全 文 ：收稿日期:2010-03-09;　修订日期:2010-09-03
基金项目:广东省科技计划项目(No.2008A030101009)
作者简介:黄锦茶(1985-),女(汉族),广东惠州人 ,现为广州中医药大学在
读硕士研究生 ,学士学位 ,主要从事中药资源开发与质量控制研究工作.
＊通讯作者简介:陈丰连(1973-), 女(汉族),江西奉新人 , 现任广州中医
药大学副教授 ,博士学位 ,主要从事中药资源开发与质量控制工作.
岗梅根红外指纹图谱共有峰率和
变异峰率双指标序列分析法
黄锦茶 ,陈丰连＊ ,徐鸿华 ,曾元儿 ,曹　骋
(广州中医药大学 ,广东 广州　510006)
摘要:目的 建立一种符合岗梅根自身特点的红外指纹图谱分析方法。方法 利用共有峰率和变异峰率两个指标 , 分别以
各岗梅样品的红外指纹图谱为标准 ,计算其他样品相对于该标准品的共有峰率和变异峰率 ,并按照共有峰率的大小建立
不同的序列。结果 该方法可以准确的区别不同产地的岗梅根。结论 利用共有峰率和变异峰率双指标序列分析法可以
对两个或多个岗梅样品进行方便可靠的鉴别。
关键词:岗梅根;　红外指纹图谱;　双指标法;　共有峰率;　变异峰率
DOI标识:doi:10.3969 /j.issn.1008-0805.2011.02.047
中图分类号:R284.1　　文献标识码:B　　文章编号:1008-0805(2011)02-0369-02
　　红外指纹图谱用于中药质量控制研究具有良好的发展趋势。
在红外指纹图谱数据分析方面 , 一般采用阵列相关系数法 [ 1～ 2] ,
聚类分析法 [ 3] , 非线性映射技术和图谱直接对比分析法 [ 4 ～ 5] 。阵
列相关系数法和聚类分析法采用单指标在一维空间中鉴别样品。
非线性映射技术法需要采用至少两种不同类的样品为参照 ,然后
对不同样品进行鉴别 ,这种方法利用了样品的整体信息 , 而不是
直接利用中药都含有的特征信息来建立多维指标空间鉴别样品
的方式 , 因此它的分析方法较差。图谱直接比对不利于分析结果
的量化表示。
本研究利用多维共有峰率和变异峰率双指标序列法 [ 6] , 对
不同产地及商品岗梅药材红外指纹图谱进行分析 ,结果表明该方
法可以快速 、较好地对岗梅根药材进行鉴别 , 克服了多种中药鉴
别方法只能进行真伪鉴别 、产地鉴别的局限性 , 对中药质量的准
确评价提供了一种新的方法。
1　材料
1.1　仪器 红外光谱仪(NicoletAVATAR330FT-IR, ThermoE-
lectronCorporation),光谱范围 4 000 ～ 400 cm-1 , 分辨率 4 cm-1 ,
扫描信号累加 32次。
1.2　药材 岗梅根样品见表 1。
表 1　8种岗梅根样品的来源
样品 来源 采集时间
G1 广东从化 2008-11
G2 广东化州 2008-11
G3 广东开平 2009-03
G4 广东梅州 2005-07
G5 广东阳春 2009-02
G6 广东阳江 2009-11
G7 广东普宁 2008-09
G8 广西柳州 2008-09
　　岗梅样品经广州中医药大学徐鸿华教授鉴定为正品
2　方法与结果
2.1　红外指纹图谱共有峰率和变异峰率双指标的建立 依据文
献 [ 7]所建立的初步方法 , 用红外指纹图谱吸收峰代替色谱峰 ,建
立了中药红外指纹图谱共有峰率和变异峰率双指标序列分析法 ,
该方法适用于将多个样品在 n维序列空间中比较 , 鉴别能力更
强。
共性鉴别指标即共有峰率 P:IR指纹图谱中的共有峰数与 2
个 IR图的独立峰数的比值。
共有峰率 P=(共有峰数 Ng/两个 IR图中的独立峰数 Nd)×
100%
共有峰数 Ng:指在比较的两个 IR图中都出现的吸收峰的个数。
独立峰:红外指纹图谱中不同的吸收峰。
na:指纹图谱 a中相对于其共有峰的非共有峰数 , 称为 a的变异
峰数。
nb:指纹图谱 b中相对于其共有峰的非共有峰数 , 称为 b的变异
峰数。
变异鉴别指标变异峰率 Pv:一个指纹图谱的变异峰率 Pv是
该 IR图中相对于共有峰的变异峰数与其共有峰数的比值。
独立峰数Nd:相互比较的两个 IR图中的独立峰总数。 Nd=Ng+
na+nb
Pva=(na/Ng)×100%　　Pva:指纹图谱 a的变异峰率。
