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Application of NIR analysis in identification of genuine Cordyceps

近红外光谱鉴别冬虫夏草道地药材



全 文 :中草菊ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第10期2006年10月·1569·
表2 PCR引物对
Table2 PairofPCRprimer
名称/引物 序 列 配对引物
梅花鹿/EP一15GTTATGTAAACAAAACTATTCGCCAGAGTACTACCGGC3’H1478
-S鹿/EP.25『GTTATGTAAACAAGACTGTTCGCCM;AGTACTACCGGC3’H1478
1一水鹿2一梅花屣3一马厩4一自唇鹿5一爪哇屁
6一坡鹿ck一空白模板M—DNA标记
1-C.unmoor2.C.nippon3=C.elaphs4-C.albirostris
5-C.timorensis6-C.e/dfck—controlM—DNAmarker
图5特异PCR扩增
Fig.5SpecificityofprimersPCRamplification
值相差越小越好,否则其他影响特异性的条件都可
能掩盖PCR的特异性。
3讨论
由于动物鹿源药材因器官、加工等原因,给常规
鉴定带来了很大困难,单从12SrRNA基因序列的
来源研究不同鹿种具有很好的稳定性。在本研究中
有6个鹿种进行了2样本的重复测序,其结果表现
出高度的一致性,证明了在种的水平上该区段进化
是保守的,属间序列差异明显大于种间差异。
动物药材的基因鉴定很好地克服了不同器官以
及样品保存时间等给鉴定带来的复杂性,但仅从序
列鉴定仍然较难推广,高度特异性引物极大地简化
了鉴定程序。在本研究中,所用的试验材料有鹿血和
存放时间数年的鹿茸,在基因片段的调用上取得了
同样的效果。特异引物的设计在技术上除了遵循引
物设计的基本原则外,序列之间的差异大小直接影
响特异性扩增的效果,马鹿和梅花鹿在所分析的片
段上仅有2个碱基的差异,但所设计的引物对(-B
鹿:PE一1,H1478;梅花鹿:PN一1,H1478)都特异地扩
增出长度约400bp的12SrRNA基因片段,这与根
据测序结果设计的序列长度一致。
在本研究中,马鹿和梅花鹿特异性扩增引物对中
都用了共同引物H1478。事实上,如果将下游引物设
计的其他碱基变异较大的区域将会取得更好的鉴别
效果。此外,引物质量直接影响特异性扩增的效果,引
物设计时遵循引物设计的一般技术指标外,要尽可能
地选择差异较大的区域,如果遇到差异数仅1~2个,
且间隔距离又较远时,要尽可能地差异碱基放在引物
的37端,同时引物的Tm值越匹配越好。
References:
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近红外光谱鉴别冬虫夏草道地药材
王钢力1,石 岩1,魏玉海2,王慧春2,徐晓杰3,林瑞超1
(1.中国药品生物制品检定所,北京100050;2.青海省药品检验所,青海西宁810000;
3.热电(上海)科技仪器有限公司,北京100032)
摘 要:目的研究冬虫夏草药材的道地性。方法收集不同产地的冬虫夏草药材样品102批,采用漫反射法,测
定药材粉末及药渣的近红外光谱,采用透射法测定药材甲醇提取物的近红外光谱。采用TQ定量分析软件,对样品
的青海和西藏产地进行判别分析。结果药材粉末的判断准确率达到i00%,药材的甲醇提取物光谱较药渣更能显
示药材的产地差别。结论在扩大建模样本的前提下,近红外光谱分析可以用于冬虫夏草药材的产地鉴别。
关键词:近红外光谱;冬虫夏草;地道药材;鉴别
中图分类号:R282.7 文献标识码:A 文章编号:0253—2670(2006)10—1569一03
ApplicationofNIRanalysisin dentificationofgenuineCordyceps
WANGGang—lil,SHIYanl,WEIYu—hai2,WANGHui—chun2,XUXiao—jie3,LINRui—cha01
