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广西不同产地对叶百部红外光谱学研究



全 文 :收稿日期:2012-06-27; 修订日期:2012-11-09
基金项目:广西自然科学基金项目( No. 2011GXNSFA018179) ;
广西自然科学基金创新研究团队项目
( No. 2011GXNSFF018006) ;
广西教育厅科研项目( No. 200911MS130) ;
桂林市科学研究与技术开发计划项目( No. 20090509)
作者简介:王孝勋( 1973-) ,男( 汉族) ,湖南常德人,现任广西中医药大学药
学院副教授,博士学位,主要从事中草药品种、质量及资源开发研究工作.
* 通讯作者简介:银胜高( 1984-) ,男( 仫佬族) ,广西罗城人,现任广西中
医药大学药学院讲师,硕士学位,主要从事中药商品质量控制与标准研究
工作.
广西不同产地对叶百部红外光谱学研究
王孝勋,李丹丹,姚德惠,银胜高*
(广西中医药大学,广西 南宁 530001)
摘要:目的 探讨对叶百部药材红外光谱学特性,为其质量控制提供参考。方法 采用红外光谱法对广西 10 个不同产地
的对叶百部药材进行检测,并以其平均图谱为标准图谱( 即标准图谱为 1) 检测各样品的相似度。结果 获得对叶百部药
材红外特征吸收峰,广西产 10 批样品的相似度在 0. 925 2 ~ 0. 980 4 范围,拟定其阈值为 0. 90。结论 该法重复性和稳定
性良好,具有简便、快速、灵敏特点,可以作为对叶百部药材定性检测方法。
关键词:对叶百部; 红外光谱
DOI标识:doi: 10. 3969 / j. issn. 1008-0805. 2013. 02. 029
中图分类号:R282. 5 文献标识码:A 文章编号:1008-0805( 2013) 02-0318-03
Study on the infrared spectra of Stemona tuberosa Lour. from different producing areas in
Guangxi
WANG Xiao-xun,LI Dan-dan,YAO De-hui,YIN Sheng-gao*
( Guangxi University of Chinese Medicine,Nanning,Guangxi 530001,China)
Abstract: Objective To explore the characteristics of infrared spectra of Stemona tuberosa Lour. and proide a reference for con-
trolling the quality of the crude drug. Methods Stemona tuberosa Lour. samples from 10 different producing areas in Guangxi
Zhuang Autonomous Region were studied with infrared spectrometry,and their similarity was compared against the standard spec-
trum ( a spectrum derived from averaging the spectra of all the samples) . Results The infrared spectra of Stemona tuberosa Lour.
samples were obtained,the similarity of all the samples varied between 0. 9252 and 0. 9804 ( the threshold value being 0. 90) .
Conclusion These methods are repeatable,stable,simple,rapid and sensitive and can be used as the qualitative detection method
for Stemona tuberosa Lour. crude drugs.
Key words: Stemona tuberosa Lour. ; IR
对叶百部为百部科植物对叶百部 Stemona tuberosa Lour.的干
燥块根,性微温,味甘、苦,归肺经,具有润肺下气止咳、杀虫灭虱
的功效,用于新久咳嗽、肺痨咳嗽、百日咳;外用于头虱、体虱、蛲
虫病、阴痒,为《中国药典》(2005、2010 年版)所收载百部药材的
3 个来源品种之一[1,2]。但百部项下仅有性状、鉴别、浸出物等项
目,质量标准比较简单,不能有效控制百部药材和相关制剂的质
量。广西为百部主产地之一[3],仅产大百部(即对叶百部)[4]。
有学者指出对于多基原药材应分别进行研究,制定能反映其内在
