全 文 ：4 卷三十八载水杨梅
水杨梅(木类卷之三十八)书曰:“水杨梅生宁都，高丈余，叶
如小桑，赭纹有齿。冬时附茎结实，紫黑均圆，大如绿豆。土人
云，果叶可退热，根可治遗精。一名水麻。”［1］此处提及水杨梅与
前面文献记载品种有较大差异，其高丈余，应为乔木类，根据其别
称为水麻，查阅现代文献有关称为“水麻”植物记载比较多，如荨
麻科植物水苎麻 Boehmeria macrophylla Hornem．［B． platyphylla D．
Don］(《中华本草》《中药大辞典》)，荨麻科植物大叶苎麻 Boeh-
meria penduliflora Wedd．［B． macrophylla D． Don］(《中华本草》)，
荨麻科植物水麻 Debregeasia orientalis C． J． Chen［D． edulis auct non
(Sieb． et Zucc)D． Don］(《中华本草》)等。根据文中植物叶如小
桑，有齿，冬时附茎结实等特征描述，结合附图，与《中华本草》中
水苎麻比较，其“半灌木，高达 4 米。叶片卵形或宽卵形，长 5 ～
13 厘米，宽 4 ～ 9 厘米，基部圆形，边缘密生牙齿。花期 8 ～ 10 月，
果期 10 ～ 12 月。”［7］等特征，基本上与《植物名实图考》卷三十八
中记载的水杨梅一致，与其它称为“水麻”的植物形态描述均有
差异，所以此植物应为荨麻科植物水苎麻 Boehmeria macrophylla
Hornem．［B． platyphylla D． Don］。
5 结语
经初步考证，《植物名实图考》所载 3 种水杨梅和 1 种水杨
柳均为不同品种，其功能用途也各不相同。卷十三载水杨梅为茜
草科植物水杨梅 Adina rubella(Sied． et Zucc．)Hance，具有解毒清
热、收湿止痒、散瘀止痛功效，主要用于感冒风热表证，痄腮，咽喉
肿痛，疮疖中毒;卷十四载水杨梅为蔷薇科植物柔毛路边青 Geum
japonicum Thunb． var chinense F． Bolle，具有补肾平肝、活血消肿功
效，主要用于头晕目眩，小儿惊风，阳痿，遗精，虚劳，风湿痹痛，跌
打损伤;卷三十七载水杨柳为杨柳科植物簸箕柳 Salix suchowentis
Cheng，无药用价值，主要用于编织及固沙;卷三十八载水杨梅为
荨麻科植物水苎麻 Boehmeria macrophylla Hornem．［B． platyphylla
D． Don］，具有祛风除湿、通络止痛功效，主要用于风湿痹痛，跌打
损伤。因此，我们对《植物名实图考》所载多种水杨梅和水杨柳
应加强鉴别，区别对待，不宜混淆使用。
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收稿日期:2014-01-11; 修订日期:2014-06-02
基金项目:广东省科技计划(No． 2010B030700067)
作者简介:张丹雁(1964-)，女(汉族)，辽宁开源人，广州中医药大学教授，硕士研究生导师，硕士学位，主要从事中药鉴别、质量标准及 GAP研究工作．
近红外光谱技术鉴别南板蓝根药材的真伪优劣
张丹雁1，曹 曼1，刘家水2，周瑞珍1，赵晓勤1
(1．广州中医药大学，广东 广州 510006; 2．安庆医药高等专科学校，安徽 安庆 246052)
摘要:目的 建立近红外光谱技术快速无损鉴别南板蓝根药材真伪优劣的方法。方法 应用近红外光谱技术结合模式识
别法分析药材，采用 OPUS /INDENT定性分析的沃德法进行聚类分析，并进行光谱间相似度计算，对南板蓝根的真伪优劣
进行快速无损鉴别。结果 在 8983． 2 ～ 5388． 4cm －1、4964． 1 ～ 4050cm －1区域，基于聚类分析的模式识别法可以鉴别南板
蓝根真伪优劣，与相似度计算结果一致。结论 近红外光谱聚类分析和相似度计算方法具有简单、快速、可操控性等特
性，可用于南板蓝根真伪优劣的鉴别。
关键词:南板蓝根; 近红外光谱技术; 聚类分析; 相似度; 无损鉴别