(1.NationalInstituteforControlofBiologicalandPharmaceuticalProducts,Beijing100050,China;2.Qinghai
收稿日期:2006—01—05
基金项目:青海省重大科技项目(2004一N一103一01)
万方数据
·1570· 中草菊ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第10期2006年10月
ProvincialInstituteforDrugControl,Xining810000,China;3.ThermalElect on(Shanghai)
TechnologiesandInstrumentsCo.,Ltd.,Beijing100032,China)
Keywords:nearinf ared(NIR);Cordyceps;genuineChine emedici almaterials;identification
冬虫夏草Cordyceps是我国名贵中药材之一,
与人参、鹿茸并称为补品“三宝”,具有良好的医疗保
健作用,几百年来被医务工作者誉为补虚圣药,深受
群众青睐,在历版中国药典均有收载。冬虫夏草是真
菌的一种,系麦角菌科冬虫夏草菌(中华虫草菌)
Cordycepssinensis(Berk.)Sacc.寄生于鳞翅目昆
虫虫草蝙蝠Hepialusarmoricanus0berthur幼虫上
的子座及幼虫尸体的复合体。
冬虫夏草为传统名贵药材,大都集中分布在海拔
3000~4600m的高山草甸区中,主要产于我国西
部地区,如青海省,其果洛州、’玉树州生长的虫草历来
被视作虫草中的上品,此外在四川、云南、西藏等地也
有分布。近红外光谱分析系通过测定被测物质在近红
外谱区(波长在780~2500nm)的特征光谱并利用
适宜的化学计量学方法提取相关信息后,对被测物质
进行定性、定量分析的一种分析技术。近红外光谱主
要由C—H、N—H、0一H和S—H等基团基频振动的倍频
和合频组成,由于其吸光强度远低于中红外光谱的基
频振动,而且吸收峰重叠严重,因此难以采用常规的
红外光谱分析方法对被测物质进行定性、定量分析,
而必须采用对测得的近红外光谱数据经验证的数学
方法处理后,才能对被测物质进行定性、定量分析。笔
者对冬虫夏草的近红外图谱进行研究,旨在阐明青海
省产冬虫夏草与其他产区冬虫夏草药材的差异,控制
药材质量,保护道地药材的资源。
1 虫草药材粉末样品测定
1.1 试验部分:仪器:ThermoElectronNicolet
Antaris近红外光谱仪;样品:收集来自青海、西藏、
四川I等不同产地样品共102批。经中国药品生物制
品检定所中药标本馆张继鉴定,所有样品标本均保
存于中国药品生物制品检定所中药标本馆。
样品处理:将采集的虫草样品经粉碎研磨后过
65目筛,备用。
光谱采集:将处理好的样品置于石英瓶中,采用
漫反射光谱测定,扫描次数:32;分辨率:4cm~。冬
虫夏草药材粉末近红外光谱图见图1。
1.2数据处理:采用TQ定量分析软件,对冬虫夏
草药材粉末样品的青海和西藏产地进行判别分析,
运用多元散射校正(MSC)和一阶导数处理,结果见
图2(口青海样品,△西藏样品)。
10000 9 0008 0007 0006 0005 000
波数/cm一1
图1 102批冬虫夏草药材粉末近红外光谱图
Fig.1NIRSpectraof102batchesofCordycepspowder
图2青海和西藏产地药材样品判别分析图
Fig·2Discriminatingan lysisofsamples
fromQinghaiandTibethabitats
可以看出,近红外光谱分析可以较好地区分青
海和西藏两种产地的样品,对20个未知样品的预测
准确率达100%。从主成分谱图中亦可以看出较为
明显的差异。
同时尝试将青海产地样品与其他产地样品进行
判别分析,亦取得较为满意的结果,见图3(口青海
样品,△其他样品)。
二 一:;:苗。
】。 ^v口l№
l⋯⋯穰_晤学·“盏;带k.一l

图3青海产地样品与其他产地药材样品判别分析图
Fig·3Discriminatinganalysisofsamples‘
fromQinghaiandotherhabitats
2虫草药材甲醇提取液近红外分析
2.1 样品的制备:称取0.45g药材粉末,加50mL
