全 文 ：三种香茶菜药材紫外光谱的除趋势对应分析
郭水良 ,陈文荣 ,方　芳
(浙江师范大学生命与环境科学学院 ,浙江 金华　 321004)
摘　要: 目的　了解香茶菜属不同产地、同一种的不同器官在紫外光谱上的差异情况 ,明确基于紫外光谱的除趋势
对应分析在药材比较上的应用前景。 方法　测定了香茶菜属中的香茶菜 I sodon amethy stoides、显脉香茶菜 I . ner -
vosa 和大萼香茶菜 I . macrocaly x不同产地和器官 15个样品的紫外光谱 ,以波数 -吸光度为指标 ,以紫外光谱为对
象 ,应用除趋势对应分析 ( De trended Co r respondence Analysis,简称 DCA)比较 15个样品在紫外光谱上的差异程
度。结果　 ( 1)来自不同产地的香茶菜 ,其紫外光谱图有较大差异 ; ( 2)来自同一产地的同批大萼香茶菜 (或显脉香
茶菜 )样品 ,它们紫外光谱图非常接近 ; ( 3)大萼香茶菜和显脉香茶菜与香茶菜的紫外光谱差异不很大 ; ( 4) 3种香
茶菜的茎和叶的紫外光谱差异明显。表明不同地理源的香茶菜属植物 ,它们的药效会有较大差异 ,在香茶菜属植物
入药时 ,应该注意区分茎和叶药效上的差异 ,大萼香茶菜、显脉香茶菜可以考虑作为香茶菜的代用品。 结论　基于
紫外光谱的 DCA在反映不同样品植物化学组成差异程度上具有应用价值。
关键词: 香茶菜属 ;紫外光谱 ;除趋势对应分析
中图分类号: R282. 710. 3　　　文献标识码: A　　　文章编号: 0253 2670( 2002) 11 1028 03
DCA on medicinal materials of three species of Isodon Kudo based on their UV spectra
GUO Shui-liang, CHEN Wen-rong , FAN G Fang
( Co lleg e o f Life and Environment Sciences, Zhejiang Normal Univ er sity , Jinhua 321004, China )
Abstract: Object　 To observ e the di fferences of Isodon amethystoides ( Benth. ) C. Y. Wu et Hsuan,
I . nervosa ( Hemsl) Kudo and I. macrocalyx ( Dunn) Kudo from di fferent regions in their UV spect ra, to
make the applicabi li ty of the method of Detrended Co rrespondence Analysis ( DCA) clear in the comparison
o f Chinese medicinal materials based on the UV spect ra. Methods　 The UV spect ra of the 15 samples of
I . amethystoides , I. nervosa and I . macrocaly x from dif ferent regions and o rgans w ere obtained, based on
the indices of w avenumber-abso rbance, the di fferences of 15 UV-spect ra w ere compared by DCA. Results
( 1) the UV spect ra o f I . am thystoides f rom dif ferent regions were very dif ferent; ( 2) the samples o f I .
macrocalyx ( or I . nervosa ) f rom the same reg ion w ere ra ther simi lar in thei r UV spectra; ( 3) there w ere
resemblances among I. nervosa, I. macrocalyx and I. amethystoides in their UV spect ra. ; ( 4) the di ffer-
ence o f UV spect ra betw een the stems and leaves w ere obvious. Conclusion　 The above results indicate:
( 1) the medicinal ef fects of I . amethystoides f rom dif ferent regions may be very di fferent; ( 2) the stems
and leaves of I . amethystoides are of dif ferent medica l effects; ( 3) I. macrocaly x and I . nervosa could be
considered as the substi tutes of I . amethystoides. It i s practical to apply DCA on the basis o f UV spect ra to
compare the chemical dif ferences o f plant samples.