质量的规范标准[5]。由于红外光谱有专属性、特征性强;取样量
小;快速、简便、准确等特点在药材的开发及品质真伪、优劣鉴别
以及制剂工艺等质控过程中发挥着重要的作用。因此本研究系
统考察对叶百部红外光谱学方法,以获得其红外光谱学鉴别特征
峰,并对各样品进行相似度比较等研究。
1 仪器与材料
1. 1 仪器 Nicolet NEXUS 470 FTIR光谱仪(美国 Thermo Nicolet公
司)、FW -4型压片机(上海浦东荣丰科学仪器有限公司)、DTGS -
KBr检测器、RE -52A型旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂)、SHZ -
Ⅲ型循环水真空泵(上海亚荣生化仪器厂)、玛瑙乳钵等。
1. 2 材料 氯仿(国药集团化学试剂有限公司,分析纯)、甲醇
(广州市全华大化学试剂有限公司,分析纯)、氨水(廉江市爱廉
化试剂有限公司,分析纯)、溴化钾(光谱纯) ;对叶百部(产地:广
西东兴、上思、大新、天等、靖西、隆林、凤山、天峨、平乐、恭城)经
广西中医学院韦松基教授鉴定为百部科百部属对叶百部 Stemona
tuberosa Lour.的块根。
2 方法
2. 1 样品制备
2. 1. 1 空白样品片制备 将 KBr适量置入玛瑙研钵中,研磨成粉
末状,混合均匀,备用。取适量 KBr 粉末,用压片机压成透明片
状,即可。
2. 1. 2 样品片制备 在 60℃将不同产地的百部样品干燥至恒
重,分别取不同产地的百部适量进行粉碎处理,过 60 目筛。分别
取不同产地的百部约 5 g,精密称定,加甲醇超声 2 次,每次 50
ml,过滤,合并滤液,置旋转蒸发仪浓缩,再加 4%盐酸溶液 25
ml,过滤,滤液加氨水调 pH = 9;再用氯仿(20 ml)萃取 2 次,水洗
3 次,浓缩、蒸干,得到干膏。分别取不同产地的百部适量干膏与
空白 KBr粉末,研磨,混合均匀。取适量混合均匀粉末用压片机
压成透明片状,即可。
2. 2 样品测定及图谱处理
2. 2. 1 样品测定条件 实验测定温度范围为 25 ~ 31℃;湿度范
围为 50% ~ 60%;光谱范围为 4 000 ~ 400 cm -1,扫描次数为 32
次,分辨率为 4 cm -1。扫描时实时排除空气中的 H2O 和 CO2 的
干扰;将制备得到的样品片置入设定好上述实验参数的红外光谱
进行测定,得到各样品的红外光谱图,将各供试品图谱平行进行
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基线校正、平滑及求导等处理,保存处理后所得图谱,即可。
2. 2. 2 图谱处理条件 采用 Omnic 7. 0 软件对红外图谱进行平
滑(“Smooth”项选“13”)、基线校正(选“Automatic Baseline Cor-
rect”项)等平行处理,并采用 Omnic7. 0 软件中“Statistial Spectra”
项下选择“Average”处理,以获取对叶百部样品的红外光谱图平
均图谱。以平均图谱为标准图谱(即标准图谱为 1) ,采用 Omn-
ic7. 0 软件中“Analyze”项下选择“Search”分别对广西不同产地的
10 批对叶百部样品进行相似度分析。
3 结果
3. 1 方法学考察
3. 1. 1 空白样品测定 将压制好的透明空白 KBr片,置入红外光
谱仪中,在“2. 2. 1”项下所设定的实验参数下进行扫描测定,得
到空白 KBr图谱如图 1 所示。结果表明,空白 KBr片图谱为一直
线,对样片测定的各个波段图谱均没有影响。
图 1 空白 KBr红外光谱图(n = 6)
图 2 不同分辨率红外光谱图(n = 6)
图 3 不同扫描次数红外光谱图(n = 6)
3. 1. 2 分辨率选择实验 将压制好的同一样品(广西天峨)片,
分别在设定分辨率为 1,2,4,8,16,32 的条件下平行测定,结果如
图 2 中谱线 1 至谱线 6 所示。结果表明,分辨率为 4 时信噪比较
好,因此该实验选定分辨率为 4 进行实验检测。
3. 1. 3 扫描次数 将压制好的同一样品(广西天峨)片,在分辨
率为 4cm -1的条件下,分别扫描 4 次、8 次、16 次、32 次、64 次、
100 次,平行测定,结果如图 3 中谱线 1 至谱线 6 所示。结果表
明,扫描 32 次已符合实验要求,因此该实验选择扫描 32 次进行
实验检测。
3. 1. 4 精密度实验 将压制好的同一对样品片(广西天峨)置入
红外光谱仪中,平行测定 6 次,结果如图 4 所示。各谱线间的相
似度的 RSD值为 0. 01%。结果表明该实验的精密度良好。
3. 1. 5 重复性实验 取同一样品(广西天峨)适量,按“2. 1. 2”项
下样品片制备方法平行压制 6 片,分别置入红外光谱仪中,平行
测定,结果如图 5 所示。各谱线间的相似度的 RSD值为 0. 09%。
结果表明该实验的重复性良好。
