全 文 ：·综述·
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HNMR指纹法鉴定植物中药△
河南省科学院化学研究所 (郑州 450002)　　赵天增 　秦海林* *
中国医学科学院　
中国协和医科大学药物研究所　　　　　 　梁晓天
摘　要　阐述了 1 HNM R指纹法鉴定植物中药的理论要点、方法学研究及其应用。
关键词　 1 HNM R指纹图　植物中药鉴定　方法学研究
　　中药是中医防病治病的物质基础 ,其基源与品
质直接影响中医的临床疗效和中药的实验研究。因
此 ,中药的品种鉴别和品质评价一直是中药鉴定学
领域主要的研究方向。 中药防病治病的基础是中药
中所含活性成分 ,所以 ,中药的真伪必须包括其化学
成分 ,特别是活性成分的内容。以植物中药的化学成
分为指标 ,用植物化学的研究方法对其进行品种鉴
别和品质评价的研究与传统的形态学和组织学方法
相结合 ,不仅能揭示中药材的外在品质 ,更能反映其
内在的品质。1 HNM R指纹法鉴定植物类中药是一
种新的植物中药鉴定方法 [1～ 4 ]。我们在查阅大量国
内外文献 [5～ 10 ]、全面了解植物类药材鉴定的重要
性、方法和现状的基础上 ,提出并建立了 1 HNMR指
纹法鉴定植物中药的理论和方法。 目前 ,通过对 25
类不同科属 36种植物中药的 152个不同来源样品
及部分中药伪品的考察 ,实验结果充分证实了
1
HNM R指纹法理论的正确及方法的可行性和优
点 [1～ 4 ]。我们拟将 1 HNMR指纹法鉴定植物中药作
一系统介绍。
1　依据和理论要点
1
HNMR指纹法鉴定植物中药是根据对鉴定方
法的要求 ,对植物中药的两个假设和 1 HNMR图谱
的特点而建立起来的。对鉴定方法的要求是可靠、灵
敏、简便、价廉。假设每种植物中药都有其特征的化
学成分 (或化学成分组 ) ,这些特征的化学成分相对
之间的含量比例是基本固定的。 1 HNM R图谱有 4
个特点:单一性指氢谱的谱峰与样品中不同基团上
的氢是严格的一一对应关系 ;全面性指所测样品中
的每一个基团上的氢在图谱中都有其相关的谱峰 ;
定量性指图谱中信号的相对强弱反映样品各个基团
上氢的数目比例 ;易辨性指通过化合物结构的研究 ,
可归属图谱中的每一个信号。
以植物中药的化学成分为指征 ,用植物化学的
研究方法与传统的形态学和组织学方法相结合对其
进行品种鉴别和品质评价的研究 ,需解决两个关键
问题:一是植物中药代表性化学成分的选定 ;二是植
物中药代表性化学成分的表征方法。 1 HNMR指纹
法鉴定植物中药的理论要点正是为解决上述两个关
键问题而建立起来的。通过选择适当的提取分离程
序 ,获取植物中药代表性化学成分的总提取物是该
理论的核心 ,我们将这种总提取物称为植物中药特
征总提物 ( The General Characteristic Ex tracts of
Tradi tional Chinese Herbal Medicines, 简 称 为
GCEs of TCHM s)。 植物中药特征总提物的组成可
用多种检测手段予以表征 ,而其 1 HNM R图谱不仅
有高度的重现性和特征性 ,更主要是其同时具备上
述 4个特点 ,易于解析和进一步分析研究。因此 ,在
规范的提取分离程序下 ,植物中药特征总提物的
1 HNMR图谱与植物品种间存在严格的对应关系 ,
非常适用于植物中药的品种鉴别和化学分类研究。
我们将这种图谱称为植物中药 1 HNM R指纹图
( 1 HNMR Fingerprints o f TCHM s)。通过植物中药
1
HNMR指纹图谱分析 ,可以达到快速准确鉴别多
种植物中药的目的。 建立植物中药 1 HNM R指纹图
是该理论的一个重点。另外 ,通过对各不同来源的同
品种植物中药特征总提物的收率计算 ,可初步对其
作出品质评价 ,这是该理论的另一个重点。
2　方法学研究
·868· 中草药　 Chinese Traditiona l and He rbal Drug s　 2000年第 31卷第 11期
Address: Zh ao Tian zeng, Ins ti tu te of Ch emist ry, Henan Acad emy of Sciences , Zhengzhou.赵天增　 1966年毕业于北京大学化学系 ,研究员 ,天然产物化学博士研究生导师。从事天然产物化学和波谱解析工作 30多年 ,对野蔷薇、野花椒、苦皮藤、小叶丁香、银杏等天然植物的活性成分进行了系统研究。主持完成国家自然科学基金等项目 12项 ,其中 4项获省、部级以上奖励 ,获国家发明专利 1项 ,发表论文 50多篇 ,出版专著《核磁共振氢谱》、《核磁共振碳谱》 2部。
