穩心顆粒的X射線衍射傅里葉指紋圖譜分析

柳江紅 ，陶臻 ，龔寧波

（1．河北省張家口市第一醫院，河北 張家口 075000；2．中國醫學科學院藥物研究所，北京 100050）

步長穩心顆粒（無糖型）由中國中醫研究院研制、山東步長制 藥有限公司生產（國藥準字Z10950026），是國內首創的新一代抗心律失常中成藥。穩心顆粒是由黨參、黃精、三七、琥珀、甘松等天然藥物組成的中藥復方制劑，具有益氣養陰、定悸復脈、活血化瘀的功效；經臨床觀察證明，其具有顯著的抗心律失常作用，在各種類型心律失常的治療上都取得了較好的療效[1]，且用藥方便、安全、耐受性好，故有一定的臨床優勢。但以往多對穩心顆粒的臨床療效及作用機理進行研究，關于其藥物成分的研究甚少。目前我國中藥產地眾多，導致了藥物成分的不穩定性，從而影響了成藥的臨床療效。此外，有些中藥制劑中被加入了西藥成分，而未予以明確標注，極大地損害了廣大患者的健康及依法經營者的利益。因此，探索一種靈敏度高、分辨率高的方法對藥物進行檢測并建立質量標準顯得尤為重要。粉末X射線衍射技術是20世紀80年代蓬勃興起的新技術，是以藥物的分子結構、藥物的結構改造、新藥的結構預測、藥物的結構與功能關系等為研究目標的一種現代科學方法。本研究中采用X射線衍射傅里葉（Fourier）指紋圖譜法，獲取穩心顆粒（無糖型）的參照圖譜，以實現穩心顆粒藥物成分的分析研究，為步長穩心顆粒的質量控制提供一種新的途徑。

1 儀器與試藥

日本理學Rigaku Dmax／2550型粉末X射線衍射儀。從步長穩心顆粒鋁塑復合袋（5g／袋×9袋／盒）中隨機抽取4袋，經均勻混合后置研鉑中，研磨成粉，并過100目篩，稱取3組100 mg平行樣品，供衍射試驗用。

2 方法與結果

2．1 原理

X射線衍射法是研究物質的物相和晶體結構的主要方法。當某物質（晶體或非晶體）進行衍射分析時，其被X射線照射會產生不同程度的衍射現象，物質組成、晶型、分子內成鍵方式、分子的構型或構象等決定了該物質的特有衍射圖譜。若該物質是混合物（中藥材或中成藥），則所得衍射圖是各組分衍射效應的疊加，只要混合物組成恒定，該衍射圖譜就可作為該混合物的特征圖譜。這是粉末X射線衍射法用于中藥鑒定的理論基礎。如果藥物與賦形劑相互作用的結果產生了一種新的晶型，那么反映在混合物的粉末衍射圖譜中就會出現新的峰。如果藥物與賦形劑相互作用的結果產生無定型，那么反映在混合物的粉末衍射圖譜中就會出現鈍的峰。因此，X射線衍射法在藥物處方篩選方面可發揮一定的作用[2]。粉末X射線衍射分析技術在中藥鑒定分析中有著獨特的優勢：試驗樣品不需要化學處理，保持了中藥各種成分的原始存在狀態；試驗獲得的衍射圖譜是中藥中各種成分衍射圖譜的信息疊加，完全符合傅里葉變換線性定理，在線性疊加的衍射圖譜中包含了全部成分的種類、存在狀態及含量等結構信息；不同種類的中藥（中藥材，中成藥），由于其成分、狀態、含量差異造成其衍射圖譜的指紋特征不同，包括衍射圖形的幾何拓撲與特峰值，依此可以對不同種類中藥進行微觀鑒定，實現藥材真偽、優劣、分類和藥材質量控制的目的。

2．2 方法

采用粉末X射線衍射法獲取穩心顆粒的微觀衍射圖譜。試驗條件：CuKα輻射，石墨單色器，40 kV，250 mA，2θ掃描范圍3～60°，掃描速度 8°／min，步長 0．02°，發散狹縫 1．0°，接受狹縫 0．30mm，防散射狹縫1°。

2．3 結果

穩心顆粒（無糖型）的粉末X射線衍射圖見圖1。圖形為無定形，衍射特征峰如下：5．86 ／56，5．63 ／13，5．26 ／93，5．17 ／100，4．96 ／21，4．75 ／19，4．64 ／15，4．52 ／9，－ ，4．28 ／7，3．90 ／45，3．77 ／20，－ ，3．45 ／18，3．35 ／29，3．19 ／18，2．884 ／28，2．806 ／17，2．751 ／12，－，2．549 ／26，2．495 ／19，－，－ ，2．389 ／19，2．296 ／14，2．139 ／21，2．085 ／20，－ ，－ ，1．956 ／15，1．770 ／15，1．661 ／11。

