全 文 ：参考文献:
[ 1] 　中国医学科学院药物所编.中药志(第 1册)[M] .北京:人民卫
生出版社 , 1982.102～ 103
[ 2] 　栗原 久,田所 作太郎.向神经药の行动药理学[ J] .神经精神药
理(日), 1985 , 7(5):299
[ 3] 　Steru L ,Chermat R ,Thierry R , et al .The tail suspension test:A new
method for screening antidepressants in mice[ J] .Psychopharmacol ,
1985 , 85:367
[ 4] 　Porsolt RD , Bertin A , Jalfre M.Behavioral despair in mice:A primary
screening test for antidepressants[ J] .Arch Int Pharmacodyn , 1977 ,
229:327
[ 5] 　Nishimura H , Ida Y ,Tsuda A , et al .Opposite effects of diazepam and
β-CCE on immobi lity and st raw-climbing behavior of rats in a modified
forced-swim test[ J] .Pharmcol Biochem Behavior , 1989, 33:227
[ 6] 　Goodwin GM , Green AR , Johnson P.5-HT2 receptor characteristi cs in
frontal cortex and 5-HT2 receptor-mediated head-twitch behavior follow-
ing antidepressant treatment to mice[ J] .Br J Pharmac , 1984 , 83:
235
[ 7] 　Puech AJ , Chermat R , Poncelet M , et al .Antagonism of hypothermia
and behavioral response to apomorphine:A simple , rapid and discrimi-
nating test for screening antidepressants and neuroleptics [ J ] .
Psychopharmacol ,1981 , 75:84
[ 8] 　Malik JB.Potentiat ion of yohimbine-induced lethali ty in mice:Predictor
of antidepressant potential[ J] .Drug Develop Res , 1983 ,3:357
(收稿日期:2005-06-09;修回日期:2005-07-22)
(本文编辑　魏　萍)
文章编号:1008-9926(2005)05-0325-03　　中图分类号:R917　　文献标识码:A
近红外漫反射光谱聚类分析法在通光藤鉴别中的应用①
邢旺兴②③ ,谷　娜③ ,郭胜才③ ,邹晓华③ ,郑筱祥②
(②浙江大学生物医学工程与仪器科学学院　浙江　杭州　310027;③中国人民解放军第 117 医院　药剂科　浙江　杭州　
310013)
摘要:目的　研究中药通光藤的有效鉴别方法 。方法　利用近红外漫反射光谱法 , 采用聚类分析方法进行定性鉴别。结果　
在此条件下可实现通光藤不同产地 、不同部位的有效鉴别。结论　本法是一种快速 、简便 、低耗的新型分析技术 , 为科学评价
通光藤药材质量提供了依据。
关键词:通光藤;近红外漫反射光谱;鉴别
Identification of Marsdeniae Tenacissima with Clustering Analysis by Near -in-
frared Diffuse Reflectance Spectrometry
①
XING Wang-Xing②③ ,GU Na③ ,GUO Sheng-Cai③ ,ZOU Xiao-Hua③ ,ZHENG Xiao-Xiang②
(②College of Biomedical Engineering and Instrument Sciences ,Zhejiang University ,Hangzhou 310027 ,Zhejiang China)
(③Department of Pharmaceutical Preparations , the 117th Hospital of PLA ,Hangzhou　310013 ,Zhejiang　China)
ABSTRACT:Aim To establish a new procedure for identification of the Marsdeniae tenacissima .Methods Near-in-
frared diffuse reflectance spectrometry (NIRDRS)combined with clustering analysis was used.Results The dendrogram of
clustering analysis showed that there exists obvious difference.We can distinguish easily to the M.tenacissima from dif-
ferent place of production and from different locus.Conclusion This method is rapid , simple , effective and low cost which
can be used for the identification of crude drugs.