甲醇超声提取,滤过,取滤液蒸干甲醇,残渣用2mL
二甲亚砜溶解。
2.2溶解溶剂的选择:由于甲醇提取液浓缩以后,
用二甲基亚砜作溶剂,溶解性能良好,可以代表提取
万方数据
中草菊ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第10期2006年10月·1571·
物的特点,故选用二甲亚砜溶解。
2.3 近红外光谱测定:将样品置于1mm液体池
中,采用透射法采集光谱。扫描次数:32;分辨率:4
cm~。药材提取液光谱图见图4。
2一数据处理:同样采用TQ软件对102批药材提
取物的近红外光谱图进行判别分析,结果见图5。可
以看出,甲醇提取液亦可以较好地将不同产地样品
区分开来。
lO0009 0008 0007 000 6 0005 000
波数/cm-1
图4冬虫夏草甲醇提取物近红外光谱图
Fig.4NIRSpectrumofmethanolextractofCordyceps
图5青海产地样品与其他产地药材样品
判别分析图(提取物)
Fig·5Discriminatingan lysisofsamplesfrom
Qinghaiandotherhabitats(extract)
3提取后药渣近红外分析
3.1样品处理:将提取后药渣挥干溶剂后进行近红
外光谱测定。
3.2光谱采集:将处理好的样品置于石英瓶中,采
用漫反射光谱测定,扫描次数:32;分辨率:4cm~。
冬虫夏草样品药渣近红外光谱图见图6。
3.3数据处理:同样采用TQ软件进行判别分析,
结果见图7。可以看出,药渣结果稍差,可能原因是
经过提取后样品所含的化学成分发生变化;改变了
原有样品组成,光谱特征性降低,从而使不同产地样
品重叠较多。
4讨论 一
研究结果可以看出,各批次虫草甲醇提取液差
10000 9 0008 0007 0006 0005 000
波数/cm-1
图6冬虫夏草样品药渣近红外光谱图
Fig.6NIRSpectrumofCordycepsmarc
图7青海产地样品与其他产地药材样品
判别分析图(药渣)
Fig.7Discriminatingan lysisofsamplesfrom
Qinghaiandotherhabitats(marc)
别明显,而甲醇提取后的药渣差别则不如提取
物明显。因此推测被测的102批冬虫夏草甲醇提取
物的近红外光谱图可以较好地显示出青海产药材与
其他产地药材的差异,判断准确率可以达到95%以
上。故认定药材的甲醇提取物所体现的化合物组成
的信息可以作为确定药材产地的依据之一。
HPLC是常用的色谱分析方法之一,被广泛用
于天然药物产品的定性定量分析。但由于HPLC仪
对测试样品的要求(有一定极性、能溶于强极性溶剂
且澄明度好等),导致其可检测的物质的量在药材所
含的化合物组成中非常有限。笔者尝试过测定冬虫
夏草药材的HPLC指纹图谱,但由于该法主要是针
对药材中所含的核苷类成分建立的,由于这类成分
冬虫夏草药材中分布的普遍性,因而分析结果难以
显示药材的地域性差别。
采用近红外光谱分析可以较好地用于冬虫夏草
青海和西藏的产地鉴别,通过进一步加大样本的采
集量,扩充模型,有望使其成功地用于中药道地药材
鉴别,为中药生产过程的质量控制和中药现代化奠
定良好的基础。
万方数据
近红外光谱鉴别冬虫夏草道地药材
作者: 王钢力, 石岩, 魏玉海, 王慧春, 徐晓杰, 林瑞超, WANG Gang-li, SHI Yan,
WEI Yu-hai, WANG Hui-chun, XU Xiao-jie, LIN Rui-chao
作者单位: 王钢力,石岩,林瑞超,WANG Gang-li,SHI Yan,LIN Rui-chao(中国药品生物制品检定所,北京
,100050), 魏玉海,王慧春,WEI Yu-hai,WANG Hui-chun(青海省药品检验所,青海,西宁
,810000), 徐晓杰,XU Xiao-jie(热电(上海)科技仪器有限公司,北京,100032)
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2006,37(10)
被引用次数: 16次

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