圖1 穩心顆粒的粉末X射線衍射圖

圖1和上列33個衍射特征峰作為步長穩心顆粒的參照粉末X射線衍射圖譜。另外，該圖中未出現衍射峰值甚高的圖形（如銳峰），故可排除外來物質（如西藥成分）加入其中，確保了用藥安全。

3 討論

盡管我國的天然藥物化學家已對許多種類的常用中草藥品種進行了化學成分提取分離及結構鑒定研究，但由于受提取分離技術的限制，現已掌握的化學成分尚屬高含量部分（其含量高于千分之一），植物中大量的低含量成分至今仍是一個等待揭示的謎。中草藥是我國藥物化學家獲取新化合物的主要來源，因此保證中藥的質量穩定性就成為藥物學家的基礎工作。應用粉末X射線衍射儀可以記錄相應的粉末X射線衍射譜線，形成以銳峰（晶態）或彌散峰（非晶態）或二者共存的X射線衍射圖譜，每種單一化合物（組分）應具有自身專屬的指紋性粉末X射線衍射圖譜，因此可借此準確地識別化合物（即物相分析）。美國自1972年開始，將化學藥物的粉末X射線衍射列入藥典。目前我國對創新類化學藥物中的原料藥及其制劑也要求附有粉末X射線衍射對照圖譜[3]。

在中藥及其制劑（固態）研究中，由于中藥的源頭物質中藥材來自動物、植物、礦物體，絕大多數都含有大量化學組分，為復雜的多相體系（包括由此制成丸、散、膏、丹、顆粒、膠囊等劑型的成藥），因此不能沿用化學藥物使用的粉末X射線方法中的物相分析方法。為此，近年來建立了X射線衍射傅里葉指紋圖譜分析法。X射線衍射傅里葉指紋圖譜分析法是基于中醫藥的整體理論思想，并以組成中藥方劑的源頭物質中藥材作為基礎。當X射線照射到經機械粉碎并過100～200目篩后制成細粉的中藥材樣品上時，包含在中藥材中的幾十種化學成分將產生各自獨立的粉末X射線衍射圖譜，它們的疊加就形成一幅表示該中藥材整體結構特征的粉末X射線衍射指紋圖譜。中藥材的粉末X射線衍射傅里葉指紋圖譜是由衍射圖譜的圖形幾何拓撲規律與特征標記峰值構成。將通過性狀顯微宏觀鑒定確認的中藥材，經X射線衍射試驗轉換為一幅在衍射空間以圖形、數值表示的專屬粉末X射線衍射指紋性圖譜，它既包含中藥材的全部成分，也體現各種成分的相對含量值。由此，可以實現對中藥材的鑒定、分類及質量控制的目的[4]。另外，對于給定的單一晶型化合物，其粉末X射線圖譜具有專屬性和指紋性，對于創新藥物及缺乏對照品的固體類新藥，可以借此建立藥物樣品的標準X射線衍射譜圖[5]。

本研究結果表明，對于未知物質的分析，粉末X射線衍射具有靈敏度高、分辨率高、數值精確、重復性好、操作快速簡便等特點，有助于保障患病群體用藥安全。對于含量大于0．1%的物質，衍射分析可以進行定量，有利于凈化我國藥物市場。X射線衍射技術應用前景十分廣闊，值得深入研究和廣泛運用。

[1]王 俠，文旺秀，吳煥林，等．穩心顆粒治療缺血性心律失常的臨床研究[J]．吉林醫學，2005，26（6）：616 －617．

[2]朱 娟，陳桂良．X射線粉末衍射法在藥物研究和質量控制中的應用[J]．藥物分析雜志，2005，25（10）：1 281 －1 284．

[3]國家藥典委員會．中華人民共和國藥典（一部）[M]．北京：中國醫藥科技出版社，2010：附錄 31．

[4]呂 揚，吳云山，鄭啟泰．X射線衍射分析技術在新藥及制藥研究中的應用進展[J]．現代儀器，2004（3）：6 －19．

[5]常 穎，鄭啟泰，呂 揚．X射線衍射分析技術在藥物研究中的應用[J]．物理，2007，36（6）：452 － 459．