中药光谱指纹图谱鉴别技术

中药光谱指纹图谱鉴别技术田进国山东大学药学院山东省重大新药创制中心国家糖工程技术研究中心山东省中药标准工程技术研究中心向为中药现代化而辛勤工作的同仁们致敬！中药这个最具发展潜力的优势传统产业要想实现现代化，必须不断提高现行质量标准。色谱指纹图谱法已被广泛应用，但光谱指纹图谱法至今还没有得到业界足够的重视。色谱法和光谱法各有优势和特长，应博采众长功能互补。光谱法擅长定性，能解决许多色谱法无法快速解决的鉴别问题。下面以红外指纹图谱法为例予以展示。红外指纹图谱法应用范围非常广。可以用于植物药（包括药材和各种剂型的中成药）；矿物药和动物药的鉴别。对于植物药（包括药材和各种剂型的中成药）和动物药，测试其提取物的光谱；对于矿物药直接采用KBr压片法测试其光谱。为什么对植物药和动物药要用溶剂进行提取呢？这是因为我们希望所测试的样品中，应尽可能地减少共有性成分（如:淀粉、纤维素等）而相对较多地保留特征性成分。样品中的成分越多，叠加光谱的鉴别力就会越低。如果不加分离直接用KBr压片法测试中药全成分的红外光谱,一般最多能进行真伪鉴别而很难鉴别到种的水平。如果不加分离在红外制样时还会遇到很大的问题（有局限性）。例如：含纤维素多的样品很难研磨细；含油多的样品与KBr研磨时会打滑，根本无法压成均匀透明的片子。为了提高方法的鉴别力，对植物药和动物药用多种溶剂（最多3种）进行提取。我们希望在同一样品的不同提取物中，能找到更多的鉴别信息。红外指纹图谱法具备良好的专属性、稳定性和可重复性。能达到鉴别植物种的水平。同科同属不同种药材的鉴别以甘草为例：测试和比较乌拉尔、胀果、光果和刺果甘草正己烷、乙醚和丁酮提取物的光谱。四种甘草（正己烷）四种甘草（乙醚）四种甘草（丁酮）三种甘草KBr压片的红外光谱四种甘草乙醚提取物的红外光谱很多复杂情况药材的鉴别，其鉴别难度要比种间鉴别更大。例如：1、不同产地；2、不同采集时间；3、不同炮制方法；4、不同药用部位；5、不同栽培品种；6、野生和栽培品种；7、不同放置时间等同种药材不同产地的鉴别同属不同种间的光谱差异程度要大于不同产地样品间的差异程度。也就是说产地鉴别要更难一些。同种药材不同采集时间的鉴别小蓟（山东济南）小蓟开花时间1380cm-1小蓟一个花期的红外指纹图谱葛根（山东潍坊）不同炮制方法的鉴别白芍（山东菏泽）赤芍（山东菏泽）不同药用部位的鉴别何首乌（药材对照品）首乌藤（药材对照品）种下不同品种药材的鉴别紫花丹参白花丹参同种药材野生和栽培品种的鉴别北五味子（野生）北五味子（栽培）同种药材不同放置时间的鉴别黄连（药材对照品913-8902）红花（药材对照品907-8903）矿物和动物药材的鉴别煅药材蛇胆汁（对照品）煅石膏自然铜煅自然铜（过度煅）石膏牛黄中成药的红外指纹图谱鉴别对于大处方的中成药，除了药典规定检查的几种药材和成分外，如果不法厂家为减少成本，少加一些其他药材，通常是难以发现的。然而，根据其红外光谱轮廓特征的变化，就可以准确地予以鉴别。冰硼散的红外指纹图谱散剂的鉴别云南白药（9303-014,9303-022）片剂的鉴别西瓜霜润喉片(桂林三金)健胃消食片(江中药业)脂必妥片(成都地奥)荣昌肛泰脐融片(烟台荣昌)连云港中药厂广西半宙牛黄解毒片冰片的红外光谱合剂的鉴别复方大青叶合剂（山东北方）橘红痰咳液(广东化州)胶囊剂的鉴别排毒养颜胶囊(云南盘龙云海)洗液的鉴别洁尔阴（成都恩威）锭剂的鉴别片仔癀（漳州制药厂）流浸膏剂与浸膏剂的鉴别蜜炼川贝枇杷膏(香港念慈菴）露剂的鉴别神奇止咳露(贵州神奇)中药材配方颗粒已经全无形态鉴别的特征，然而，红外指纹图谱鉴别技术却可以大有作为。