全 文 ：·药材·
近红外漫反射光谱法在羊蹄类生药分类中的应用
刘荔荔 ,原　源 ,陈万生 ,张汉明 ,吴玉田
⒇
(上海第二军医大学药学院 ,上海　 200433)
摘　要: 目的　用近红外漫反射光谱法对部分羊蹄类生药进行鉴别 ,为生药鉴定提供一种新的方法和手段。方法　
采用聚类分析和判别分析方法进行定性鉴别。结果　可以有效地对部分羊蹄类生药进行鉴别 ,所得分类结果与传
统植物分类学结果基本一致。 结论　本方法可用于羊蹄类生药的快速准确鉴别。
关键词: 近红外漫反射光谱 ;聚类分析 ;判别分析 ;羊蹄
中图分类号: R282. 740. 3　　　文献标识码: B　　　文章编号: 0253 2670( 2001) 11 1024 03
Identification of Yangti ( crispate rhubarb) by near-infrared
diffuse reflectance spectroscopy
LIU Li-li, YU AN Yuan, CHEN Wan-sheng , ZHANG Han-ming , WU Yu-tian
　　 ( Co lleg e of Pha rmacy , Second Militar y M edical Univ ersity , Shanghai 200433, China)
Abstract: Object　 To establish a new method fo r the identification of Yang ti ( Chinese herb f rom
Rumex L. , Po lygonaceae) by near-inf ra red di ffuse ref lectance spect rometry. Methods　 Cluster analy sis
and discriminativ e ana lysis were adopted for their identification. Results　 The method can identify crude
Yangti to a certain deg ree wi th results coincident wi th that o f the tradi tional phy to toxnomy. Conclusion　
This method can be used for the rapid and accura te di fferentia tion of crude drug o f Rumex L. .
Key words: nea r-inf ra red dif fuse ref lectance spect roscopy; cluster analysis; discriminativ e analy sis;
Yangti (crispate rhubarb; Chinese herb f rom Rumex L. , Polyg onceae)
　　羊蹄为民间常用草药 ,来源于蓼科酸模属多种
植物的根。其中羊蹄 Rumex japonicus Hout t.、巴天
酸模 R. patientia L.、红丝酸模 R. chalepensis Mill.
(金不换 )、齿果酸模 R. dentatus L.都作为“羊蹄”
在各地使用 ,称为“羊蹄类生药”。有清热解毒、止血
凉血、通便利尿、消痈肿、杀虫之功效。临床主要用于
治疗各种出血症、炎症及真菌性皮肤病等 [1, 2 ]。 由于
该植物基源较多 ,使临床用药因品种混淆而致质量
和疗效不稳定。有必要建立一种快速、简便的药材鉴
别分类方法。
本实验采用近红外漫反射光谱 ( Nea r-inf rared
di ffuse ref lectance spectroscopy , NIRDRS)结合聚
类分析法和判别分析法对蓼科酸模属的 5种药用植
物及 3个产地的羊蹄进行鉴别研究 ,结果与形态分
析基本一致。
1　仪器和材料
V ECTOR22 /N型傅立叶变换近红外光谱仪
(德国 Bruker公司 )。
生药样品巴天酸模、羊蹄、红丝酸模、齿果酸模和
酸模 (每个种或产地的多个样品 ,来源于同一产地的
不同采集区域 )。各实验样本品种、产地编号见表 1。
表 1　生药样品
编号 样品名称 来　　源采集时间聚类图编号 散点图编号
1 巴天酸模 吉林长春 1999-08 1-1～ 1-4 1～ 4
2 酸模　　 上海佘山 1999-10 2-1～ 2-7 5～ 11
3 齿果酸模 上海佘山 1999-10 3-1～ 3-7 12～ 18
4 羊蹄　　 本院药圃 1999-09 4-1～ 4-5 19～ 23
5 羊蹄　　 江苏南京 1999-06 5-1～ 5-5 24～ 28
6 羊蹄　　 上海佘山 1999-10 6-1～ 6-4 29～ 32
7 红丝酸模 本院药圃 1999-09 7-1～ 7-5 33～ 37
2　实验条件与方法
测定方式: 积分球漫反射 ;扫描次数: 64次 ;扫
描范围: 3 700～ 12 000 cm- 1;分辨率: 4 cm- 1。
