全 文 ：甘肃不同产地当归的比较分类研究
王亚丽１，唐红霞１，朱书强２
（１．甘肃中医学院 药学系，甘肃 兰州 ７３００００；
２．甘肃省质量技术监督管理局，甘肃 兰州 ７３００３０）
［摘要］　目的：对甘肃３６个产地的当归药材进行比较分类。方法：采用高效液相色谱法进行检测，用计算机辅助相似性
评价系统对ＨＰＬＣ指纹图谱进行处理和分析，结合相似度计算、主成分分析及欧氏距离的多维模式识别对当归药材进行比较
分类。结果：通过对不同产地当归药材的分类比较发现当归药材质量与其种植环境密切相关。结论：这种方法可简便、快速
地对当归药材进行比较分类，为选购原料药材和ＧＡＰ种植提供实验依据。
［关键词］　当归；ＨＰＬＣ；指纹图谱；分类
［收稿日期］　２００８１１２３
［基金项目］　甘肃省科技支撑计划项目（０８０４ＮＫＣＡ１１７）；甘肃省教
育厅研究生导师科研项目计划（０７０６０４）
［通信作者］　王亚丽，教授，主要从事化学计量学和中药分析研
究。Ｔｅｌ／Ｆａｘ：（０９３１）８７６５３６７，Ｅｍａｉｌ：ｃｎｗｙｌ１１６６＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ
　　 当归为伞形科植物当归 Ａｎｇｅｌｉｃａｓｉｎｅｎｓｉｓ
（Ｏｌｉｖ．）Ｄｉｅｌｓ的干燥根，具有补血活血、调经止痛、
润肠通便之功效［１］，已有 ２０００多年的用药历史。
当归主产于甘肃，有资料显示，仅甘肃定西地区岷
归种植面积和产量就占全国的 ７０％左右，本研究
即是对采集于甘肃 ３６个不同产地当归药材进行
ＨＰＬＣ指纹图谱研究。文献报道［２３］中大多对当归
药材中的某 １种或者某几种成分进行对比，也有
文献［４６］采用指纹图谱法进行整体模式的相似度
比较，并选取其中的部分色谱峰进行详细比较。
本研究通过 ＨＰＬＣ指纹图谱相似度计算、主成分分
析和欧氏距离的多维模式识别对当归药材的质量
进行比较、分类。
１　仪器与试药
Ａｇｉｌｅｎｔ１２００高效液相色谱仪，包括 Ｇ１３２２Ａ型
真空脱气机、Ｇ１３１５Ｂ型 ＤＡＤ检测器、Ｇ１３１２Ａ型二
元梯度泵、Ｇ１３１６Ａ型柱温箱；ＡＳ７２４０Ｂ型超声器
（天津奥特赛恩斯仪器有限公司）；ＢＳ１２４Ｓ型１／１万
电子天平（德国Ｓａｒｔｏｒｉｕｓ）。
阿魏酸对照品（中国药品生物制品检定所，批
号０７７３９９１０）。当归药材采自甘肃各地，由本校生
药教研室晋玲副教授鉴定为 Ａ．ｓｉｎｅｎｓｉｓ（表１）。色
谱甲醇（天津市光复精细化工研究所），水为二次蒸
馏水。
文中所涉及程序是用 ＭＡＴＬＡＢ６５编写，在
Ｃｅｌｅｒｏｎ（Ｒ）ＣＰＵ２４０ＧＨｚ处理器上运行。
２　方法与结果
２．１　色谱进样条件
ＺｏｒｂａｘＳＢＣ１８色谱柱（４６ｍｍ×２５０ｍｍ，５
μｍ）；流动相水（Ａ）甲醇（Ｂ）；梯度洗脱，０ｍｉｎ，
２０％ Ｂ；１５ｍｉｎ，５５％ Ｂ；３０ｍｉｎ，５５％ Ｂ；４５ｍｉｎ，８０％
Ｂ；紫外扫描波长１９０～４００ｎｍ；参比波长４００ｎｍ；进
样体积１０μＬ；流速１ｍＬ·ｍｉｎ－１；柱温２５℃。
２．２　供试品溶液的制备
取干燥的当归药材粉碎，过４０目筛，准确称取
５００ｇ于具塞锥形瓶中，加甲醇４０ｍＬ超声提取３０
ｍｉｎ，过滤，再以相同的方法提取２次，合并滤液，浓
缩，并用甲醇定容于２５ｍＬ量瓶中，用０４５μｍ微
孔滤膜过滤，备用。
２．３　对照品溶液的配制
精密称取阿魏酸对照品１７ｍｇ于１０ｍＬ量瓶
中，用甲醇定容，摇匀，配置成０１７ｇ·Ｌ－１的对照品
溶液，０４５μｍ微孔滤膜过滤，备用。
２．４　方法学考察
２．４．１　精密度试验　取样品１供试品溶液连续进样
５次，测定色谱指纹图谱。计算得图谱的相似度 ＞
０９９，各共有峰面积的ＲＳＤ＜０３５％，表明精密度良好。
２．４．２　重复性试验　取５份同一产地的当归药材，
按２．２的制备方法制备供试品溶液，进样，测定色谱