* * 现址:中国药科大学生药学研究室 ,南京 210038△国家自然科学基金资助项目 ( 29572040)
2. 1　植物中药样品的采集:为了取得达到统计学要
求的多产地代表性样品 ,目前 ,本项研究共收集到正
品植物中药 36种 ,其中 ,部分品种包括 2～ 8个不
同来源的样品 ,共 152个样品。同种不同采摘期的
植物中药的 1 HNMR指纹图的比较正在进行中。
2. 2　植物中药特征总提物的获取:依据鉴定方法要
简便、价廉的要求 ,通过反复探索 ,最后确定对各种
植物中药均采用统一的提取分离程序获取其特征总
提物 [1 ]。
2. 3　植物中药的 1 HNMR指纹图分析
2. 3. 1　重复性和特征性的研究:实验证实 ,同种植
物中药特征总提物 A和 B的 1 HNMR指纹图不仅
有很好的重复性 ,而且还有高度的特征性 ,可以用来
鉴别植物中药的品种。 以人参为例 ,其 A和 B的
1
HNM R指纹图数据 ,不仅可以看出明显的特征性 ,
而且可以看出不同来源样品很好的重复性 [1 ]。
2. 3. 2　同科属不同种植物中药的 1 HNM R指纹图:
同科属不同种植物中药的 1 HNMR指纹图有相似
性 ,同时也表现出由于各类似成分的不同或主要成
分间相对含量的不同所引起的图谱差异 ,可用于同
科属不同种植物中药的品种和化学分类鉴别。例如 ,
五加科人参属植物中 3种主要的药用植物人参、西
洋参、三七指纹图相互之间有相似性 ,说明了它们之
间的亲缘关系 ;同时表现出明显的差异 ,可以区分不
同品种 [1 ]。
2. 3. 3　同科不同属植物中药的 1 HNMR指纹图:某
些同科不同属植物中药的 1 HNM R指纹图同样表现
相互间的相似性 ,说明其亲缘关系 ;同时表现出明显
的差异 ,可进行属间和种间的区分。 例如 ,蓼科蓼属
植物虎杖和何首乌与蓼科大黄属植物掌叶大黄和唐
古特大黄特征总提物 A和 B的 1 HNMR指纹图 [2 ]。
2. 3. 4　植物中药 1 HNM R指纹图的解析:对植物中
药 1 HNM R指纹图的分析除了进行一般性的比较
外 ,要真正使其在植物中药的鉴定中发挥作用 ,必须
对其进行深入的解析。通过解析 ,可以了解同科属不
同种或同科不同属植物中药的代表性化学成分 ,说
明其亲缘关系 ;同时了解它们间化学成分的差别及
主要成分间含量的差异 ,说明 1 HNMR指纹图差异
的原因 ,使得对植物中药研究得更科学、更深入 ,为
中药走向世界提供科学依据。
2. 3. 5　不同磁场仪器对 1 HNMR指纹图的影响:不
同磁场仪器测定的同种植物中药 1 HNM R指纹图从
外形上看肯定不同 ,但其信号的化学位移值应该是
一致的 ,通过对 1 HNMR指纹图的深入解析 ,可以把
不同磁场仪器测定的植物中药1 HNM R指纹图统一
起来。例如 ,图 1-a和 -b分别为浙贝母特征总提物
B的 60和 400 M Hz 1 HNMR指纹图 ,它们主要显
示浙贝甲素 ( peimine) 和浙贝乙素 ( peiminine) 的
特征共振峰 (表 1) ,通过深入解析 ,二者达到高度的
统一。
a-60 M Hz　 b-400 M Hz
图 1　浙贝母的 GCE B 1HNMR指纹图
表 1　浙贝母的 1HNMR ( 60 MHz) 指纹数据
指纹
数据
来源 归属
浙江 江苏 安徽 河北 浙贝甲素 浙贝乙素
0. 63 + + + + CH3 -19
0. 72 + + + + CH3-19
0. 84 + + + +
0. 92 + + + + CH3-21 CH3 -21
1. 07* + + + + CH3-27
* CH3 -27
*
1. 22 + + + +
1. 46 + + + +
　　* 一个双峰的一半 , J= 7. 2 Hz
综上所述 ,我们认为建立 60 M Hz和超导两种
磁场条件下的 1 HNMR指纹图较合适 , 60 MHz仪器
图谱便于普及和推广 ,超导仪器的图谱便于深入解
析以及将不同磁场条件下的图谱统一起来。
3　植物中药 1HNMR指纹图的规范化
为了使植物中药 1 HNMR指纹图得以使用 ,便
于推广和普及 ,更加科学化 ,必须对其进行规范化。
我们认为 ,规范化需从下面几方面进行。
3. 1　仪器的磁场强度: 如前所述 ,应建立 60 MHz
和超导两种磁场条件下的 1 HNMR指纹图。
3. 2　 1 HNMR指纹图绘制要求:从不同来源样品特
