全 文 ：国药鉴别
收稿日期:2015-11-12; 修订日期:2016-03-22
基金项目:黑龙江省自然科学基金资助项目(No． H2015083)
作者简介:邹桂华(1981-) ，女(汉族) ，黑龙江牡丹江人，牡丹江医学院药
学院讲师，硕士学位，主要从事药物分析研究工作．
伞形科药材的非线性反应快速鉴别
邹桂华1，于凤波1，邹玉龙2，沈广志1
(1．牡丹江医学院药学院，黑龙江 牡丹江 157011; 2．牡丹江医学院红旗医院，黑龙江 牡丹江 157011)
摘要:目的 利用中药作为非线性反应的底物，建立伞形科药材的鉴别方法。方法 采用 H + － Mn2 + － CH3COCH3 －
BrO3
－为振荡体系，一定量的中草药粉末作为反应的底物。控制一定的温度，搅拌时间和搅拌速率。以 217 型饱和甘汞
电极作参比，213 型铂电极作指示电极，采用电化学工作站记录化学振荡体系中电位 E随时间 t的变化值，利用 Origin7． 5
软件绘制 E － t曲线，获得非线性电化学指纹图谱。结果 非线性电化学指纹图谱的重复性良好，经 MATLAB软件分析相
关系数大于 0． 9。4 种药材的 E － t曲线从整体上看具有明显的差别。聚类分析结果也将 20 个样品明显分为 4 类。结论
可以利用此方法鉴别伞形科药材，此方法简便、可行。
关键词:鉴别; 伞形科; 非线性; 指纹图谱
DOI标识:doi:10． 3969 / j． issn． 1008-0805． 2016． 07． 038
中图分类号:Ｒ282． 5 文献标识码:A 文章编号:1008-0805(2016)07-1651-02
我们所熟悉的化学反应是反应物浓度随时间变化而单调地
下降，生成物浓度随时间变化而单调地上升，反应中间物浓度较
低且生成速率等于消耗速率，这是绝大多数化学反应的现象，但
并不是唯一的。在某些化学反应体系中当体系的某些状态参数
处于一定范围内时，体系某个组分或若干组分浓度可发生周期性
变化，这一类化学反应称之为非线性化学振荡反应(Oscillating
chemical reaction)。利用 H + － Mn2 + － CH3COCH3 － BrO3
－ 振荡
体系、加入一定量的中草药为振荡反应的底物、217 型饱和甘汞
电极为参比电极、213 型铂电极为指示电极，采用电化学工作站
记录体系中电位的变化，发现电位的值不是呈直线变化而是呈曲
线。以时间 t为横坐标、电位 E为纵坐标可得 E － t曲线，每一种
中草药的 E － t曲线都具有指纹特征，因此，将其称为非线性电化
学指纹图谱。非线性电化学指纹图谱是一项较新的中药质量控
制技术，样品无需预处理、操作简单、无需大型仪器即可进行真伪
的鉴别。利用此方法检测中草药已见报道［1 ～ 7］。伞形科隶属于
伞形目，是一年或多年生的茎部中空的草本植物，伞形科中药种
类多、用途广，需求量大，具有多种生理活性物质和多方面医疗作
用及经济用途，在应用和研究方面都有着重要地位［8］。《中国药
典》收载了伞形科中药多种，本文在前期实验的基础上测定了伞
形科 4 种药材白芷、川穹、独活、柴胡的非线性电化学指纹图谱，
并进行了比较和聚类分析，实验结果表明 4 种药材的非线性电化
学指纹图谱具有指纹特征可作为鉴别的依据，聚类分析也将样品
明显的分为 4 类。本实验为今后利用此方法鉴别中药材提供了
丰富的实验数据。
1 仪器和材料
HK －2A型超级恒温水浴(宁波海曙天恒仪器厂)、5 － I型磁
力搅拌器(中外合资深圳天南海北有限公司)、217 型饱和甘汞电
极、213 型铂电极(上海精密科学仪器有限公司)、LK2005 电化学
工作站(天津市兰力科化学电子高科技有限公司)、带恒温夹套
的玻璃反应器(自制)。
H2SO4(1 mol·L
－1) ，KBrO3(0． 2 mol· L
－1)、CH3COCH3
(0． 6 mol·L －1) ，MnSO4(0． 02 mol·L
－1) (均为分析纯用二次蒸
馏水配制) ;白芷、川芎、独活、柴胡 (市售)。
2 方法
将草药烘干至恒重，粉碎，过 7 号筛得到粒径小于 0． 125 mm
的中草药粉末。取中草药粉末 1． 0000g 置于玻璃反应器中，分别
加入 10ml H2SO4，10mlCH3COCH3，10ml MnSO4，控制温度为
37℃，搅拌速度 500 r·min －1。以 217 饱和甘汞电极作参比电
极，213 型铂电极作指示电极。10 min 后加入 10ml KBrO3，加入
