全 文 ：第28卷 , 第12期　 　　　　　　　　　　　光 谱 学 与 光 谱 分 析 Vol.28, No.12 , pp2864-2867
2 0 0 8 年 1 2 月　　　　　　　　　　　 　Spectro scopy and Spectr al Analy sis Decembe r , 2008 　
八角茴香与其伪品莽草的红外光谱三级鉴定研究
周　晶1 , 3 , 孙建云1 , 徐胜艳2 , 周　群3 , 孙素琴3＊
1.甘肃省疾病预防控制中心 , 甘肃 兰州　730000
2.哈尔滨商业大学药学院 , 黑龙江 哈尔滨　150076
3.清华大学化学系 , 北京　100084
摘　要　采用红外光谱三级鉴定的方法区分和鉴别了八角茴香及其伪品莽草。红外光谱三级鉴定即依次采
用一维红外光谱 、二阶导数谱和二维相关红外光谱 , 分辨率逐渐提高 , 谱图的差别也进一步放大。一维谱图
中 , 两者整体峰形比较相似 , 但在 3 400 cm -1附近八角茴香只出现一个特征峰 3 392 cm -1 , 而莽草则出现
3 482和 3 387 cm -1两个特征峰。二阶导数谱在 850 ～ 1 180 cm -1波段八角茴香的几个强峰峰强相对比较接
近 , 其中1 015 cm -1为图中最强峰 , 而莽草的最强峰在 1 070 cm -1附近;在 1 180 ～ 1 500 cm -1波段八角茴香
在1 469 , 1 454 , 1 442 cm -1附近的 3 个特征峰峰强明显强于 1 292 , 1 276 , 1 266 cm -1附近的特征峰 , 而莽
草则刚好相反。二维相关红外光谱中差异更明显 , 850 ～ 1 165 cm -1波段八角茴香在主对角线上的自动峰较
强峰出现在 1 153 和 1 000 cm -1 , 而莽草峰强较强的自动峰出现在 911 和878 cm -1 ;1 165 ～ 1 500 cm -1波段
八角茴香呈现 2 个自动峰 , 而莽草则出现5 个自动峰。可见红外三级鉴定方法是一种快速有效的鉴定中药材
的方法。
关键词　八角茴香和莽草;红外光谱;二阶导数谱;二维相关红外光谱
中图分类号:O657.3　　文献标识码:A　　DOI:10.3964/ j.issn.1000-0593(2008)12-2864-04
　收稿日期:2007-05-10 , 修订日期:2007-08-20
　基金项目:科技部“十五”重大科技攻关项目和“重大技术标准研究”专项基金课题项目(2002BA906A29-4)资助
　作者简介:周　晶 , 1964年生 , 甘肃省疾病预防控制中心副主任检验师　　＊通讯联系人　　e-mai l:sunsq@chem.tsinghua.edu.cn
引　言
　　八角茴香为木兰科植物八角 I llicium vatum Hook.f.的
干燥成熟果实 , 具有温阳散寒 、理气止痛的功能[ 1] 。除药用
外还广泛作为调味香料。其干燥果实中含有芳香油约 5%～
8%、脂肪油约 22%以及蛋白质 、树脂等 , 为我国的特产香辛
料和中药 , 也是居家必备的调料。由于八角茴香近年来市场
供应比较紧俏 , 一些不法分子常用伪品充当八角茴香。莽草
为木兰科植物莽草 I llicium lanceolatum A.C.Smith 的干燥
根 , 八角茴香的伪品 , 有毒性 , 其果实形状与八角茴香非常
相似 , 极易混淆 , 因此 , 建立一种快速 、可靠 、方便的鉴别方
法尤为重要[ 2 , 3] 。
不同物质其红外谱图中的吸收峰峰位 、 峰形及相对峰强
亦不同 , 均有其各自的宏观指纹特征[ 4] 。红外光谱三级鉴定
法即依次采用红外光谱 、二阶导数谱 、 二维红外相关光谱对
物质进行分析 , 三者分辨率依次增大 , 可将各物质间谱图差
别逐渐放大[ 5 , 6] 。该法方便 、 快速 , 并且不破坏药材的完整
性[ 7-13] , 本文采用此方法对八角茴香及其伪品进行了分析与
鉴定。
1　实验部分
1.1　样品来源及样品制备
八角茴香和莽草均由辽宁省药检所提供。将八角茴香和
莽草分别采用 KBr压片法 , 测定红外光谱图。然后通过程序
控制升温 , 从 50 ～ 120 ℃每隔 10 ℃进行原位实时扫描红外
谱图 , 获得动态光谱集。
1.2　仪器条件
傅里叶变换红外光谱仪为 Perkin Elmer 公司的 Spec-
tr um GX型光谱仪 , DTGX 检测器。光谱分辨率 4 cm -1 , 测
量范围 4 000～ 400 cm -1 , 扫描信号累加 16 次。变温附件为
Love Contr ol公司的 Po rtable Contro ller可编程控制单元(50-
886 型), 控温范围 50～ 120 ℃。
1.3　数据处理