牡丹皮（11批产品直接压片的叠加图谱）牡丹皮11批产品提取物的叠加图谱牡丹皮的红外指纹图谱（江阴天江）茯苓（12批产品直接压片的叠加图谱）茯苓12批产品提取物的叠加图谱茯苓的红外指纹图谱（江阴天江）茯苓皮（江阴天江）炒六曲（江阴天江）葛根（江阴天江）葛根（山大标本）丹参（药材对照品）丹参（江阴天江）薄荷（江阴天江）白芷（江阴天江）生黄芪（江阴天江）墨旱莲（江阴天江）防风（江阴天江）延胡索（江阴天江）狗脊（江阴天江）贯众（江阴天江）重楼（江阴天江）灯心草（江阴天江）地鳖虫（江阴天江）九香虫（江阴天江）大腹皮（江阴天江）大腹皮（三九）注射剂的鉴别复方丹参注射液（上海中西）刺五加注射液（乌苏里）复方丹参注射液（上海中西）配方颗粒丹参（江阴天江）脉络宁注射液（南京金陵）经络通注射液（山西康宝）生脉注射液（江苏苏中）参麦注射液（正大青春宝）黄芪注射液（成都地奥）鱼腥草注射液（雅安三九)滴丸剂的鉴别复方丹参滴丸（天士力）柴胡滴丸（天士力）复方丹参滴丸（天士力）配方颗粒丹参（江阴天江）丸剂的鉴别六味地黄丸(河南宛西)速效救心丸(天津六中药)同仁大活络丹（25批平均）同仁牛黄清心丸（27批平均）同仁牛黄清心丸（27批平均）消栓再造丸（31批平均）同仁大活络丹（25批平均）伪大活络丹(8010067)同仁大活络丹（25批平均）伪大活络丹(9805-203)效果独特的计算机鉴别检索系统同仁牛黄清心丸（27批平均）牛黄清心丸（同仁二厂）同仁牛黄清心丸（27批平均）牛黄清心丸（缺麝香）同仁乌鸡白凤丸（25批平均）乌鸡白凤丸(缺动物药)本方法的特点⊙本方法简便、快速、准确、经济、重复性好、数据信息量大、光谱特征性高、应用性广，一旦建立指纹图谱库，不再需要对照品，结果判断可使用计算机鉴别和检索。⊙对于各类混合物，本方法可以准确地测定出其整体化学成分差异程度的大小，而一般不能鉴别其中的某一化学成分。⊙对于处方简单的中成药，通过阴性对照样品测定，能达到准确鉴别其中单味药材的鉴别水平。⊙混合物中各种成分红外指纹图谱的相对强弱具有半定量的意义。⊙由本方法获得的红外指纹图谱可以很容易地在任何型号的红外光谱仪上精确重现。本方法的主要贡献1.用一个非常简单的思路和方法(傻瓜)解决了相当大量相当复杂的中药鉴别问题。2.将10批以上样品的图谱进行平均就可以得到标准指纹图谱。3.把对中药的极其复杂的特征成分的表达和分析过程，变成了一件非常容易和直观的对简单图形进行识别和判断的事情。红外指纹图谱法与核磁指纹图谱法（作为储备技术）联合应用可大幅度提高我国现行中药鉴别技术的权威性和鉴别力。配方颗粒牡丹皮的红外指纹图谱图3.中药配方颗粒牡丹皮的1HNMR核磁指纹图谱中药配方颗粒牡丹皮的1HNMR核磁指纹图谱图mudanpiinDMSO-d6190180170160150140130120110100908070605040302010ppm8.1498.31519.54227.22329.95436.50939.73639.87540.43140.57056.35171.07574.01585.367100.600101.387105.191107.897109.391109.690115.767121.120129.197129.358129.386129.703129.900131.430132.164133.486133.935134.056138.635139.404146.056146.101146.143146.204146.321166.111166.416167.972168.099中药配方颗粒牡丹皮的13CNMR核磁指纹图谱图地鳖虫九香虫中药地鳖虫的1HNMR核磁指纹图谱图8.07.57.06.56.05.55.04.54.03.53.02.52.01.51.00.5ppm2.1182.1242.1292.1372.1502.1652.1772.1892.2272.2402.2512.2682.2802.2922.3712.4142.4602.4662.4982.5012.5042.5252.5382.6962.7242.7352.7462.7642.7742.7832.8032.8162.8283.1103.1253.3603.3783.4093.4193.4283.4383.4463.4803