全 文 ：·86· Chinese Journal of Information on TCM Sep.2014 Vol.21 No.9

新疆产唇香草挥发油红外光谱鉴别与聚类分析
张雪佳 1,刘文辉 2,刘冲 3,田树革 1
1.新疆医科大学中医学院,新疆 乌鲁木齐 830011；2.新疆教育学院信息技术系,新疆 乌鲁木齐 830054；
3.新疆师范大学化学化工学院,新疆 乌鲁木齐 830043
摘要：目的 分析比较新疆不同产地唇香草挥发油红外光谱,为其鉴定和质量控制提供依据。方法 利用红
外光谱、二阶导数光谱,对新疆 18 个不同产地唇香草挥发油进行特征峰的指认和对比分析,并进行聚类分析。
结果 通过特征峰峰形、峰位与峰强的对比,发现不同产地唇香草挥发油之间存在差异,聚类结果显示可将 18
个产地唇香草分为 4类。结论 该方法直观、简单、方便、快速,并结合聚类分析,为唇香草挥发油的鉴别和质
量控制提供了依据。
关键词：唇香草；挥发油；红外光谱；二阶导数光谱；聚类分析
DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2014.09.025
中图分类号：R284.1 文献标识码：A 文章编号：1005-5304(2014)09-0086-04
Identification of Essential Oil of Ziziphora Clinopodioides Lam. in Xinjiang by Infrared
Spectroscopy and Clustering Analysis ZHANG Xue-jia1, LIU Wen-hui2, LIU Chong3, TIAN Shu-ge1
(1.College of TCM, Xinjiang Medical University, Urumqi 830011, China；2.Department of Information Technology,
Xinjiang Education Institute, Urumqi 830054, China；3.College of Chemistry and Chemical Engineering, Xinjiang
Normal University, Urumqi 830043, China)
Abstract：Objective To analyze and compare the essential oil of Ziziphora clinopodioides Lam.
from different regions in Xinjiang by infrared spectroscopy；To provide a reference for its
identification and quality control. Methods Characteristic absorption peaks of Ziziphora clinopodioides
Lam. essential oil from 18 regions in Xinjiang Uygur autonomous region were identified, compared
and analyzed according to peaks’ shapes, positions and intensities by infrared spectroscopy,
second derivative infrared spectroscopy and clustering analysis. Results Differences exist in the
characteristic absorption peaks according to peaks’ shapes, positions and intensities. And then
the samples from 18 regions can be divided into four categories. Conclusion This method was direct,
simple, fast and convenient. Combining with clustering analysis, It could provide a reliable
evidence for identification and quality control of Ziziphora clinopodioides Lam..
Key words：Ziziphora clinopodioides Lam.；essential oil；infrared spectroscopy；second derivative
infrared spectra；clustering analysis
维药唇香草 Ziziphora clinopodioides Lam.为
唇形科新塔花属植物芳香新塔花的干燥地上部分,喜
生于山坡、草地及干旱坡地,主要分布在新疆[1]。唇香
草味辛、微苦,性凉,具有强心利尿、理气化痰、消炎
散结的功效,主要用于治疗心脏病、高血压、咳嗽、
气管炎等疾病[2]。目前研究发现,唇香草具有明显的
抗菌[4]、抗氧化[5]、抑制大鼠基础胃酸分泌[6]、扩张
大鼠血管[7]等作用。化学研究报道,常采用高分离度
快速液相色谱-二极管阵列检测器(RRLC-DAD)对不

基金项目：新疆维吾尔自治区科技支撑计划(201233134)
通讯作者：田树革,E-mail：tsgyz@sina.com
同产地唇香草进行指纹图谱研究与 3 种化学成分分
析[8],采用高效液相色谱法(HPLC)和 RRLC 对唇香草的
熊果酸、齐墩果酸和咖啡酸、迷迭香酸进行含量测
定[9-10]等。
傅里叶变换红外光谱法是化学结构分析与鉴定
的常用方法之一。与传统中药分析方法相比,红外光
谱法能获得样品的整体信息,具有直接、快速、无损、
简便等特点,近年来在中药鉴定与质量控制研究方面
应用较多[11-12]。本研究采用傅里叶变换红外光谱、二
阶导数红外光谱与聚类分析,对新疆18个不同产地唇
香草挥发油进行研究,为唇香草药材鉴定和质量控制
提供依据。
2014 年

