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青礞石FTIR指纹图谱研究



全 文 :平方距离为测度的聚类树状图,通过综合系统聚类
的分析,评价不同批次的养肝利胆颗粒。该图距离
的远近表示差异的程度,距离越大表示批次之间共
有峰的特征相差就越大。结果表明,100401 与其他
批次差异较大,其次是 090801,再次依次为 100101、
090301,而 080601、100901、0708001、090501、101101
这 5 个批次之间较相近。结果见图 2。
图 2 聚类分析树状图
Fig. 2 Dendrogram of cluster analysis
4 讨论
本实验采用 HPLC梯度洗脱方法对养肝利胆颗
粒 9 个批次建立指纹图谱,分离得到了 14 个峰,其
中有 9 个为共有峰。同时以芍药苷为指标成分,进
行了方法学考察,研究表明该色谱方法可靠、稳定、
重复性良好,因此该法可以考虑作为养肝利胆颗粒
的质量控制方法[10]。
同时,本实验通过对养肝利胆颗粒指纹图谱分
别进行相似度计算和聚类分析,评价其批号之间的
相似性。相似度的计算可以量化描述指纹图谱的相
似性;聚类分析是将一些观察对象依据某些特征加
以归类,使样本的排列方式有序,结果可以用聚类图
直观地表示出来。
由相似度分析结果可知,各批号相似度不太理
想,而且指标成分含有量差异也较大,这可能与养肝
利胆颗粒的原材料及制备工艺的有关,因此需要进
一步稳定自制制剂工艺过程。
参考文献:
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青礞石 FTIR指纹图谱研究
刘圣金1, 吴德康1* , 林瑞超2, 刘训红1, 傅兴圣1, 孔庆友3, 安书芳4
(1. 南京中医药大学,江苏 南京 210046;2. 中国药品生物制品检定所,北京 100050;3. 南京大学,江苏 南京
210093;4. 河北灵寿县华源云母厂,河北 灵寿 050500)
收稿日期:2011-01-14
基金项目:国家十一五科技支撑计划项目(2006BAI55B02) ;江苏省普通高校研究生创新计划项目(CX09B-282Z) ;江苏省名老中医药专家
师承项目(2009)
作者简介:刘圣金(1978—) ,男,博士生,讲师,从事中药鉴定、品质评价及质量标准研究。Tel:13770653305,E-mail:13770653305@
139. com
* 通信作者:吴德康,男,教授,从事中药鉴定、品质评价及质量标准研究。Tel:(025)85811511,E-mail:wudekang2008@ 126. com
摘要:目的 建立青礞石的傅利叶变换红外光谱指纹图谱,并分析比较青礞石炮制前后图谱变化。方法 通过傅利叶变
换红外光谱仪对不同产地和批次 10 份青礞石样品进行分析,相似度评价以计算共有峰透光率的夹角余弦值获得。结果
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青礞石样品的指纹图谱相似度均大于 0. 96;青礞石炮制后相似度和相关系数均有较大程度的降低。结论 傅利叶变换
红外光谱指纹图谱可用于青礞石炮制后的品质评价。
关键词:青礞石;傅利叶变换红外光谱;指纹图谱
中图分类号:R284. 1 文献标志码:A 文章编号:1001-1528(2012)02-0191-05
Fingerprints of Chloriti Lapis by FTIR
LIU Sheng-jin1, WU De-kang1* , LIN Rui-chao2, LIU Xun-hong1, FU Xing-sheng1, KONG Qing-you3,
AN Shu-fang4
(1. Nanjing University of TCM,Nanjing 210046,China;2. National Institute for the Control of Pharmaceutical and Biological Products,Beijing 100050,
China;3. Nanjing University,Nanjing 210093,China;4. Hebei Lingshou County,Huayuan Mica Factory,Lingshou 050500,China)
ABSTRACT:AIM To establish the fingerprints of Chloriti Lapis by FTIR,and to compare their fingerprints be-
tween samples processed and the crude ones. METHODS With the use of FTIR,ten batches of Chloriti Lapis
samples from different prodution areas were analyzed and the angle cosine value of transmittance (%)of common
peaks were calculated to get similarity of fingerprint. RESULTS The experiment showed that all the similarities of
the samples were more than 0. 96. The similarities and the correlation coefficients of the processed samples revealed
a significant decrease. CONCLUSION The FTIR fingerprint could be used for evaluation of the processing quali-
ty of Chloriti Lapis commodities.
