牛黃解毒丸紅外指紋圖譜雙指標(biāo)序列分析

龐濤濤張緒言

（1山西師范大學(xué)分析測(cè)試中心，山西臨汾 041004；2山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司，山西太原030001）

牛黃解毒丸紅外指紋圖譜雙指標(biāo)序列分析

龐濤濤1張緒言2

（1山西師范大學(xué)分析測(cè)試中心，山西臨汾 041004；2山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司，山西太原030001）

目的：建立一種快速、準(zhǔn)確的鑒別牛黃解毒丸的方法。方法：利用共有峰率、變異峰率兩個(gè)指標(biāo)，以不同廠家與批號(hào)的牛黃解毒丸的紅外指紋圖譜為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算出所測(cè)樣品相對(duì)于該標(biāo)準(zhǔn)品的共有峰率和變異峰率，按照共有峰率的大小，建立不同的共有峰率和變異峰率雙指標(biāo)序列方法。結(jié)果：利用共有峰率和變異峰率雙指標(biāo)序列分析法可以對(duì)2個(gè)以及多個(gè)中藥樣品進(jìn)行方便可靠的鑒別。結(jié)論：此方法是一種符合中藥自身特點(diǎn)的光譜分析方法，可以準(zhǔn)確區(qū)分不同廠家和批號(hào)的牛黃解毒丸。

牛黃解毒丸；紅外指紋圖譜；雙指標(biāo)序列分析；共有峰率；變異峰率

牛黃解毒丸為常見中成藥，由牛黃、大黃、甘草等8味中藥組成，具有清熱解毒的作用。該藥在我國(guó)生產(chǎn)廠家較多，品質(zhì)各異，加之近年來假冒偽劣商品充斥市場(chǎng)，直接危害消費(fèi)者的身體健康。因此建立一種快速、準(zhǔn)確的鑒別牛黃解毒丸的方法，對(duì)牛黃解毒丸的質(zhì)量監(jiān)控具有十分重要的意義。

中藥質(zhì)量控制研究中，應(yīng)該根據(jù)中藥自身的特點(diǎn)建立符合中藥自身特點(diǎn)的質(zhì)量控制方法。中藥質(zhì)量控制的發(fā)展方向之一是利用中藥自身的特征信息建立多維獨(dú)立指標(biāo)空間，增強(qiáng)鑒別能力，并克服中藥鑒別需要大量對(duì)照樣品的缺點(diǎn)。各種現(xiàn)代儀器已廣泛應(yīng)用于中藥質(zhì)量控制研究中[1-3]，其中光譜分析由于其操作簡(jiǎn)便，穩(wěn)定性好，測(cè)試速度快，成本低而被廣泛應(yīng)用。本研究借助于紅外光譜（IR）的指紋性，用共有峰率和變異峰率雙指標(biāo)序列法[4-7]研究了不同廠家、不同批號(hào)的牛黃解毒丸的紅外指紋圖譜[8-9]，結(jié)果表明該方法可以較好地鑒別不同廠家和不同批號(hào)的牛黃解毒丸。

1 儀器設(shè)備和參數(shù)設(shè)置

IR660型傅立葉變換紅外光譜儀（美國(guó)瓦里安公司），氘化三甘氨酸硫酸酯（DTGS）檢測(cè)器；光譜范圍400～4 000 cm-1，分辨率為4 cm-1，掃描累加次數(shù)32次，掃描時(shí)應(yīng)扣除水和二氧化碳的干擾。

2 樣品來源和制備

牛黃解毒丸的生產(chǎn)廠家及批號(hào)：①楊文水制藥（2005050516）；②山西雙人藥業(yè)有限責(zé)任公司（300205、300105）；③山西正元盛邦制藥有限公司（050414）；④石家莊萬和制藥有限公司（20041102、20050501）；⑤北京同仁堂科技發(fā)展股份有限公司（5010218、5010194、5010212）；⑥山西華康藥業(yè)股份有限公司（20050702、20051101）

