全 文 ：［收稿日期］ 20140917(001)
［基金项目］ 国家自然科学基金项目(81260608) ;云南省自然科学基金项目(2013FD050，2013FZ150，2013FD066，2014FD068)
［第一作者］ 沈涛，硕士，讲师，从事药用植物资源评价研究，Tel:0877-2985222，E-mail:st_yxnu@ 126. com
［通讯作者］ * 王元忠，硕士，助理研究员，从事药用植物资源评价研究，Tel:0871-65033575，E-mail:boletus@ 126. com
栽培滇龙胆药材不同极性部位紫外
吸收光谱特征与判别分析
沈涛1，李远菊2，张霁2，左智天2，王元忠2*
(1. 玉溪师范学院 资源环境学院，云南 玉溪 653100;
2. 云南省农业科学院 药用植物研究所，昆明 650200)
［摘要］ 目的:建立滇龙胆药材不同极性部位的紫外指纹图谱，分析不同栽培模式下药材光谱特征的差异。方法:采用
紫外分光光度法检测样品的紫外吸收光谱数据，经过 4 点平滑和一阶求导对光谱数据进行预处理，建立紫外指纹图谱。运用
共有峰率和变异峰率双指标序列分析法对不同栽培模式下滇龙胆药材的指纹特征及相似性进行评价，通过判别分析评价紫
外指纹图谱区分药材栽培模式的能力。结果:不同栽培模式滇龙胆紫外指纹图谱在 221 ～ 247 nm 图谱重叠率低，呈现明显指
纹特征;相同栽培模式下，滇龙胆醇提液与水提液紫外指纹图谱有差异，呈现药材不同极性部位的指纹特征。荒坡栽培和龙
胆与木瓜间作 2 种模式下，药材化学成分的光谱特征较接近;荒坡栽培和龙胆与旱冬瓜间作模式下，药材化学成分变化较大，
二者光谱特征具明显差别。来自不同栽培模式的滇龙胆样品 90%能被正确识别。结论:滇龙胆药材不同极性部位紫外指纹
图谱可协助区分药材栽培模式，为不同栽培模式下药材质量的等同性研究提供相关数据信息。
［关键词］ 紫外指纹图谱;判别分析;栽培模式;滇龙胆;质量控制
［中图分类号］ Ｒ282. 5;Ｒ282. 6;Ｒ931. 5;Ｒ931. 6 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1005-9903(2015)12-0031-05
［doi］ 10. 13422 / j． cnki． syfjx． 2015120031
［网络出版地址］ http:/ /www． cnki． net /kcms /detail /11． 3495． Ｒ． 20150428． 1010． 002． html
［网络出版时间］ 2015-04-28 10:10
Ultraviolet Absorption Spectrum Characteristic and Discriminant Analysis of Different Polar Parts from
Ｒoot and Stem of Cultivated Gentiana rigescens SHEN Tao1，LI Yuan-ju2，ZHANG Ji2，ZUO Zhi-tian2，
WANG Yuan-zhong2* (1. College of Ｒesource and Environment，Yuxi Normal University，Yuxi 653100，
China;2. Institute of Medicinal Plants，Yunnan Academy of Agricultural Sciences，Kunming 650200，China)
［Abstract］ Objective:To build UV fingerprint of different polar parts from root and stem of Gentiana
rigescens and analyze difference of spectral characteristics among eight cultivation patterns． Method:UV data of
samples was finished by UV spectrophotometry，data was processed by four print smooth and first orders． Similarly