DOI标识:doi:10． 3969 / j． issn． 1008-0805． 2014． 12． 048
中图分类号:Ｒ282． 5 文献标识码:A 文章编号:1008-0805(2014)12-2933-03
Identification on Genuine Baphicacanthis Cusiae Ｒhizoma et Ｒadix and its adulterants by
Near － Infrared Spectroscopy
ZHANG Dan-yan1，CAO Man1，LIU Jia-shui2，ZHOU Ｒui-zhen1，ZHAO Xiao-qin1
(1． Guangzhou University of Chinese Medicine，Guangzhou Guangdong 510006，China;2． Anqing Medical and
Pharmaceutical College，Anqing Anhui 246052，China)
Abstract:Objective To establish a rapid and non － destructive method to differentiate Baphicacanthis Cusiae from its adulter-
ants．Methods To analyse the medicinal herbs by near infrared spectroscopy and pattern recognition methods． Using the WardS
Algorithm on OPUS /INDENT qualitative analysissoft ware for cluster analysis and computing the spectral comparability．
Ｒesults The pattern recognition method based on cluster analysis of Baphicacanthis Cusiae Ｒhizoma et Ｒadix could identify its a-
dulterants in 8983． 2 ～ 5388． 4cm －1，4964． 1 ～ 4050cm －1 region． Both results were consistent with the similarity calculation．
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LISHIZHEN MEDICINE AND MATEＲIA MEDICA ＲESEAＲCH 2014 VOL． 25 NO． 12 时珍国医国药 2014 年第 25 卷第 12 期
Conclusion The method is simple，fast，and maneuverable which can be used for the identification of Baphicacanthis cusiae and
its adulterants．
Key words:Baphicacanthis cusiae; Near infrared spectroscopy; Clustering analysis; Similarity; Non － destructive Iden-
tification
南板蓝根为爵床科多年生草本植物马蓝 Baphicacanthus cu-
sia(Nees)Bremek．的根茎及根，广泛分布于华南、西南及华东等
地，具有清热解毒、凉血消斑的功效［1］，为抗病毒常用中草药。
由于野生资源匮乏，栽培品供应不足，市场出现大量伪劣品，如同
科的球花马蓝、少花马蓝，十字花科的北板蓝根，马鞭草科的路边
青等，严重影响了南板蓝根的临床应用及其中成药的质量。以往
南板蓝根的鉴别主要集中在传统方法的真伪鉴别方面［2 ～ 5］。近
年有学者采用简单、快速、无损等特性的近红外光谱技术［6 ～ 10］鉴
别真伪优劣药材［11 ～ 13］。本文采用近红外光谱技术结合聚类分析