Pvb=(nb/Ng)×100%　　Pvb:指纹图谱 b的变异峰率。
2.2　测试样品制备及测试条件 取原药材 , 于 60℃烘箱中干燥
48 h,粉碎 , 过 200目筛 , 取样品粉末 1.0 mg, 加入 KBr150 mg, 混
合研磨均匀压片 ,直接放入红外光谱仪中测定。
2.3　重复性实验 在相同条件下 , 平行 6份岗梅样品的红外指纹
图谱具有良好的重复性 ,共有峰率大于 80.0%。
2.4　岗梅红外指纹图谱及数据 岗梅根红外指纹图谱见图 1。
吸收峰波数见表 2。
图 1　8种岗梅根的红外指纹图谱
共有峰的确定:对于一组吸收峰 ,若组内吸收峰的波数最大
差异显著小于与其相邻组之间的平均波数差 ,就确定该组峰是一
组共有峰。在表 1中 , 多数组峰很明显满足这种确定方法 , 可以
明确判定为共有峰。如对于 1 646.84 cm-1和 1 334.58 cm-1对
应的两组峰 , 1 646.84cm-1对应的一组峰的平均波数为 1 646.90
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LISHIZHENMEDICINEANDMATERIAMEDICARESEARCH2011VOL.22NO.2 时珍国医国药 2011年第 22卷第 2期
cm-1 ,组内最大波数差是 0.47 cm-1 , 邻近的前后两组峰的差分
别是 5.90和 10.74 cm-1 ,两个值明显大于 0.47cm-1 ,故可确定
1 646.84 cm-1 1对应的一组峰为共有峰。同样 1329.83 cm-1对
应的一组峰的平均波数为 1 332.96 cm-1 , 组内最大波数差是
9.47 cm-1 ,邻近的前后两组峰的差分别是 39.93和 90.84 cm-1 ,
两个值明显大于 9.47 cm-1 , 故可确定 1 334.58cm-1对应的一组
峰也是共有峰。
表 2　岗梅根红外指纹图谱吸收峰波数及共有峰
样品 红外指纹图谱吸收峰波数 /cm-1
G1
G2
G3 3 734.92 3 696.78
G4
G5
G6 3 687.51
G7 3 801.19 3 750.56 3 735.14 3 723.48 3 710.07 3 688.97
G8
G1 3 404.19 2 931.99 1 738.74
G2 3 394.80 2 932.49 1 738.96 1 646.84
G3 3 359.47 2 935.19 1 739.99 1 653.01 1 646.96
G4 3 382.91 2 935.77 1 739.78 1 652.61 1 646.87G5 3 385.53 2 931.93 1 734.77 1 652.55 1 646.83
G6 3 673.45 3 368.21 2 932.52 1 739.56 1 652.67 1 646.65
G7 3 352.54 2 933.25 1 735.24 1 653.20 1 647.12
G8 3 412.73 2 933.74 1 739.23 1 646.84
G1 1 635.90 1 539.64 1 506.66 1 456.83 1 422.94
G2 1 559.66 1 507.40 1 458.08 1 424.76G3 1 595.80 1 558.44 1 539.57 1 506.36 1 458.39 1 424.93
G4 1 594.89 1 558.36 1 539.16 1 506.20 1 63.19 1 424.80
G5 1 558.56 1 539.87 1 506.49 1 457.77 1 422.13G6 1 636.01 1 558.46 1 539.92 1 506.61 1 457.43 1 423.08
G7 1 637.09 1 540.56 1 507.10 1 457.91 1 422.89
G8 1 057.51 1 458.57 1 425.06
G1 1 371.99 1 334.58 1 242.33 1 156.79 1 078.22 1023.98
G2 1 371.63 1 332.91 1 241.54 1 157.76 1 078.32 1 022.13