·869·中草药　 Chinese Traditiona l and He rbal Drug s　 2000年第 31卷第 11期
征总提物 A和 B的 1 HNMR指纹图中选择一个分
辨率最好的、最具代表性的、最佳的图谱作为相对标
准 1 HNMR指纹图进行绘制。图谱坐标要清楚 ;具代
表意义的共振峰要标出 ;多个共振峰挤在一起分辨
不清楚时 ,图谱要拉宽。
3. 3　 1 HNMR数据表:在相对标准 1 HNM R指纹图
下面要有 1 HNMR数据表 ,列出所有具有代表意义
的共振峰数据 ,不同来源样品数据状况在表中也均
列出。 1 HNM R指纹图经过解析已认清的共振峰 ,在
表中要标出 ,如虎杖、何首乌和掌叶大黄、唐古特大
黄 ,黄连等特征总提物 A和 B的 1 HNMR指纹图数
据表 [2～ 4 ]。
3. 4　化合物结构式: 1 HNMR指纹图经过解析后 ,
主要化学成分结构式已弄清 ,从而使 1 HNMR指纹
图的共振峰得以一定程度的归属。为了便于辨认
1
HNMR指纹图 ,已鉴定的化学成分结构式及其名
称均要标明。
3. 5　参考文献: 解析 1 HNMR指纹图时引用的主要
参考文献均需列出 ,以便读者查找。
4　用植物中药特征总提物的收率评价其品质
植物中药特征总提物的收率可作为植物中药品
质评价的重要指标 ,目前 ,用此法我们对一些植物中
药的品质评价作了初步探讨 ,例如 ,表 2为人参、西
洋参、三七、掌叶大黄和唐古特大黄不同来源样品的
品质差异。
5　展望与建议
表 2　一些不同来源植物中药的 GCE B的收率 (% )
人参 西洋参 三七 掌叶大黄 唐古特大黄
来源 收率 来源 收率 来源 收率 来源 收率 来源 收率
辽宁 1. 93 北京 3. 83 云南 5. 81 郑州 0. 105 甘肃 0. 163
吉林 1 1. 14 加拿大 4. 22 广西 4. 30 四川 0. 084 四川 0. 207
吉林 2 1. 32 美国 3. 58 北京 5. 43 甘肃 0. 140 北京 0. 179
吉林 3 1. 87 河北 3. 43 陕西 0. 093
河北 0. 98 吉林 3. 09 北京 0. 134
北京 1. 65
　　 1 HNMR指纹图是从分子水平鉴定植物中药 ,
因此 ,它的可靠性是无可置疑的。由于指纹图为每种
植物中药的特征性化学成分 (或化学成分组 )的真实
反映 ,经过对指纹图的解析 ,这些特征性化学成分均
可弄清 ,且大部分特征性化学成分与有效成分一致 ,
所以 ,植物中药的 1 HNM R指纹图可作为植物中药
深入研究的重要参考资料。 中药的现代化是摆在我
们面前的迫切任务 , 1 HNM R指纹法鉴定植物中药
为中药现代化打开了科学之门。 1 HNMR指纹法鉴
定植物中药可靠、灵敏、简便、价廉 ,便于推广 ,
1
HNM R指纹图易于解析 ,是其它鉴定植物中药的
光谱方法所无可比拟的。可以预言 ,随着 1 HNM R指
纹法的深入研究 ,必将在中药现代化、中药走出国门
等方面发挥重要作用。我国中药材资源丰富 ,据统计
药用植物大约有 1万余种 ,常用植物中药约 800余
种 ,要对它们进行深入的 1 HNMR指纹研究是一项
庞大的系统工程。为此 ,我们建议 ,有关部门能够给
予支持 ,加以精心组织 ,使其得以实施。
参 考 文 献
1　秦海林 ,赵天增 . 药学学报 , 1999, 34( 1): 58
2　秦海林 ,赵天增 ,袁卫梅 ,等 . 药学学报 , 1999, 34( 11): 828
3　秦海林 ,尚玉俊 ,赵　伟 ,等 . 中草药 , 2000, 31( 1): 48
4　秦海林 ,赵天增 ,张静修 ,等 . 中国野生植物 , 1999, 18( 5): 49
5　任仁安 ,陈瑞华 . 中药鉴定学 . 上海: 上海科学技术出版社 ,
1986: 4
6　 Sh aw P C, But P P H. Planta Med, 1995, 61: 466
7　 Patama T T, Wid en C J. Ph ytochemist ry, 1991, 30( 10): 3305
8　饶伟文 .中成药 , 1996, 18( 2): 38
9　秦路平 ,郑水庆 ,张卫东 ,等 . 中国中药杂志 , 1997, 22( 3): 137
10　王秀坤 ,李家实 ,阎玉凝 ,等 . 中医药信息 , 1996, ( 5): 26
( 2000-04-03收稿 )
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