全 文 ：文章编号:1004-5929(2007)02-0163-05
两种卷柏科药用蕨类植物的红外光谱分析研究
李清玉1 , 司民真2 , 邓莉兰1 , 董　勤3 , 李永铸1
(1.云南省西南林学院基础部 ,昆明　650224;2.楚雄师院物电系　云南省楚雄市　675000;
云南大学测试中心 ,昆明　650091)
摘　要:本文首次利用傅里叶红外光谱对翠云草全草和兖州卷柏叶 、茎及根的红外光谱图进行了对比研
究。结果表明:由于它们所含的化学成分不同和相对含量的差异 , 其红外光谱的吸收峰的位置和强度均有
不同 ,它们具有各自的特征谱 , 为药用蕨类植物鉴定提供了科学依据。
关键词:傅里叶变换红外光谱法;翠云草;兖州卷柏;特征峰
中图法分类号:O657.33　　　文献标识码:A
Analysis Study of Two Species of Selaginellaceae
Medicine Ferns by FT-IR
LI Qing-yu1 , SI Min-zheng 2 , DENG Li-lan1 , DONG Qin3 , LI Yong-zhu1
(1.Foundemental department of Southwest Forest Col lege , Kunm ing , 650224;
2.Department of Physics of Cuxiong Normal University , chuxiong , 675000;
3.Scienti f ic E xperiment Center of Y unnan Universi ty ,K unm ing 650091)
Abstract:The differences in IR spectra of the w hole Hooked spikemoss grass and samples f rom
leaf , stem and root of Selaginella involvens w ere studied and discussed in this paper.The re-
sults indicated that the position and intensity of the abso rbance peak of FTIR varied because
there were differences between the chemical component and the content of the different parts of
the plant.Which was meaningful fo r identifying the medicine herb of fern by its ow n charac-
teristic spect rum.
Key words:FT-IR ,Hooked spikemoss ,Selaginella involvens ,Characteristic spect rum
　　蕨类植物(Pteridphy ta)又名羊齿植物 ,是
一群在种质和代谢产物方面均具有多样性的孢
子植物 。我国产蕨类植物有 2600 余种 ,药用的
有300余种[ 1] 。近年来国内外化学家 、药物学家
对蕨类植物进行分析研究 ,发现其复杂的天然活
性成分具有抗微生物和抗肿瘤活性等[ 1-2] ,药
用蕨类植物的用途正随着其它边缘学科迅速发
展而日益广泛和扩大 。
翠云草[ Selaginella uncinata(Desv.)Spring]和
兖州卷柏(Selaginella involvens Spring)均为卷柏科
卷柏属蕨类植物 ,都具有止血 ,止咳 、化痰 ,定喘 ,
利水 ,消肿之功效 ,可应用于急性黄疸型传染性肝
炎 ,烧烫伤 ,外伤出血等方面的治疗[ 3-4] 。那末这
两种植物的傅里叶变换红外光谱是否具有相似
性 ?如果有能否区分?本文采取了无损鉴别方
法 ,应用傅里叶变换红外光谱仪测定了它们的红
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作者简介:李清玉(1963-6),女 ,副教授 ,从事大学物理教学和光谱研究工作。
通讯联系人:李清玉 E-mail:liqingyu66@yahoo.com.cn
收稿日期:2007-01-04
基金项目:西南林学院院基金资助面目 ,项目编号:200508M , 项目名称:云南常见及特有药用蕨类植物的光谱研究
第 19 卷　第 2 期
2007 年 6 月 光　散　射　学　报THE JOU RNAL OF LIGHT SCAT TERING Vol.19　No.2June.2007
DOI :10.13883/j.issn1004-5929.2007.02.012
外光谱 ,通过对它们红外光谱的峰位 、相对峰强的
对比分析 ,得出鉴别它们的方法 ,并进一步推出它
们可能含有的化学成分。
1　实验材料 、仪器与方法
1.1　材料
两样品由西南林学院标本室邓莉兰教授提
供并负责鉴定。由云南大学实验中心测定。
1.2　实验仪器
美国 BIO —RAD公司的 FTIR仪(FTS—40
型),光谱范围为 4000cm-1 -400cm-1 ,光谱分
辨率 8cm-1 ,扫描信累加 16次 。
1.3　实验方法
样品自然干燥后叶 、茎和根分别粉碎 , 取
3mg 样品粉末与 200 溴化钾混合研磨均匀 、压
片 ,经 FTIR光谱仪进行测定。
2　结果与分析
