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应用电子鼻方法区分不同产地豨莶草



全 文 :中国药房 2014年第25卷第19期 China Pharmacy 2014 Vol. 25 No. 19
病谱特点。使用过程中不合理因素主要为用药与临床诊断不
符、功效相似的同类品种重复用药、超量使用等。
使用活血化瘀药,首先必须辨清造成瘀血的原因,分清标
本缓急,做到急则治标,缓则治本,或标本兼顾。同时应该注
意,逐瘀过猛或久用逐瘀,均易耗血伤正,所以必须辅以养血
益气之品[4]。以心绞痛为例,属于中医“厥心痛”“真心痛”“胸
痹”等范畴,临床分型可分为痰浊壅塞、心血瘀阻、阴寒凝滞、
心肾阴虚、心肾阳虚、气阴两虚、阳气虚衰等型,痰浊内阻者药
可用苏合香丸,心血瘀阻者可用血府逐瘀口服液、丹参合剂,
心气虚者则不应使用[5-7]。但是,使用中成药的多为西医临床
科室,往往存在跨科开药或根据药名望文生义地选择药物的
现象。目前,中成药说明书中功效、主治、不良反应等的不明
确,以及对某些药物功效的夸大等,均不能很好地指导医生用
药。中成药药效、药理研究的西医化也促使西医医生在使用
中成药的过程中脱离了辨证施治的治疗原则,往往按照西医
模式来按病选药,在一定程度上影响了药物的疗效。
活血化瘀药中含毒性药材,如恒古骨伤愈合剂中含洋金
花,小金丸中含木鳖子,通心络胶囊中含小毒的土鳖虫,久用
或大剂量使用很可能造成肝肾功能的损害。所以,含毒性药
材及中西药合用时产生的不良反应需要进一步加强监测。
综上所述,我院活血化瘀药使用比较合理,所有品种均在
《浙江省基本医疗保险、工伤保险、生育保险药品目录》内,用
药朝着安全、有效、价廉、方便的方向发展。为了进一步合理、
规范使用中成药,需要各西医临床科室医生开展多种形式的
中医基础理论学习,加强中医辨证论治的培训。同时,可将中
医诊断目录逐步录入门诊诊间系统,鼓励临床医师在开具中
成药处方时标明中医诊断。药师也要加强自身的中医基础理
论知识学习,对药性、方剂、药理知识要学得透彻,了解中成药
用药现状,时刻关注中成药不良反应、药物配伍禁忌等信息。
同时,要多组织医、药之间的业务交流,提高临床用药水平,使
中成药的使用更趋合理。
参考文献
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(收稿日期:2013-05-24 修回日期:2013-07-05)
*硕士研究生。研究方向:药物分析。E-mail:yoyogiggle@gmail.
com
#通信作者:副教授,博士。研究方向:中药炮制。E-mail:ahui-
hh@sina.com
·中药资源与栽培·
应用电子鼻方法区分不同产地豨莶草
孔繁瑶*,邵 露,胡慧华 #(北京中医药大学中药学院,北京 100102)
中图分类号 R284.1;O235 文献标志码 A 文章编号 1001-0408(2014)19-1793-03
DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2014.19.23
摘 要 目的:利用电子鼻方法准确、快速鉴别不同产地的豨莶草。方法:通过正交试验对不同产地豨莶草的称样量、孵化时间、
粉碎粒度、孵化温度等因素进行筛选,确定不同产地豨莶草电子鼻检测的最佳条件;再通过主成分分析(PCA)多元统计学方法对
特征数据进行分析。结果:建立了不同产地豨莶草的电子鼻检测方法及PCA识别模式。结论:该方法准确、快速,可为中药材的
快速鉴别及气味的科学化、标准化研究提供新的思路。
关键词 电子鼻;识别模式;豨莶草;产地
Application of Electronic Nose Method in the Identification of Herba Siegesbeckiae from Different Producing
Areas
KONG Fan-yao,SHAO Lu,HU Hui-hua(College of TCM,Beijing University of TCM,Beijing 100102,China)
ABSTRACT OBJECTIVE:To distinguish Herba Siegesbeckiae from different producing areas accurately and rapidly by electron-
ic nose technology. METHODS:The optimum conditions of electronic nose for Herba Siegesbeckiae from different producing areas
was determined by orthogonal test,using sample size,incubation time,fineness of pulverization,incubation temperature as fac-
tors. The characteristic data were analyzed by PCA multivariate statistical method. RESULTS:The detection methods of electronic
nose and PCA identification mode were established for the identification of Herba Siegesbeckiae from different producing areas.