evaluation of UV fingerprint of G． rigescens medicinal materials from different cultivation patterns was finished by
common peak ratio and variation peak ratio dual index sequence analysis． Discriminant analysis was used to
evaluate discriminate ability of UV fingerprint data for cultivation pattern of G． rigescens． Ｒesult:Fingerprint of
samples from eight cultivation patterns were lower similarly at 221-247 nm． Chemical polarity fingerprint of
different samples，cultivated by same method，was different too． There were significant fingerprint characteristic．
UV fingerprints were similar between G． rigescens which grown on slope of valley and which cultivated under
Chaenomeles sinensis． However，chemical compounds were significant different between plant grown on slope of
valley and which cultivated under Alnus nepalensis． Discriminant analysis showed that about 90% sample could be
discriminated according to cultivation patterns． Conclusion:UV fingerprint of different polar parts from root and
stem of G． rigescens can help to discriminate cultivation patterns of medicinal materials．
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［Key words］ ultraviolet fingerprint;discriminant analysis;cultivation patterns;Gentiana rigescens;
quality control
滇龙胆为龙胆的重要基源植物，以根及根茎部
位入药，具有清热燥湿、泻肝胆火等功效［1-2］。其人
工栽培常见模式有荒坡栽培，龙胆与茶树、木瓜、旱
冬瓜、核桃等木本植物间作。药用植物有效成分的
含量、种类常受生长环境的影响［3-5］。不同栽培模
式可能导致植物药用部位的化学成分产生差
异［6-7］。近年植物化学和药理学研究显示龙胆中黄
酮类、环烯醚萜类等成分均具有药用价值［8-11］，《中
国药典》2010 年版将龙胆苦苷含量作为龙胆类药材
质量评价的主要指标［2］，但该成分含量变化难以全
面反映这类药材化学成分的复杂性［12-13］。
紫外光谱技术已被逐渐应用于食品、药品的质
量评价研究中［14-15］。猕猴桃、丹参、三七等物种研
究显示紫外指纹图谱可反映样品化学成分体系的整
体变化，呈现特定指纹特征，可用于物种、产地的鉴
别［16-18］。目前利用紫外吸收光谱技术，建立指纹图
谱，评价栽培模式对滇龙胆药材化学成分的影响鲜
有报道［19-20］。本实验将紫外指纹图谱与共有峰率
和变异峰率双指标序列分析、判别分析相结合，分析
不同栽培模式下药材的紫外光谱特征，为滇龙胆的
栽培技术规范和药材质量控制提供基础数据。
1 材料
UV-2550 型紫外-可见分光光度计(日本岛津) ，
FW-100 型高速万能粉碎机(天津泰斯特仪器有限
公司) ，AＲ1140 型 1 /1 万电子分析天平(美国奥豪
斯) ，UPT-I-10L型超纯水机(四川卓越水处理设备
有限公司)。水为自制超纯水，试剂均为分析纯。