和相似度计算对南板蓝根的真伪优劣进行鉴别研究，为建立近红
外光谱技术快速无损鉴别南板蓝根药材真伪优劣的方法提供理
论依据。
1 材料与仪器
1． 1 药品 正品及其伪品球花马蓝、少花马蓝、路边青采自广东、
广西、福建、云南等地，北板蓝根采自安徽亳州，劣质南板蓝根为
受潮霉变品，以上样品经广州中医药大学中药鉴定教研室张丹雁
教授鉴定，分别为爵床科马蓝 Baphicacanthus cusia (Nees)Bre-
mek． ，球花马蓝 Strobilanthes pentstemonoides (Nees)T． Ander，少
花马蓝 S． oliganthus Miq．的根茎及根，马鞭草科路边青 Cleroden-
drum cyrtophyllum Turcz． 的根，十字花科菘蓝 Isatis indigotica
Fort．的根。
1． 2 仪器 Matrix － F 傅立叶变换近红外光谱仪(德国 BＲUKEＲ
公司)，手持光纤探头测样器，半导体制冷铟镓砷(InGaAs)检测
器，CX － 500 高速多功能粉碎机(上海市喜晟制药机械有限公
司)，实验标准筛，OPUS5． 0 光谱工作站(德国 BＲUKEＲ公司)。
2 方法与结果
2． 1 测样方法 取经低温干燥的真伪优劣南板蓝根样品，粉粹过
80 目标准筛，取约 3g样品粉末放入试管中，混合均匀，用光纤探
头压平，将光纤探头对准试管底部照射，扫描得到样品的近红外
光谱图，每个样品重复扫描 6 次，求出平均光谱图。OPUS采集参
数:扫描范围 12000 ～ 4000cm －1，样品背景和样品扫描时间均为
32s，分辨率 8cm －1，温度 18 ～ 25℃，扫描次数 64 次。
2． 2 真伪优劣南板蓝根的近红外漫反射光谱图 真伪优劣南板
蓝根药材虽然化学组分不完全相同，但其相似的组成掩盖了化学
组分的差异，因此近红外光谱图及其相似(图 1)，由图谱直接判
断有较大难度。本文采用 OPUS /INDENT定性分析的沃德法，选
取合适的光谱预处理方法和波谱范围进行聚类分析，并在对应谱
段内应用 OPUS /Quick compare 进行光谱间相似度计算，提取近
红外光谱中的特征信息，找出被众多错综复杂的共性所掩盖的特
性，并用于鉴别分析。
2． 3 光谱预处理方法和波段的选择 近红外分析中误差主要来
自高频随机噪音、基线漂移、信号本底、样品不均匀与光散射
等［14］。为消除各种光谱干扰因素，需对光谱进行预处理。本文
建模时考察各光谱预处理方法对实验结果的影响，选取最佳预处
理方法。
近红外主要吸收区域为含氢的各级倍频和合频区，4000 ～
5000 cm －1为合频区，5000 ～ 9000 cm －1为一级倍频区，9000 ～
12000 cm －1为二级倍频区，其中二级倍频区谱线漂移严重，强度
较弱，为末端效应［14］，系统误差也会使光谱曲线在末端产生较大
噪音［14］，故二级倍频区一般不作分析区域。在 5168cm －1吸收波
段处是 O － H伸缩振动一级倍频区，为水分吸收敏感区，有时亦
不作为分析范围。本实验在 4000 ～ 9000cm －1区域内考察不同波
长范围对模型的预测能力。
图 1 真伪优劣南板蓝根的漫反射近红外光谱图
2． 4 真伪优劣南板蓝根聚类分析及模型的建立 通过对预处理
方法和波长范围的考察，选用“矢量归一化”预处理方法，在
8983． 2 ～ 5388． 4cm －1、4964． 1 ～ 4050cm －1区域，基于聚类分析的
模式识别法可以有效鉴别真伪优劣南板蓝根，并在最佳条件下建
立聚类分析模型(图 2)。
F －福建;G －广西;N －云南;X －广东新会;H －广东河源;
C －广东从化;L －路边青;S －少花马蓝;B －北板蓝根;Q －球花马蓝;Z －劣质品
图 2 61 个南板蓝根真伪优劣样品聚类分析的树状图
由图 2 可知当 61 个样品类间距大于 7． 981 时，劣质南板蓝
根被聚为一类;当类间距在 3． 406 ～ 7． 981 时，南板蓝根正品与北
板蓝根、路边青、球花马蓝及少花马蓝被分为两大类。此分类归