指纹图谱。计算得图谱的相似度 ＞０９８，各共有峰
面积的ＲＳＤ＜０５８％，表明重复性合乎要求。
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表１　甘肃当归药材来源
Ｎｏ． 采集地 海拔／ｍ 土壤情况
１ 岷县中药材种植示范园　 ２５６４ 黑垆土（疏松肥沃，土层深厚，细而不黏）
２ 岷县十里乡中寨村　　　 ２３４０ 黑垆土（疏松肥沃，土层深厚，细而不黏）
３ 岷县十里乡山底下村　　 ２３１９ 黑垆土（疏松肥沃，土层深厚，细而不黏）
４ 岷县十里乡十里村　　　 ２３４０ 黑垆土（疏松肥沃，土层深厚，细而不黏）
５ 岷县十里乡雷家村三社　 ２３５０ 黑垆土（疏松肥沃，土层深厚，细而不黏）
６ 岷县秦许乡许家村　　　 ２４００ 黑垆土（疏松肥沃，土层深厚，细而不黏）
７ 岷县秦许乡泥地族村　　 ２３５０ 黑垆土（疏松肥沃，土层深厚，细而不黏）
８ 岷县禾驮乡义仁沟村　　 ２４５０ 黑垆土（疏松肥沃，土层深厚，细而不黏）
９ 岷县禾驮乡石门村　　　 ２５４９ 黑垆土（疏松肥沃，土层深厚，细而不黏）
１０ 岷县寺沟乡扎地村　　　 ２４００ 黑垆土（疏松肥沃，土层深厚，细而不黏）
１１ 岷县梅川乡斗他路村六社 ２２８０ 黑垆土（疏松肥沃，土层深厚，细而不黏）
１２ 岷县上沟村三社　　　　 ２５５０ 黑垆土、黑砂壤土（疏松肥沃，土层深厚）
１３ 岷县西寨乡上山族一社　 ２２６０ 黑垆土（疏松肥沃，透水性强）
１４ 岷县清水乡蒋家村　　　 ２２２０ 黑垆土（疏松肥沃，透水性强）
１５ 岷县清水乡腊梅村　　　 ２３６０ 黑垆土（疏松肥沃，土层深厚，细而不黏）
１６ 岷县麻子川乡　　　　　 ２７００ 黑砂壤土（疏松肥沃，湿润，有少量砂石）
１７ 岷县茶埠乡铺里村　　　 ２３００ 黑垆土（土层较厚，肥沃，耐旱耐涝）
１８ 岷县西江乡巴娘村　　　 ２２００ 黑垆土（疏松肥沃，透水性强）
１９ 漳县东泉乡韩川村　　　 ２３６０ 褐色土（土壤湿润、疏松、肥沃）
２０ 漳县东泉乡土司门村　　 ２４００ 褐色土（土壤湿润、疏松，肥沃）
２１ 漳县东泉乡黄河村　　　 ２３８０ 褐色土（土壤湿润、疏松，肥沃）
２２ 漳县石川菜子川村　　　 ２２４０ 褐色土（土壤湿润、疏松，肥沃）
２３ 漳县石川三条沟村　　　 ２２８０ 褐色土（土壤湿润、疏松，肥沃）
２４ 漳县金钟镇石灰楼村　　 ２３９０ 褐色土（土壤湿润、疏松，肥沃）
２５ 漳县殪虎桥乡龙架月村　 ２１６０ 褐色土（土壤湿润、疏松，肥沃）
２６ 漳县四族乡四族村　　　 ２０８０ 褐色土（土壤湿润、疏松，肥沃）
２７ 漳县四族乡周家门村　　 ２２００ 褐色土（土壤湿润、疏松，肥沃）
２８ 临洮县　　　　　　　　 １８８６ 黑垆土（土地肥沃）
２９ 渭源县会川镇　　　　　 ２０７４ 砂壤土（土壤肥沃，土层较浅，有砾石）
３０ 临潭县　　　　　　　　 ２８５７ 黑垆土（疏松肥沃，土层深厚，细而不黏）
３１ 渭源县五竹镇　　　　　 ２１５９ 黑垆土、砂壤土（土层深厚，有机质含量高）
３２ 卓尼县　　　　　　　　 ２６１４ 黑垆土、砂壤土（土层深厚，有机质含量高）
３３ 武都马街镇　　　　　　 １４０１ 灰褐土（坡耕地，土层较薄，石块较多，保水、保肥能力差）
３４ 武山县沿安乡草滩村　　 ２２６４ 黑钙土、砂壤土（土壤疏松肥沃，透水性不良）
３５ 康乐县　　　　　　　　 ２１５９ 高山腐殖质
３６ 宕昌县　　　　　　　　 ２７５０ 黑钙土、砂壤土（土壤疏松肥沃，透水性不良）
２．４．３　稳定性试验　取１号供试品溶液，分别在
０，２，４，８，１６，２４，３６ｈ测定指纹图谱。计算得图谱的
相似度 ＞０９５，各共有峰面积的 ＲＳＤ＜１５％，表明
稳定性良好。
２．５　ＨＰＬＣ指纹图谱的建立
将３６批当归药材的供试品溶液和对照品溶液
按２．１的色谱条件进样１０μＬ，通过液相色谱工作