將各種牛黃解毒丸分別隨機(jī)取樣，粗研后置電熱恒溫真空干燥箱中100℃干燥2 h，取出在紅外燈下研磨，取約2 mg加200 mg KBr一同研細(xì)壓片，于傅立葉變換紅外光譜儀上作紅外光譜圖。

3 結(jié)果與討論

3.1 牛黃解毒丸紅外指紋圖譜及數(shù)據(jù)

將牛黃解毒丸樣品按照以上實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行IR測(cè)定，其IR圖見圖1，吸收峰波數(shù)見表1。

圖1 11個(gè)不同產(chǎn)家及批號(hào)的牛黃解毒丸樣品的IR

表1 牛黃解毒丸紅外指紋圖譜吸收峰波數(shù)及共有峰 （cm-1）

共有峰的確定方法：對(duì)于一組吸收峰，若組內(nèi)吸收峰的波數(shù)最大差異顯著小于其與相鄰組之間的平均波數(shù)差，就確定該組峰是一組共有峰。在表1中，多數(shù)組峰很明顯滿足這種確定方法，它們可以明確判定為共有峰。如：對(duì)于2 929.73，2 115.50 cm-1對(duì)應(yīng)的兩組峰，其共有峰的確定方法為2 929.73 cm-1對(duì)應(yīng)的一組峰的平均波數(shù)為 2 930.66 cm-1，組內(nèi)最大波數(shù)差是10.24 cm-1，該組的平均波數(shù)與鄰近的前后兩組峰的差分別是403.62 cm-1和812.83cm-1，兩個(gè)值明顯大于10.24 cm-1，故可確認(rèn)2 929.73 cm-1對(duì)應(yīng)的一組峰是共有峰。同樣2 115.50 cm-1對(duì)應(yīng)的一組峰的平均波數(shù)是2 117.83 cm-1，該平均值與前后相鄰組峰的平均波數(shù)值的差分別是812.83 cm-1和490.21 cm-1，兩個(gè)值明顯大于組內(nèi)最大波數(shù)差10.24 cm-1，故可判斷該組峰也是共有峰。

3.2 牛黃解毒丸紅外指紋圖譜共有峰率和變異峰率雙指標(biāo)序列

3.2.1 共性鑒別指標(biāo) ①共有峰率P=（共有峰數(shù)Ng/2個(gè)IR圖中的獨(dú)立峰數(shù)Nd）×100%。②共有峰數(shù)Ng：指在比較的2個(gè)IR圖中都出現(xiàn)的吸收峰的個(gè)數(shù)。③獨(dú)立峰：紅外指紋圖譜中不同的吸收峰。na：指紋圖譜a中相對(duì)與其共有峰的非共有峰數(shù)，稱為a的變異峰數(shù)。nb：指紋圖譜中b相對(duì)與其共有峰的非共有峰數(shù)，稱為b的變異峰數(shù)。④獨(dú)立峰數(shù)Nd：相互比較的2個(gè)IR圖中的獨(dú)立峰總數(shù)Nd=Ng+na+nb。

3.2.2 變異鑒別指標(biāo) 變異峰率Pv：一個(gè)指紋圖譜的變異峰率Pv是該IR圖中相對(duì)于共有峰的變異峰數(shù)與其共有峰數(shù)的比值Pva= （na/Ng）×100%。Pva：指紋圖譜a的變異峰率；Pvb=（nb/Ng）×100%。Pvb：指紋圖譜b的變異峰率。

利用共有峰率和變異峰率2個(gè)指標(biāo)，可以從共性和差異兩方面全面比較2個(gè)指紋圖譜。共有峰率越高，說明二者的共性越大。在變異峰率指標(biāo)中，以每個(gè)指紋圖譜中的變異峰數(shù)與共有峰數(shù)的比值可以很好地衡量指紋圖譜的變異情況，指紋圖譜的變異峰率差異越大，說明2種藥材的差異越大。指紋圖譜的變異峰率都小，說明2種藥材品種或它們的某種性質(zhì)相近，2種藥材或其性質(zhì)變異就小。

