全 文 ：图 3　地瓜藤叶横切面详图(10×40)
1.上表皮;2.厚角组织;3.栅栏组织;4.钟乳体;5.气孔;6.
小腺毛;7.韧皮部;8.木质部;9.纤维束;10.乳汁管;11.草
酸钙簇晶;12.下表皮;13.非腺毛
图 4　地瓜藤叶表面详图(10×40)
A.上表面;B.下表面;1.上表皮细胞;2.小腺毛;3.气孔;
4.钟乳体;5.下表皮细胞
部多为 2 ～ 4个细胞 ,直径 10.1 ～ 21.5 μm ,腺柄为
单细胞。 ⑤非腺毛多样 ,多为单细胞 ,细胞壁平滑或
有壁疣 。⑥油细胞类圆形 ,内含分泌物 。⑦导管多
为梯纹或螺纹导管 ,亦有具缘纹孔导管 (见图 5)。
图 5　地瓜藤粉末图
1.钟乳体;2.乳汁管;3.晶鞘纤维;4.草酸钙晶体;5.小腺毛;
6.非腺毛;7.油细胞;8.导管
3　小结
通过上述研究表明 ,地瓜藤的主要显微鉴别特
征是:其植物体中乳汁管到处可见 。根部纤维众多;
茎中有晶鞘纤维;钟乳体存在于叶中;粉末可见钟乳
体 、晶鞘纤维 、草酸钙结晶及腺毛等。以上显微特征
对地瓜藤有鉴别意义。
[参考文献 ]
[ 1] 　国家中医药管理局中华本草编委会. 中华本草 [M ] . 第 2卷.
上海:上海科学技术出版社 , 1999:506.
[责任编辑　张宁宁 ]
[收稿日期 ] 　2006-04-27
[基金项目 ] 　国家自然科学基金项目(39770045)
[通讯作者 ] 　*孙国明 , Tel:(0571)87065701转药剂科
近红外光谱技术在独活属药用植物分类中的应用
孙国明1* , 刘国林 2
(1.杭州市第一人民医院 ,浙江 杭州 310006;
2.中国药科大学 ,江苏 南京 210009)
　　独活属植物为二年或多年生草本 ,约 60种 ,多
数分布于欧洲和亚洲 。我国有 23种及 3变种 ,主要
分布西南地区[ 1] 。该属中有许多常用中药 ,如独
活 、糙独活 、印度独活 、狭翅独活等有祛风止痛的功
效 ,椴叶独活有通经活血的功效 ,而二管独活在西藏
民间用于妇科等 [ 2] 。因此 ,研究该属植物的分类 ,
不仅能作为经典分类方法的补充和改进 ,而且对有
效利用该类群药用植物资源有重要意义 。
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近些年来 ,随着计算机技术及化学计量学方法
的发展 ,近红外光谱分析技术也得到快速发展 ,在国
内外已被广泛应用于食品 、农业 、医药等行业。本研
究以中国 18种独活属药用植物样本为对象 ,尝试将
近红外光谱分析技术应用于独活属药用植物的分
类 ,取得了较为满意的结果。聚类分析是研究 “物
以类聚 ”的一类统计学方法 [ 3] ,目前使用最多的是
系统聚类法 ,根据选取的聚类统计量及聚类算法的
不同 ,系统聚类法又可以分为许多种。为了使分类
合理 ,必须选取合适的聚类统计量。本研究采用样
本向量的夹角正切值作为聚类统计量 [ 4] 。聚类分
析方法也常用于中药样本的近红外光谱鉴别中 [ 5] 。
2样本的近红外光谱越接近 ,则它们的夹角正切值
越接近于 0,在近红外光谱中 ,由于样本向量的夹角
正切值的数值很小 ,一般在 10-4 ～ 10-6 ,为了计算方
便 ,实际应用时取其对数值 。
1　材料与仪器
VECTOR22型傅立叶变换近红外光谱仪 (德国
BRUKER),分支光纤 (德国 BRUKER), HL - 1型恒
流泵 (上海沪西生化仪器厂 ), 40目标准试验筛 (浙
江省兰溪市金建峰化验仪器厂 ), 586兼容机。 18
种独活属药用植物样本由中国科学院江苏省植物研
究所提供 ,中国药科大学刘国林教授鉴定。
2　方法
以独活属的 18种药用植物本作为研究对象 ,涵
盖了我国主要的品种 ,具有较好的代表性 ,各样本的
名称和编号见表 1。
将各样品用研钵研成粉末并过 40目筛 ,装入载
样器 ,用不锈钢铲将其抹平 ,开启恒流泵 ,带动载样
器按一定转速旋转 ,用近红外光谱仪在 11 999.3 ～
3 999.8 cm -1对样品粉末进行扫描 ,扫描 18次 ,以
平均值作为各样品的近红外光谱数据。
表 1　各独活属植物样本种类及产地
编号 种名 产地
1 印度独活　Hera cleum barm anicum 云南怒江碧罗雪山
2 二管独活　H. bivittatum 云南怒江碧罗雪山
3 椴叶独活　H. tiliifo lium 江西庐山
4 渐尖叶独活　H. acum ina tum 四川茂汶
5 独活　H. hem sleyanum 四川汶川
6 兴安独活　H. dissectum 新疆特克斯-雅克渡
7 短毛独活　H. moellendorff ii var. moelldorf fii 四川会东
8 糙独活　H. scabridum 云南昆明
9 康定独活　H. sou liei 四川德格
10 贡山独活　H. kingdon i 云南永平
