全 文 ：第 26卷 ,第 4期 光　谱　实　验　室 Vol . 2 6 , No . 4
2 0 0 9年 7月 Chinese Journal of Spectroscopy Laboratory July , 2 0 0 9
几种车前草二维红外相关光谱的分析研究
① 联系人 ,手机: ( 0) 13639933814; E-mail: 653620337@ qq. com
作者简介:王传贝 ( 1978— ) ,男 ,山东省费县人 ,硕士研究生 ,主要从事无机及分析化学的研究工作。
收稿日期: 2009-03-04;接受日期: 2009-03-19
王传贝　张正方①　唐 军　王 强
(新疆大学理化测试中心　乌鲁木齐市胜利路 14号　 830046)
摘　要　采用二维相关红外技术 ,并借助于变温过程所跟踪的动态光谱进行分析研究 ,分析鉴别了来
自不同地区的车前草。对不同地区车前草的峰位、峰形、峰强进行比较 ,可知它们的一维谱图没有明显的区
别 ,而二维相关谱图中 ,异步图差异比较明显。 凭借二维红外相关谱上的自动峰和交叉峰可以较直观的鉴
别不同产地的车前草 ,而且还可以揭示其两者相应各官能团的变化规律。该法快速、准确 ,可作为中药材鉴
定提供一种方法和手段。
关键词　二维相关红外 ;车前草 ;同步 ;异步
中图分类号: O657. 33　　　文献标识码: A　　　文章编号: 1004-8138( 2009) 04-0918-04
1　前言
车前是车前科 (Planta ginaceae)车前属 ( Plantago)植物 ,为常用中药。 车前草又名车前子、牛舌
草、猪耳朵草 , 为车前科车前属多年生草本植物 , 种子和全草皆可入药。车前草主要以嫩叶和芽供
食用 , 具有清热、利尿、明目、祛痰功能 , 是一种有待大规模开发的新兴保健山野蔬菜。车前主要化
学成分有车前苷、桃叶珊瑚苷、胆碱、腺嘌呤、黄酮类、有机酸、糖蛋白、油脂、脂肪酸 [ 1] ,使其具有多
种多样的生物活性和保健功能 ,在医药、食品等各方面具有极大的开发潜力。
随着计算机技术的高速发展 ,高通量、高分辨、高信噪比的傅里叶变换红外光谱 ( Fourier
Transform Infrared Spect roscopy, FTIR)技术不但是一种常用的结构分析技术 [ 2, 3] ,同时在各个学科
领域的研究中发挥重大的作用。 尤其是在药用动、植物的真伪优劣的快速鉴别研究方面。 近年来 ,
随着二维红外相关光谱技术 ( Two Dimensional Inf rared Correla tion Spectroscopy. 2D FTIR)的扩展 ,
提高红外光谱图的分辨率 ,并在揭示分子内 /分子间的相互作用及判断分子各官能团反应的先后顺
序研究中发挥作用 ,增强谱图的识别能力 [ 4, 5]。本文采用红外光谱法 ,并结合二维相关红外分析技
术 ,分析研究文中采用二维相关红外技术分析了不同产地车前草的一维谱图峰位、峰形、峰强的区
别 ,以及在二维谱图的同步、异步图中表现出的差异 ,来鉴别不同产地车前草。
2　实验部分
2. 1　仪器条件
实验所用仪器为 Bruker公司的 V ERTEX 70型傅里叶变换红外光谱仪 ,光谱扫描范围 650—
4000cm
- 1 , M CT检测器 ,分辨率 4cm- 1 ,扫描次数 100次。红外光谱仪另附有变温附件 Harrick公司
可控温反射附件 ,控温范围: 40— 130℃。
2. 2　样品来源
不同车前草药材购自于新疆神州通医药公司 ,经新疆自治区中医院王志峰教授主任医师鉴定
符合《中华人民共和国药典》 ( 2005)。将药材样品充分粉碎均匀 ,过 200目筛后 ,样品与溴化钾 (优级
纯 )粉末一起以 w (样品 )∶ w ( KBr)= 4∶ 6混合均匀 ,装在变温附件的样品架上测定光谱图 ,从
40— 130℃ ,等间隔 ( 10℃ )采样。
2. 3　数据处理
实验中所涉及到的数据处理软件采用 Bruker公司的 OPU S软件进行二维相关分析。
3　结果与讨论
图 1　不同产地车前草红外光谱图
A—— 河北 ; B——江苏 ; C—— 四川。
3. 1　三种不同产地车前草的一维谱图分析
各种车前草的一维谱图差别不大 (见图 1) ,
如图所示 , 3300cm- 1附近的吸收峰为车前草中所
含成分的羟基吸收峰 ,无论是峰的位置 ,峰形以
及峰强都很相似 ,各种车前草的甲基的 C— H键
不对称和对称伸缩振动频率在 2931cm- 1 ,在
1730cm
- 1左右的较强的羰基吸收峰。 而在
1053cm
- 1处有较强的 C— O振动吸收峰。
3. 2　车前草在不同温度下的一维谱图分析
通过一维谱图研究表明四川产车前草在
40— 130℃温度范围内变化不大 ,如图 2所示。
图 2　不同温度四川产车前草红外光谱图
3. 3　不同产地车前草的二维红外分析
为了更明显地区分各种车前草在 40— 130℃温度
范围内的变化及各种车前草之间的区别 ,我们引入二
维相关红外的概念。
应用二维傅里叶变换红外 ( 2D-FTIR)相关光谱学
分析方法 ,用温度变化作为外界环境干扰 ,得到几种车
前草的一系列动态变化的红外吸收光谱 ,见图 3。 在同
步图中 ,河北车前草相关谱在对角线上出现了一个较
强的自动峰 ,它所对应的基团振动峰的位置处于
1053cm- 1附近 ,说明该吸收峰所对应的基团随着温度
的升高变化比较明显。同样 ,在江苏车前草、四川车前
草相关谱中的对角线上也出现了一个自相关峰 ,它所对应的基团振动峰的位置也在 1053cm- 1附
近 ,说明这些吸收峰所对应的基团随着温度的升高变化也比较明显。
在河北产车前草同步相关谱中 ,在 1053— 910cm- 1光谱区域内 ,由 1056cm- 1处 C— O键伸缩振
动与 910cm- 1处的弱吸收峰相关 ,产生了一对同步交叉峰 ,而在异步相关谱的相应位置 ,没有明显
