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A new identification and quautitation method for Radix Salviae Miltiorrhizae

丹参粉末衍射鉴定与丹参酮ⅡA成分定量分析方法研究



全 文 :丹参粉末衍射鉴定与丹参酮ⅡA成分定量
分析方法研究
龚宁波,侯艳艳,李保明,马林,陈若芸,吕扬
(中国医学科学院 药物研究所,北京 100050)
[摘要] 目的:建立丹参中药材粉末衍射鉴定分析技术与丹参酮ⅡA成分的衍射定量分析方法。方法:采用粉末 X射线
衍射技术获取9个不同产地或来源的丹参样品及1个丹参对照品的粉末X射线衍射 Fourier指纹图谱,通过对丹参酮 IA对
照品的单一成分的衍射Fourier图谱获取其特征标记峰;通过高效液相色谱技术定量检测10个样品中的丹参酮ⅡA成分含量
值;分析计算丹参中药材粉末X射线衍射Fourier图谱中的衍射特征峰强度与丹参酮IA含量关系。结果:粉末X射线衍射不
仅可以给出反映中药材粉末的Fourier指纹图谱,并可实现对中药材中千分之一以上化学成分的定量含量检测。结论:利用粉
末X射线衍射Fourier分析方法,可用于丹参中药材的粉末X射线衍射鉴定及丹参酮ⅡA的定量成分检测。
[关键词] 丹参中药材;丹参酮ⅡA,粉末衍射鉴定;定量分析
[收稿日期] 20090129
[基金项目] 科技部科技基础性工作专项重点项目(2007FY130100)
[通信作者] 吕扬,博士生导师,Email:luy@imm.ac.cn
  丹参为唇形科植物丹参 SalviamiltiorhizaBge.
的干燥根及根茎。春、秋二季采挖,除去泥沙,干燥。
性味苦,微寒。归心、肝经。具有祛瘀止痛,活血通
经,清心除烦的功效。主要用于月经不调,经闭痛
经,瘕积聚,胸腹刺痛,热痹疼痛,疮疡肿痛,心烦
不眠;肝脾肿大,心绞痛。丹参酮ⅡA作为丹参的有
效成分被收载到《中国药典》中,其含量作为评价丹
参药材质量的重要指标之一[12]。本研究拟建立一
种不需要对丹参进行任何化学处理,直接对丹参酮
ⅡA进行定量含量检测的新分析方法。
目前可直接进行中药材粉末鉴定分析的技术主
要有红外光谱法与粉末 X射线衍射分析方法
(PXRD)。本研究是利用PXRD的Fourier图谱分析
方法,通过对丹参药材鉴定分析以及丹参酮ⅡA成分
研究,获得它们特征性衍射数据;利用高效液相色谱
(HPLC)技术对不同来源或产地丹参样品中的丹参
酮ⅡA进行定量分析,获得每个丹参样品中的丹参酮
ⅡA含量值;利用 HPLC检测分析结果,建立丹参中
药材中与丹参酮 IA含量呈线性关系的特征标记
峰。由此,建立利用 PXRD实现对丹参中药材中丹
参酮IA含量测定的定量分析新方法。
X射线衍射 Fourier图谱分析方法包括2个重
要参数:其一,以相对强度I/Io与晶面间距 d(?)表
示衍射峰数值并计算其分布误差[3];其二,引入拓
扑学概念表示整幅衍射图形的几何拓扑特征,并依
据拓扑学中关于图形相等的关系,构建衍射图形之
间的异同关系。中药材是由多组分化学成分构成的
复杂体系,由此导致了衍射图形间存在一定的“模
糊性质”。为此,笔者引入了一个“符合度”概念,将
具有相同衍射拓扑图形的样品归为一类,并标记其
共有的特征标记峰数 Σ,逐一计算每个样品含有的
特征标记峰数,并计算其与 Σ的比值。笔者通过对
140余种植物、动物、矿物药的综合统计分析结果,
确定了该值应≥60%。以此,可实现对不同产地中
药材的分类,并进行品种优劣与真伪的鉴别。
1 材料
日本理学 RigakuD/max2550X粉末 X射线衍
射仪;Agilent1200HPLC,四元泵,在线脱气机,二极
管阵列(DAD)检测器。
丹参酮ⅡA对照品(中国药品生物制品检定所,
110766200518)。9个不同产地或来源的丹参样品
及1个丹参中药材对照品(中国药品生物制品检定
所,120923200610)见表1,由中国医学科学院药物
研究所马林副研究员鉴定。
2 方法
2.1 样品制备 全部样品经去泥沙、粉碎并过40
目筛。粉末X射线衍射实验用样品制备:将样品粉
碎过100目筛,定量称取100mg。HPLC实验用样
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 August,2009
   表1 丹参中药材样品信息
No. 衍射图号 来源 No. 衍射图号 来源
1# 25dz 药材对照品 6# 255 河南卢氏
2# 251 安徽    7# 256 河南卢氏
3# 252 安徽    8# 257 安徽  
4# 253 安徽    9# 258 山西  
5# 254 河南卢氏  10# 259 河北  
  注:“25”为丹参在《中药材 X射线衍射 Fourier指纹图谱库》中
序号。
品制备:分别精密称定不同来源的丹参药材(过三
号筛)03g,置具塞锥形瓶中,精密加入甲醇 50
mL,称重,加热回流1h,放冷,再称重,用甲醇补足