1 仪器与
TENS
Bruker 公
400 cm-1,
769YP-15
70-1型远
唇香
新疆医科
为唇形科
Lam.,样
馆。溴化
样品编号
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8
S9
S10
S11
S12
S13
S14
S15
S16
S17
S18
2 方法与
2.1 样品
样品
储存于干
粉碎后,加
蒸馏法蒸
无水硫酸
状物即为
2.2 测定
取挥
空白片上
个样品重
9 月第 2
试药
OR 27 型傅
司),DTG
光谱分辨率
A 粉末压片
红外线干燥
草样品采自
大学中医
植物唇香
品标本存于
钾(北京化
表 1 新疆
采集地
伊犁伊宁县
伊犁特克斯
伊犁昭苏县
伊犁果子沟
昌吉吉木萨
哈密白石头
昌吉奇台县
哈密巴里坤
昌吉玛纳斯
昌吉木垒县
乌鲁木齐县
乌鲁木齐县
乌鲁木齐县
乌鲁木齐雅
阿勒泰青河
乌鲁木齐县
塔城沙湾县
哈密伊吾县
结果
制备
去除泥沙,
燥器中,备
10倍量水
馏8 h,蒸馏
镁干燥,过
唇香草挥发
方法
发油样品
,然后放入
复3次压片
1 卷第 9期
里叶变换
S 检测器,
2 cm-1,扫
机(天津市
箱(上海申
新疆 18 个
学院中药系
草 Zizip
新疆医科
工,优级纯
18 个产地唇
采
20
县 20
20
20
尔县 20
20
20
20
20
20
蝴蝶谷 20
板房沟 20
芦草沟 20
山 20
20
托里乡 20
20
20
阴凉处干燥
用。取18个
,置挥发油
液用乙醚
滤,得到有
油,放置于
1 µL,均匀涂
傅里叶红外
,获得3个

近红外光
光谱扫描范
描累计次
科器高新
光仪器仪表
不同产区
李永和主
hora clin
大学中药
)。
香草采集信息
集时间
13-07-27
13-07-28
13-07-28
13-07-27
13-07-19
13-07-17
13-07-19
13-07-17
13-07-20
13-07-19
13-07-13
13-07-15
13-07-13
13-07-14
13-07-25
13-07-13
13-07-20
13-07-17
,粉碎后过
不同产地唇
提取器中,
萃取3次,合
特殊气味
-4 ℃备用
抹在压制
光谱仪进
光谱图,取
中国
谱仪(德国
围 4000～
数 32 次。
技术公司)
有限公司)
(见表 1),由
任药师鉴定
opodioide
民族药标本
海拔(m)
1056.1
1282.8
1797.0
1840.3
1796.9
2151.4
1447.0
2030.7
1496.3
1497.1
1107.4
1564.2
1134.5
937.9
1288.1
1654.3
1477.6
2105.6
200 目筛
香草各50
采用水蒸气
并萃取液
的淡黄色油
。
好的溴化钾
行测试。每
平均作为单
中医药信
,
。
s
,
g
,
个样品
2.3
采
始光谱
对图谱
根据
不同波
进行分
2.4
挥
酚类、
荷酮、
量最高
原药材
对丰富
图 1,
2954、
为 CH
应的
CH3对
峰；1
伸缩振
峰；1
振动的
936 c
C-H 的
振动提
供丰富
县(S1
芦草
(S18)
本一致
外光谱









吸
光
度

0
0
0
0
息杂志
的光谱,并
数据分析
用 Omnic
经自动基
数据的干
18个产地唇
段上相对
析处理,得
红外指纹图
发油是唇
醛类、内
异胡薄荷
,约占挥发
比较,唇香
,主要集中
峰位详见表
2924 和 2
3反对称,C
1453 和 13
称)形变振
613 cm-1为
动,1209
095 cm-1可
增强；102
m-1可能为
不对称伸
供。分析
的化学组
)、特克斯
沟(S13)、
的样品在
。为更好
对特征区
图
1.4
1.2
1.0
.8
.6
.4
.2
0
4000

进行分析
8.2 与 Ori
线校正、平
扰),归一化
香草挥发
应的吸光度
到聚类分
谱分析
香草的主要
酯类等不饱
酮、薄荷醇
油总成分
草挥发油
在 1800～
2。3442
871 cm-1附
H2反对称和
70 cm-1的
动；1682
C＝C 伸缩
和 1130 c
能为极性取
8 cm-1可能
CH2的面外摇
缩振动提供
表明,唇香
成信息。挥
县(S2)、蝴
雅山(S14)
1708 cm-1
地区别与比
做进一步分
1 唇香草挥
波数
3000