的异步交叉峰 ,根据两吸收峰相关关系规则 ,说明在此区域内 1053cm- 1处 C— O键振动吸收峰与
910cm
- 1处的吸收峰的变化是同步的。 在江苏产车前草 1053cm- 1处的 C— O基团振动吸收峰与
910cm
- 1处吸收峰相关产生的交叉峰为正峰 ,而与之相对应的异步相关谱中的交叉峰为负峰 ,那
么 ,在 1053— 910cm- 1区域 ,说明光谱强度变化在高波数 1053cm- 1处后于 910cm- 1发生变化。 在四
919第 4期 王传贝等:几种车前草二维红外相关光谱的分析研究
图 3　三种车前草的二维图谱 (左列为同步图 ,右列为异步图 )
川产车前草同步相关谱中 , 1053cm- 1处 C— O键伸缩振动吸收峰与 910cm- 1处的基团振动吸收峰
相关产生的交叉峰为正峰 ,而与之相对应的异步相关谱中的交叉峰也为正峰 ,则说明在 l053—
910cm- 1区域内光谱强度在高波数 1053cm- 1处先于 910cm- 1处发生变化 ,由此我们可以很清楚地
识别不同产地的车前草。
920 光谱实验室 第 26卷
4　结论
采用二维相关红外 ( Two-Dimensional Correlation Spect roscopy)技术 ,可以研究不同产地车前
草的化学成分的差异及热微扰所引起药用植物结构变化的规律。对于一维谱图较相似的样品 ,凭借
高分辨的二维谱图 ,可用来鉴别产自不同地区的车前草 ,揭示其两者相应各官能团的变化规律。 该
法快速、准确 ,可以作为鉴别药用植物产地的一种方法和手段。
参考文献
[1 ]李敏 ,陈敏 .中药车前草化学成份与药理研究的新进展 [ J ].现代中医药 , 2005, 25( 3): 60— 61.
[2 ]沈怡 ,彭云 ,武培怡等 .二维相关振动光谱技术 [ J ].光谱学与光谱分析 , 2005, 17( 3): 499— 513.
[3 ] Noda I. Generali zed Tw o-Dimensional Correlational M eth od Applicable to Inf rared, Raman, and Oth er Types of spect roscopy [ J] .
A ppl Spectr scopy , 1993, 47( 9): 1329— 1336.
[4 ]王琪 ,胡鑫尧 .三维光谱学 -二维红外光谱和时间分辨光谱 [ J ].光谱学与光谱分析 , 2000, 120( 12): 2175— 2179.
[5 ]申婷婷 ,付常璐 ,牟宗刚等 .二维红外相关光谱法的分析 [ J ].济南大学学报 (自然科学版 ) , 2007, 21( 2): 124— 129.
Analysis on Two-Dimensional Infrared Correlation
Spectroscopy of Several Kinds of Plantain
WAN G Chuan-Bei　 ZHANG Zheng-Fang　 TANG Jun　WAN G Qiang
(Physics and Chemistr y Detect Center, X in jiang University, Urumchi 830046, P. R.China)
Abstract　 Several different areas of plantain w ere analy zed by Fourier transform inf rared
spectroscopy ( FT-IR) combined w ith two-dimensional inf rared correlation spectroscopy ( 2D-IR) .
Comparing the abso rption peaks, absorption figures and absorption intensity of dif ferent areas of
plantain, w e found that they were similar to each other in one-dimensional IR spect ra, however, the
dif ference among areas of plantain w as evident in the map of synchronous and asynch ronous tw o-
dimensional infrared correlation spect roscopy after transfo rming into 2D inf rared correlation
spectroscopy. Thus dif ferent areas of plantain distinguished directly by autopeaks map of synchronous
and crosspeaks map of asynch ronous in 2D FTIR spect ral. M oreover, the change of corresponding
functional groups could be revealed. The fast and accurate properties make 2D IR spect roscopy a
powerful method fo r testing medicinal herbs.
Key words　 Tw o Dimensional Inf ra red Correlation Spectroscopy; Plantain; Synchronous;
Asynchronous
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