二阶导数谱:Perkin Elemer 公司 Spectrum v3.02 操作
软件 , 平滑点数为 13。二维红外相关光谱:清华大学分析中
心红外光谱组自行设计的二维相关分析软件。
2　结果与讨论
2.1　八角茴香与莽草的红外光谱比较
从图 1 可看到八角茴香和莽草的红外光谱图整体峰形比
较相似 , 仔细观察可发现二者的出峰位置不尽相同。首先 ,
在 3 400 cm-1附近八角茴香只出现一个特征峰 3 392 cm -1 ,
而莽草则出现 3 482 和 3 387 cm -1两个特征峰;其次 , 八角
茴香在 1 611 cm -1处的特征峰在莽草中则位移到 1 647 cm -1
处 , 并且峰形也发生了明显的变化;另外八角茴香在 1 248
cm -1附近只有一个较宽钝的特征峰 , 莽草在此处呈现出一系
列的锯齿状特征峰;此外 , 图中阴影部分所示 C—O 键特征
峰区域 , 八角茴香最强峰为 1 059 cm -1 , 且峰形比较平滑 ,
莽草最强特征峰为 1 070 cm -1 , 而该峰周围有几个锯齿状的
小峰。由一维红外谱图可看出八角茴香与其伪品莽草的谱图
差异还是比较明显的。
Fig.1　FTIR spectra of Illiciumvatum Hook.f.(a)
and Illicium lanceolatum A.C.Smith(b)
2.2　八角茴香与莽草的二阶导数谱比较
二阶导数谱图的分辨率明显提高 , 可进一步放大红外谱
图上微小的差别 , 给出我们更多的信息。图 2(a)图为 850 ～
1 180 cm -1波段的二阶导数谱 , 纵观此图可发现八角茴香和
莽草在该波段特征峰的出峰位置十分相近 , 差别主要在峰强
与峰形上。八角茴香的几个强峰峰强相对比较接近 , 其中
1 015 cm -1为图中最强峰 , 而莽草的最强峰在 1070 cm -1附
近;另外 , 八角茴香的 1 161 cm -1附近特征峰峰形比较尖锐 ,
且峰强也较强 , 莽草此峰位移置 1 163 cm -1 , 且峰形较宽 ,
峰强也相对较弱;1 015～ 928 cm -1这一波段二者峰形差别也
较大 , 八角茴香在该波段呈现不规则的锯齿峰 , 而莽草在该
波段有两处较弱的峰 987 和 945 cm -1 。图 2(b)所示 1 180 ～
1 500 cm -1波段的二阶导数谱中 , 二者各强特征峰的出峰位
置也很相近。不同的是八角茴香在 1 469 , 1 454 , 1 442 cm -1
附近的 3 个特征峰峰强明显强于 1 292 , 1 276 , 1 266 cm -1附
近的特征峰 , 而莽草则刚好相反 , 在 1 468 , 1 454 , 1 444
cm -1附近的 3个特征峰峰强明显弱于 1 295 , 1 276 , 1 267
cm -1附近的特征峰。此外 , 图中阴影部分所示的区域八角茴
香最强峰为 1 374 cm-1 , 而莽草最强峰为 1 386 cm -1 , 并且
两者在该区域的峰形差别也很大。由此可见 , 通过二阶导数
谱图将八角茴香和莽草的差别放大后 , 二者还是很容易区分
的。
Fig.2 　 Secondary derivative spectra of Illicium vatum
Hook.f.(a)and Illicium lanceolatum A.C.Smith
(b), lef t 850 ～ 1 180 cm-1 , right 1 180 ～ 1 500
cm-1
2.3　八角茴香与莽草的二维红外相关光谱比较
2.3.1　在 850～ 1 165 cm -1波段的二维相关红外光谱分析
纵观八角茴香和莽草在该波段的二维红外相关谱图可看
出两者的差别还是极为明显的。谱图中八角茴香和莽草自动
峰与交叉峰的出峰位置基本相同 , 但峰强的差别比较大。首
先 , 八角茴香在主对角线上的自动峰较强峰出现在 1 153 和
1 000 cm -1 , 而莽草在该波数也呈现了自动峰 , 但强度相对
较弱 , 峰强较强的自动峰出现在 911 和 878 cm -1 ;其次 , 从
交叉峰上来看 , 莽草的交叉峰数目较多且强度多数较大 , 而
八角茴香的交叉峰数目相对莽草减少且强度也比较小。
2.3.2　在 1 165 ～ 1 500 cm -1波段的二维相关红外光谱分析
在这一波段的二维相关红外光谱中 , 八角茴香有两个明
显的自动峰 , 分别在 1 195 和 1 495 cm -1 , 且两个自动峰的
2865第 12 期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　光谱学与光谱分析
Fig.3　2D-IR correlation spectra of Illicium vatum Hook.f.