Key words: Isodon Kudo; UV spect ra; det rended co rrespondence analy sis ( DCA)
　　唇形科香茶菜属 ( Isodon Kudo )植物是一类重
要的药用植物 ,有相当多的种类含有二萜化合物 ,具
有抗肿瘤、抗菌、降血压等功效 [ 1, 2 ] ,市场上已有不少
以香茶菜属植物为原料生产的药品。 例如以香茶菜
I . amethystoides ( Benth. ) C. Y. Wu et Hsuan为
原料的“胃复春片” ,能够用于治疗胃癌前期病变和
胃癌手术后的治疗 ,同时也适用于慢性浅表性胃炎、
萎缩性胃炎等疾病的治疗 ,是著名中药企业杭州胡
庆余堂的主要产品。
香茶菜形态变异极大 [3 ]。 随着制药企业生产规
模的扩大 ,必须扩大原料来源。显脉香茶菜和大萼香
茶菜也是香茶菜属的常见植物 ,它们化学成分差异
如何? 能否作为香茶菜的替代原料? 如何鉴别不同
来原的香茶菜? 由于植物器官浸出液的紫外光谱能
够部分反映药材化学成分的组成 ,通过紫外光谱的
比较 ,能够反映药材在药效上的相似程度。因此 ,本
·1028· 中草药　 Chinese Traditiona l and He rbal Drug s　 2002年第 33卷第 11期
收稿日期: 2002-01-11基金项目:浙江省自然科学基金项目 ( 301028)作者简介:郭水良 ( 1964-) ,男 ,汉 ,浙江平湖人 ,教授 ,博士 ,主要从事植物分类、生态学教学研究。
研究应用紫外光谱方法对不同来源的香茶菜以及香
茶菜、大萼香茶菜和显脉香茶菜进行了比较研究。
紫外光谱具有的“指纹”特性 ,已被广泛应用于
药材的鉴别 [4 ]。但人们在对光谱的差异识别时 ,一般
只是定性地加以判断 ,很少进行统计学意义上的比
较。如果仅涉及少数药材 ,容易对扫描光谱进行直观
比较 ,但若涉及到多个对象 ,并且要从整体上比较不
同药材在植化组成上的差异 ,并非容易。针对这一问
题 ,本实验以紫外光谱为基础 ,通过除趋势对应分析 ,
对光谱进行直观定量的比较 ,丰富药材鉴定方法。
1　仪器、材料和测定方法
　　 Ultroscopec 4000型紫外 /可见光分光光度计 ,
波长范围 200～ 300 nm,扫描步长 0. 2 nm,扫描速
度 3 100 nm /min,重复 3次。
香茶菜 (采自浙江金华南山、金华北山、丽水陈
庙山和三门 )、大萼香茶菜 (采自金华南山 )、显脉香
茶菜 (采自金华南山 )。将样品烘干 ,测定茎和叶。
取 0. 3 g干样 ,浸于 50 mL ( 50% )乙醇中 ,浸
泡 24 h。取浸出液 ,离心后取上清液进行测定。
数据分析: 样品的紫外光谱图 ,以样品为对象 ,
以每间隔 0. 2 nm的波数段上的吸光度为指标 ,构
建数据矩阵。用 CANOCO3. 12软件对样品进行除
趋势对应分析 ,得不同光谱二维散点图 ,根据其位置
关系 ,了解样品在植物化学组成上的整体差异 [5 ]。
2　研究结果
　　应用紫外光谱仪对 15个样品的测定得到紫外
光谱图 (图 1) (由于篇幅有限 ,此处仅列出了部分样
品的紫外光谱图 )。 在 200～ 300 nm范围内 ,每隔
0. 2 nm取吸光度 ,每一样品共有 500个吸光度值 ,
15个样品共获取 7 500个数据 ,对数据的除趋势对
应分析得到图 2。排序图上的位置越近的样品 ,表明
它们的紫外光谱也越相似 ,从排序图上分析 ,香茶菜
属植物的茎、叶紫外光谱存在明显差异 ;在叶类样品
的紫外光谱图中 ,来自不同产地的香茶菜样品 ,它们
的紫外光谱差异明显 ,其中三门产的样品与金华北
山、南山及丽水产的差异较大 ;显脉香茶菜和大萼香
茶菜之间 ,以及两者与香茶菜之间的差异还没有不
同产地香茶菜之间的差异明显。
图 1　香茶菜不同器官和产地样品的紫外光谱图
3　分析与讨论
　　由于测定的是样品乙醇浸出液 ,因此 ,图 1反映
的是 15个药材样品混合物的紫外光谱。光谱和排
序均反映出 3种香茶菜的茎和叶的紫外光谱有明
显差异。因此 ,香茶菜类药材在入药时应该注意区别
茎和叶的有效成分上的差异 ;不同地理源的香茶菜
药材 ,其茎、叶的成分也有较大差异。 陈玉俊等研究
发现 ,不同产地的香茶菜 ,其有效成分总二萜也明显
不同 [6 ] ,香茶菜是一个有丰富种下变异的分类群 ,它