站和计算机辅助相似性评价系统（中南大学现代化
研究中心）处理后得到３６个产地当归药材的 ＨＰＬＣ
指纹图谱（图１）和对照品的ＨＰＬＣ图（图２）以及３６
个当归样品的共有模式图（图３），并对其 ＨＰＬＣ指
纹图谱进行共有峰标定。
　　图１示出了３６个不同来源当归药材提取物的
ＨＰＬＣ指纹图谱。从图谱可以看出，各样本的主要特
征峰相同，指纹图谱整体特征相似，说明甘肃省内当
归药材的化学特征相似，但在细节上也存在一些
差别。
２．６　指纹图谱的相似度计算
本研究以３６个不同产地当归药材的 ＨＰＬＣ指
纹图谱的均数矢量作为对照谱，通过计算相关系数
和相合系数［７］（矢量之间的夹角余弦）对各地当归
提取物进行整体相似性比较（表２）。用中南大学现
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图１　３６个当归样品的ＨＰＬＣ指纹图谱（λ＝２８０ｎｍ）
图２　对照品阿魏酸（２）的ＨＰＬＣ图
图３　３６个当归样品的共有模式图
代化研究中心开发的《计算机辅助相似性评价系
统》软件计算相似度。
表２　３６个产地的当归药材的相似度比较
Ｎｏ． 相关系数 相合系数 Ｎｏ． 相关系数 相合系数
１ ０９６７３ ０９６５４ １９ ０９０９９ ０９１５７
２ ０９１３４ ０９２００ ２０ ０９８７７ ０９８８１
３ ０９０２７ ０９０３６ ２１ ０９８１１ ０９８１１
４ ０９１８４ ０９２４３ ２２ ０９５０１ ０９５３４
５ ０９１００ ０９１６９ ２３ ０９８４１ ０９８４４
６ ０９２６２ ０９３１４ ２４ ０９５７１ ０９７３５
７ ０９６５３ ０９６６８ ２５ ０９５８８ ０９６０２
８ ０９４２１ ０９４５７ ２６ ０９６７７ ０９６１５
９ ０９７７１ ０９７７１ ２７ ０９６７８ ０９６８１
１０ ０９５８２ ０９６０５ ２８ ０６２７０ ０６５０９
１１ ０９５１３ ０９５４９ ２９ ０９３９６ ０９４３８
１２ ０９８４８ ０９８３９ ３０ ０９５８６ ０９５９６
１３ ０９６１２ ０９６２７ ３１ ０９４６２ ０９４９７
１４ ０９７９１ ０９７９４ ３２ ０９７９８ ０９７８８
１５ ０９４６０ ０９５００ ３３ ０８９４１ ０８９９３
１６ ０９２６５ ０９３２１ ３４ ０９４１９ ０９４６２
１７ ０９７６１ ０９７７９ ３５ ０９７０５ ０９７２０
１８ ０９６１９ ０９６４６ ３６ ０９３３５ ０９３７８
　　由相似度计算结果可以看出，各地当归提取物
的３６个样本的相似度大多数在９０％以上，进一步
客观的说明了甘肃省内当归药材的化学特征基本相
似。仔细比较各个样品的相似度又存在一定的差
别，低的只有６０％左右，高的接近９９％。其中，相似
度在９０％以下的样品有２８号和３３号，说明甘肃省
内大多数地方药材之间的化学特征差别不大。另
外，比较由相关系数和相合系数计算得到的相似度
可以看出，它们的计算结果虽然不完全相同但差异
很小，可以得到一致性分析结果。
为了观察当归药材之间的差别，本研究又进行
了主成分分析和欧氏距离的多维模式识别，以进一
步对３６个不同产地当归样品进行比较、分类。
２．７　指纹图谱的主成分分析
主成分分析（ＰＣＡ）是对中药色谱指纹图谱整体
模式进行比较与分析的一种化学模式识别方法，它
通过降维的方式提取指纹图谱的主要信息从而对药
材的组成进行细微差别分析和异常样本的检查［７］。
根据ＰＣＡ分解所得的特征主成分对指纹图谱信息
量的解释程度选取主成分数。本研究以３６个当归
样本指纹图谱数据集提取的前 ３个特征主成分
（ＰＣ１ＰＣ２ＰＣ３）作投影，进行主成分分析和异常样
品的指纹图谱检查。
从当归药材的三维主成分投影图（图４）反映的
指纹图谱综合信息可以看出：甘肃省内当归药材的
指纹图谱投影位置存在一定差别，其中主要远离样
本集中区的样品仍然是２８号和３３号，与相似度计