失重,摇匀,滤过,取续滤液备用。精密称取丹参酮
ⅡA对照品10mg,置50mL棕色量瓶中,加甲醇至
刻度,摇匀;精密量取2mL,置25mL棕色量瓶中,
加甲醇至刻度,摇匀备用(每1mL中含丹参酮ⅡA
16μg)。
2.2 试验条件 CuKα辐射,石墨单色器,管压 40
kV,管流250mA,2θ扫描范围3~60°,扫描速度8°/
分,步长002°,发散狭缝1°,接收狭缝1°,防散射狭
缝10mm。
3 数据分析
3.1 X射线衍射粉末衍射实验数据分析 X射线
衍射实验数据以晶面间距 d(?)和衍射峰相对强度
I/Io表示,记为d/I/Io。
1#:图125dz所示为丹参药材对照品的X射线
衍 射 图 谱,其 57 个 衍 射 峰 为:1487/40,
1255/129,1004/89,945/88,916/197,
814/28,703/46,656/44,620/107,579/
69,551/41,519/21,498/85,463/94,
454/94,444/101,427/243,422/140,404/
58,397/37,387/55,374/54,367/03,
353/69,347/17,336/789,323/1000,316/
104,311/54,304/27,2961/47,2899/40,
2838/44,2779/80,2669/44,2587/108,
2550/32,2494/58,2461/140,2402/78,
2323/28,2284/68,2244/73,2220/78,
2158/66,2125/28,2032/47,1989/47,
1940/69,1902/13,1858/38,1842/73,
1822/159,1754/01,1676/46,1628/74,
1566/35。
图1 丹参药材X射线衍射图谱
  2#:图1251所示为来自安徽的丹参药材的 X
射线衍射图谱,其 53个衍射峰为:1427/21,
1248/64,980/26,936/23,795/16,
706/41,652/28,613/41,577/18,550/
35,517/35,501/36,468/26,448/47,
440/46,424/511,417/66,403/67,393/
34,376/43,365/16,353/22,347/11,
333/1000, 317/252, 311/13, 305/22,
2899/35,2834/14,2772/31,2690/15 ,
2584/32,2552/32,2498/07,2456/95,
2433/41,2393/34,2326/11,2280/60,
2232/32,2185/26,2123/62,2043/29,
2015/08,1980/39,1904/18,1866/16,
1836/08,1819/78,1747/21,1671/39,
1623/11,1569/11。
3#:图1252所示为来自安徽的丹参中药材的
X射线衍射图谱,其 50个衍射峰为:1413/30,
1244/89,943/39,845/20,760/44,
706/70,645/43,616/61,578/26,552/
70,499/63,464/41,443/44,426/230,
418/87,404/114,373/37,367/65,351/
73,344/74,334/1000,320/137,314/03,
304/156,2967/05,2778/36,2746/18,
2676/39,2595/65,2556/98,2467/98,
2417/53,2362/42,2322/34,2283/95,
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2236/66,2178/31,2135/44,2093/28,
2051/46,2023/44,1991/31,1972/49,
1909/52,1873/45,1821/238,1777/26,
1672/72,1620/23,1561/38。
4#:图1253所示为来自安徽的丹参中药材的
X射线衍射图谱,其 55个衍射峰为:1472/21,
1251/60,1002/43,933/20,801/14,
750/46,712/34,679/39,653/30,614/
15,575/28,547/33,510/31,500/26,
467/32,443/58,427/239,419/38,404/
50,395/02,377/43,365/32,352/58,
345/50,335/1000,323/116,320/84,311/
26,303/40,2901/31,2836/27,2781/39,
2704/12,2593/78,2574/71,2501/09,
2461/64,2414/19,2380/28,2321/30,
2283/142,2243/31,2181/34,2133/55,
2048/06,2022/39,1987/42,1900/21,