G3 1 374.09 1 331.22 1 242.97 1 160.38 1 035.04G4 1 373.26 1 332.01 1 242.93 1 159.99 1 035.13 898.55
G5 1 370.99 1 339.30 1 242.00 1 157.09 1 079.30 1 019.70 930.99
G6 1 372.83 1 337.88 1 241.80 1 157.67 1 078.43 1 023.31
G7 1 372.65 1 338.34 1 241.55 1 157.95 1 079.53 1 021.05G8 1 374.11 1 329.83 1 241.85 1 158.13 1 077.42 1 031.55
G1 861.65 762.37 668.17
G2 861.90 836.18 810.86 762.52 668.43
G3
G4 824.16 668.33G5 861.21 764.22 707.32 668.51
G6 861.67 823.00 762.40 668.45
G7 861.80 762.67 707.02 668.44
G8 810.03 761.31 667.91
G1 604.59 577.94 533.71 473.00 436.44
G2 607.01 578.06 530.56 438.82G3 604.64 558.83 530.94 472.82 434.50
G4 605.47 530.93 459.91
G5 576.97 531.51 437.21
G6 604.43 577.55 532.10 438.10G7 604.85 577.96 530.20 485.61 436.99
G8 604.64 578.57 530.42 438.18
　　表中属于同一列的吸收峰为共有峰
2.5　岗梅红外指纹图谱共有峰率和变异峰率双指标序列 以指
纹图谱共有峰率和变异峰率计算公式 , 以各样品为参考 , 分别计
算其它样品红外指纹图谱的共有峰率和变异峰率 ,并且根据共有
峰率的大小排成一个序列(包括共有峰率和变异峰率值), 该序
列称为共有峰率和变异峰率双指标序列。 n个样品可以得到 n
个不同的序列 , 故可构成 n维序列空间。通过该序列可以精确知
道任意一个样品与其他样品的远近关系。 在本研究中 , 8个样品
为参照点建立的 8个共有峰率和变异峰率双指标序列 ,形成 8维
序列空间 , 加上共有峰率和变异峰率双指标空间 , 可以在 2+n维
(n:样品数目)空间中考察各个样品的异同 , 使该法具有强的鉴
别能力。
8个岗梅根样品的双指标序列如下:
G1:G8(82.6;15.8, 5.3), G2(73.1;15.8, 21.1), G5(70.4;
15.8, 26.3), G6(69.0;10.0, 35.0), G7(65.6;4.8, 47.6), G3
(64.3;22.2, 33.3), G4(57.1;37.5, 37.5);
G2:G8(79.2;21.1, 5.3), G5(74.1;15.0, 20.0), G1(73.1;
21.1, 15.8), G6(72.4;9.5, 28.6), G3(62.1;27.8, 33.3), G4
(60.7;35.3, 29.4), G7(58.8;15.0, 55.0);
G3:G4(76.9;20.0, 10.0), G6(70.0;14.3, 28.6), G7(66.7;
9.1, 40.9), G5(65.5;26.3, 26.3), G1(64.3;33.3, 22.2), G2
(62.1;33.3, 27.8), G8(57.1;50.0, 25.0);
G4:G3(76.9;10.0, 20.0), G5(64.3;22.2, 33.3), G6(63.3;
15.8, 42.1), G2(60.7;29.4, 35.3), G1(57.1;37.5, 37.5), G7
(51.4;22.2, 72.2), G8(50.0;57.1, 42.9);
G5:G6(75.9;9.1, 22.7), G2(74.1;20.0, 15.0), G1(70.4;