.4893.5573.6303.7363.9733.9824.2084.2235.2835.2955.3005.3145.3235.3315.3495.365CurrentDataParametersNAMEdibiechongEXPNO1PROCNO1F2-AcquisitionParametersDate_20040311Time16.08INSTRUMav600PROBHD5mmBBOBB-1HPULPROGzgTD32768SOLVENTDMSONS88DS2SWH12019.230HzFIDRES0.366798HzAQ1.3632404secRG114DW41.600usecDE6.00usecTE300.0KD12.00000000sec========CHANNELf1========NUC11HP13.00usecPL1-5.00dBSFO1600.1342009MHzF2-ProcessingparametersSI32768SF600.1300000MHzWDWEMSSB0LB0.30HzGB0PC1.00dibiechonginDMSO-d6中药九香虫的1HNMR核磁指纹图谱图9.08.58.07.57.06.56.05.55.04.54.03.53.02.52.01.51.00.5ppm3.6673.7243.7533.7613.7813.7873.7963.8083.8433.8603.8723.8823.8933.9013.9113.9313.9393.9713.9814.0074.0174.0244.0354.0434.0564.0654.0764.1124.1204.1474.1674.1804.1974.2084.2214.2324.2584.2774.3684.4354.4574.6054.6484.7014.7144.7264.7704.8414.9445.1715.2435.2565.2805.2955.2985.3125.3215.3285.346CurrentDataParametersNAMEjiuxiangchongEXPNO1PROCNO1F2-AcquisitionParametersDate_20040311Time11.25INSTRUMav600PROBHD5mmBBOBB-1HPULPROGzgTD32768SOLVENTDMSONS88DS2SWH12019.230HzFIDRES0.366798HzAQ1.3632404secRG114DW41.600usecDE6.00usecTE300.0KD12.00000000sec========CHANNELf1========NUC11HP13.00usecPL1-5.00dBSFO1600.1342009MHzF2-ProcessingparametersSI32768SF600.1300000MHzWDWEMSSB0LB0.30HzGB0PC1.00jiuxiangchong1HinDMSO-d6真假哈德门软小盒的红外反射光谱QC值3.36红线：真哈德门蓝线：假哈德门已发表的学术论文1、红外光谱法鉴别中药材的初步探讨.中草药,1989,20(5):2212、用红外光谱法鉴别黄连和大黄.中国医药学报,1992,7(6):3443、不同采集时间葛根和小蓟红外光谱的鉴别研究.中草药,1994,25(10):5334、不同产地白芍和赤芍的红外光谱鉴别.中药材,1995,18(4):1765、南、北五味子的红外光谱鉴别.中药材,1995,18(6):2846、不同产地、品种当归的红外光谱鉴别.中药材,1995,18(9):4517、三十种药材对照品红外光谱的研究.中国药科大学学报,1996,27(1):248、人参和西洋参的红外光谱鉴别.中药材,1996,19(2):709、伞形科和姜科十二种药材对照品的红外光谱.山东医科大学学报，1996,34(2):15510、五种贝母药