滇龙胆药材共 8 批，均采自云南临沧栽培滇龙胆主
产区，采收时间 2012 年 10 月(当地药材传统采收
期) ，经云南省农业科学院药用植物研究所金航研
究员鉴定为龙胆科植物滇龙胆 Gentiana rigescens，每
种栽培模式采集植株 20 株，取根茎部位，去除泥土，
洗净，放置于 50 ℃条件下烘干至恒重，混合粉碎，过
60 目筛，避光保存备用。样品信息见表 1。
表 1 滇龙胆样品信息
Table 1 Samples information of cultivated Gentiana rigescens
批号 栽培模式 采集地点 海拔 /m
S1 荒坡栽培 云南临沧永德大雪山 2 242
S2 与茶树间作 云南临沧永德大雪山 2 238
S3 与旱冬瓜树间作 云南临沧永德大雪山 2 319
S4 与核桃树间作 云南临沧云县涌宝镇 2 187
S5 与桉树间作 云南临沧云县爱华镇 2 049
S6 与杉木间作 云南临沧云县爱华镇 2 039
S7 与木瓜树间作 云南临沧云县涌宝镇 2 168
S8 与木果石柯间作 云南临沧永德大雪山 2 309
注:栽培年限均为 2 年。
2 方法与结果
2. 1 供试品溶液的制备 每批滇龙胆药材粉末平
行称取 6 份，每份 0. 15 g，分别置于 25 mL具塞试管
中，精确加入无水乙醇 10 mL，超声提取 40 min，过
滤，得醇提供试品溶液。样品残渣挥干后置于 25
mL具塞试管中，精确加入水 10 mL，超声提取 40
min，过滤，得水提供试品溶液。
2. 2 紫外光谱测定条件 醇提和水提供试品溶液
置于紫外-可见分光光度计中，分别以水和无水乙醇
作为参比液进行紫外指纹图谱测定，检测波长190 ～
400 nm，狭缝 1. 0 nm，采样间隔 0. 2 nm。
2. 3 方法学考察
2. 3. 1 稳定性试验 取样品 S5，依 2. 1 项下方法
制备醇提和水提供试品溶液，分别放置 2，4，6，8，
12，24 h，按 2. 2 项下条件测定，计算醇提液、水提液
吸收波长的 ＲSD 分别为 0. 2% ～ 0. 9%和 0. 3% ～
0. 7%，表明供试品溶液均在 24 h内稳定。
2. 3. 2 精密度试验 取样品 S5，依 2. 1 项下方法
制备醇提和水提供试品溶液，同一供试品溶液重复
测定 10 次，以吸收波长计算醇提液和水提液的 ＲSD
分别为 1. 3% ～ 1. 6%，0. 1% ～ 1. 4%，表明仪器精
密度良好。
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2. 3. 3 重复性试验 平行称取样品 S5 粉末 6 份，
依 2. 1 项下方法制备醇提和水提供试品溶液，按
2. 2 项下条件测定，以吸收波长计算醇提液、水提液
的 ＲSD分别为 0. 2% ～ 1. 6%和 0. 04% ～ 0. 8%，表
明该方法重复性良好。
2. 4 数据分析 利用 UV Probe 2. 3 工作站对紫外
吸收光谱数据进行 4 点平滑和一阶微分预处理，滤
除光谱噪音，提高光谱分辨率。运用微软 Excel
2003 对预处理后的紫外光谱数据进行统计整理，采
用紫外指纹图谱共有峰率(common peak ratio，P)和
变异峰率(variation peak ratio，Pv)双指标序列分析
法对不同栽培模式下滇龙胆药材的指纹特征及相似
性进行评价，通过正态分布检验识别共有峰［21］。
表 2 栽培滇龙胆的共有峰率和变异峰率
Table 2 Common and variation peak ratio of cultivated Gentiana rigescens root and stem %
序列 P Pva Pvb 序列 P Pva Pvb 序列 P Pva Pvb 序列 P Pva Pvb
S1∶ S7 68. 2 33. 3 13. 3 S3∶ S4 65. 2 13. 3 40. 0 S5∶ S3 59. 1 38. 5 30. 8 S7∶ S1 68. 2 13. 3 33. 3
S1∶ S6 54. 5 25. 0 58. 3 S3∶ S5 59. 1 30. 8 38. 5 S5∶ S7 57. 1 33. 3 41. 7 S7∶ S8 65. 0 23. 1 30. 8