由于翠云草侧枝有多回分叉 ,基部有不定
根 ,很稀 ,故取全草分析 。而兖州卷柏具有明显
的叶 、茎和根 ,故分别作了叶 、茎 、根的分析。
2.1　翠云草全草的红外光谱分析
图(1)是翠云草全草的红外光谱图 , 在
3389.5cm-1 、1036.9cm-1处的吸收峰为三萜类 、
多糖类和甾醇类化合物的羟基吸收峰。在
2925.2cm-1 、2855.2cm-1 、1383.4cm-1处的吸
收峰为 CH2-和 CH3 -的吸收峰 , 1036.9cm-1
处为糖类的 C-O吸收峰 , 1737.5cm-1处为脂肪
类化合物的吸收 , 在 1650 cm-1 、1510cm-1 、
1242cm-1处为氨基酸多肽类的特征吸收峰。由
于 1036.9cm-1处的吸收峰为第一强峰 ,可推断
出翠云草全草属多糖类化合物[ 5-6] 。
Fig.1　Infrared spectra of the whole Selaginella uncinata(Desv.)Spring grass
2.2　兖州卷柏叶 、茎和根的红外光谱对比分析
图 2是兖州卷柏叶 、茎和根的 FT -IR的光
谱图 ,它们的峰形相似 ,三样品均在 2924 、2855 、
1737 、1650 、1373 、1244 、535 、475cm-1附近有吸
收峰 ,说明三种样品中含有相似的化学组分。兖
州卷柏叶和茎的特征峰峰位变化不大 ,最明显的
差别在于兖州卷柏叶在 1514cm-1处酰胺 Ⅱ带的
吸收峰 ,茎却在 1509cm-1处 ,两者相差 7cm-1 ,
根据该峰可以将两者区分 。但兖州卷柏叶 、茎和
根的峰位变化明显 ,体现在:兖州卷柏叶和茎在
1050cm-1附近出现的吸收峰 ,在根中却出现在
1035cm-1 ,且根为谱图中的第一强峰 ,两者相差
约 15cm-1;兖州卷柏叶和茎在 667cm-1处出现
的吸收峰 , 根却在 693cm -1出现 , 两者相差
26cm-1;兖州卷柏茎在 1152 、1103cm-1处出现
的吸收峰 ,根在 1103cm-1处没有出现;兖州卷柏
叶和茎在 3399 、1460cm-1附近出现的吸收峰与
根在 3417cm-1 、1454cm-1的峰相差约 8cm-1 、
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-1等 ,这说明叶和茎的化学成分变化不大 ,
但根的变化很大 ,尽管它们是同一植物 ,由于部
位不同 ,在化学成分上还是有不同之处 。由于三
谱图在相同峰位上的峰的强度不同 ,说明它们含
有相同化学成分的含量不同 ,为便于更加详细分
析 ,选择 1800-400cm-1指纹吸收峰进行比较 ,
将叶 、茎和根中每个图谱中的最强峰的强度定为
1 ,来标定其它吸收峰的相对吸收强度 ,所得数据
列于表 1中 。
Fig.2　IR spectra of samples from leaf , stem and root of Selaginella involvens
a.Leaf　　b.Stem　　c.Root
Table 1　Comparison of the position and intensity of infrared spectra in leaf , stem , root of Selaginella involvens Spring
叶
峰位(cm-1) 1048.2 1650.2 1244.7 1460.5 1737.2 1514.6 537.8 478.6
峰强(吸光度 A) 0.6482 0.5749 0.4828 0.4531 0.4409 0.4385 0.3658 0.3402
相对峰强比 A
A0
1 0.887 0.745 0.699 0.68 0.676 0.564 0.524
茎
峰位(cm-1) 1050.6 1650.9 1243.6 1460.3 1737.9 1509.9 536.5 475.4
峰强(吸光度 A) 0.7670 0.5357 0.4796 0.4268 0.3740 0.3694 0.3941 0.3659
相对峰强比 A
A0
1 0.698 0.625 0.556 0.488 0.482 0.514 0.477
根
峰位(cm-1) 1035.0 1650.0 1241.8 1454.2 1735.4 1510.2 535.5 476.1
峰强(吸光度 A) 0.7338 0.4971 0.3997 0.3662 0.3062 0.3496 0.4200 0.4402
相对峰强比 A
A0
1 0.677 0.545 0.499 0.417 0.476 0.572 0.6
　　根据图 2和表 1进行如下分析:
(1)三者均在 1737.0cm-1附近有峰形尖锐
酯羰基吸收峰 ,根据位于 1241.0cm -1附近出现
的强度中等 ,峰形稍宽的吸收峰 ,说明它们内部
含有少量的酯羰基 , 结合三者均在 2924 、
2855cm
-1附近的吸收峰 ,说明它们内部含有少
量的脂肪类化合物[ 5-7] 。由峰强比推知叶的含
量高 ,茎比根稍多。
(2)三者均在 1650.0cm-1 , 1510.0cm-1 、
1460.0cm-1附近有吸收峰 ,对应着苯环的骨架
伸缩振动 ,说明分子中存在苯环成分。三者在
1050.0cm-1附近有强度较强 、峰形尖锐而底宽
的吸收峰 , 是 C-O 键伸缩振动导致的吸收峰 ,
并且 1050.0cm-1附近吸收峰强度高于 1650.