时开始计时，用电化学工作站记录电化学振荡体系中电位(E)随
时间(t)的变化，用 Origin7． 5 软件以时间(t)为横坐标，电位(E)
为纵坐标，得到 E － t曲线。即非线性电化学指纹图谱。
3 结果与讨论
3． 1 非线性电化学指纹图谱及其特征参数 非线性电化学指纹
图谱的 E － t曲线可分为 3 个部分:诱导曲线、振荡曲线、停振曲
线。其特征参数如图 1 所示。本文选取了 4 个典型的参数对图
谱进行考察。诱导时间(s) :从反应开始到振荡开始的时间。振
荡周期(s) :完成 1 次振荡循环所需要的时间(以前 10 个周期的
平均值为振荡周期)。振荡寿命(s) :从振荡开始到振荡结束的
时间。最高电位(V) :诱导曲线的电位最高值。见图 1。
图 1 非线性电化学指纹图谱及其特征参数
3． 2 重复性试验考察 按照实验方法对白芷的非线性电化学指
纹图谱连续测定 6 次(A、B、C、D、E、F) ，计算其特征参数诱导时
间(s)、振荡周期(s)、振荡寿命(s)、最高电位(V)的 ＲSD均不超
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LISHIZHEN MEDICINE AND MATEＲIA MEDICA ＲESEAＲCH 2016 VOL． 27 NO． 7 时珍国医国药 2016 年第 27 卷第 7 期
过 2． 5%，经 MATLAB软件分析 6 组实验数据的相关系数均在
0． 9以上，可以证明重复性良好，数据稳定可靠。见表 1，图 2。
表 1 白芷电化学指纹图谱重复测定 6 次的特征参数
编号
最高电位
/V
诱导时间
/ s
振荡周期
/ s
振荡寿命
/ s
1 1． 0779 2908 52． 7 2743
2 1． 0778 2912 52． 4 2727
3 1． 0768 2909 52． 6 2738
4 1． 0772 2909 52． 7 2740
5 1． 0774 2905 53． 0 2746
6 1． 0772 2914 52． 1 2737
平均值 1． 0774 2909． 5 52． 583 2738． 5
ＲSD /% 0． 037 0． 108 0． 582 0． 239
图 2 白芷重复测定 6 次的指纹图谱
3． 3 伞形科药材的鉴别
3． 3． 1 非线性电化学指纹图谱的测定比较 按照实验方法测定
了伞形科药材白芷、川芎、独活、柴胡的非线性电化学指纹图谱。
见图 3，特征参数见表 2。
1． 独活 2．川芎 3． 柴胡 4． 白芷
图 3 伞形科药材非线性电化学指纹图谱
从图 3 可以看出，4 种伞形科药材的非线性电化学指纹图谱
总体上有相似之处都是曲线先上升再下降然后再上升、再下降以
阻尼振荡的方式逐渐减弱，但其特征参数有明显的不同。最高电
位相差不多，诱导时间:白芷 ＞柴胡 ＞川芎 ＞独活，振荡周期:白
芷 ＞柴胡 ＞独活 ＞川芎，振荡寿命:柴胡 ＞白芷 ＞独活 ＞川芎。
特征参数不同曲线具有指纹特征。可以利用非线性反应得到的
指纹图谱对伞形科药材进行快速的鉴别。
表 2 伞形科药材非线性电化学指纹图谱特征参数
编号
最高电位
/V
诱导时间
/ s
振荡周期
/ s
振荡寿命
/ s
1．独活 1． 012 454． 7 17． 03 1032． 5
2．川穹 1． 064 543． 8 16． 14 921． 4
3．柴胡 1． 073 2046． 1 43． 34 3009． 8
4．白芷 1． 0774 2909． 5 52． 583 2738． 5
3． 3． 2 伞形科药材的聚类分析 将白芷、川芎、独活、柴胡共 20
个样品按实验方法测定其非线性电化学指纹图谱，并将其特征参
数以平均欧氏距离为度量准则，以组间连接法“linkage”命令为分
组原则，用 MATLAB7． 0 对数据进行聚类分析［4］，结果见图 4。从
图 4 中可以看出，20 个样品明显聚为 4 类。
图 4 样品的聚类分析图
3． 4 可能的反应机理 H +的作用是调节溶液的酸碱度，以利于
振荡反应的发生，H +浓度越大反应产生的 Br2 越多，抑制作用就
会增大，这时过多的 Br2 就由丙酮来消耗，从而产生 Br
－，Br －是
振荡反应的开关。可能的反应机理如下:
诱导期的反应机理:
振荡期的反应机理:
［Br －］较大时:
BrO －3 + Br