S1∶ S8 54. 5 41. 7 41. 7 S3∶ S2 52. 2 41. 7 50. 0 S5∶ S2 56. 5 38. 5 38. 5 S7∶ S4 59. 1 23. 1 46. 2
S1∶ S4 52. 4 27. 3 63. 6 S3∶ S6 52. 0 30. 8 61. 5 S5∶ S6 56. 0 28. 6 50. 0 S7∶ S5 57. 1 41. 7 33. 3
S1∶ S2 45. 8 54. 5 63. 6 S3∶ S8 43. 5 60. 0 70. 0 S5∶ S4 54. 2 30. 8 53. 8 S7∶ S6 52. 4 36. 4 54. 5
S1∶ S5 43. 5 60. 0 70. 0 S3∶ S7 40. 0 70. 0 80. 0 S5∶ S8 45. 8 63. 6 54. 5 S7∶ S2 44. 0 63. 6 63. 6
S1∶ S3 39. 1 77. 8 77. 8 S3∶ S1 39. 1 77. 8 77. 8 S5∶ S1 43. 5 70. 0 60. 0 S7∶ S3 40. 0 80. 0 70. 0
S2∶ S4 62. 5 20. 0 40. 0 S4∶ S3 65. 2 40. 0 13. 3 S6∶ S8 56. 5 53. 8 23. 1 S8∶ S7 65. 0 23. 1 30. 8
S2∶ S5 56. 5 38. 5 38. 5 S4∶ S2 62. 5 40. 0 20. 0 S6∶ S5 56. 0 50. 0 28. 6 S8∶ S4 62. 5 50. 0 10. 0
S2∶ S3 52. 2 50. 0 41. 7 S4∶ S8 62. 5 50. 0 10. 0 S6∶ S4 55. 6 40. 0 40. 0 S8∶ S6 56. 5 53. 8 23. 1
S2∶ S6 50. 0 38. 5 61. 5 S4∶ S7 59. 1 46. 2 23. 1 S6∶ S1 54. 5 58. 3 25. 0 S8∶ S1 54. 5 41. 7 41. 7
S2∶ S8 47. 8 54. 5 54. 5 S4∶ S6 55. 6 40. 0 40. 0 S6∶ S7 52. 4 54. 5 36. 4 S8∶ S2 47. 8 54. 5 54. 5
S2∶ S1 45. 8 63. 6 54. 5 S4∶ S5 54. 2 53. 8 30. 8 S6∶ S3 52. 0 61. 5 30. 8 S8∶ S5 45. 8 63. 6 54. 5
S2∶ S7 44. 0 63. 6 63. 6 S4∶ S1 52. 4 63. 6 27. 3 S6∶ S2 50. 0 61. 5 38. 5 S8∶ S3 43. 5 60. 0 70. 0
注:以 S1∶ S7为例，表示该序列表示以样品 S1 为标准，S1 和 S7 的共有峰率 68. 2%，其中 S1 醇提液变异峰率 33. 3%，S7 水提液变异峰率
13. 3%。
P =(Ng /Nd)× 100%
醇提液变异峰率(Pva)=(na /Ng)× 100%
水提液变异峰率(Pvb)=(nb /Ng)× 100%
式中 Ng 为醇提液和水提液图谱共有峰数，Nd
为醇提液和水提液图谱独立峰数，na 为醇提液图谱
变异峰数，nb 为水提液图谱变异峰数。判别分析用
于建立判别函数，判别率为指标评价紫外指纹图谱
以区分药材栽培模式的能力。正态分布检验和线性
判别分析均由软件 PASW Statistics 20. 0 完成。
2. 5 紫外指纹图谱的建立及指纹特征分析 滇龙
胆不同极性部位紫外指纹图谱见图 1。结果显示不
同栽培模式样品的醇提液和水提取液均在 190 ～
300 nm出现了多个紫外强吸收峰，不同栽培模式的
样品紫外吸收光谱峰形、峰高具有差异，在 221 ～
247 nm图谱重叠率低，呈现明显的指纹特征，可用
于区分不同栽培模式的样品;247 ～ 304 nm 不同栽
培模式的药材指纹图谱重叠率高，指纹特征降低;
304 ～ 400 nm范围内无明显的吸收峰，该波段各栽
培样品指纹图谱趋于一致。相同栽培模式下样品醇
提液(红线)与水提液(蓝线)紫外指纹图谱亦有差
异，二者在 223 ～ 300 nm图谱重叠率低，指纹图谱在
峰形、峰高和数量上均有明显差别，呈现了药材不同
极性部位的指纹特征。
双指标序列分析见表 2，结果显示滇龙胆样品整
体 P ＜68. 2%，Pv 最大达 80. 0%。不同批次样品间的