KEY WORDS:Chloriti Lapis;fourier transform infrared spectra(FTIR) ;fingerprint
青礞石 Chloriti Lapis为常用矿物药,始载于《嘉
祐本草》,历版药典均有收载,系变质岩类黑云母片
岩或绿泥石化云母碳酸盐片岩。性平,味甘、咸。具
坠痰下气、平肝镇惊之功效,用于顽痰胶结、咳逆喘
急、癫痫发狂、烦躁胸闷、惊风抽搐[1-5]。目前矿物
药的质量控制、安全性评价研究日益受到关注。本
实验采用傅利叶变换红外光谱(FTIR)法建立青礞
石药材的红外指纹图谱分析方法,并对生品及其炮
制品进行比较,为青礞石药材的品质评价和质量控
制提供科学依据,亦为青礞石药材制定科学、可行的
质量标准提供基础资料。
1 仪器、药材与试药
1. 1 仪器 傅利叶变换红外光谱仪(Nicolet
lR100,Thermo,美国) ,Encompass 红外采集系统,压
片机(YP-2,上海山岳科学仪器公司) ,WS70-1 型红
外快速干燥器(上海索谱仪器有限公司) ,AG285 电
子天平(赛多利斯,德国) ,玛瑙研钵。
1. 2 药材与试药 溴化钾(国药集团化学试剂有
限公司,批号:F20100119,SP) ,青礞石药材样品
为实地收集或相关单位提供,经南京大学地质与
工程学院孔庆友教授鉴定,为变质岩类黑云母片
岩或绿泥石化云母碳酸盐片岩,其中样品 S11、
S12、S13 为 S10 对应炮制品。青礞石样品来源见
表 1。
表 1 青礞石样品
Tab. 1 The samples of Chloriti Lapis
样品 批号 产地 附注
S1 090426 河南禹州 生品
S2 090401H 河南 生品
S3 080809 河南 生品
S4 09051701 未知 生品
S5 09051703 湖北 生品
S6 090518 四川 生品
S7 090520 山西运城 生品
S8 902108101 河北 生品
S9 090719 内蒙乌兰浩特 生品
S10 Y090402 浙江 生品
S11 10031801 浙江 煅制品
S12 10031802 浙江 煅制品
S13 10031803 浙江 煅制品
2 方法与结果
2. 1 供试品的制备 取干燥过的青礞石样品,粉碎
过 200 目筛备用。
2. 2 供试品的测定 取 200 mg KBr 和 1 mg 的样
品于玛瑙研钵中研磨粉碎至 200 目,置压片机中压
制成透明薄片,红外分光光度计 4 000 cm -1 ~ 400
cm -1扫描测定。每个样品累计扫描 16 次。OMN-
IC6. 0 软件分析。
2. 3 方法学考察
2. 3. 1 精密度试验 取同一样品(S1)片,连续扫描
测定 5次,所得红外光谱图一致,样品中共有峰波数的
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RSD均小于 0. 20%,透光率的 RSD均小于 0. 71%。
2. 3. 2 稳定性试验 取同一样品(S1)片,于干燥
器中保存,0、1、2、4、8、12 h 各扫描 1 次,测定 6 次,
所得红外光谱图基本一致,样品中共有峰波数的
RSD均小于 0. 05%,透光率的 RSD均小于 3. 60%。
2. 3. 3 重复性试验 取一份青礞石样品(S1) ,平
行制备 5 份样品片,分别扫描。所得红外光谱图基
本一致,样品中共有峰波数的 RSD 均小于 0. 20%,
透光率的 RSD均小于 3. 95%。
2. 4 指纹图谱建立
2. 4. 1 试验方法 将供试品分别压片,按测试条件
检测。同一实验条件下,测定生青礞石供试品红外
光谱图。根据不同批次供试品测定结果所给出的峰
数、峰值(透光率)、峰位(波数)等相关参数,进行分
析、比较,制定优化的指纹图谱,见图 1。
图 1 青礞石的红外指纹图谱
Fig. 1 FTIR fingerprint of Chloriti Lapis
2. 4. 2 指纹图谱分析
2. 4. 2. 1 共有峰的标定 经对供试品红外光谱图
的分析、比较,标定 8 个共有峰作为青礞石指纹图谱
的特征峰,1 ~ 8 号峰波数依次为:(3 561 ± 3)cm -1、
(3 432 ± 10)cm -1、(2 368 ± 8)cm -1、(1 635 ± 8)
cm -1、(999 ± 3)cm -1、(767 ± 9)cm -1、(682 ± 3)
cm -1、(461 ± 3)cm -1。
2. 4. 2. 2 部分峰的归属[7-9] 3 561 cm -1 ±的弱峰
为 Fe2 +、Fe3 + - OH 的伸缩振动吸收峰,3 432 cm -1
±的中强峰为吸附水(水分子与 Al - O - Si 中带电
荷的氧形成氢键,吸附水之间也形成氢键,从而在
3 432 cm -1 ±产生吸收峰)的伸缩振动吸收峰。
2 368 cm -1 ±可能是样品中吸附的 CO2 产生的羰基
吸收峰。1635 cm -1 ±的弱峰为吸附水的弯曲振动
吸收峰。999 cm -1 ±的强峰为 Si(AlⅣ)- O(Ⅳ表示
四面体中的阳离子)伸缩振动强吸收峰,并且常伴
有弱的肩峰吸收峰。600 cm -1 ± ~ 800 cm -1 ±会出