算结果一致。结合异常样本指纹图谱与共有模式图
的比较图（图５）进一步分析发现，３３号样品的第１２
个共有峰高度明显偏高，而第１３～１６个共有峰的高
度明显偏低，这是造成其相似度低且远离样本集中
投影区的主要原因；２８号样品的指纹图谱与共有模
式相比，第１，３，５，１６个共有峰的高度、峰形基本相
同，而其他共有峰的个数、比例虽基本相同，但是色
谱峰非常低，这就导致其投影到另一个平面上，且相
似度很低。
仔细观察图４中当归样品指纹图谱的投影位置
发现，当归药材化学特征与其生长的具体地理环境
有关，２８，２９，３３，３４这几个来自于距岷县较远县市
的当归样品的投影点散在的分散在投影集中区周
围，显示出各自的化学特征差异，从生长环境分析发
现地理位置和土壤条件有较大差异；岷县麻子川乡
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图４　３６个当归样本色谱指纹图谱数据的
三维主成分投影图
图５　异常样本指纹图谱与共有模式图的比较图
的１６号样品投影点明显远离样本投影点集中区，而
与宕昌县境内的３６号样品投影点紧邻，从地理位置
发现麻子川乡位于岷县的边境，是与宕昌接壤之地，
其土壤条件、海拔高度、气候等方面均比较接近；处
于岷县西北方向的１３，１５，１８样品投影点也稍微偏
离投影点集中区，分析发现其地理位置接近、土壤环
境相似；其他作为与岷县地理环境相似且大面积接
壤的临潭县、卓尼县、漳县以及紧邻漳县的渭源县五
竹镇的药材的投影点都集中在主投影区内，表示出
其化学特征的相似性，说明当归药材质量与生长环
境密切相关。
２．８　欧氏距离的多维模式识别
欧氏距离的多维标准化模式识别也是对中药色
谱指纹图谱整体模式进行比较分析的一种模式识别
方法，本研究采用此方法对不同产地当归药材进行
整体模式的比较与分析（图６）。
从欧氏距离的多维模式识别图可以看出，主要
偏离样品集中投影区的样品仍然是 ２８，３３。样品
　　
图６　欧氏距离的多维模式识别图
１６，３６投影点间距离虽然与图４中的距离相比较远
一些，但仍可归为一类，显示出很相似的化学特征；
样品１３，１５，１８号的投影点与图４中的位置相比，距
样品投影点集中区较远，但所反映的信息特点是一
致的。
３　讨论
３．１　当归药材提取条件的筛选
在大批药材提取之前首先采用正交设计法对当
归的最佳提取条件进行筛选，其中对提取溶剂甲醇
的浓度、提取时间、提取次数进行考察，采用 ＨＰＬＣ
进行测定，在综合考虑峰面积较大、峰个数较多等几
个方面的因素后，确定２．２项下的提取条件为最佳
提取条件。
３．２　流动相梯度的选择
通过全梯度扫描和反复摸索，在综合考虑峰面
积较大、峰个数较多、分离度较好、峰形较好、基线较
平稳等几个因素后，确定２．１项下的色谱进样条件
为最佳流动相梯度。
３．３　最佳检测波长的选择
在最佳色谱进样条件下对当归供试品溶液进行
１９０～４００ｎｍ的全波长扫描，比较不同波长下的色
谱图，基于峰面积较大、峰个数较多、分离度较好、峰
形较好、基线较平稳等几个方面的考虑，最后选择
２８０ｎｍ作为最佳检测波长。
综合甘肃省内的３６个不同产地的当归药材的
指纹图谱信息可以看出：甘肃省各地的当归药材质
量与其种植环境密切相关，地域越接近、海拔高度、
土壤条件和气候条件越相似其化学特征越相近。另
外，本实验建立的当归药材指纹图谱方法具有很好
的稳定性和重现性，将相似度计算、主成分分析和欧
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氏距离的多维模式识别相结合可以很好地对当归药
材化学特征进行比较、分类，为选购原料药材、规范
ＧＡＰ种植条件和保证相关产品质量提供实验依据。
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