相似度随种植模式的变化而变化，所有样品总体相似
度在 40% ～ 70%。样品 S1 与样品 S7，样品 S3 与样
品 S4相似度较高;样品 S4与样品 S2，S8 具有相同的
P。样品 S6与各样品间的相似度 50% ～57%。以样
品 S1为对照，比较不同样品间的相似度，样品 S3 的
P 39. 1%，表明该种植模式下的药材紫外光谱特征与
荒坡栽培模式下的药材有较大差别。
2. 6 判别分析 依照栽培模式将所有样品分为 8
类。以滇龙胆醇提液和水提液紫外吸收光谱对应吸
收值为变量，采用线性判别分析对 8 类样品进行分
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A．不同栽培模式下样品醇提液;B．不同栽培模式下样品水提液;C．相同栽培模式下样品不同极性部位
图 1 栽培滇龙胆药材不同极性部位紫外指纹谱
Fig． 1 Ultraviolet fingerprint of different polar parts from root and stem of cultivated Gentiana rigescens
类判别，检验采用紫外光谱数据鉴别药材栽培模式
的可行性，见表 3。结果显示来自不同栽培模式的
样品 90%被正确识别。样品 S4，S5，S8 判别率达
100%，分类鉴别效果最好;其余样品判别率均达
80%。模型整体判别正确率 90%，说明不同极性部
位紫外指纹图谱可协助区分滇龙胆药材栽培模式。
表 3 滇龙胆线性判别分析
Table 3 Linear discriminant analysis for Gentiana rigescens
样品 判别率 /% S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8
S1 80 4 0 0 0 0 0 0 1
S2 80 0 4 0 0 0 0 0 1
S3 80 0 0 4 0 0 0 0 1
S4 100 0 0 0 5 0 0 0 0
S5 100 0 0 0 0 5 0 0 0
S6 100 0 0 0 0 0 5 0 0
S7 80 0 0 0 0 0 0 4 1
S8 100 0 0 0 0 0 0 0 5
3 讨论
适宜的栽培条件是药材品质形成的外在因
素［6］。研究显示栽培条件的变化可影响滇龙胆药
材中有效成分的含量［20］。作为一个复杂化学成分
混合体系，单一指标的定量评价难以反映药材质量
的整体变化［21］。本文采用紫外吸收光谱法，建立栽
培滇龙胆药材不同极性部位的紫外指纹图谱，结果
显示 190 ～ 300 nm不同栽培模式的滇龙胆药材紫外
吸收光谱在峰形，吸光度值、峰重叠率等方面均具有
差异，呈现一定指纹特征。杨美权等［20］测定不同栽
培模式下滇龙胆中龙胆苦苷含量时发现，栽培模式
对植株中龙胆苦苷含量有影响。利用 P 与 Pv 双指
标序列法对紫外指纹图谱进行量化分析和相似度评
价，结果表明荒坡栽培与复合栽培样品不同极性部
位紫外指纹图谱的 P 与 Pv 呈现多种变化。荒坡栽
培和龙胆与木瓜间作 2 种模式下，药材化学成分的
光谱特征较接近;荒坡栽培和龙胆与旱冬瓜间作模
式下，药材化学成分变化较大，二者光谱特征具明显
差别。通过判别分析对紫外光谱区分栽培模式的能
力进行验证，结果显示光谱数据具有一定区分能力。
化学成分是中药发挥药效的物质基础［22］。紫外吸
收光谱由药材各组分特征吸收光谱叠加而成［23-24］，
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其相似性和差异性可反映药材中化学成分的含量高
低［25］。滇龙胆药材不同极性部位指纹图谱从药材
化学成分体系整体变化的角度评价栽培模式对滇龙
胆中化学成分的影响，可为不同栽培模式下药材质
量的等同性研究提供参考。
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［责任编辑 刘德文］
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第 21 卷第 12 期
2015 年 6 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol． 21，No． 12
Jun，2015