11 思茅独活　H. hen ryi 云南保山
12 永宁独活　H. yungningen se 四川小金孟碧沟
13 狭翅独活　H. stenopterum 云南
14 钝叶独活　H. obtusifo lium 四川乾宁
15 灰白独活　H. can esens 西藏羊八井
16 白亮独活　H. cand ican s 四川甘孜
17 裂叶独活　H. m il lefolium 青海玉树
18 锐尖叶独活　H. long ilobum 青海西宁
3　结果
3.1　实验条件的选择　实验表明 ,载样器的旋转速
度对测定有极显著的影响 ,测定过程既要选择好载
样器的转速 ,也要保证其转速的稳定性。为此本实
验选择转速为 27 r m in-1。装填厚度对测定也有
显著的影响 ,测定过程中要保持光纤探头与样品表
面距离的一致性 。在 27 r min- 1转速下 ,测定在 6
d内 (每天反复装填 6次 )的近红外光谱 ,结果表明
本法在不同时间下测得的结果是稳定的 。
以 1号样本(印度独活 )为例 ,其 6次测量的近
红外谱图的平均夹角正切值远小于独活属 18种药
用植物样本中 5种样本的光谱图的夹角正切值。这
说明 ,采用近红外光谱法测量独活样本 ,具有良好的
精密度(图 1)。
3.2　聚类分析结果　近红外光谱波长范围取为
8 261.8 ～ 3 999.8 cm -1 ,计算两两样本之间的夹角
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图 1　独活属植物近红外光谱
正切值 ,计算结果采用系统聚类法中的最短距离法
对这 18种样本进行聚类 ,结果见图 2。
图 2　独活属植物近红外光谱聚类图
4 　讨论
4.1　近红外波长范围的选择　有机物在近红外谱
区的吸收带主要是含氢基团的各级倍频与合频带 。
其中二级倍频的谱带强度弱 ,基线飘移严重 ,为消除
末端效应 ,在选择波长范围时未予考虑。
4.2　近红外光谱分类与经典植物学分类的比较　
据近红外光谱特征 , 1印度独活 、2二管独活 、3椴叶
独活 、4渐尖叶独活 、5独活 、6兴安独活 、7短毛独
活 、8糙独活 、9康定独活 、10贡山独活 、11思茅独
活 、12永宁独活 、13狭翅独活关系密切 ,聚为一类 。
从植物的形态观察 ,这 13种植物的花白色 、黄绿色
或粉红色;分生果背部油管上部狭窄 ,逐渐向下呈棒
状 ,长达果体的 2 /3 ,合生面的油管略宽 ,一般长达
果体的 1 /2。经典植物学分类中 ,这 13种植物都归
　　
于独活组 。
15灰白独活与 16白亮独活的近红外光谱特征
较为相似 ,聚为第 2类。从植物形态上看 ,这 2种植
物的分生果油管为棒状 ,宽度一致 ,长达果体长度
2 /3 ～ 3 /4,有时长达果体长度 1 /2 ～ 1 /3。经典植物
学分类中 ,这 2种植物的亲缘关系较为接近 ,都归于
长毛组。
17裂叶独活的近外光谱与独活属其他 17种植
物的相去甚远 ,自成一类。这种植物分生果的背棱
糟中油管狭窄 ,长达果体长度 3 /4至基部 ,合生成油
管长度不一 ,长达果体的 1 /5至基部 。经典植物学
将它归于多裂叶组 。
通过对 18种独活属药用植物样本近红外光谱
的聚类分析 ,将它们分成了三类 ,这与经典植物分类
中将这些样本归于 3组正相吻合一致。但其中也有
个别不一致的地方。如 , 14钝叶独活和 18锐尖叶
独活的近红外光谱与第一类相近 ,而在经典植物学
分类中 , 14钝叶独活归于长毛组 , 18锐尖叶独活归
于多裂叶组 ,它们与独活组的亲缘关系相差较远。
这其中原因有待进一步考察 。
由此可见 ,将近红外光谱分析作为一种辅助工
具用于解决药用植物分类问题是可行的和有效的。
然而 ,药用植物的分类学研究本身是一种很复杂的
工作 ,需要综合各方面的知识 ,要使近红外光谱真正
成为药用植物分类的有力工具 ,还需同时利用植物
形态学和化学分类信息 ,借助数学和计算机技术 ,以
多学科联用的手段来完成。
[参考文献 ]
[ 1] 　单人骅 ,佘孟兰 .中国植物志 [M ] .第 55卷 .第 3分册 .北
京:科学出版社 , 1992:181.
[ 2] 　佘孟兰 ,袁昌齐 ,王铁僧 .伞形科药材的研究 [ J] . 药学学报 ,
1996, 13(5):317.
[ 3] 　相秉仁 .计算药学 [M ] .北京:中国医药科技出版社 , 1990:
160.
[ 4] 　方开泰 , 潘恩沛 .聚类分析 [ M ] . 北京:中国科学出版社 ,
1982:37.
[ 5] 　刘荔荔 ,邢旺兴 .近红外漫反射光谱聚类分析用于中药红曲
的鉴别 [ J] .第二军医大学学报 , 2002, 23(11):1230.
[责任编辑　张宁宁 ]
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