3. 1. 6 稳定性实验 取同一样品(广西天峨)适量,按“2. 1. 2”项
下样品片制备方法压制样品片,用干燥器保存,每天测定 1 次,连
续 6 天,平行测定,结果如图 6 所示。各图谱的相似度的其 RSD
值为 0. 54%。结果表明该实验样品的稳定性良好。
图 4 精密度测定叠加图谱(n = 6)
图 5 重复性测定叠加图谱(n = 6)
图 6 稳定性测定叠加图谱(n = 6)
3. 2 样品测定 分别取不同产地的样品按 2. 1. 2 项下样品片制
备方法平行制片,分别置入红外光谱仪中,平行测定,得到各样红
外光谱图,保存,结果如图 7 所示。将 13 批样品的红外光谱图按
照 2. 2. 2 项图谱处理方法进行平行处理,后将处理后的图谱用
OMNIC软件处理得到对叶百部的标准图谱,如图 8 所示,标准图
谱的特征峰有:3 418 cm -1,2 970 cm -1,2 930 cm -1,2 874 cm -1,
1 771cm -1,1 670 cm -1,1 456 cm -1,1 379 cm -1,1 342cm -1,1 294
cm -1,1 187 cm -1,1 167 cm -1,1 013 cm -1,927 cm -1,719 cm -1,
675cm -1,590 cm -1等。将各样品的图谱与平均标准图谱比较得
到各图谱的相似度如表 1 所示,其 RSD 值为 2. 40%。结果表明
不同产地的对叶百部干膏样品的相似度在 0. 925 2 ~ 0. 980 4 范
围。
4 讨论与结论
本研究对 10个广西不同产地的对叶百部药材进行红外光谱
研究,在红外光谱图研究过程中,由分辨率直接决定图谱的质量,
而扫描次数与获取样品真实图谱间有密切关系。但如分辨率过高
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的图谱的信噪将比较大,如图 2中谱线 1与谱线 2 所示,图谱产生
很多的毛刺等,而影响图谱的分析;如分辨率过低的图谱则会遗失
样品中一些红外信息,因此本实验采用分辨率为 4 cm -1进行实验
研究。同时,该实验的精密度、重复性均良好,误差在许可的范围。
在研究过程中对样品图谱间进行相似度及 RSD值研究,以平均图
谱(分辨率为 4 cm -1的图谱导出另存为. csv格式时,在 400 ~4 000
cm -1范围可以得到 1 869对以波数为横坐标吸光度为纵坐标的数
据,平均图谱即有 10批样品各点数据平均后组成的图谱,以其为
标准更能代表样品的相关信息。)为标准进行检测,结果表明其相
似度在 0. 925 2 ~0. 980 4 范围,因此拟定其阈值为 0. 90。该方法
更客观、科学表达各样品图谱间的异同及相关性程度,方法与结果
准确、可靠,可为对叶百部鉴别提供参考。
图 7 干膏样品红外谱叠加图(n = 10)
图 8 干膏样品标准图谱(n = 10)
表 1 不同产地对叶百部干膏样品图谱间相似度比较
序号 样品产地 相似度值 RSD值(%)
1 广西大新 0. 9401
2 广西东兴 0. 9785
3 广西凤山 0. 9252
4 广西恭城 0. 9804
5 广西靖西 0. 9369
6 广西隆林 0. 9686 2. 40
7 广西平乐 0. 9289
8 广西上思 0. 9687
9 广西天等 0. 9303
10 广西天峨 0. 9760
在对叶百部药材红外指纹图谱中最高峰 1771 cm -1为 - CO
- O - C -伸缩振动的特征吸收峰;2874 cm -1为 - CH 伸缩振动
的特征吸收峰,1456 cm -1、1379 cm -1为 - CH面内弯曲振动的特
征吸收峰;1670 cm -1、927 cm -1为 - C = C -的特征吸收峰;1012
cm -1为 - C - O - C -的特征吸收峰。文献研究表明,对叶百部块
根中含有多糖、蛋白质、生物碱、氨基酸、多肽、苷类、有机酸、酚
类、香豆素、内酯等化学成分[6,7]。其所含的化合物中生物碱类、
内酯类及香豆素类等,都具有 - CO - O - C -的结构存在,特别是
氧化对叶百部碱、百部新碱、对叶百部醇碱、新对叶百部醇碱等的
一个分子结构中含有两个 - CO - O - C -结构[7],因此根据比尔
定律在红外光谱图中 1771 cm -1 - CO - O - C -伸缩振动的特征
吸收峰的高低能在一定程度体征样品中该类成分所含的量,有待
进一步探讨研究。
百部为常用中药,作为 2010 年版《中国药典》收载的中成药
中主要原料药,如小儿百部止咳糖浆、杏仁止咳糖浆、橘红痰咳
液、癣湿药水(鹅掌风药水)、羊胆丸等,而在百部项下仅有性状、
鉴别、浸出物等项目,既没有 TLC定性鉴别,也没有含量测定,仅
有百部生物碱的化学鉴别方法[2]。因此本研究可为对叶百部药
材质量监控提供参考。
参考文献:
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