3.2.3 雙指標(biāo)序列 以指紋圖譜共有峰率和變異峰率計(jì)算公式，以各樣品為參考，分別計(jì)算其他樣品紅外指紋圖譜的共有峰率和變異峰率，并且根據(jù)共有峰率的大小排成一個(gè)序列（包含共有峰率和變異峰率值），該序列稱為共有峰率和變異峰率雙指標(biāo)序列，n個(gè)樣品可得n個(gè)不同的序列，故可構(gòu)成n維序列空間。

通過該序列可以精確知道任意一個(gè)樣品與其它樣品的遠(yuǎn)近關(guān)系。在本實(shí)驗(yàn)中，11個(gè)樣品為參照點(diǎn)建立的11個(gè)共有峰率和變異峰率雙指標(biāo)序列，形成11維序列空間，加上共有峰率和變異峰率雙指標(biāo)空間，可以在（2+n）維（n：等于樣品數(shù)目）空間中考察各個(gè)樣品的異同，使該法具有較強(qiáng)的鑒別能力。

11個(gè)樣品牛黃解毒丸的雙指標(biāo)序列如下：

注：以N4∶N5（94.12；6.25，0）為例，N4∶N5（94.12；6.25，0）表示該序列以N4為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算其他樣品指紋圖譜的共有峰率和變異峰率，該序列片斷表示N4與N5的共有峰率是94.12，其中N4的變異峰率為6.25，N5的變異峰率為0，N3:N4N8（89.47；11.76，0）表示N4N8與N3的共有峰率均為89.47，N4N8的變異峰率是0，N3的變異峰率是11.76

由上述序列可知，在不同的序列中，不同樣品的共有峰率不同，樣品之間的關(guān)系一般不同。利用該n維雙指標(biāo)序列空間可以方便地找到某一樣品的最相近樣品。從而可以避免在單一序列空間中比較不同樣品。從上述序列看，該分析方法得到的結(jié)論可靠。

3.3 11種牛黃解毒丸的基本關(guān)系組、對(duì)及分析

A組結(jié)果表明，N4N8相對(duì)于N3來說非常相似，為石家莊廠家生產(chǎn)的2種批號(hào)的牛黃解毒丸。同樣，N5N6N10為同仁堂有限公司生產(chǎn)的3種不同批號(hào)的牛黃解毒丸。N2N9為山西雙人生產(chǎn)的2種不同批號(hào)的牛黃解毒丸。N7N11為山西華康生產(chǎn)的2種不同批號(hào)的牛黃解毒丸。即產(chǎn)家相同，性質(zhì)也相近。

B組結(jié)果表明：N5、N6、N10相對(duì)于石家莊廠家生產(chǎn)的2種批號(hào)的牛黃解毒丸來說，共有峰率的順序大小是：N5＞N10＞N6，即同仁堂牛黃解毒丸批號(hào)順序?yàn)椋?010218＞5010212＞5010194。

N4、N8相對(duì)于同仁堂生產(chǎn)的不同批號(hào)的牛黃解毒丸來說，共有峰率的順序大小為：N4＞N8。即：石家莊廠家生產(chǎn)的牛黃解毒丸批號(hào)順序?yàn)?0041102＞20050501。N7、N11相對(duì)于同仁堂生產(chǎn)的不同批號(hào)的牛黃解毒丸來說，共有峰率的順序大小為：N7＞N11。即：山西華康生產(chǎn)的牛黃解毒丸批號(hào)順序?yàn)?0050702＞20051101。N2、N9相對(duì)于山西華康生產(chǎn)的牛黃解毒丸來說，共有峰的順序大小順序?yàn)椋篘2＞N9，即山西雙人生產(chǎn)的牛黃解毒丸批號(hào)順序?yàn)椋?00205＞300105。因此，利用共有峰率和變異峰率雙指標(biāo)序列分析法，可以對(duì)上述11個(gè)牛黃解毒丸樣品給出符合實(shí)際情況的鑒別結(jié)論。

