黃芩中藥飲片的拉曼光譜檢測及分析

逯美紅，郝 陽，劉智星，張智敏

（長治學院 電子信息與物理系，山西 長治 046011）

我國中藥材種類繁多、含量充足，且相對西藥無副作用。近年來人們對天然藥物的需求日益增強。但由于中草藥具有類同品、代用品繁多，同科屬外形相似等特點，使得濫竽充數、以假亂真等不良現象時有發生，嚴重擾亂了中草藥市場秩序，影響了藥品的安全性和有效性，所以，建立一套完整快速有效的中草藥質檢體系迫在眉睫。

拉曼光譜作為表征分子振動能級的指紋光譜，其技術與其他傳統技術相比，具有檢測靈敏度高、時間短、所需樣品量少、樣品無需制備、具有非破壞性以及不受水的干擾等優點，被廣泛應用于材料、化學等領域[1-5]。隨著國際社會對中草藥的質量監督越來越重視，具有諸多優點的拉曼光譜技術將在中草藥的質檢、鑒定中發揮其巨大的潛力。目前，已有部分研究者在中草藥的鑒定方面進行了定性的研究[6-7]，但拉曼光譜技術在中草藥方面的系統應用研究還有待進一步發展，特別是黃芩中草藥的拉曼光譜還未見報道。

文章利用顯微拉曼光譜技術對四個不同產地的黃芩中藥飲片進行檢測研究，得到其拉曼光譜及一階導數譜并對特征峰振動模式進行歸屬。

1 實驗儀器及方法

1.1 測試樣品介紹

實驗測試所用的黃芩（Scutellaria baicalensis）中藥飲片均購于正規藥店,分別產自安徽、河南、內蒙、山西四個產地。

1.2 測試儀器和方法

實驗測試儀器為德國布魯克公司生產的共焦顯微拉曼光譜儀，其激光光源的激發波長為785 nm，測量時的分辨率為3-5 cm-1，積分時間為100 s，顯微鏡鏡頭為50倍，樣品表面的激光功率為50 mw，淬滅功率為100 mw，光瀾為25*1000 um，光譜測量范圍為102-3775 cm-1，樣品的拉曼散射光由CCD采集信號，實時輸入計算機，測得光譜圖。

2 拉曼光譜檢測的實驗結果與振動模式歸屬

2.1 黃芩的拉曼光譜實驗結果

在785 nm波長下，分別對安徽、河南、內蒙、山西四個產地的黃芩中藥飲片進行拉曼光譜檢測,得到的拉曼光譜圖及一階導數譜分別如圖1-5所示。可以看出，拉曼特征峰主要集中在在800-2000 cm-1光譜范圍內，不同產地的黃芩中藥飲片的拉曼光譜表現出很強的相似性，在1001 cm-1，1248 cm-1，1451 cm-1，1500 cm-1，1571 cm-1，1603 cm-1，附近處均出現明顯的特征峰，峰位有一定的偏移，偏差不超過5 cm-1，說明不同產地黃芩中藥的化學成分基本相同。但河南產地的黃芩拉曼光譜在1349 cm-1處少了一個散射峰，山西產地的黃芩在1655處的特征峰也極弱，很不明顯，這一差異可以作為區分不同產地的依據。另外，作為黃芩拉曼特征峰位置的更精確分析的補充，黃芩拉曼一階導數譜在996 cm-1，1238 cm-1，1597 cm-1附近處出現尖銳程度更高的特征峰，分辨率更高，可以作為鑒定和識別黃芩中藥的特征峰。

圖1 安徽產地黃芩的拉曼光譜圖

圖2 河南產地黃芩的拉曼光譜圖

圖3 山西產地黃芩的拉曼光譜

圖4 內蒙產地黃芩的拉曼光譜圖

圖5 四種不同產地的黃芩拉曼光譜對比圖

2.2 振動模式歸屬與分析

中藥材成分復雜，拉曼光譜圖反應的是多種生化物質疊加的整體效應。理論上藥材的產地及環境條件的差異，藥材中所含主要成分的含量會有所不同，其拉曼光譜的特征峰的強度及峰位就會有偏差。而且，由于化合物分子間的相互作用，含多種成分的中藥拉曼特征峰和其主要成分的相比，特征峰會有所偏移。對照特征拉曼頻率初步指定表可知[8-13]，黃芩拉曼光譜中：1655 cm-1，1603 cm-1，1571 cm-1，1500 cm-1，1248 cm-1處對應的峰值為黃芩苷的特征峰，1001 cm-1對應的為黃芩素的特征峰，其中黃芩苷（A）和黃芩素（B）的分子結構式如圖7所示。1655 cm-1為C=O伸縮振動峰，很弱；1603 cm-1處的強峰和1571 cm-1處的肩峰為C環C=C伸縮振動峰；1500 cm-1為C環HCC彎曲振動峰，中等強度；1248 cm-1為A環HC=C彎曲振動峰，中等強度；位于1001 cm-1處的峰對應為黃芩素的面內振動模式，歸屬為B環的面內變形振動。

圖6 四種不同產地的黃芩拉曼一階導數譜

圖7 黃芩苷（A）和黃芩素（B）的分子結構示意圖

3 結論

利用共聚焦顯微拉曼光譜儀測試黃芩中藥飲片的拉曼光譜,并得到其拉曼一階導數譜。通過拉曼光譜分析可知,996.5 cm-1，1001 cm-1，1238 cm-1，1248 cm-1，1597 cm-1，1603 cm-1特征峰可以作為鑒定和識別黃芩中藥的依據，且通過振動模式歸屬確認其主要生化成分與已有的研究結果相符。研究表明，激光拉曼光譜及其一階導數譜技術可為中藥質量監控提供更為準確、直接、有效的方法。