全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 10 期 2013 年 5 月

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蜣螂有效部位毛细管电泳指纹图谱的建立及其总量统计矩分析
马家骅 1, 2，谭承佳 3，赵云生 2, 4，贺福元 5，杨 明 2
1. 西南科技大学 生物科学实验中心，四川 绵阳 621010
2. 成都中医药大学，四川 成都 611137
3. 绵阳师范学院，四川 绵阳 621000
4. 宁夏医科大学，宁夏 银川 750004
5. 湖南中医药大学，湖南 长沙 410004
摘 要：目的 建立蜣螂有效部位的毛细管电泳（CE）指纹图谱，探讨利用总量统计矩法分析指纹图谱的可行性。方法 采
用毛细管区带电泳法（CZE），以弹性石英毛细管柱（60 cm×75 μm）为分离通道，75 mmol/L 硼砂溶液（pH 9.8）作缓冲液，
运行电压＋20 kV，检测波长 200 nm，指纹图谱的评价采用药典委员会相似度分析软件与总量统计矩法。结果 建立了蜣螂
有效部位的 CE 指纹图谱，药典委员会的相似度软件与总量统计矩法计算的相似度基本一致，显示蜣螂有效部位批间差异小。
结论 建立的 CE 指纹图谱准确简便、重现性好，可作为蜣螂提取物的质量控制方法，而总量统计矩法可以作为指纹图谱的
分析方法。
关键词：蜣螂；有效部位；毛细管电泳；指纹图谱；总量统计矩
中图分类号：R286.02 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2013)10 - 1263 - 04
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2013.10.010
Establishment of fingerprint of active fraction from dried body of Catharsius
molossus by capillary electrophoresis and analysis by its total quantum
statistical moment
MA Jia-hua1, 2, TAN Cheng-jia3, ZHAO Yun-sheng2, 4, HE Fu-yuan5, YANG Ming2
1. Experimental Center of Biological Sciences, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China
2. Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, Chengdu 611137, China
3. Mianyang Normal University, Mianyang 621000, China
4. Ningxia Medical University, Yinchuan 750004, China
5. Hunan University of Chinese Medicine, Changsha 410004, China
Abstract: Objective To establish capillary electrophoresis (CE) fingerprint of active fraction from the dried body of Catharsius
molossus and to explore the feasibility of fingerprint evaluation by total quantum statistical moment method. Methods Capillary zone
electrophoresis (CZE) was used. The electrophoretic conditions were as follows: fused silica capillary column (60 cm × 75 μm), borate
solution (75 mmol/L, pH 9.8) as the running buffer, applied voltage of +20 kV, and the detection wavelength of 200 nm. Fingerprint
was evaluated by similarity analysis software of Pharmacopeia Committee and total quantum statistical moment method. Results The
CE fingerprint of active fraction from the dried body of C. molossus was established. The similarities in six batches of the active
fractions evaluated by similarity analysis software of Pharmacopeia Committee and total quantum statistical moment method had no
significant difference. Conclusion The method is accurate, simple, and reproducible. It could be used for the quality control of active
fraction from the dired body of C. molossus. The total quantum statistical moment method could be used to analyze the fingerprint.
Key words: dried body of Catharsius molossus; active fraction; capillary electrophoresis; fingerprint; total quantum statistical moment

蜣 螂 为 金 龟 子 科 昆 虫 屎 壳 螂 Catharsius
molossus Linn. 的干燥体，又名推屎爬、黑牛儿、
铁甲将军，始载于《神农本草经》，具破瘀通便之功
效。课题组前期研究[1-4]发现蜣螂在治疗良性前列