－ + OS + H +→OS － Br + H2O (Ⅰ)
［Br －］较小时:
BrO －3 + Mn
2 + + H +→HOBr + Mn3 + + H2O (Ⅱ)
HOBr + OS － Br + Mn3 + + H2O→Br
－ + OP + H + + Mn2 + (Ⅲ)
［Br －］＞［Br －］临界浓度时发生(Ⅰ)
［Br －］＜［Br －］临界浓度时发生(Ⅱ) (Ⅲ)
总的反应过程为:
BrO －3 +有机底物 + H
+→有机物 － Br + CO2 + H2O
4 结论
本文采用硫酸锰 －硫酸 －丙酮 －溴酸钾 －草药粉末在封闭
体系中发生的非线性化学反应，通过记录体系中电位的变化值得
到了 E － t曲线，将其称为中草药的非线性电化学指纹图谱。实
验测定了伞形科 4 种中药的非线性电化学指纹图谱，从图谱上看
整体上有相似之处，分为诱导期、振荡期和振停期。但它们各自
具有指纹特征，特征参数明显不同，可以利用此方法鉴别伞形科
的 4 种中药。并且聚类分析结果也明显的将样品分为 4 类。实
验表明:固定反应的条件不变，只改变加入的中草药的种类，得到
的非线性电化学指纹图谱具有指纹特征。该方法可以用来鉴别
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时珍国医国药 2016 年第 27 卷第 7 期 LISHIZHEN MEDICINE AND MATEＲIA MEDICA ＲESEAＲCH 2016 VOL． 27 NO． 7
中草药，并且该方法重复性良好，测定时样品无需预处理，只需将
中草药粉碎，操作方法简便，无需大型仪器及昂贵试剂，值得推广
使用。
参考文献:
［1］ 李守君，邹桂华，黄金宝，方洪壮，等． 应用电化学指纹图谱技术鉴
别几组易混中药材［J］．中药材，2009，32(11) :1680．
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中的应用［J］．分析化学，2010，38(9) :1353．
［3］ 邹桂华，李守君，沈广志．苍术电化学指纹图谱实验研究［J］． 中医
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［4］ 邹桂华，李守君，沈广志．半夏的电化学指纹图谱研究［J］． 中国实
验方剂学杂志，2011，17(17) :100．
［5］ 陈效忠，邹桂华，李守君，等．电化学指纹图谱鉴别几种贝母药材的
新方法［J］．中国实验方剂学杂志，2011，17(2) :73．
［6］ 戴红霞，陈 晖，李四海，王亚丽，等．不同生长期当归电化学指纹
图谱的研究［J］．时珍国医国药，2014，25(12) :2921．
［7］ 徐明亮，孙长海，王 瑜，等．基于主成分分析的决明子电化学振荡
指纹图谱的评价研究［J］．时珍国医国药，2011，22 (8) :1858．
［8］ 王 平，赵云叶，高 燕．伞形科植物多倍体育种研究进展［J］． 药
学研究，2015，34(8) :468．
收稿日期:2015-11-25; 修订日期:2016-04-26
基金项目:广东省科学技术厅项目(No． 2012A030100017)
作者简介:毕晓黎(1979-) ，女(汉族) ，山东威海人，广州中医药大学附属
广东第二中医院(广东省中医药工程技术研究院)主任中药师，硕士研究
生导师，博士学位，主要从事中药质量评价研究工作．
延胡索及其混伪品的红外光谱鉴别
毕晓黎1，2，3，许灿新3，李养学1，2，3，陈向东4
(1．广东省中医药工程技术研究院，广东 广州 510095;
2．广东省中医药研究开发重点实验室，广州 广州 510095;
3．广州中医药大学，广东 广州 510405; 4．广东一方制药有限公司，广东 佛山 528200)
摘要:目的 建立红外光谱技术快速鉴别延胡索混伪品的方法。方法 应用红外光谱技术结合相似度计算及应用沃德法
进行聚类分析，对延胡索混伪品进行微量快速鉴别。结果 在类间距大于 58． 0515 时，应用聚类分析的方法可有效鉴别延
胡索与各种混伪品，与相似度计算结果一致。结论 红外光谱技术结合聚类分析法和相似度计算方法，具有快速，微量，可
重复等优点，可实现延胡索及各混伪品的鉴别。
关键词:延胡索; 红外光谱; 鉴别; 聚类分析
DOI标识:doi:10． 3969 / j． issn． 1008-0805． 2016． 07． 039