现 2 ~ 4 个弱峰,为 Si(AlⅣ)- O伸缩振动弱吸收区
与 M - OH摆动振动吸收区。461 cm -1 ±的强峰为
Si(AlⅣ)- O弯曲振动吸收峰。
2. 4. 2. 3 相似度评价[10] 以各生青礞石样品红外
光谱中共有峰透光率的均值为参照,用 OMNIC6. 0
软件,分别计算各样品的相关系数和相似度(夹角
余弦值) ,分析结果见表 2 和图 2。
表 2 青礞石红外指纹图谱相似度分析
Tab. 2 The analysis of similarities of FTIR fingerprint from Chloriti Lapis
样品
透光率 /%
3 561 cm -1 3 432 cm -1 2 368 cm -1 1 635 cm -1 999 cm -1 767 cm -1 682 cm -1 461 cm -1
相似度 相关系数
S1 48. 8 47. 7 50. 8 41. 7 7. 2 26. 7 25. 7 10. 2 0. 981 7 0. 995 9
S 2 175. 2 171. 2 129. 3 100. 3 43. 2 63. 7 60. 2 34. 5 0. 971 2 0. 992 2
S3 83. 3 84. 1 79. 2 67. 7 24. 2 43. 0 43. 2 24. 4 0. 998 3 0. 999 3
S4 113. 4 109. 8 102. 5 82. 0 36. 4 51. 6 50. 4 29. 4 0. 993 5 0. 998 8
S5 102. 5 103. 8 84. 9 79. 0 32. 3 55. 8 53. 9 33. 7 0. 994 3 0. 997 5
S6 44. 8 45. 3 44. 5 36. 4 10. 0 24. 5 26. 1 13. 4 0. 990 4 0. 998 2
S7 102. 5 98. 5 88. 7 67. 7 10. 4 41. 5 38. 7 12. 2 0. 998 8 0. 993 3
S8 58. 0 55. 7 58. 1 52. 2 18. 8 39. 9 40. 2 23. 6 0. 966 8 0. 989 9
S9 76. 4 76. 6 73. 3 66. 4 23. 3 43. 4 45. 3 23. 1 0. 992 4 0. 997 5
S10 80. 7 79. 2 80. 7 75. 1 13. 3 44. 3 42. 0 14. 5 0. 977 9 0. 995 0
平均值 88. 6 87. 2 79. 2 66. 9 21. 9 43. 4 42. 6 21. 9 1. 000 0 1. 000 0
夹角余弦法计算结果显示,所有生青礞石中,夹
角各样品的余弦值(相似度)均大于 0. 96,相关系数
均大于 0. 98,说明市场所收集生青礞石样品的主要
成分相似。
2. 4. 2. 4 相似度评价指纹图谱聚类分析[11] 选择
青礞石 FTIR 指纹图谱中 8 个共有峰,通过 SPSS
16. 0 软件系统聚类(Hierarchical Cluster) ,对 10 个
青礞石样品进行聚类分析,得不同样品青礞石的聚
类分析图。聚类方法为组间距离(Between-groups
linkage) ,距离类型为欧氏距离平方(Square Euclide-
an distance)。结果见图 3。结果显示,最多可分 3
类,样品 S6 归一类,S2、S7 归一类,其他归为一类。
分 2 类,样品 S6 归一类,其他归为一类。
2. 4. 2. 5 主成分分析 选择青礞石 FTIR指纹图谱
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图 2 青礞石样品红外图谱比较
Fig. 2 The comparison of the FTIR spectrograms
of Chloriti Lapis
图 3 青礞石药材 FTIR指纹图谱聚类分析图
Fig. 3 Hierarchical cluster chart of FTIR fingerprint
of Chloriti Lapis
中 8 个共有峰,用 SPSS 16. 0 软件进行主成分和因
子分析,最终选择两个主成分,积累贡献率
99. 99%,并做散点图,结果见图 4。结果显示,根据
分布可分 3 类,样品 S6 归一类,S2、S7 归一类,其他
归为一类。与聚类分析结果相同。
图 4 青礞石药材 FTIR指纹图谱主成分分析散点图
Fig. 4 Principle component analysis scatterplot of FT-
IR fingerprint of Chloriti Lapis
2. 5 生、煅青礞石的分析比较[12-14] 用夹角余弦
法计算,S11、S12、S13 与生品 S10 的相似度分别为
0. 703 7,0. 698 9,0. 693 8;相关系数分别为0. 739 1,
0. 723 6,0. 718 8。生品和炮制品的对比红外图谱,
见图 5。用 OMNIC6. 0 软件,分析生品和相应炮制
品的二阶导数图,见图 6。
图 5 S10 炮制前后红外光谱图谱比较