收稿日期：2012-11-21
基金项目：国家自然科学基金资助项目（30902005）；西南科技大学博士基金资助项目（10zx7153）
作者简介：马家骅（1979—），男，副教授，博士，研究方向为中药新制剂与物理药剂学。Tel: (0816)6089531 E-mail: jiahuama@163.com
网络出版时间：2013-02-22 网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/12.1108.R.20130222.1651.005.html
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腺增生方面效果颇佳，其有效成分主要为多肽与氨
基酸，作为制剂中间体，为保证制剂质量，有必要
对其质量加以严格控制，但这类成分质量控制难度
相对较大，为了有效评价其质量，本实验采用灵敏
度高、样品处理简单、运行成本低、抗污染能力强
的毛细管区带电泳（CZE）法对蜣螂有效部位进行
指纹图谱研究[5-7]，并以药典委员会相似度计算软件
与总量统计矩法评价了不同批次有效部位的相似
度，以期为蜣螂有效部位的质量控制提供更加完备
的方法，同时为总量统计矩法用于指纹图谱相似度
的评价提供实验依据。
1 仪器与材料
Beckman P/ACE MDQ 型高效毛细管电泳仪
（32 Karat Software 工作站），BP211D 电子天平（德
国 Sartorius 公司），pH—25 酸度计（上海雷磁仪器
厂），弹性石英毛细管柱（河北永年锐沣色谱器件有
限公司）。蜣螂为鞘翅目金龟子科昆虫屎壳螂
Catharsius molossus Linn. 的干燥体，购于成都五块
石药材市场，经成都中医药大学杨明教授鉴定，符
合部颁药材标准；蜣螂有效部位（取蜣螂粗粉加 85%
乙醇渗漉，渗漉液回收乙醇，冷藏除脂后，通过
DA201-C 大孔树脂柱，收集 70%乙醇洗脱物，处理
即得[2]，批号分别为 1、2、3、4、5、6），实验用
水为重蒸馏水，其余试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2.1 供试品溶液的制备
精密称取蜣螂有效部位 0.5 g，置具塞锥形瓶
中，加水 25 mL，超声处理 20 min，滤过，取续滤
液作为供试品溶液。
2.2 电泳条件
弹性石英毛细管柱（60 cm×75 μm），电泳缓
冲液为 75 mmol/L 硼砂缓冲液（pH 9.8），温度 25
℃，电压为＋20 kV，检测波长 200 nm，压差进样
（3 447.5 Pa×5 s）。开机后先用 0.10 mol/L 氢氧化钠
溶液冲洗毛细管 2 min，再用去离子水冲洗 5 min，
然后用缓冲液冲洗至基线平稳后开始进样，每 2 次
进样之间设定缓冲液冲洗 2 min。
2.3 方法学考察
2.3.1 检测波长选择 对 190～600 nm 各波长扫描
下的色谱图进行分析比较，结果 200 nm 处各色谱
峰分离良好，峰数目也比较多，故选择 200 nm 作
为检测波长。
2.3.2 精密度试验 取蜣螂有效部位（批号 1）溶
液作为供试样品，分别连续进样 6 次，检测供试样
品溶液的指纹图谱。结果表明，各共有峰的相对保
留时间和相对峰面积的 RSD 均小于 3%。
2.3.3 稳定性试验 取蜣螂有效部位（批号 1）供
试品溶液，分别在 0、2、4、10、24 h 检测指纹图
谱。结果显示，各共有峰的相对保留时间和相对峰
面积的 RSD 均小于 3%，说明供试品溶液在 24 h 内
稳定。
2.3.4 重复性试验 取同一批号（批号 1）的供试
样品 6 份，按照供试品溶液的制备和检测方法制备
样品溶液并进行检测。结果表明，各共有峰的相对
保留时间和相对峰面积的 RSD 均小于 3%。
2.4 不同批次指纹图谱的测定
取不同批次蜣螂有效部位，分别制备供试品溶
液，按“2.2”项电泳条件测定。
2.5 指纹图谱的分析评价
本实验的指纹图谱分析除采用药典委员会指纹
图谱分析软件评价外，尝试采用总量统计矩法进行
评价。
2.5.1 药典委员会指纹图谱分析软件分析结果 比
较 6 批蜣螂有效部位供试品的色谱图，选取其中 13
个峰面积较大的共有峰作为特征峰，以样品中容易
获得且量较高的 8 号峰作为参照峰，采用平均数法
生成对照指纹图谱，各共有峰与参照峰的相对保留
时间分别为 0.35（峰 1）、0.48（峰 2）、0.54（峰 3）、
0.56（峰 4）、0.63（峰 5）、0.71（峰 6）、0.79（峰 7）、
1.00（峰 8）、1.04（峰 9）、1.22（峰 10）、1.39（峰
11）、1.48（峰 12）、1.66（峰 13），相对峰面积分别
为 0.16（峰 1）、0.16（峰 2）、0.52（峰 3）、0.43（峰
4）、1.05（峰 5）、0.66（峰 6）、0.20（峰 7）、1.00
（峰 8）、0.10（峰 9）、0.34（峰 10）、0.76（峰 11）、
0.19（峰 12）、0.16（峰 13），并对蜣螂有效部位供
试样品的色谱图进行叠加比较，结果见图 1 和表 1。
由图 1 和表 1 可看出，各批样品与对照指纹图
谱的相似度均大于 0.9，说明各批样品间的指纹图谱
具有较高的一致性，同时，各批次间的相似度亦接
近 0.9，表明 6 批有效部位的批间差异小，工艺稳定
可行，该指纹图谱可作为蜣螂有效部位质量控制的
必要条件之一。
2.5.2 总量统计矩法指纹图谱分析结果 指纹图谱
总量统计矩分析法[8-10]是不以指纹图的特征峰为信
息单元，不采用峰峰相应的多维向量分析法，而是
将指纹图谱看成是由众多高斯曲线叠加而成的概率
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R-对照指纹图谱 1～6-6 批蜣螂有效部位指纹图谱
R-reference fingerprint 1—6-fingerprint of six batches of active fractions