。
gin7.5 软件
滑、生成
处理和二
油测定所得
,应用 Met
析树状图。
活性成分
和化合物
等组成,其
的 51.26%～
的红外指纹
700 cm-1范
cm-1附近为
近为饱和烷
CH3对称)伸
(分别为 CH
cm-1为羰基
振动峰；
m-1为 C-O-
代基对酚
为＝C-O-C
摆振动；
；646 cm-
草挥发油红
发油红外
蝶谷(S11)
、托里乡
附近无峰外
较,需要通
析。
发油红外光谱图
/cm-1
2000
·87
对所测得
直线(扣除
阶导数求导
的光谱图,
lab 2011b

,挥发油中
[13],主要由
中胡薄荷
84.24%[14
图谱信息
围内,光谱
O-H 伸缩振
烃的 C-H
缩振动和
2、CH3不对
C＝O 伸缩
1286 cm-1为
C 面内弯曲
醛-CH 面内
对称伸缩振
876 cm-1可
1可能是由
外图谱可
光谱中,除
、板房沟(S
(S16)和伊
,其余吸收
过二阶导

1000
·
的原
CO2
后,
记录
软件
含有
胡薄
酮含
]。与
量相
图见
动；
(依次
相对
称和
振动
C-O
振动
弯曲
动；
能是
Ar-H
以提
伊宁
12)、
吾县
峰基
数红
·
2
波
步
处
大
(
芦
明
于
明
吸
总
而
挥
差
2
域
用
其
类
结
(
88·
样品编号
S1 3
S2 3
S3 3
S4 3
S5 3
S6 3
S7 3
S8 3
S9 3
S10 3
S11 3
S12 3
S13 3
S14 3
S15 3
S16 3
S17 3
S18 3
.5 二阶导
对18个
段进行二
扩大各产地
为主要的
,但在峰高
S1)、特克
草沟(S13
显较弱；
其他样本
显不同,多
收峰,吉木
体而言,各
主要差异
发油化学
异,而二阶
.6 红外光
选取波
,对不同产
主成分压缩
累计贡献率
方法采用
果见图 3。
S11)、阿勒

1 2
444 2954 2
440 2954 2
433 2954 2
441 2955 2
439 2954 2
429 2954 2
440 2954 2
431 2954 2
440 2954 2
430 2954 2
429 2954 2
430 2954 2
427 2954 2
430 2954 2
446 2954 2
440 2954 2
430 2954 2
429 2954 2
数红外光谱
产地唇香草
阶导数处理
样本的差异
吸收峰,各
上存在差异
斯县(S2)、
)和伊吾县
巴里坤(S8)
；果子沟(S
出 1662、
萨尔县(S5
产地样品
来自吸收峰
成分在种类
导数图使这
谱聚类分析
段 1800～
地唇香草
数据,得
已经达到
组间连接,
以距离 5 进
泰(S15)、
Chine
表 2
3 4
923 2871
923 2871
925 2871
923 2871
924 2871
925 2871
924 2871
925 2871
924 2871
924 2871
924 2871
924 2871
924 2871
924 2871
924 2872
924 2871
924 2871
925 2871
分析
挥发油红外
,由所得图
,1710、1
样品吸收
,其中在
巴里坤(S
(S18)相对
和芦草沟(
4)的二阶导
1639、16
)则在 153
强吸收峰在
的强度,这
上基本相
些差异扩

500 cm-1 作
挥发油此区
4 个主成分
96.5%,然
度量采用平
行分析,伊
沙湾县(S
se Journa
新疆 18 个产
5 6
1681
1681
1707 1681
1708 1684
1708 1681
1707 1680
1708 1682
1708 1681
1707 1681
1708 1682
1682
1682
1681
1682
1707 1681
1682
1707 1681
1681
光谱1800～
谱(见图
681、1288、
峰在峰位上
1719 cm-1处
8)、蝴蝶谷
于其他产地
S13)在 168
数图与其
16、1332、
3 cm-1处多
峰位上相
说明各产
似,在含量
大化、明显
为特征光谱
域光谱数
PC1、PC2、
后进行聚类
方欧式距
宁县(S1)
17)、奇台
l of Inf
地唇香草挥发
7 8
1616 1454
1614 1454
1614 1454
1615 1442
1612 1454
1614 1454
1614 1454
1614 1454
1615 1453
1615 1454
1614 1454
1615 1453
1615 1453
1615 1453
1614 1455
1615 1453
1615 1454
1614 1454
600 cm-1
2)可进一
1209 cm-1
差异不
,伊宁县
(S11)、
的峰强
1 cm-1弱
他样本有
973 cm-1
出一峰。
差不大,
地唇香草
上却存在
化。
分析区
据,先采
PC3、PC4,
分析。聚
离,聚类
、蝴蝶谷
县(S7)、
ormation
油红外光谱峰位
9 10
1369 1286
1369 1286
1369 1286
1372 1289
1370 1286
1370 1287
1369 1286
1368 1286
1370 1286
1370 1286
1368 1286
1370 1286
1370 1286
1369 1286
1370 1286
1370 1286
1370 1286
1369 1286
木垒县(
(S14)、昭
纳斯(S9
(S5)和伊
白石头为