(a)and Illicium lanceolatum A.C.Smith(b)
强度都比较大 , 另外可以看到这两个自动峰的交叉峰均为负
峰;莽草主对角线上出现五个自动峰 , 除了和八角茴香相同
位置的 1 195 和 1 495 cm -1外 , 还有 1 263 , 1 277 和 1 295
cm -1 , 1 495 cm -1处的自动峰强度和八角茴香的峰强相当 ,
但 1 195 cm-1处的自动峰强度要弱于八角茴香 , 此外 , 除
1 195和 1 263 cm -1同各峰的交叉峰均为负蜂外 , 其他各峰
间的交叉峰均为正峰。
3　结　论
　　通过对八角茴香和莽草的一维谱图 , 二阶导数谱图及二
维红外相关谱图的比较分析 , 二者的差异逐渐被放大。一维
谱图尽管两者相似度较高 , 但是通过比较二者 C—O 键特征
Fig.4　2D-IR correlation spectra of I llicium vatum Hook.f.
(a)and Illicium lanceolatum A.C.Smith(b)
峰区域的峰形以及莽草在3 482 cm -1处有一特征峰而八角茴
香则没有等差别仍可将两者区分开来。二阶导数谱在 850 ～
1 180 cm -1和1 180 ～ 1 500 cm-1两个波段八角茴香和莽草的
峰形差别比较大 , 通过比较两个波段的峰形即可将二者区分
开来。在二维红外相关谱图中 , 两者的差别被进一步放大 ,
850 ～ 1 165 cm -1波段八角茴香在主对角线上的自动峰较强
峰出现在 1 153 和 1 000 cm-1 , 而莽草峰强较强的自动峰出
现在 911 和 878 cm -1 ;1 165 ～ 1 500 cm -1波段八角茴香呈现
2 个自动峰 , 而莽草则出现 5 个自动峰。由此可见 , 通过红外
三级鉴定法可以快速方便的区分鉴别八角茴香和莽草 , 并且
表观分辨率逐渐提高。
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Study on the Identification of Il licium Vatum Hook .f .and Illicium
Lanceolatum A.C.Smith by Multi-Ateps Infrared Macro-Fingerprint
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ZHOU Jing1 , 3 , S UN Jian-yun1 , XU Sheng-yan2 , ZHOU Qun3 , SUN Su-qin3＊
1.Gansu Cente r for Disease Cont rol and P revention , Lanzhou　730000 , China
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3.Depar tment o f Chemistry , Tsinghua Univer sity , Beijing　100084 , China
Abstract　I llicium vatum Hook.f .and its counterfeit I llicium lanceolatum A.C.Smith can be discriminated and identified by
using multi-steps inf rared maro-fingerprint method.The method combines three steps:general inf rared spectro scopy (FT IR),
secondary deriva tive spectr oscopy and tw o dimensiona l co rr elation infra red spectr oscopy(2D-IR).The resolution is g etting high-
er and higher and the diffe rences of spectra are magnified farther.The holistic shape of peaks is similar in the FT IR spectra of
I llicium vatum Hook.f .and I llicium lanceolatum A.C.Smith , but the spectra of l licium vatum Hook.f .show only one
char acte ristic peak at 3 392 cm -1 , while the spectra o f I llici um lanceolatum A.C.Smith show two charac te ristic peaks at 3 482
and 3 387 cm -1 , respectively.Observing their secondary deriv ative spectr a , in the range o f 850-1 180 cm -1 the stronge st peak of
llicium vatum Hook.f .is at 1 015 cm -1 and the intensity of o ther strong peaks is similar.Howeve r , the str ongest peak o f I lli-
cium lanceolatum A.C.Smith is at 1 070 cm -1.In 1 180-1 500 cm -1 , the intensity of peaks at 1 469 , 1 454 and 1 442 cm -1 of
llicium vatum Hook .f .is st ronge r than that of peaks at 1 292 , 1 276 , 1 266 cm -1 .The status of I llicium lanceolatum A.C.
Smith is just oppo site.The distinction of 2D-IR cor relation spectra is mo re obvious.In 1 165-1 500 cm -1 , the stronger automatic
peaks of llicium vatum Hook.f .present at 1 153 and 1 000 cm -1 , re spectively , but tho se of I llicium lanceolatum A.C.Smith
present at 911 and 878 cm -1 , respectiv ely.In 1 165-1 500 cm -1 , llicium vatum Hook.f .has two automa tic peaks while I llici-
um lanceolatum A.C.Smith has five automatic peaks.The multi-steps IR macro-fingerprint method is rapid and effective.
Keywords　I llicium vatum Hook.f .and I llicium lanceolatum A.C.Smith;FT IR;Secondary derivativ e spectra;2D-IR co rre-
la tion spectra
＊Co rr esponding author (Received May 10 , 2007;accepted Aug.20 , 2007)　　
2867第 12 期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　光谱学与光谱分析