KEYWORDS:Marsdeniae tenacissima ;Near-infrared diffuse reflectance spectrometry;Identification
　　通光藤 Marsdenia tenacissima (Roxb.)Wight et
Arn .是萝 科牛奶菜属植物 ,含有甾体酯苷等多种
化学成分 ,对胃癌 、肝癌等多种肿瘤疗效确切 ,是一
种很有前途的抗肿瘤中药[ 1] 。但通光藤现行质量标
准只要求了性状检查及皂苷类的化学鉴别试验 ,其
专属性差 ,需提高其质量标准。近红外光谱(NIR)
·325·　解放军药学学报　第 21卷第 5期　　近红外漫反射光谱聚类分析法在通光藤鉴别中的应用　　　　　　邢旺兴　　
①② 作者简介:邢旺兴(1966-),男 ,浙江诸暨人 ,博士后 ,副主任药师。研究方向:中药现代化研究及医院药学研究。 Tel:(0571)87348914;
E-mail:xwx117@sina.com
基金项目:全军医学科研重点课题 , No.2001-Z-064
是有机分子中含氢基团振动的合频与倍频吸收 ,具
吸收强度弱 、信息量较大 、重叠严重 、解析较难等特
点 ,随着计算机和化学计量学的发展 ,已被广泛应用
于医药 、化工等领域;将 NIR光谱用于中药材鉴别 ,
主要是利用由其所含不同的化学成分反映在NIR图
谱上峰位 、峰数及峰强的差异组成的特征 NIR谱进
行鉴别[ 2 ～ 5] 。本文尝试应用近红外漫反射光谱聚类
分析法进行中药通光藤鉴别 ,为中药的类别分析提
供了一种新的思路。
1　材料和方法
1.1　仪器　VECTOR 22/N 傅立叶变换近红外光谱
仪(德国 Bruker 公司);FA1004 万分之一电子天平
(上海天平仪器厂)。
1.2　样品　不同产地通光藤药材及通光藤不同植
物部位。
1.3　方法原理　距离聚类分析把反映不同中药样
品间近红外光谱差异的数量化矩阵理解成一个多维
空间 ,把每一个种的药材看成多维空间的一个点 ,把
点间距离的远近作为样品分类的依据。距离越近 ,
表明样品间的差异越小 ,距离越远表明样品间差异
越大 。这样就把距离小于给定阈值 DT 的样品聚为
一类 。本文采用计算样品距离常用的欧氏距离法 。
1.4　实验条件　测定方式:积分球漫反射;波长扫
描范围:3 700 ～ 12 000cm-1;分辨率:4cm-1;扫描次
数:64次;光谱处理:17点平滑后取一阶导数光谱 、
21点平滑后取二阶导数光谱;用 OPUS/ INDENT 定
性分析软件Factor法中的Average Linkage法 ,对光谱
进行聚类分析 ,构建聚类树图 。
1.5　实验方法　将样品粉碎 ,分别过 100目 ,取约
2g置测量杯中 ,以金箔为参比 ,按实验条件进行扫
描 ,每个样品重复 5次 ,求平均光谱。所得原谱分别
求一 、二阶导数光谱[ 6] 。
1.6　实验的各种影响因素考察
1.6.1　分辨率　称取约 2g 过 100 目的通光藤样
品 ,分别用 2 、4 、8 、16 、32 、64cm-1不同分辨率进行测
定 ,以分辨率 4cm-1为佳 。
1.6.2　重现性　称取约 2g 过 100 目的通光藤样
品 ,重复测定 15次 ,结果 RSD 为 0.42%,说明重现
性良好。
1.6.3　装量差异　分别称取约 0.25 、0.50 、1.0 、2.