图 1 蜣螂有效部位 CE 指纹图谱
Fig. 1 CE fingerprint on different batches of active fractions from dried body of C. molossus

表 1 指纹图谱相似度计算结果
Table 1 Similarities of fingerprint
批次 1 2 3 4 5 6 R
1 1.000 0.902 0.909 0.911 0.886 0.896 0.957
2 0.902 1.000 0.911 0.897 0.879 0.91 0.954
3 0.909 0.911 1.000 0.927 0.884 0.906 0.961
4 0.911 0.897 0.927 1.000 0.917 0.937 0.971
5 0.886 0.879 0.884 0.917 1.000 0.908 0.951
6 0.896 0.91 0.906 0.937 0.908 1.000 0.964
R 0.957 0.954 0.961 0.971 0.951 0.964 1.000

密度函数曲线，用统计学的方法来分析指纹图谱的
内在特征。按一维随机向量统计原理，可用总量零
阶矩（area under curve of total quantum，AUCT）、
总量响应率（area under curve of total quantum per
weight，AUCPWT）、总量一阶矩（mean chromato-
graphic retention time of total quantum，MCRTT）、总
量二阶矩（variance of chromatographic retention time
of total quantum，VCRTT）4 个参数来对指纹图谱进
行全面的定性、定量分析。蜣螂有效部位指纹图谱
的总量统计矩法分析结果见表 2、3。
由上述结果可知，各批指纹图谱间的相似度基
本都在 0.9 以上，表明有效部位批间差异小。以显
著性水平为 0.05 计，则 0～43.4 min 为整个指纹图
谱平均保留时间的置信区间，即在上述时间范围内
包含了约 95%的成分信息，而整个实际指纹图谱约