中图分类号:Ｒ282． 5 文献标识码:A 文章编号:1008-0805(2016)07-1653-03
Identification on Corydlis Ｒhizoma and Its Counterfeits and Substitutes by Infrared Spec-
troscopy
BI Xiao-li1，2，3，XU Can-xin3，LI Yang-xue1，2，3，CHEN Xiang-dong4
(1． Guangdong Provincial Engineering Technology Ｒesearch Institute of Traditional Chinese Medicine，Guang-
zhou Guangdong，510095，China;2． Guangdong Provincial Key Laboratory of Ｒesearch and Development in Tra-
ditional Chinese Medicine，Guangzhou Guangdong，510095，China;3． Guangzhou University of Chinese Medi-
cine，Guangzhou Guangdong，510405，China;4． Guangdong Yifang Pharmaceutical Co． Ltd，Fushan 528200，
China)
Abstract:Objective To establish a rapid method to differentiate Corydlis Ｒhizoma from its counterfeits and substitutes． Meth-
ods To analyse Corydlis Ｒhizoma and its counterfeits and substitutes by infrared spectroscopy ． Using computing the spectral com-
parability and the Ward＇S Algorithm for cluster analysis． Ｒesults The method based on cluster analysis of Corydlis Ｒhizoma could
identify its counterfeits and substitutes while the class separation distance is greater than 58． 0515． The results were consistent with
the similarity calculation． Conclusion The method is fast and repeatable which can be used for the identification of Corydlis Ｒhi-
zoma and its counterfeits and substitutes．
Key words:Corydlis Ｒhizoma; Infrared spectroscopy; identification; Clustering analysis
延胡索为罂粟科植物延胡索 Corydalis yanhusuo W． T． Wang
的干燥块茎，为著名的“浙八味”之一，具有活血，行气，止痛的功
效，其主要有效成分为延胡索乙素。由于临床用量不断增加，国
内外市场需求量持续加大，导致伪劣混杂，不法商人以次充好，以
假冒真。目前市场上存在延胡索的混伪品可以分为两类，一类为
外形相似，但成分差别巨大，如余零子、水半夏等;一类为外形相
似，均来源于罂粟科紫堇属植物，且成分有一定类似的药材，如齿
瓣延胡索、东北延胡索、全叶延胡索、夏天无等。
传统的中药鉴别方法以经验法、显微法和理化鉴别为主，其
中经验法在很大程度上受主观因素的影响，而显微法和理化鉴别
法需对样品进行复杂处理、耗时耗力，且显现的是中药材中单一
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LISHIZHEN MEDICINE AND MATEＲIA MEDICA ＲESEAＲCH 2016 VOL． 27 NO． 7 时珍国医国药 2016 年第 27 卷第 7 期