0 、4.0 、8.0g 过 100目的通光藤样品进行测定 ,结果
发现当装量超过 1.0g 时 ,图谱基本无变化 ,装量不
足1.0g 时图谱漂移 ,实验时取装量为 2g进行测定。
1.6.4　颗粒大小　取经 60 ℃干燥至恒重的通光藤
样品 ,粉碎 , 分步过筛。分别称取约 2g 过 28 、40 、
100 、200目筛的通光藤样品进行测定 , 结果发现过
100目较佳 。
1.6.5　谱区选择　仪器的波长扫描范围为 3 700 ～
12 000cm-1 ,通过选择谱区发现 3 700 ～ 7 500cm-1谱
区范围的信息量丰富 ,能完全鉴别各种通光藤 ,因此
实验时取此谱区进行测定。
1.6.6　预处理方法　NIR原谱和图谱经一 、二阶导
数预处理后得到的一 、二阶导数光谱分别用于鉴别 ,
发现原谱的鉴别效果最差 ,二阶导数光谱的鉴别效
果一般 ,一阶导数光谱的鉴别效果最佳 ,因此实验时
取 NIR一阶导数光谱进行分析 。
1.6.7　聚类分析　比较随机配送的OPUS/ INDENT
定性分析软件提供的 8 种算法发现 , Factor 法中的
AL 法矫正拟合效果最佳 ,值得一提的是导数预处理
方法的主成分数要求最少一般用 3 ～ 5个因子数 ,本
实验从 61个因子中确定 3个因子数时效果最佳 。
综合考虑分离度 、重现性等因素 ,选择测定条件
如上所述 ,在此条件下可实现通光藤的有效鉴别 。
2　结果
2.1　通光藤的近红外光谱　通光藤药材的 NIR漫
反射光谱原谱 ,见图 1。
A 原谱　B一阶导数光谱
图 1　通光藤的近红外光谱及一阶导数光谱
Fig 1　The NIR spectra(A)and first-derivative
spectra(B)of M.tenacissima
　　在 3 700 ～ 12 000cm-1范围内较为相似 ,带有许
多药材之间的相似信息 ,峰形 、峰位差别非常小 ,无
法直接鉴别 , 3 700 ～ 7 500cm-1范围为其指纹区 ,表
现出一定的差异 ,随着计算机和化学计量学的发展 ,
通过对原谱进行数学处理 ,去大同 、求小异 ,利用聚
类方法进行鉴别 ,能突出样品之间化学成分的细小
差异 ,从而达到鉴别目的 ,原谱求导后得到一阶导数
光谱 ,见图 1。
2.2　不同产地通光藤的聚类分析 　用 OPUS/ IN-
DENT 定性分析软件 ,进行聚类分析 ,结果见图 2。
　　同样的样品如同为老茎(X4 , X5)、嫩茎(X8 ,
X10)、叶(X7 ,X9)的自身先聚为一类 ,这说明该方法
(下转 368 页)
·326· 　解放军药学学报　2005年 10月　第 21卷　第 5期　　　　Pharm J Chin PLA　Vol 21　 No5　Oct 2005　　　　　
[ 5] 　欧　明 ,林　励 ,李衍文.简明中药成分手册[M] .北京:中国医
药科技出版社 ,2003.370～ 371
[ 6] 　钟　飞 ,王晓春 ,林　丽.葛根体外清除氧自由基作用的研究
[ J] .湖南中医学院学报 , 2004 ,24(2):17
[ 7] 　徐叔云 ,卞如濂 ,陈　修.药理实验方法学(第三版)[M] .北京:
人民卫生出版社 ,2003.1346
(收稿日期:2005-01-13;修回日期:2005-03-18)
(本文编辑　宋金斗)
(上接 326 页)
准确可靠;与通光藤不同种的黑骨藤(X6)与其它通
光藤样品距离较远 ,结果与形态学一致;另外 ,同一
样品的不同部位有明显差异 ,老茎与嫩茎中所含成
分有差异 ,但这种种内差异仍小于种间差异;而叶则
不同 ,叶与茎之间的化学成分差异十分显著 ,甚至大
于种间差异 ,提示药材中所含成分差异显著最终会
反映在药效学方面的差异 ,因此 ,应注意使用正确的