26.3, 15.8), G7(66.7;9.1, 40.9), G3(65.5;26.3, 26.3), G4
(64.3;33.3, 22.2), G8(63.0;41.2, 17.6);
G6:G5(75.9;22.7, 9.1), G2(72.4;28.6, 9.5), G7(70.6;
12.5, 29.2), G3(70.0;28.6, 14.3), G1(69.0;35.0, 10.0), G4
(63.3;42.1, 15.8), G8(62.1;50.0, 11.1);
G7:G6(70.6;29.2, 12.5), G3G5(66.7;40.9, 9.1), G1
(65.6;47.6, 4.8), G2(58.8;55.0, 15.0), G8(54.5;72.2, 11.1),
G4(51.4;72.2, 22.2), ;
G8:G1(82.6;5.3, 15.8), G2(79.2;5.3, 21.1), G5(63.0;
17.6, 41.2), G6(62.1;11.1, 50.0), G3(57.1;25.0, 50.0), G7
(54.5;11.1, 72.2), G4(50.0;42.9, 57.1);
G1:G8(82.6;15.8, 5.3)表示该序列以 G1为标准计算其他
样品指纹图谱的共有峰率和变异峰率 ,该序列片段表示 G1和 G8
的共有峰率为 82.6, 其中 G1的变异峰率为 15.8, G8的变异峰率
为 5.3。
G7:G3G5(66.7;40.9, 9.1)表示 G3G5与 G7的共有峰率相等 , 为
66.7, G7的变异峰率为 40.9, G3G5的变异峰率为 9.1。
由上述序列可知 ,在不同的序列中 , 不同样品的共有峰率不
同 , 样品之间的关系一般不同。利用该 n维双指标序列空间可以
方便地找到某一样品的最相近样品。从而可以避免在单一序列
空间中比较不同样品。
2.6　岗梅根基本关系组 、对及分析
A组:G8:G1(82.6;5.3, 15.8), G2(79.2;5.3, 21.1), G5(63.0;
17.6, 41.2), G6(62.1;11.1, 50.0), G3(57.1;25.0, 50.0), G7
(54.5;11.1, 72.2), G4(50.0;42.9, 57.1);
B组:G1:G8(82.6;15.8, 5.3), G2:G8(79.2;21.1, 5.3), G5:G6
(75.9;9.1, 22.7)
在 A组中 , G8与其他样品的共有峰率大小为:G1>G2>G5
>G6>G3>G7>G4, 其中 G1为广东从化样品 , 共有峰率最大 ,
G4为广东梅州样品 , 共有峰率最小 , G4采收时间为 2005年 , 存
放时间较长 ,与其他产地样品采收时间相距较远 , 所以差异较大。
在 B组中 , G1和 G8, G2和 G8之间的共有峰率较大 ,反映的
采集时间非常接近 , G5和 G6产地为阳春和阳江 ,地理位置接近 ,
气候 、生长环境近似 , 而且采集时间接近 ,共有峰率较大。
上述分析结果表明 ,产地相近的药材之间共有峰率较高 , 而
采收存放时间相差较大的药材之间变异峰率较高 ,差异较大 。这
些分析正确的反映了实际情况。从多维共有峰率和变异峰率双
指标序列分析法可以得到更多的信息 ,对不同产地药材具有更精
确 、直观的鉴别能力。
3　结论
多维共有峰率和变异峰率双指标序列指纹图谱分析法 ,是根
据中药材自身特点创立了一种符合中药自身规律的指纹分析法 ,
可以在 2+n维空间中考察不同中药样品之间的相互关系 , 并可
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时珍国医国药 2011年第 22卷第 2期 LISHIZHENMEDICINEANDMATERIAMEDICARESEARCH2011VOL.22NO.2
用数量将这些关系精确地表示出来。该方法具有快速 、简便等特
点 , 有望成为中药快速鉴别的新方法。
参考文献:
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鉴别中药材 [ J].光谱学实验室 , 2002, 19(5):606.