上述分析表明，不同廠家，同一廠家不同批號(hào)及同一批號(hào)之間均存在著明顯的差異。從多維共有峰率和變異峰率雙指標(biāo)序列分析法可以得到更多的信息，對(duì)不同產(chǎn)地、不同級(jí)別具有準(zhǔn)確、精細(xì)且非常直觀的鑒別能力。

4 結(jié)論

借助于IR的指紋性，用共有峰率和變異峰率雙指標(biāo)序列分析法研究了不同廠家、不同批號(hào)牛黃解毒丸的紅外指紋圖譜，結(jié)果表明，該方法是一種科學(xué)合理的指紋圖譜分析方法，具有快速、簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確等特點(diǎn)，有望成為藥材快速鑒別的一種新的方法。

[1]Liu HX，Zhou Q，Sun SQ，et al.Discrimination of different chrysanthemums with fourier transform infrared spectroscopy[J].J Mol Struct，2008，883-884：38-47.

[2]Pei LK，Sun SQ，Guo BL，et al.Fast quality control of herba epimedii by using fourier transform infrared spectroscopy[J].Spectrochim Acta A Mol Biomol Spectrosc，2008，70（2）：258-264.

[3]Quirino JP，Terabe S.Approaching a million-fold sensitivity increase in capillary electrophoresis with direct ultraviolet detection：cation-selective exhaustive injection and sweeping[J].Anal Chem，2000，72（5）：1023-1030.

[4]鄒華彬，袁久榮，袁浩.秘魯產(chǎn)人參保健品HPLC和四維UV指紋圖譜研究[J].中成藥，2003，25（4）：261-265.

[5]鄒華彬，袁久榮，杜愛琴，等.甘草水提物紅外指紋圖譜共有峰率和變異峰率雙指標(biāo)序列分析法[J].中成藥，2004，26（10）：779-783.

[6]鄒華彬，袁浩，王愛武，等.白芍紫外指紋圖譜共有峰率和變異峰率雙指標(biāo)序列分析[J].光譜學(xué)與光譜分析，2007，27（9）：1815-1819

[7]龐濤濤，杜黎明.苦丁茶紅外指紋圖譜共有峰率和變異峰率雙指標(biāo)序列分析法[J].光譜學(xué)與光譜分析，2007，27（3）：486-489.

[8]龐濤濤，杜黎明，苑戎.紅外光譜法直接鑒別苦丁茶的研究[J].分析科學(xué)學(xué)報(bào)，2007，23（2）：213-215.

[9]龐濤濤，姚建斌，杜黎明.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類鑒別苦丁茶紅外光譜[J].光譜學(xué)與光譜分析，2007，27（7）：1336-1339.

Duel-Index Sequence Analysis of Niuhuang Jiedu Piluae by Infrared Fingerprint

Pang Taotao1，Zhang Xuyan2（1 Center of Analysis and Test of Shanxi Normal University，Shangxi Linfen 041004，China；2 Shanxi Huarun Coal Industry Co.，Ltd.，Shanxi Taiyuan 030001）

Objective:To establish a fast and accurate identification method for Niuhuang Jiedu piluae.Methods:A two-index method of common and variant peak ratio was applied and the values were calculated by means of duel-index sequential analysis.The standards of infrared（IR）fingerprint spectra were set up for Niuhuang Jiedu piluae produced by different manufacturer and with different lot numbers.Common and variant peak ratio of the samples were calculated against the standards and according to the size of common peak ratio the duel-index sequential method for different common and variant peak ratio was established.Results:The duel-index sequential analysis can be applied to identify two or more herb samples.Conclusion:In accordance with the characteristic of traditional Chinese medicine，this spectral analysis method can be used to distinguish Niuhuang Jiedu piluae produced by different manufacturers on each lot basis.

Niuhuang Jiedu Piluae；IR Fingerprint；Duel-index Sequential Analysis；Common Peak Ratio；Variant Peak Ratio

10.3969/j.issn.1672-5433.2012.10.005

2011-12-28）

龐濤濤，女，博士，實(shí)驗(yàn)師。研究方向：藥物分析。通訊作者Email:ptt801203@126.com