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0cm
-1附近峰的强度 , 说明其内含有一定量的甙
类物质[ 5-8] 。由峰强比推知叶的含量多 , 茎比
根稍多。
由(1)、(2)两项分析表明 ,三样品的分子结
构中具有脂键 、苷键和苯环 ,说明三样品中均含
有少量的鞣质 ,叶的含量最多 。
(3)三者均在 1650 、1510.0cm-1附近有强度
中等的吸收为峰酰胺 I带和酰胺Ⅱ带 ,附于相应
的 3399cm-1附近的强而宽的 N —H 与 O —H 振
动峰 ,说明它们含有一定量的氨基酸[ 5-8] 。从
表中推知叶含氨基酸多 ,茎和根几乎相等。
(4)三者均在 1150 ～ 476cm-1附近有一系列
吸收峰 , 为 C -O 伸缩振动引起 , 最强峰为
1050.0cm-1附近 ,说明它们内部含有较多淀粉
等糖类物质[ 5] 。由峰强比推知根比叶含淀粉稍
多 ,茎最少 。
以上说明兖州卷柏叶 、茎及根的化学成分均
有氨基酸 、少量的鞣质和淀粉等 ,只是相对含量
有差异 。相比而言 ,叶含上述化学成分最多 ,只
是淀粉含量稍弱于根 。
2.3　翠云草与兖州卷柏叶的红外光谱对比分析
由2.1 分析可知兖州卷柏叶子部分的化学
组分含量相对较多 ,故选取叶子与翠云草作对
比 。图 3是翠云草和兖州卷柏叶的 FT -IR的
光谱图 ,从图中可见两谱图在峰形上相似 ,由于
它们属于同科植物 ,其主要化学成分大体相同 ,
表现在 2925 、2855 、1737 、1460 、1242 、1149cm-1
附近有吸收峰 ,不同之处在于峰位改变明显 ,翠
云草全草在 1036cm-1的吸收峰与兖州卷柏叶在
1048cm
-1处的峰相差 12cm-1 ,且翠云草全草在
1036cm-1的吸收峰为第一强峰;翠云草全草在
3389cm-1 、1383cm-1处的吸收峰与兖州卷柏叶
在 3399cm-1 、1373cm-1处的峰相差约 10cm-1;
翠云草全草在 1655cm-1 、533cm-1 、474cm-1处
的吸收峰与兖州卷柏叶在 1650cm-1 、537cm-1 、
476cm-1处的峰相差约 4cm-1;翠云草全草在
1655cm
-1处有两个肩峰出现等等。由于二谱图
在相同峰位上的强度不同 ,说明它们含有相同化
学成分的含量不同 ,为便于更加详细分析 ,将它
们的最强峰的吸收强度定为 1 ,来标定其它吸收
峰的相对吸收强度 ,所得数据列于表 2中 。
结合图 3 、表 2可以推出 , 兖州卷柏叶的氨
基酸 、鞣质等含量均比翠云草全草高 ,但翠云草
全草含淀粉等糖类物质比兖州卷柏叶的含量高。
Fig.3　Infrared spectra
a.The whole of Selaginella uncinata(Desv.)Spring
b.The leaf of Selaginella involvens Spring
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　　第 2 期 李清玉:两种卷柏科药用蕨类植物的红外光谱分析研究 2007 年
　 Table 2　Comparison of the position and intensity of infrared spectra between the whole Hooked spikemoss grass and
samples from leaf of Selaginella involvens
翠云草
全草
峰位(cm-1) 1036.9 1655.9 1242.5 1383.4 1460.4 1510.3 1737.5 474.8
峰强(吸光度A) 0.8020 0.6444 0.5451 0.5441 0.5049 0.4878 0.4707 0.4679
相对峰强比 A
A 0
1 0.803 0.680 0.678 0.630 0.608 0.583 0.581
兖州卷
柏叶
峰位(cm-1) 1048.2 1650.2 1244.7 1373.9 1460.5 1514.6 1737.2 478.6
峰强(吸光度A) 0.6482 0.5749 0.4828 0.4645 0.4531 0.4385 0.4409 0.3402
相对峰强比 A
A 0
1 0.887 0.745 0.717 0.699 0.676 0.680 0.523
3　结论
本文对翠云草全草 、兖州卷柏叶 、茎及根的
红外光谱图进行了对比分析 ,其红外光谱的吸收
的位置和强度均有不同 ,它们具有各自的特征
谱 ,根据在 1036cm-1附近出现的第一强峰 ,
1655cm
-1附近出现的两个肩峰 ,足以将翠云草
全草与兖州卷柏叶区分。由二者在相同峰位上
出现的吸收峰表明它们具有相同的主要化学成
分 ,通过分析推断出它们均含有氨基酸 、大量的
淀粉 、少量的甙类等物质 。其中兖州卷柏叶的氨
基酸 、鞣质等含量均比翠云草全草高 ,但翠云草
全草含淀粉等糖类物质比兖州卷柏叶的含量高。
通过对两种样品图谱分析和对比 ,我们可以清楚
的看出它们之间的异同及产生相同峰位上的吸
收峰的物质在其样品中的含量差别 。能比较准
确的反映各自的物质特征 。通过本文分析 ,我们
对药用蕨类植物的开发利用提供了科学的依据。
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