药用部位 。
图 2　通光藤的聚类分析树图
Fig 2　Average linkage clustering trees of M.tenacissima
3　讨论
近红外光谱(NIR)是有机分子中含氢基团(C-
H 、N-H、O-H)振动的合频与倍频吸收 ,其特点是吸收
强度弱 、信息量较大 、谱带宽 、重叠严重 、解析较难
等 ,随着计算机和化学计量学的发展 ,该谱区得以广
泛应用 。而漫反射技术可直接测定固体样品 ,无需
破坏样品及制样 ,操作简便 、快速。在化学及药学等
研究中有着广泛的应用 ,是一种理想的质量控制和
质量保证的方法[ 2～ 5] 。
将NIR光谱用于中药材鉴别 ,所得到的信息 ,是
复杂体系中各个组分吸收的加和 ,不同组分的谱带 、
同一组分不同基团的谱带及同一基团不同形式的倍
频 、合频谱带发生严重的重叠 ,所得图谱更复杂 ,信
息更多 。中药成分很复杂 ,不同种类的药材其化学
成分有较大的差异 ,而所含化学成分的不同 ,会导致
含氢基团的倍频与合频振动频率的不同 , 反映在
NIR图谱上就是峰位 、峰数及峰强的差异 ,所以每种
药材都有各自特征的 NIR谱[ 2～ 5] 。邢旺兴[ 6]等用近
红外漫反射光谱聚类分析方法有效地鉴别了 18个
产地的红曲药材 ,结果与经典形态分类学的结果基
本一致 。刘国林[ 3]等运用非线性映射技术处理中药
蛇床子的近红外光谱数据 ,提取其主要特征 ,达到鉴
别分类的目的。但总体上在中药研究中的应用报道
不多见 ,主要准对贵重药材进行了初步研究 ,原因可
能是光谱数据处理及仪器的普及问题等所致。
本文首次采用近红外漫反射光谱结合聚类分析
进行了不同产地通光藤的鉴别 ,结果与形态学分类
结果一致 ,比常规的光谱鉴别法简便 、准确 ,更具有
科学性 ,为中药鉴定学提供了一种新的方法和手段。
从以上图表可见 ,不同产地的相同药材 ,虽然化
学成分不全相同 ,但它们相似的组成基本掩盖了化
学成分的差异 ,使得 NIR光谱差别不大 ,尤其是原
谱 ,峰位基本无变化。通过对原谱求导 ,一些化学成
分的差别能通过峰位 、峰数 、峰强表现出来作为药材
鉴别的依据 ,可用于不同产地药材的辨别 。
本研究的通光藤产地欠多 ,无法完全代表通光
藤的生物多样性 ,因此应进一步收集扩充不同产地
的通光藤样品 ,考察通光藤的多样性和鉴别的成功
率 ,以使该方法成为又一种中药通光藤鉴别的可靠
手段。
感谢:北京四环医药科技股份有限公司对本课题提供资金资助。
参考文献:
[ 1] 　邢旺兴, 程荣珍 , 陈园昕 , 等.通光藤的药理研究与临床应用
[ J] .中南药学杂志 ,2003 , 1(4):229
[ 2] 　霍秀敏.药物分析中应用近红外光谱技术的近况及展望[ J] .
天津药学 , 1999 ,11(3):66
[ 3] 　刘国林 ,蔡金娜 ,李　伟 ,等.近红外光谱技术在中药蛇床子分
类中的应用[ J] .计算机与应用化学 ,2000 , 17(4):109
[ 4] 　何淑华 ,孙瑞岩 ,任玉秋 ,等.近红外漫反射光谱法对吉林人参
的分类探讨[ J] .吉林大学自然科学学报 ,2001 , 26(1):96
[ 5] 　吴拥军 ,李　伟 ,相秉仁 ,等.近红外光谱技术用于白芷类中药
的鉴定研究[ J] .中药材 , 2001 , 24(1):26
[ 6] 　邢旺兴 ,刘荔荔 ,贾　暖 ,等.不同产地红曲的近红外漫反射光
谱聚类分析鉴别[ J] .中药材 , 2001 , 24(8):561
(收稿日期:2005-06-20;修回日期:2005-08-29)
(本文编辑　魏　萍)
·368· 　解放军药学学报　2005年 10月　第 21卷　第 5期　　　　Pharm J Chin PLA　Vol 21　 No5　Oct 2005