[ 2] 　徐永群 ,邓三尧 ,李兴旺 , 等.阵列相关系数比对法在中药鉴别中
的应用研究 [ J].光谱学与光谱分析 , 2007, 27(11):2239.
[ 3] 　董　彬 ,孙素琴 ,周红涛 , 等.红外光谱和聚类分析法无损快速鉴
别赤芍 [ J] .光谱学与光谱分析 , 2002, 22(2):232.
[ 4 ] 　孙素琴 ,张　宣 ,秦　竹 ,等.FTIR直接鉴别植物生药材 [ J] .光谱
学与光谱分析 , 1999, 19(4):542.
[ 5 ] 　周　欣 ,孙素琴 ,黄庆华.FTIR对不同产地陈皮的鉴别研究 [ J] .
光谱学与光谱分析 , 2007, 27(12):2453.
[ 6 ] 　邹华彬 ,袁久荣 ,杜爱琴 ,等.甘草水提取物红外指纹图谱共有峰率
和变异峰率双指标序列分析法 [ J].中成药 , 2004, 26(10):779.
[ 7 ] 　邹华彬 ,袁久荣 ,袁　浩.秘鲁产人参保健品 HPLC和四维 UV指纹
图谱研究 [ J] .中成药 , 2003, 25(4):261.
收稿日期:2010-03-21;　修订日期:2010-09-18
基金项目:教育部 “春晖计划 ”科研合作立项项目(No.Z2006-1-83015)
作者简介:薛　梅(1964-),女(汉族),江苏扬州人 ,现为石河子大学化学
化工学院教授 ,学士学位 ,主要从事天然产物化学和有机合成等方面的研
究工作.
＊通讯作者简介:李炳奇(1951-), 男(汉族),山东宁津人 , 现任石河子大
学化学化工学院教授 ,学士学位 ,主要从事天然产物化学的研究工作.
天山堇菜鞣质的提取及抗氧化活性研究
薛　梅 1 ,王立梅 2 ,吴建芳3 ,李炳奇 1＊
(1.石河子大学化学化工学院 ,新疆 石河子　832003;2.大连水产学院 ,辽宁大连　116023;
3.石河子大学生命科学学院 ,新疆 石河子　832003)
摘要:目的 探讨天山堇菜鞣质的体外抗氧化作用。方法 采用超声波法提取天山堇菜中的鞣质 , 选用邻二氮菲-Fe2+氧
化法 、二苯代苦味肼基自由基法 ,测定其对羟自由基(· OH)、二苯代苦味肼基自由基(DPPH· )的清除能力 , 并与抗氧化
剂 VC、茶多酚进行比较 。结果与结论 天山堇菜鞣质对羟自由基 、二苯代苦味肼基自由基均有清除作用 , 在一定范围内 ,
清除效果随质量浓度的增大而加强。其抗氧化能力与浓度呈依赖关系。
关键词:鞣质;　抗氧化;　DPPH· ;　· OH
DOI标识:doi:10.3969 /j.issn.1008-0805.2011.02.048
中图分类号:R284.2　　文献标识码:B　　文章编号:1008-0805(2011)02-0371-02
　　天山堇菜 ViolatianshanicaMaxim为堇菜科堇菜属植物 ,以全
草入药。全草主要用于各种发热 、受寒 、感冒 、胸膜炎 、肺炎 、咽炎 、
疔疮肿痈等 [ 1] 。天山堇菜全草经预实验检出含有挥发油 、黄酮类 、
生物碱 、氨基酸 、粘液质皂苷 、鞣质等物质 [ 2, 3] 。国内外学者对其化
学成分做了一些研究 ,但对其鞣质的相关研究还未见报道。
在现有的自由基及抗氧化分析中 ,一般的做法是人工建立活
性氧或自由基的发生体系 ,然后检测其中产生的自由基及抗氧剂
或自由基清除剂对所产生自由基的抑制清除行为。通过 Fenton
反应产生的 · OH,可使邻二氮菲-Fe2+水溶液氧化为邻二氮菲-
Fe3+, 从而使邻二氮菲-Fe2+在 536 nm处的最大吸收峰消失 , 从
而可知体系中· OH的变化。 DPPH· (二苯代苦味肼基自由基)
是一种大分子的稳定自由基抗氧化剂 ,通过紫外可见光全波长扫