1873/35,1846/11,1820/88,1754/21,
1670/37,1628/08,1575/23。
5#:图1254所示为来自河南卢氏的丹参中药
材的 X射线衍射图谱,其 54个衍射峰为:1424/
25,1257/96,940/42,797/22,704/55,
654/16,618/89,577/56,549/35,503/
53,478/58,463/53,442/40,425/193,
413/41,405/92,376/41,366/37,353/
49,347/51,334/1000,325/70,319/170,
312/40,305/40,2964/40,2832/25,2789/
45,2746/92,2685/44,2587/68,2547/47,
2508/22,2456/69,2398/41,2360/43,
2318/26,2277/103,2197/06,2157/15,
2122/59,2096/39,2018/27,1978/60,
1900/18,1875/33,1851/14,1815/115,
1756/25,1737/40,1686/22,1667/48,
1621/26,1567/10。
6#:图1255所示为来自河南卢氏的丹参中药
材的 X射线衍射图谱,其 57个衍射峰为:1403/
59,1255/106,1083/49,937/55,868/
62,788/48,708/42,647/28,618/33,
593/71,578/39,552/49,513/104,501/
145,488/45,464/54,453/87,440/123,
426/267,414/111,405/192,388/111,
377/116,369/127,348/67,342/84,335/
1000,321/132,315/56,311/16,304/389,
2970/67,2846/78,2783/67,2758/36,
2700/87,2582/128,2548/12,2499/81,
2457/122,2408/58,2372/40,2323/60,
2284/211,2243/69,2182/33,2138/86,
2093/93,2025/13,1982/37,1911/114,
1875/114,1814/70,1746/28,1678/48,
1625/42,1566/65。
7#:图1256所示为来自河南卢氏丹参中药材
的X射线衍射图谱,其55个衍射峰为:1444/37,
1245/113,1083/69,936/64,865/43,
819/50,740/75,703/71,651/93,618/
74,593/39,572/65,549/88,517/192,
503/124,465/60,453/118,444/93,425/
342,404/128,377/20,368/98,353/19,
349/12,335/1000,322/122,315/72,303/
103,2840/52,2783/55,2712/38,2584/
90,2542/65,2514/65,2465/129,2413/
79,2373/37,2328/48,2287/133,2244/
82,2203/32,2171/52,2127/97,2062/80,
2018/67,1982/74,1918/49,1900/76,
1874/44,1847/40,1817/96,1776/59,
1688/45,1626/45,1567/36。
8#:图1257所示为来自安徽的丹参中药材的
X射线衍射图谱,其 55个衍射峰为:1648/45,
1418/30,1254/48,1094/53,989/49,
938/08,791/33,714/42,654/02,613/
58,595/74,571/26,549/39,521/22,
505/46,466/13,455/26,441/65,428/
252,405/73,379/75,369/67,352/52,
347/40,336/1000,328/45,321/174,310/
26,2998/91,2890/70,2781/55,2698/44,
2606/112,2560/41,2464/111,2426/39,
2386/58,2325/32,2287/76,2248/55,
2211/53,2185/42,2131/76,2045/11,
2024/35,1988/93,1917/19,1900/40,
1862/41,1822/130,1751/23,1737/43,
1672/67,1624/38,1561/20。
9#:图1258所示为来自山西的丹参中药材的
X射线衍射图谱,其 56个衍射峰为:1415/41,
1251/95,1011/39,934/45,875/37,
797/07,709/49,652/09,619/01,577/
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Vol.34,Issue 15