们在叶形、植株被毛等形态性状上也有较大的差异 ,
紫外光谱的测定结果也证明了这一点。采自丽水、金
华南山的香茶菜 ,它们的叶均为披针形状 ,植株粗
大 ,而三门产的香茶菜叶呈卵形 ,植株也较小 ,排序
图反映出 ,丽水与金华南山产的香茶菜叶的紫外光
谱相对比较接近 ,与三门产的有较大差异。因此 ,制
药厂在收香茶菜药材时 ,应该注意其来源的鉴定 ;大
萼香茶菜、显脉香茶菜与香茶菜的差异并不比香茶
菜种内的差异来的更为明显 ,这说明大萼香茶菜和
显脉香茶菜有可能作为香茶菜的替代品 ,以扩充香
茶菜的药材来源。事实上 ,胃复春片中的香茶菜成分
·1029·中草药　 Chinese Traditiona l and He rbal Drug s　 2002年第 33卷第 11期
图 2　基于紫外光谱的 3种香茶菜
15个样品的 DCA二维排序图
也确实不严格地仅限于香茶菜 I . amethystoides
( Benth. ) C. Y. Wu et Husan这一种 ;对来自同一
地区的同批药材 ,如大萼香茶菜和显脉香茶菜 ,其紫
外光谱非常接近 ,表明它们的有效成分比较稳定。
传统上 ,香茶菜多数以茎 (或根状茎 ) 入药 ,本
次测定表明 ,叶的紫外波谱比茎要复杂得多 ,表明叶
的化学成分组成要比茎复杂 ,也是一种有价值的中
药材资源。
以上分析可看出 ,基于紫外光谱 ,应用除趋势对
应分析建立的排序图 ,能比较直观地从整体上比较
不同种类、同一种类不同器官植物化学组成的差异。
中药材的质量是中药走向世界的基础 ,由于近
缘种及种下变异的存在 ,常使植物中药材的有效成
分不稳定。因此 ,中药的鉴别历来受到重视。紫外光
谱是一种常用的中药鉴别图谱 ,由于当前的鉴别均
以紫外光谱的主观判别为主 ,因此 ,在样品的真伪以
及样品与真品的差异程度的判断上 ,还存在较大的
主观性。 由于药材的每一段波数上的吸光度均反映
了一定化学成分的存在与否和浓度 ,所以 ,以波数
0. 2 nm间隔来获得吸光度 ,将其作为指标 ,以若干
需要比较的样品为对象 ,构成原始数据矩阵 ,再应用
多元统计软件对样品的相似度进行计算 ,最后以直
观的二维排序图予以表达 ,比单纯地对波谱图进行
比较 ,会有更好的效果。
除趋势对应分析是数量生态学上的一种间接排
序方法 ,根据指标 ,能在二维投影图上展示分析对象
间的相似关系 [3 ]。 目前有国际上通用的软件
CANOCO和作图软件 CANODRAW [7 ] ,而且 Ul-
troscopic 4000紫外 /可见光分光光度计能够直接给
出波数 -吸光度数据 ,利用 CANOCO软件 ,能够比
较快速直观地对不同的紫外光谱图进行排序比较。
因此 ,提出的波谱比较方法在中药鉴定上有一定应
用价值。
参考文献:
[ 1]　陈林姣 ,李植华 ,赖小平 .世界香茶菜属植物地理分布及其药
用前景 [ J ]. 中药材 , 1996, 19( 4): 169-174.
[ 2]　程培元 ,郭跃伟 ,许美娟 .香茶菜属植物的研究概况及药用前
景展望 [ J ]. 中药通报 , 1987, 12( 12): 3-8.
[ 3 ]　 Li HW . Taxanomic review of Isodon ( Labiatae) [ J] . Journal
of the Arnold Arboretum , 1988, 69: 289-400.
[4 ]　聂　晶 ,田颂九 ,王国荣 . 中药指纹图谱的研究现状 [ J ]. 中草
药 , 2000, 31( 12): 881-884.
[ 5 ]　 Hill M O. Ecology and Sys tematics [M ] . Ithaca, New York:
Cornell Universi ty, 1979.
[ 6]　陈玉俊 ,许美娟 ,顾　淮 .不同产地香茶菜地下部分总二萜含
量测定 [ J ]. 时珍国医国药 , 2000, 11( 4): 294.
[ 7 ]　 Braak C J. Ag ricul tural Math ematics Grou p [M ]. Box 100,
1700 AC Wageningen, The Netherlands, 1988.
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