药材经 60℃烘干 12 h,机器粉碎 ,过 80目筛 ,
取约 2 g置测量杯中 ,以金箔为参比 ,按实验条件进
行扫描 ,每个样品重复 5次 ,求平均光谱。
·1024· 中草药　 Chinese Traditiona l and He rbal Drug s　 2001年第 32卷第 11期
⒇收稿日期: 2001-03-02基金项目:上海市科学技术发展基金项目 ( No: 98441906)作者简介:刘荔荔 ( 1959-) ,女 ,山东沂水人 ,副教授 ,博士。 1983年毕业于山东大学化学系分析化学专业 ,同年分配到第二军医大学药学院药物分析教研室从事分析化学、药物分析教学与科研工作。研究方向:复杂体系的分离分析工作。 Tel: ( 021) 25070350　 E-mai l: Li-
ul lk@ Online. s h. cn
3　结果
3. 1　不同种羊蹄药材的 N IRDRS:羊蹄与种内其
它 4种药材的 N IRDRS原谱、一、二阶导数光谱见
图 1。
a-原谱　 b-一阶导数光谱　 c-二阶导数光谱
1-酸模　 2-羊蹄　 3-红丝酸模　 4-巴天酸模　 5-齿果酸模
图 1　不同种羊蹄药材的 NIRDRS图
3. 2　不同种羊蹄药材的聚类分析:将采自南京、佘
山、本院药圃的多棵羊蹄与采自长春 (巴天酸模 )、佘
山 (酸模、齿果酸模 )、本院药圃 (红丝酸模 )的多棵属
内植物聚类 ,结果见图 2。
注:图中样品编号 1-1. 100即指表 1中 1-1,依次类推
图 2　样品的聚类分析图
3. 3　不同种羊蹄药材的判别分析:将酸模属内不同
产地多棵药材的 N IRDRS用因子分析法处理 ,提出
的带规律性的特征信息用特征向量投影法进行分类
鉴别 [3 ] ,二维平面上的非线性映射图见图 3。
4　讨论
近红外光谱 ( N IRS)其波长范围为 0. 75～ 2. 5
μm(波数范围为 13 330～ 4 000 cm- 1 )。该谱区主要
是含氢基团 ( C-H、 N-H、 O-H)的倍频与合频吸收。虽
然信息量比紫外 -可见光谱大 ,但吸收强度弱、谱带
宽、重叠严重、解析较难等 ,随着计算机和化学计量学
的发展 ,该谱区得以广泛应用。 NIRS吸收弱的特点
图 3　不同种羊蹄生药在二维平面上的非线性映射图
也给分析带来了方便 ,即样品不需稀释等预处理 ,可
直接进行分析 ;而漫反射技术可直接测定固体样品 ,
无需破坏样品及制样 ,操作简便、快速 ,是一种理想的
质量控制和质量保证的方法 [4 ]。 NIRS法用于中药的
鉴别与传统的中药感官鉴别相比 ,可以排除人为主观
因素的影响 ,使中药鉴定更为快捷、且具科学性。
蓼科酸模属的化学成分比较复杂 ,主要是一些
蒽醌类化合物 [5 ] ,这些化合物中都有能引起 N IR吸
收的 C-H、 O-H和 N-H键 ,由于种属的不同及自然
条件的影响 ,不同种和产地的样品中化学成分存在
差异 ,因而其 N IR光谱也不尽相同 ,这种差异性使
得将 N IRS技术应用于其分类成为可能。另一方面 ,
由于植物类中药具有许多相同组成 (淀粉、纤维素、
多糖等 ) ,这些相同成分的吸收峰往往掩盖了代表特
·1025·中草药　 Chinese Traditiona l and He rbal Drug s　 2001年第 32卷第 11期
征信息成分的吸收峰 ,使得其 NIRS图非常相似 ,从
图 1可以看出 ,各样品特征信息隐藏于光谱中 ,不能
简单以峰位、峰形鉴别法进行分类 ,必须经过数学处
理 ,提取到特征信息进行分类鉴别。
图 2树状聚类图表明 ,一个产地的多棵同种药
材均先自聚一类 ,说明 NIRDRS中带有地域性特
征 ,然后再与距离相近的异种生药聚类。 3个不同产
地的羊蹄最先与巴天酸模归为一类。 其中巴天酸模
较南京羊蹄更为接近另两个产地的羊蹄 ,除说明了
生长环境对植物的 N IRS有一定的影响外 ,也从光
谱分析的方面说明了巴天酸模与羊蹄化学成分相
似、亲缘关系相近 ,民间把二者混用不无道理。 齿果
酸模、红丝酸模、酸模与羊蹄的相似程度依次递减并
自成一类 ,说明了不同种间的差异还是很明显的。但
4种羊蹄类生药具有更大的相似性 ;非线性映射图
上的分布情况与聚类结果一致。
通过聚类与判别分析可以看出 ,聚类分析能够
通过距离的大小 ,准确地把同一产地的样品自聚一
类 ,再与同种生药聚类 ,最后与不同种生药相聚 ;而
判别分析更直观 ,可直接从映射图中看出各不同种
生药经过数学处理后 ,反映在特征向量上的差异。两
种方法所得结果与植物分类学上的分类一致。
综上所述 ,我们采用 N IRDRS技术在酸模属植
物分类中的应用进行了尝试 ,通过非入侵方式获得
植物内在成分信息 ,应用聚类分析法和判别分析法
进行分类 ,结果准确可信。表明本方法适用于酸模属
植物的分类 ,能快速准确地鉴别羊蹄类生药。也显示
了将 NIRS技术应用于植物类中药鉴别分析及产地
判别的良好前景。
参考文献:
[1 ]　朱有昌 . 东北药用植物 [ M ] . 哈尔滨: 黑龙江科学技术出版
社 , 1989.