注
吸
光
度

吸
光
度

on TCM
(4000～400 c
11 12
1209 1130
1209 1130
1209 1130
1213 1131
1209 1130
1209 1130
1209 1130
1209 1130
1210 1130
1209 1130
1209 1130
1209 1130
1210 1130
1209 1130
1209 1131
1209 1130
1209 1130
1209 1130
S10)、板房
苏县(S3)
)、芦草沟
吾县(S18
一类。
：A.二阶导数
图 2 18个产地
Se
m-1)
13 14
1095 1028
1095 1028
1095 1027
1070 1027
1095 1029
1095 1029
1095 1028
1095 1029
1095 1028
1095 1028
1095 1028
1095 1028
1095 1028
1095 1028
1094 1030
1095 1028
1095 1028
1095 1029
沟(S12)
和特克斯县
(S13)、巴
)为一类,果
A

A
B
红外光谱；B.二
唇香草挥发油
波数/c
波数/cm
p.2014 V
15 16
936 875
936 875
937 874
976 874
936 876
984 875
936 876
936 876
936 875
936 876
936 875
936 876
936 875
936 875
936 876
936 876
936 875
876
、托里乡
(S2)可以
里坤(S8)、
子沟(S4)
阶导数红外平
二阶导数红外光
m-1
-1
ol.21 No.
17 18
774 646
774 646
774 646
774 650
775 646
774 646
775 646
774 646
774 646
775 646
775 646
775 646
775 646
775 646
774 646
775 646
774 646
774 646
(S16)、雅
作为一类,
吉木萨尔
为一类,哈
均光谱
谱图
9
山
玛
县
密
2014 年














3 讨论
本研
挥发油进
挥发油的
谱和二阶
和峰强有
含量的差
特征波段
聚类分析
聚类结果
要因素,可
光照和周
有关[15]。
环境与气
而此次所
部和西部
学成分存
挥发
作为药材
统计处理
别及聚类
据之一。
中药的鉴
傅里
谱的方法
生,从而可
物是复杂
在专属性
方法(红
谱),同时
S1
S13
S17
S15
S7
S10
S12
S16
S14
S3
S2
S9
S11
S8
S5
S18
S4
S6
9 月第 2
图 3 18 个
究利用红外
行鉴定与分
质量。通过
导数红外光
细微的差别
异所致。结
,采用主成
,结果可将
可知,唇香
能与包括
围植被类
天山山脉贯
候,其复杂
采集的唇香
分布,属不
在差异。
油是唇香草
质量控制的
,对不同产
分析,可作
红外光谱法
别和研究提
叶变换红外
,由分子振
以鉴定化
混合物,使
差、分辨率
外光谱、二
利用计算机
1 卷第 9期
产地唇香草挥
光谱对新
析,能够分
比较分析不
谱,其部分
,推断是由
合聚类分
分压缩数
18 个产地
草挥发油聚
地形、海拔
型等在内的
穿新疆中
的特性使
草样本均
同类型的自
发挥其药
重要指标
地唇香草挥
为综合评价
结合聚类
供简便有
光谱法是
动或转动引
合物和分子
用红外光谱
低的问题
阶导数红
技术,模式

发油聚类分析
疆不同产
析与控制
同产地挥
吸收峰的
于化学成
析,由 180
据,筛选主
唇香草分为
类不以空
、土壤、温
地理环境
部,影响着
植被分布呈
沿天山山脉
然形态,导
理作用的主
,结合以上
发油进行
唇香草质
分析,可以
效的分析方
一种测定
起偶极矩
结构。中
法直接鉴
,通过红外
外光谱和
识别和多
中国

地的唇香草
维药唇香草
发油红外光
峰形、峰位
分的类型与
0～500 cm
成分再进行
4 类。通过
间距离为主
度、降雨
与气候因素
整个新疆的
现多样性
的东部、中
致唇香草化
要成分,可
分析手段及
红外光谱鉴
量的科学依
为不同产地
法。
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