表 2 不同批次的蜣螂有效部位指纹图谱参数
Table 2 Fingerprint parameters for different batches of
active fractions from dried body of C. molossus
批 次
AUCT /
(AU·min)
AUCPWT /
(AU·min·mL·mg−1)
MCRTT /
min
VCRTT /
min2
1 718.847 35.942 20.029 126.100
2 545.907 27.295 20.746 139.322
3 584.166 29.208 22.387 112.611
4 568.512 28.426 22.006 107.964
5 639.660 31.983 20.314 161.029
6 556.599 27.830 21.949 125.596
平均值 602.282 30.114 21.239 128.770
RSD / % 10.943 10.943 4.696 14.991
1 2
3
4
5
6
7
8
9 10
11
12 13
R
6
5
4
3
2
1
0 7.25 14.49 21.74 28.99 36.24 43.48 50.73
t / min
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表 3 不同批次的蜣螂有效部位指纹图谱总量统计矩相似度
Table 3 Similarity in different batches of active fractions
from dried body of C. molossus by total quantum
statistical moment
相似度 批 次
1 2 3 4 5 6
1 1.000 0.967 0.911 0.921 0.940 0.932
2 0.967 1.000 0.926 0.927 0.963 0.953
3 0.911 0.926 1.000 0.983 0.893 0.970
4 0.921 0.927 0.983 1.000 0.891 0.963
5 0.940 0.963 0.893 0.891 1.000 0.923
6 0.932 0.953 0.970 0.963 0.923 1.000
平均值 0.945 0.956 0.947 0.948 0.935 0.957
RSD / % 3.484 2.910 4.540 4.380 4.503 2.913

50 min，表明成分在指纹图谱中均匀分散。
综上表明，由药典委员会的相似度软件与总量
统计矩法计算的相似度基本一致，均显示有效部位
批间差异小，工艺稳定可行。
3 讨论
由于蜣螂有效部位中间体的批量有限，暂只对
6 批蜣螂有效部位进行了全谱的相似度评价及共有
图谱的拟合，结果 6 批蜣螂有效部位供试样品的 CE
指纹图谱中峰群的整体形状基本一致，说明各批次
有效部位无明显差异。本法精密度、重现性、稳定
性均较好，可作为蜣螂有效部位的的质量控制依据
之一，为快速评价不同批次蜣螂有效部位质量的稳
定性提供了科学依据。在目前蜣螂有效部位活性成
分或指标性化学成分尚不完全明确的情况下，建立
指纹图谱时，因没有适当的对照品或内标物作为参
照物，暂时无法确定各峰的归属，故初步以供试样
品中峰面积相对较大、较稳定的共有峰作为特征峰。
这方面的工作还有待对蜣螂有效部位化学成分、药
物作用深入研究后进一步完善。
目前指纹图谱的分析方法主要有向量夹角法、
相似度分析法、模式识别、人工神经网络等[9-10]，这
些方法大多将指纹图谱的特征峰响应值分割为不连
续的数据信息元，采用相应特征峰的多维向量方法
进行计算判断。由于中药特征峰的信息元易受色谱
条件、仪器噪声、积分条件及进样量的干扰，同一
组合成分难能出现完全相同的峰形和峰数，这给以
特征峰为基础分割计算信息元的方法分析指纹图谱
带来一定的难度。而总量统计矩分析法[11-12]是不以
指纹图谱的特征峰为信息单元，根据统计学中多维
随机向量（连续型）求数学期望及方差的思路来找
到这群成分的中心，分析这群成分离中心距离的偏
差，即方差。由于指纹图谱以峰（谷）的形式体现，
描述这些谱线特性变量所对应响应值的中心和偏
差，就能正确描述一张指纹图谱，自然与之相对的
色谱条件下的成分组的特点就能描述，成分的定性
分析就能建立。再根据曲线下的面积可表示一定总
量下的响应总值，以相同构成比的标准混合物为对
照品，可用来对总成分进行定量分析。因其具有抗
干扰性、加合性与偶联性，能消除操作方法的干扰，
能与多维向量偶联构成谱学的特点，可作为指纹图
谱分析评价的一种有效方法。本实验蜣螂有效部位
的指纹图谱对比评价也初步表明，总量统计矩法可
以作为指纹图谱的一种有效分析方法。
参考文献
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