成一个含有共有峰率和变异峰率值的序列，此序列即为共有峰率和变异峰率双指标序列。例如，R1 ∶[KG-*3]R2（a，b，c）表示此序列是以R1作为标准计算R1以外别的样品红外指纹图谱的共有峰率和变异峰率，这个序列片段的含义是a值表示为R1与R2的共有峰率，其中b值为R1的变异峰率，c值为R2的变异峰率。
2结果与分析
2.1测试结果
广东、广西、云南、海南等4个产地莪术挥发油的叠加红外光谱分析图谱如图1所示，4个产地莪术样品的主要吸收峰波数如表1所示。
2.2双指标序列分析
2.34种莪术的基本关系组、对及分析
（1）R2 ∶[KG-*3]R1（83.5，21.2，18.2），R2 ∶[KG-*3]R3（84.0，17.6，206），R2 ∶[KG-*3]R4（82.5，21.2，21.2）；（2）R1 ∶[KG-*3]R2（83.5，18.2，212），R1 ∶[KG-*3]R3（77.5，25.8，29.0），R1 ∶[KG-*3]R4（73.4，34.5，37.9）；（3）R3 ∶[KG-*3]R1（77.5，29.0，25.8），R3 ∶[KG-*3]R2（84.0，20.6，17.6），R3 ∶[KG-*3]R4（74.1，36.7，33.3）；（4）R4 ∶[KG-*3]R1（73.4，37.9，34.5），R4 ∶[KG-*3]R2（82.5，21.2，21.2），R4 ∶[KG-*3]R3（74.1，33.3，36.7）。 [JP3]在（1）组中，上述试验结果表明，R2（广西南宁）与R1（广东佛山）、R3（云南文山）、R4（海南海口）莪术挥发油红外指纹图谱共有峰率均在80%以上，相似度高，挥发油成分、性质相近。[JP]
在（1）、（2）、（3）、（4）中，R1、R2、R3、R4相互之间的变异峰率均在17.6%～37.9%之间，表明可以利用红外指纹图谱对广西南宁、广东佛山、云南文山、海南海口等4个产地的莪术进行鉴别。4个产地的红外图中主要特征峰都有且为共有峰、吸收度大，表明这4个产地的莪术质量均较好。
3结论
本试验通过测试获得了4个不同产地莪术的红外指纹图谱，并用共有峰率和变异峰率对其进行分析。结果表明，不同产地的莪术红外指纹图谱相似程度高，但也存在一定差异。因此，莪术挥发油的红外指纹图谱可以用来鉴别或区别不同产地的莪术，也可作为莪术质量评价的一种手段。
参考文献：
[1]国家药典委员会. 中华人民共和国药典（一部）[M]. 北京：化学工业出版社，2005：196.
[2]Di Y L，Yan C，Ling L，et al. Comparative analysis of essential oils found in Rhizomes curcumae and Radix curcumae by gas chromatography-mass spectrometry[J]. Journal of Pharmaceutical Analysis，2011，1（3）：203-207.
[3]黄惠芳，梁立娟，黎萍，等. 广西几个姜黄品種姜黄油GC-MS分析[J]. 天然产物研究与开发，2012，24（2）：199-202.
[4]Dang Y Y，Li X C，Zhang Q W，et al. Preparative isolation and purification of six volatile compounds from essential oil of Curcuma wenyujin using high performance centrifugal partition chromatography[J]. Journal of Separation Science，2010，33（11）：1658.
[5]刘红，韩长日，刘红霞，等. 益智红外指纹图谱的研究[J]. 光谱学与光谱分析，2007，28（11）：2557-2560.
[6][JP3]邹华彬，袁久荣，杜爱琴，等. 甘草水提物红外指纹图谱共有峰率和变异峰率双指标序列分析法[J]. 中成药，2004，26（10）：779-781.[JP]
[7]徐海星，陈慧，许沛虎，等. 不同产地苍耳子红外指纹图谱鉴别[J]. 中药材，2014，37（6）：971-973.