Fig. 5 The comparison of FTIR spectrograms
around the processing of S10
图 6 S10 炮制前后红外光谱二阶导数图谱
Fig. 6 The second derivative spectra of FTIR
around the processing of S10
炮制后,与生品比较,样品的相似度和相关系数
均有较大降低,相似度在 0. 71 以下,说明青礞石炮
制后其中的成分产生了较大变化。
从图 6 中可以明显的看出,青礞石炮制后,其红
外光谱特征峰 1、2 消失,可能是加热过程中 Fe2 +、
Fe3 + - OH键断裂。其他特征峰有微小的差异。由
二阶导数分析放大后,可以看出,S10 炮制后,特征
峰 4 吸光度明显降低,1 200 cm -1以下的特征峰的
吸光度均有明显的不同程度的增加,说明炮制后青
礞石中各成分的含有量和比例都产生了相应的
变化。
3 结果
本实验建立了青礞石药材的红外指纹图谱,标
定了 8 个共有峰作为青礞石指纹图谱的特征峰指纹
谱。对指纹图谱进行系统聚类分析和主成分分析,
结果表明两者一致。指纹图谱的建立为药材的质量
控制和评价提供了新的手段。
样品炮制后,红外图谱发生了变化,药材中的特
征峰 1、2 消失,有的峰强比药材的特征峰要强,两者
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相似度在 0. 71 以下。可以看出炮制后,药材的成分
及成分含有量及其比例关系都发生了相应的变化。
本研究将为后期青礞石药材质量标准的建立提供基
础研究数据,亦为其他矿物药建立红外光谱指纹图
谱分析方法提供参考。
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朱洪梅1,2,3, 魏立新1,2, 杜玉枝1,2* , 肖远灿1,2, 杨红霞1,2,3, 李 岑1,2,3
(1. 中国科学院西北高原生物研究所藏药现代化研究中心,青海 西宁 810008;2. 青海省藏药药理学与安全
性评价研究重点实验室,青海 西宁 810008;3. 中国科学院研究生院,北京 100039)
收稿日期:2011-04-29
基金项目:青海省科学技术厅项目(2009GJG20044)
作者简介:朱洪梅(1985—) ,女,硕士生,研究方向:药用植物化学。Tel:18797150262,E-mail:y_may@ 126. com
* 通信作者:杜玉枝(1967—) ,女,副研究员,研究方向:中藏药开发。Tel:(0971)6132480,Email:yzdu@ nwipb. ac. cn
摘要:目的 采用高效液相色谱法研究并建立牦牛皮胶氨基酸类成分的指纹图谱,为牦牛皮胶的质量控制提供有效的方
法。方法 采用柱前衍生-RP高效液相色谱法,梯度洗脱进行分离,固定相为 Agilent Analytical XDB-C18,(4. 6 mm × 250
mm,5 μm) ;流动相为 pH6. 4 的醋酸钠缓冲液(A)- 60%乙腈(B) ,检测波长为 360 nm,体积流量为 1. 0 mL /min,分析时
间为 48 min。结果 10 批样品具有较高的相似度。天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、苏氨酸、脯氨酸、丙氨酸、缬氨酸、
甲硫氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸的平均质量分数分别为 5. 58%、10. 49%、3. 35%、23. 25%、1. 74%、
14. 19%、8. 98%、2. 48%、0. 29%、1. 6%、3. 07%、2. 12%和 3. 57%。结论 该方法稳定可靠,可为其氨基酸质量的全面
控制提供参考。
关键词:牦牛皮胶;氨基酸;高效液相;指纹图谱
中图分类号:R284. 1 文献标志码:A 文章编号:1001-1528(2012)02-0195-04
Development of HPLC fingerprints of amino acids constituents in yak collagen
ZHU Hong-mei1,2,3, WEI Li-xin1,2, DU Yu-zhi1,2* , XIAO Yuan-can1,2, YANG Hong-xia1,2,3, LI Cen1,2,3
(1. Northwest Plateau Institute of Biology,Chinese Academy of Sciences,Xining 810008,China;2. Qinghai Provincial Key Laboratory of Tibetan Medicine
Pharmacology and Safety Evaluation,Xining 810008,China;3. Graduate University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100039,China)
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