属明确，与传统形态鉴定结果相符。
南板蓝根正品与伪品球花马蓝、少花马蓝来源于同科不同品
种植物，在成分上有差异;劣质南板蓝根由于受潮霉变，其成分有
所损失或改变;南板蓝根、北板蓝根及路边青来源于不同科植物，
化学成分差异较大，使得近红外光谱技术结合聚类分析可用于鉴
别南板蓝根的真伪优劣。
2． 5 聚类分析模型的验证 模型建立完善后，通过 OPUS 进入聚
类分析检验界面，导入多张已知光谱及已建立的模型进行多次验
证，正确率 ＞ 95%，故认为该模型建立较为成功，可用于真伪优劣
南板蓝根的鉴别。
2． 6 真伪优劣南板蓝根的相似度计算 近红外光谱谱峰众多，同
色谱指纹图谱类似，存在着计算样品间相似度的问题，通过相似
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度计算可揭示谱图间的微小差异，从而客观地对样品进行归类。
本文采用相关系数法计算真伪优劣南板蓝根近红外光谱间的相
似度。见表 1。
表 1 真伪优劣南板蓝根近红外光谱相似度
相似度 F1 G1 N1 X1 H1 C1 L1 S1 B1 Q1 Z1
F1 1
G1 0． 9240 1
N1 0． 9901 0． 8653 1
X1 0． 9245 0． 9977 0． 8671 1
H1 0． 8750 0． 9923 0． 8047 0． 9920 1
C1 0． 9660 0． 9909 0． 9236 0． 9893 0． 9686 1
L1 0． 6519 0． 8834 0． 5485 0． 8862 0． 9317 0． 8156 1
S1 0． 6915 0． 9114 0． 5908 0． 9107 0． 9524 0． 8492 0． 9963 1
B1 0． 3184 0． 6451 0． 1934 0． 6516 0． 7305 0． 5405 0． 9225 0． 8984 1
Q1 0． 6737 0． 9005 0． 5703 0． 9011 0． 9436 0． 8353 0． 9971 0． 9983 0． 9130 1
Z1 0． 8300 0． 5663 0． 8956 0． 5636 0． 4678 0． 6698 0． 1265 0． 1820 0． 0000 0． 1551 1
样品编号同图 2
表 1 相似度计算结果表明，南板蓝根正品之间总体上具有较
高的相似度，球花马蓝、少花马蓝、路边青之间也具有较高的相似
度，正伪品与劣质药材相似度较小，而部分正品与球花马蓝、少花
马蓝的相似度亦较高，可能是因为正品与球花马蓝、少花马蓝来
源于同一科，化学组分相似所引起。以上相似度计算结果与聚类
分析结果一致，此差异在原始图谱上难以直观区分，通过计算样
品光谱间的相似度大小，可明显观察样品间的区别与联系，从而
达到真伪优劣南板蓝根的定性鉴别目的。
3 讨论
近红外光谱是由含 C － H、O － H、N － H 等化学键的物质在
近红外光谱区基频吸收的倍频、合频和差频吸收带叠加而成的，
反映的是中药化学成分的综合信息［8］。聚类分析能够通过样品
光谱间距离的大小，快速准确地把真伪优劣样品区分开来，直观
地反映了样品间的相似程度，而相似度计算则给出了样品间相似
关系的数据，聚类分析结果与相似度计算结果一致，通过对南板
蓝根聚类分析和相似度计算，表明近红外光谱技术可用于鉴别中
药材真伪优劣。
近红外漫反射光谱技术可直接用于固体粉末样品的测定，无
化学污染，操作简单、快速，但对样品的采样条件、采样环境、样品
来源、粉末粒度、含水量等要求较高，用于聚类分析和相似度计算
的样品必须在相同的条件、环境下进行测试，药材粒度至少保证
在 60 目以上。此外，药材的采收、加工、运输及储藏等影响药材
中化学组分种类及含量的因素均会影响近红外光谱聚类分析结
果，故采样需注意样品的处理与代表性。影响近红外光谱的因素
较复杂，采用近红外光谱技术鉴别中药有一定局限性，该方法有
待进一步完善。
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