CONCLUSIONS:The method is accurate and rapid,and can provide new ideas for the rapid identification,scientific and standard
odor study.
KEYWORDS Electronic nose;Identification pattern;Herba Siegesbeckiae;Producing area
􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋􀥋
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China Pharmacy 2014 Vol. 25 No. 19 中国药房 2014年第25卷第19期
豨莶草为菊科植物豨莶 Siegesbeckia orientalis L.、腺梗豨
莶 Siegesbeckia pubescens Makino 或毛梗豨莶 Siegesbeckia
glabrescens Makino的干燥地上部分[1],具有清肝热、解毒邪之
功效,用于痈肿疔疮、风疹、湿疹、风湿热痹、湿热黄疸等证;我
国大部分地区均有产,安徽、湖北、江苏等地产量较大[2-4]。不
同产地间无论是地理、气候还是种植方法均有差别,导致不同
产地豨莶草的差异较大。传统鉴别方法依据个人感官而定,
缺乏准确性和客观性,因此,探寻准确而快速鉴别不同产地豨
莶草的新方法非常必要。
电子鼻又称气味扫描仪,它以特定的传感器和模式识别
系统快速提供被测样品的整体信息,从而指示样品的隐含特
征[5]。与普通的气相色谱等化学分析仪器相比,电子鼻不但具
有客观性强、重现性好、操作简单等特点,更重要的是可以得
到样品中挥发成分的整体信息,即“气味指纹图谱”。这使得
它在客观表达和控制饮片外观、信息、气味方面有着广阔的应
用前景。气味有望成为中药饮片质量控制新的可量化指标[6]。
本研究拟利用正交试验法优选不同产地豨莶草电子鼻检
测方法,研究不同产地豨莶草的气味识别方法,建立其电子鼻
检测方法及识别模式,实现其气味特征的标准化和客观化,也
为中药气味的鉴别探寻一条新的途径,为相关研究提供参考。
1 材料
1.1 仪器
FOX 3000型电子鼻(法国Alpha Mos公司),传感器阵列
系统,12根金属氧化物传感器,其中6根是电导率随还原气氛
而增加的还原型-N型半导体,另6根是电导率随氧化气氛而增
加的氧化型-P型半导体,见表 1。HS100自动进样系统(法国
Alpha MOS公司)、药典筛、压盖器、启瓶器、电子天平(德国
Sartorius公司)等。
表1 12根传感器一览表
Tab 1 List of 12 roots sensors
传感器名称
LY2/LG
LY2/G
LY2/AA
LY2/GH
LY2/gCTL
LY2/gCT
编号(P型)
S1
S2
S3
S4
S5
S6
传感器名称
T30/1
P10/1
P1O/2
P40/1
T70/2
PA/2
编号(N型)
S7
S8
S9
S10
S11
S12
1.2 药材
本研究所用豨莶草药材购自全国10个省份、7个产区,共
11份样品,样品经北京中医药大学胡慧华副教授鉴定,并依照
2010年版《中国药典》收录的豨莶草项下薄层色谱法进行检验,均
为腺梗豨莶Siegesbeckia pubescens Makino正品,见表2。
2 方法
利用电子鼻对样品进行分析时,需要对顶空灵敏性的主
要参数进行选择和优化,如样品量、样品粉碎粒度,仪器参数
(顶空参数和传感器参数)中的进样量、孵化温度、孵化时间
等。样品最佳分析方法要满足以下两个条件:电子鼻对样品
气味的全面提取,最大可能地找到不同产地样品的气味特征,
即组间差异最大化;电子鼻使样品挥发出的气味更加稳定,组
内差异更小,最大限度地对不同产地的样品进行区分。
采用正交试验法建立豨莶草的最佳电子鼻检测方法。对
样品的称样量(A)、孵化时间(B)、粉碎粒度(C)及孵化温度
(D)等4个因素进行考察,建立4因素3水平L9(34)正交试验因
素水平表,见表 3。以电子鼻检测的最大响应值为指标,用
SPSS19.0统计软件进行方差分析与因素显著性检验。试验选
用α=0.05,若方差源F>F0.05,认为该因素影响是显著的。
表3 因素与水平
Tab 3 Factors and levels
水平
1
2
3
因素
A,g
0.4
0.5
0.6
B,s
600
1 200
1 800
C,目
30
40
50
D,℃
40
50
60
3 结果
3.1 不同产地豨莶草的电子鼻检测方法
由方差分析结果可知,各因素对电子鼻检测的最大响应
值的影响程度依次为D>A>B>C,但不同因素对检测结果的
影响,差异均无统计学意义,见表 4、表 5。通过比较不同检测
工艺所得电子鼻的最大响应值,优选工艺为A2B3C2D3,即豨莶
草药材过40目筛,称取0.5 g装入10 ml顶空瓶中,电子鼻检测
的顶空温度60℃、时间1 800 s。电子鼻对不同产地豨莶草气