 August,2009
29,552/24,511/44,501/26,483/39,
463/45,451/46,438/52,426/366,412/
51,403/77,378/02,366/62,351/43,
335/1000,323/27,320/99,313/14,303/
207,2897/53,2843/43,2789/46,2723/
31,2604/48,2569/63,2492/38,2453/90,
2387/54,2329/60,2281/101,2237/48,
2204/39,2182/15,2131/84,2043/13,
2005/12,1981/63,1913/31,1890/06,
1869/33,1845/10,1821/92,1752/23,
1693/16,1670/48,1622/36,1563414。
10#:图1259所示为来自河北的丹参中药材的
X射线衍射图谱,其 53个衍射峰为:1425/32,
1241/111,973/37,938/65,868/29,
801/46,716/52,651/49,617/57,577/
34,554/54,520/70,504/80,472/76,
449/97,442/77,427/200,405/104,374/
55,368/48,354/47,348/33,335/1000,
323/86,318/28,311/43,2990/27,2806/
67,2774/91,2712/32,2584/81,2549/
101,2495/42,2457/63,2411/52,2371/56
,2320/48,2285/57,2250/52,2194/42,
2158/29,2123/60,2029/31,2003/29,
1984/53,1904/45,1875/54,1843/54,
1819/159,1752/34,1679/37,1625/41,
1564/28。
分析上述1#~10#丹参中药材的 X射线衍射图
谱的几何拓朴图形和衍射峰值,它们具有一致的几
何拓扑图形,共有衍射峰 36个,以此为参照,1#~
10#丹参中药材的衍射峰符合度分别为63%,68%,
72%,65%,67%,63%,65%,65%,64%,68%。
11#:图2DSTⅡA给出了丹参酮ⅡA中药对照品
的X射线衍射图谱,23个衍射峰为:1248/509,
934/1000,873/126,743/108,616/94,  
图2 丹参酮ⅡA的X衍射Fourier指纹图谱
498/15,464/295,370/54,346/08,337/
10,327/15,318/03,306/34,2982/06,
2606/08,2448/05,2305/26,2266/14,
2162/07,2063/06,1846/07,1823/05,
1799/03。
丹参酮ⅡA的3强峰934/1000,1248/509,
464/295在1~10#样品中均以上标表示。按照
物相分析原则,分别选取丹参酮ⅡA的 3个最强峰
934/1000,1248/509,464/295作为丹参药材
中丹参酮ⅡA的定量分析特征衍射峰值,希望获得衍
射峰强与丹参酮ⅡA含量的线性关系。笔者用丹参
酮ⅡA第一主强峰934的相对强度对1~10
#样品排
序,其丹参酮ⅡA含量由高到低的顺序为:1
#>10#>
7#>6#>9#>5#>3#>2#>4#>8#。
3.2 HPLC实验数据分析 以十八烷基硅烷键合
硅胶为填充剂,以甲烷水(75∶25)为流动相,检测
波长为270nm。测得10个丹参样品中丹参酮ⅡA
的含量值见表 2,其含量由高到低的顺序为:1#
028% >10#020% =7#020% >6#018% >9#
014% >5#013% >3#012% >2#008% >4#
007%>8#004%。
3.3 丹参酮ⅡA定量分析 将HPLC法测定的丹参
药材中丹参酮ⅡA含量与粉末 X射线衍射分析中丹
参酮ⅡA特征主强峰的相对强度比较,数据见表2所
示。
表2 HPLC与PXRD的丹参药材中丹参酮ⅡA检测数据比较 % 
样品编号 1# 10# 7# 6# 9# 5# 3# 2# 4# 8#
HPLC/质量百分数 028 020 020 018 014 013 012 008 007 004
PXRD/934?(I/Io) 880 650 640 550 450 420 390 230 200 080
PXRD/1248?(I/Io) 1290 1110 1130 1060 950 960 890 640 600 480
PXRD/464?(I/Io) 940 760 600 540 450 530 410 260 320 130
  以HPLC含量测定结果为横坐标,以粉末 X射 线衍射衍射峰相对强度为纵坐标作图,相互线性关
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第34卷第15期