描 , 确定 DPPH自由基在 517 nm处有一强吸收(深紫色),当自由
基清除剂与其单电子配对使其吸收逐渐消失 ,其褪色程度与其所
接受的电子数量成定量关系 ,因而可用分光光度计法进行定量分
析。本实验利用 Fenton反应法和 DPPH分析法测定天山堇菜鞣
质清除羟自由基和二苯代苦味肼基自由基的能力 ,以评价样品的
抗氧化能力。
1　材料与仪器
1.1　试剂与仪器 天山堇菜(购自新疆喀什市);没食子酸对照
品(中国药品生物制品检定所);干酪素(北京奥博星生物技术责
任有限公司);DPPH(美国 Sigma公司);碳酸钠 、丙酮 、邻二氮菲 、
硫酸亚铁 、无水乙醇 、双氧水等均为分析纯。
1.2　仪器 KQ-250DE型数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有
限公司);R-205型旋转蒸发仪(上海申生科技有限公司);SHB-
B95型循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司);S54紫
外分光光度计(上海棱光技术有限公司)。
2　方法
2.1　天山堇菜鞣质溶液的提取及含量测定
2.1.1　标准曲线的绘制 精密量取对照品溶液 1.0, 2.0, 3.0,
4.0, 5.0 ml, 分别置 25 ml棕色量瓶中 , 各加入磷钼钨酸试液 1
ml, 再分别加水 11, 10, 9, 8, 7ml,用 29%碳酸钠溶液稀释至刻度 ,
摇匀 , 放置 30 min以相应的试剂为空白 , 在 760 nm的波长处测
定吸光度 ,以吸光度为纵坐标 , 浓度为横坐标 , 绘制标准曲线 , 其
回归方程为 Y=0.167 0X+0.035 6, R=0.999 5, 在 1.08 ～ 5.40
μg/ml范围内 , 浓度与吸光度有良好的线性关系。
2.1.2　鞣质样品溶液的提取与含量测定 准确称取天山堇菜粉
末 6 g, 按 1∶30的料液比加入 40%丙酮 , 浸泡 30 min, 超声提取
30 min, 提取液冷却后抽滤。所得滤渣再按上述方法提取两次 ,
合并滤液。旋转蒸发浓缩后离心 , 取上清液定容至 50 ml容量
瓶 , 作为鞣质样液。按照 《中国药典》 2005年版方法 [ 4]测定鞣质
含量。
2.2　天山堇菜鞣质清除羟自由基能力的测定 [ 5]
2.2.1　不同浓度的天山堇菜鞣质对羟自由基清除能力的测定
精密量取 2.0 ml磷酸盐缓冲液(PBS, pH=7.4), 蒸馏水 4.0 ml
于试管中 ,作为空白参比管;精密量取 2.0 mlPBS1.0 ml、邻二氮
菲(1.5 mmol/L)、1.0 mlFeSO4(1.5mmol/L)和 2 ml蒸馏水 , 作
为未损伤管;精密量取 2.0 mlPBS、 1.0ml邻二氮菲(1.5 mmol/
L)、1.0 mlFeSO4 (1.5 mmol/L)、 1.0 ml水和 1.0 mlH2O2
(0.02%),作为损伤管;精密量取 2.0 mlPBS、 1.0 ml待测样和
3.0 ml蒸馏水作为样品参比管;精密量取 2.0 mlPBS、1.0 ml邻
二氮菲(1.5 mmol/L)、1.0 mlFeSO
4
(1.5mmol/L)、 1.0ml待测
样和 1.0 mlH
2
O
2
作为样品管。
将上述管置恒温水浴锅中 , 37℃保温 60 min, 在 536 nm处测
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LISHIZHENMEDICINEANDMATERIAMEDICARESEARCH2011VOL.22NO.2 时珍国医国药 2011年第 22卷第 2期