味进行检测,每个样品重复检测 3次,见图 1(1个豨莶草样品
的电子鼻检测原始响应曲线)。
3.2 豨莶草检测方法的主成分分析(PCA)识别模式
本研究通过SPSS19.0软件对数据进行PCA分析,建立不
同产地豨莶草的气味识别模式,见图2。不同产地豨莶草样品
的特征数据点分别聚集在不同区域,识别指数为95,实现了完
全区分。因此,本研究所建立的不同产地豨莶草的电子鼻检
测方法及气味识别模式可将其准确区分。
4 讨论
根据不同产地豨莶草的PCA识别模式图可知,大部分产
地样品的数据点分布区域比较集中,样品的气味特征表现出
表2 豨莶草样品来源
Tab 2 Different sources of Herba Siegesbeckiae
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
商品地
安徽毫州药材市场
福建惠好医药连锁公司
安徽毫州药材市场
湖北宜昌中心大药房
新疆乌鲁木齐明月楼批发市场
北京同仁堂药店
江苏盐城人民大药房
陕西西安百姓乐大药房
吉林长春永和大药房
青岛众生大药房
湖南芝林大药房
产地
安徽
安徽
湖北
湖北
湖北
江苏
江苏
陕西
山西
浙江
湖南
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中国药房 2014年第25卷第19期 China Pharmacy 2014 Vol. 25 No. 19
良好的一致性。而安徽产的两个样品数据点则分布得比较分
散,表明其样品间的气味特征存在明显差异,这可能与所选豨
莶草饮片样品的加工、贮藏及养护方法差别有关。因此,在进
一步建立豨莶草气味数据库的工作中,应充分考虑样品气味
特征的均一性[7]。
本研究实现了不同产地豨莶草饮片气味特征的数字化和
标准化,并建立了适用的识别模式,为不同产地豨莶草的区分
寻找到一种准确而快速的新方法,为中药气味特征的标准化
研究及中药快速鉴别方法的寻找提供了新的思路[8-9]。
(致谢:感谢马长华老师在实验过程中给予的指导!)
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(收稿日期:2013-12-03 修回日期:2014-01-21)
表4 正交试验结果
Tab 4 Results of orthogonal test
试验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
K1
K2
K3
R
因素
A
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3.992
4.136
3.483
0.653
B
1
1
2
2
3
3
1
1
2
2
3
3
1
1
2
2
3
3
3.656
3.918
4.037
0.381
C
1
1
2
2
3
3
2
2
3
3
1
1
3
3
1
1
2
2
3.903
3.902
3.806
0.097
D
1
1
2
2
3
3
3
3
1
1
2
2
2
2
3
3
1
1
2.841
4.005
4.765
1.924
最大响应值
0.453
0.474
0.708
0.694
0.833
0.830
0.807
0.809
0.527
0.503
0.755
0.735
0.573
0.540
0.761
0.725
0.432
0.452
表5 方差分析结果
Tab 5 Analysis of variance
方差来源
A
B
C
D
自由度
2
2
2
2
离差平方和
0.039
0.013
0.001
0.313
均方
0.020
0.006
0.001
0.157
F
3.098
0.323
0.026
7.978
P
0.244
0.756
0.974
0.111
注:F0.05(2,2)=19.00
note:F0.05(2,2)=19.00
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
-0.1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
时间,s
强度
图1 豨莶草的电子鼻检测典型响应曲线
Fig 1 Typical response curves of Herba Siegesbeckiae by
electronic nose
0.06
0.04
0.02
0.00
-0.02
-0.04
-0.06 -0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3
主成分1
图2 不同产地豨莶草样品的PCA识别模式图
Fig 2 PCA identification mode for Herba Siegesbeckiae
from different producing areas
主成
分2
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