2009年8月
                           
Vol.34,Issue 15
 August,2009
系如图3所示,3强峰的线性方程分别为:
934?:y1=33201x-02909,R
2 =09951;
1248?:y2 =34962x+40755,R
2 =09409;
464?:y3=31867x+03511,R
2=09391。
结果表明:d=934?衍射峰相对强度与丹参药
材中丹参酮ⅡA含量呈现良好的线性关系,同时也表
明,利用粉末 X射线衍射 Fourier图谱分析方法,可
实现对丹参中药材中的千分之一以上微量成分丹参
酮ⅡA的定量分析。
图3 HPLC与PXRD对丹参中丹参酮ⅡA测定结果分析
4 结论
分析1#,7#,10#丹参中药材样品的 X衍射 Fou
rier图谱几何拓扑规律与特征标记峰值可获得其对
照X射线衍射 Fourier指纹图谱(图4),共有36个
衍射峰值为:1247/127,939/78,653/67,
619/85, 576/60, 552/66, 501/104,
467/82,443/97,426/281,404/104,375/
46,368/53,353/48,335/1000,2994/63,
2779/81,2585/100,2547/71,2501/59,
2461/119,2409/75,2324/44,22835/92,
2246/74,2163/54,2125/66,2026/52,  
1985/62,1902/48,1869/49,1819/148,
1761/34,1681/46,1627/57,1566/35。利
用此对照图谱的图形几何拓扑规律和衍射特征共有
峰可以实现丹参中药材的定性鉴别。
图4 丹参药材的X衍射Fourier对照指纹图谱
粉末X射线衍射Fourier指纹图谱分析方法是利
用中药材中的成分对X射线的衍射效应而进行的鉴
定分析,部分衍射峰可能由于成分的相互干扰形成重
叠,在利用丹参中药材X射线衍射图谱中的特征标记
峰进行丹参酮IA定量分析时,应挑选其他成分没有
干扰的衍射峰作为其定量特征峰,因此选择 d=
934?为定量特征峰,其相关系数为09951。通过
分析发现,粉末X射线Fourier指纹图谱中d=934?
衍射峰相对强度可以用于丹参中药材中的千分之几
的单一成分丹参酮ⅡA的定量分析。中药材是一个复
杂的多相体系,其所含的成分种类繁多,各种成分对
X射线的衍射能力存在较大的差异,在实际应用中应
针对不同的样品及不同的成分具体分析。
[参考文献]
[1] 中国药典.一部[S].2005:52.
[2] 谢宗万.全国中草药汇编[M].北京:人民卫生出版社,1996:
221.
[3] 吕扬,郑启泰,吴楠,等.中药材X射线衍射图谱研究[J].药学
学报,1997,32(3):193.
AnewidentificationandquautitationmethodforRadixSalviaeMiltiorrhizae
GONGNingbo,HOUYanyan,LIBaoming,MAlin,CHENRuoyun,LUYang
(InstituteofMateriaMedica,ChineseAcademyofMedicalSciences,Beijing100050,China)
  [Abstract] Objective:TodevelopanidentiticationandquantitationmethodforRadixSalviaeMiltiorhizae.Method:The
powderXrayDifractionFourierFingerprintPaterntechniquewasusedforthispurpose.Thehighperformanceliquidchromatography
methodwasusedtoevaluatethequantityofTanshinoneⅡAin9samplesand1drugreferencesubstance.Therelationshipofdifraction
peakintensityandcontentofTanshinoneⅡAwasinvestigated.ResultandConclusion:ThepowderXraydifractionFourierFinger
printPaternanalysistechniquecanbeusedtoidentifyRadixSalviaeMiltiorhizaeandtoevaluatethequantityofTanshinoneⅡAinthe
drugatthesametime.
[Keywords] RadixSalviaeMiltiorhizae;tanshinoneⅡA;PowderXraydifractionanalysis;quantitativeanalysis
[责任编辑 王亚君]
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