[2 ]　谢宗万 .全国中草药汇编 [M ] . 第二版 . 北京:人民卫生出版
社 , 1996.
[3 ]　刘国林 ,蔡金娜 ,李　伟 ,等 . 近红外光谱技术在中药蛇床子分
类中的应用 [ J] .计算机与应用化学 , 2000, 17( 2): 109-110.
[4 ]　吴拥军 ,李　伟 ,相秉仁 ,等 . 光纤近红外漫反射光谱技术在前
胡族植物分类中的应用探讨 [ J] . 计算机与应用化学 , 2000, 17
( 2): 111-112.
[ 5]　何丽一 ,陈碧珠 ,肖培根 .酸模属中草药的调查鉴定与成分分
析 [ J ]. 药学学报 , 1981, 16( 4) : 289-293.
基因测序技术在中药质量研究中的应用 (Ⅱ )
—— 山药基原的 DNA测序鉴别　　　　　
刘玉萍 1 ,何报作 2 ,曹　晖1
⒇
( 1. 中国中医研究院中药研究所 ,北京　 100700;　 2. 广西中医学院药学系 ,广西 南宁　 530001)
摘　要: 目的　分析正品山药 Dioscorea polystachya Turcz. 与地方习用品广山药 D . persimilis Prain et Burkill、土
山药 D . japaonica Th unb.和方山药 D . alata L. 的核基因组 18S rRN A基因序列 ,为山药基原鉴别及品质评价提
供分子依据。方法　采用 PCR直接测序技术测定山药及其地方习用品的 18S rRN A基因核苷酸序列并作序列同源
性分析。结果　山药、广山药和土山药的 18S rRN A序列长度均为 1 810 bp,而方山药为 1 807 bp。根据排序比较 ,
广山药与正品山药的 18S r RN A序列完全相同 ,而与土山药和方山药的序列同源性分别为 99. 89%和 97. 51%。结
论　 DN A测序技术可成为山药基原鉴定准确而有效的分子方法。
关键词: 山药 ; 18S rRNA基因 ; DN A测序 ;基原鉴别
中图分类号: R282. 71　　　文献标识码: B　　　文章编号: 0253 2670( 2001) 11 1026 05
Application of gene technology in quality control of Chinese materia medicaⅡ .
Identification of Chinese Rhizoma D ioscoreae by DNA sequencing
L IU Yu-ping1 , HE Bao-zuo2 , CAO Hui1
　　 ( 1. Institute o f Chinese Mate ria Medica, Chinese Academy of TCM , Beijing 100700, China; 2. Depar tment o f Pharma-
cy, Guangxi Co llege o f TCM , Nanning Guangx i 530001, China )
Abstract: Object　 To distinguish the genuine Dioscorea polystachya Turcz. f rom o ther species of
Dioscorea L. such as D. persimil is Prain et Burkill, D. japonica Thunb. , and D. alata L. , conventionally
·1026· 中草药　 Chinese Traditiona l and He rbal Drug s　 2001年第 32卷第 11期
⒇收稿日期: 2001-04-09作者简介:刘玉萍 ( 1963-) ,女 ,山西长治人 ,副研究员 ,药学博士。1983年毕业于北京中医药大学中药系 , 1987～ 1995年先后在日本国立富山医科药科大学获得药学硕士、药学博士及博士后 , 1995年回国在中国中医研究院中药研究所生药室工作 ,从事中药质量分析研究及分子鉴定研究开发。 Tel: 010-64014411转 2952　　 Fax: 010-64013996