紫錐菊的生藥學(xué)研究

鐘英杰，張會梅，付海寧，周風(fēng)琴，郭慶梅*

1 山東中醫(yī)藥大學(xué)，濟南 250355;2 青島蔚藍生物股份有限公司，青島 266111

紫錐菊屬(Echinacea Moenck.)為原產(chǎn)于美洲的一類菊科植物，也稱“松果菊”，是西方歷史中最為悠久的植物藥之一，也是聞名世界的“免疫”植物，具有突出的免疫促進和抗感染作用。該屬植物共有8 種及數(shù)個變種，其中已開發(fā)為藥品的主要為紫錐菊(紫松果菊)、狹葉紫錐菊(松果菊)及白松果菊三種，我國已將此三種紫錐菊引種成功。

目前，在歐洲紫錐菊屬植物主要作為動物免疫調(diào)節(jié)劑，以紫錐菊為原料的產(chǎn)品連續(xù)數(shù)年銷量在植物藥市場中名列前茅，美國藥用植物銷售排名中，紫錐菊在1995、1996、1997、1999 年均排名第一，2000～2002 年間，在草藥銷售額排行榜中分別居第4、2和3 位［1］。在素以用藥嚴格、謹慎著稱的德國，紫錐菊成為用量最大、用途最廣的醫(yī)院用植物藥之一，主要用于治療和預(yù)防各種病原體導(dǎo)致的感染，對上呼吸道感染尤為有效。

為了更好地開發(fā)其藥用價值，對本品進行了系統(tǒng)的生藥學(xué)研究。

1 來源鑒定

1.1 實驗材料

本試驗用藥材購自安徽桐城維慶藥用植物有限責(zé)任公司，由山東中醫(yī)藥大學(xué)中藥鑒定室周風(fēng)琴教授鑒定為紫錐菊Echinacea purpurea(L.)Moench.。

1.2 植物形態(tài)

紫錐菊Echinacea purpurea(L.)Moench.，多年生草本。主根圓錐形，長14～30 cm，生多數(shù)側(cè)根及須根;根莖部易于萌生側(cè)芽及不定根。莖直立，高80～100 cm，表面綠色，具褐紫色條斑及白色糙毛，中部以上具分枝?；~叢生，葉片卵狀披針形或?qū)捙樞危L3.5～18 cm，寬1.8～6 cm，邊緣具疏齒，有長柄。頭狀花序，總苞4～5 層，綠色，邊緣略膜質(zhì);花序生于莖端，舌狀20 余朵，粉紫紅色或紫紅色，長條形，花后期自基部向下折;管狀花黃色，密集于半球形或闊圓錐形花序托上，小苞片狹長，包被于管狀花的外側(cè)，先端具銳刺。瘦果，2 心皮。花、果期5～10 月。

2 性狀鑒定

圖1 各時期紫錐菊植物形態(tài)圖Fig.1 The morphology of different period of E.purpurea

紫錐菊的地上部分為莖葉花序的混合物。莖為圓柱形小段，直徑0.5～1.2 cm，表面灰綠色至灰褐色，并有紫褐色縱斑紋，疏生白色倒刺;體輕，質(zhì)堅韌;斷面較平坦，皮部呈淡綠色，木部呈類白色，髓部類白色;氣微，味淡。葉多破碎;完整者展平后呈長卵形或?qū)捙樞危L3.5～18 cm，寬1.8～6 cm;表面紫綠色，被白色硬毛，主脈3～5 條，邊緣具疏齒;葉柄黃棕色;質(zhì)脆，易破碎;氣微，味淡。頭狀花序類圓球形或圓錐形，直徑2.2～3cm，褐色或紅褐色;總苞盤狀，總苞片4～5 層，棕綠色，披針形至卵狀披針形，近革質(zhì)，外面被毛，中間數(shù)層先端外折;花托圓錐形，有托片;舌狀花12～20 余朵，暗紅褐色或褐色，狹長條形，皺縮;管狀花極多，托片龍骨狀，長于管狀花，先端尖成長刺狀;體輕，質(zhì)韌;氣微香，味淡。未成熟瘦果倒圓錐形，長4～6 mm，直徑1.5～2 mm。表面灰白色，具四棱;頂端四棱處呈刺狀，中央凹陷;果皮薄，纖維性，內(nèi)表面灰褐色，易與種子剝離，內(nèi)有種子1 粒;氣微，破開后微具辛香氣，味微辛辣。以干燥、莖嫩色綠褐、葉多色紫綠、花序多色紫褐者為佳。

3 顯微鑒定

取紫錐菊全草藥材，按照2010 年版《中華人民共和國藥典》附錄18 頁顯微鑒別法，對紫錐菊藥材分部位按常規(guī)進行石蠟切片、粉末制片、表面制片、解離組織制片、細胞及細胞內(nèi)含物測量、細胞壁和細胞內(nèi)含物性質(zhì)檢定等［2］。以相應(yīng)的顯微技術(shù)觀察、描述、顯微照相或繪制墨線圖。

圖2 紫錐菊根橫切面圖Fig.2 Transverse section organization structure chart of E.purpurea root

3.1 根橫切面

木栓層為多列薄壁細胞，內(nèi)含黃棕色物質(zhì)，常脫落而殘留1～3 列細胞。皮層為10～14 列略切向延長的類長圓形或類多角形薄壁細胞，排列較疏松，有裂隙，內(nèi)皮層細胞呈類方形，沿垂周壁內(nèi)側(cè)有明顯的凱氏帶;靠近內(nèi)皮層處散有小型的裂生性分泌腔，內(nèi)含黃棕色或紅棕色分泌物。無限外韌型維管束。韌皮部較寬廣，外側(cè)常形成大型裂隙，韌皮部篩管成群，射線寬廣。形成層成環(huán)。木質(zhì)部寬廣，導(dǎo)管單個散在，或2～5 個成群，徑向排列，內(nèi)側(cè)排列稀疏，外側(cè)中部由薄壁性木纖維和木薄壁細胞包圍導(dǎo)管，形成明顯的木化環(huán)層，其間射線寬1～3 列細胞;木質(zhì)部導(dǎo)管分化到中部，無髓。有的薄壁細胞中含菊糖。

3.2 莖橫切面

表皮細胞一列，類方形，外被角質(zhì)層，角質(zhì)層外緣呈細齒狀;表面稀疏分布有兩種多細胞非腺毛，一種長圓錐形，先端銳尖，長446～1040 μm;一種棒狀，長134～180 μm;厚角組織細胞2～3 列，于角隅處增厚。皮層較狹，薄壁細胞呈類圓形或橢圓形，排列疏松。無限外韌型維管束，斷續(xù)環(huán)列，常大小相間;維管束外側(cè)散有多數(shù)小型的裂生性分泌腔，內(nèi)含黃棕色或紅棕色分泌物。韌皮部狹窄，細胞排列緊密，外方有盔帽狀排列的初生韌皮纖維束;束中形成層明顯;木質(zhì)部導(dǎo)管單個徑向排列。髓部極發(fā)達，細胞類圓形或圓多角形，具單紋孔;髓緣或靠近維管束內(nèi)側(cè)散有多數(shù)小型分泌腔。有的薄壁細胞中含有菊糖。

圖3 紫錐菊莖橫切面圖Fig.3 Transverse section organization structure chart of E.purpurea stem

3.3 葉橫切面

典型的兩面葉。上、下表皮各一列類長方形細胞，外被角質(zhì)層，疏被多細胞非腺毛，以下表皮為多，非腺毛長約560 μm;氣孔主要分布于下表皮。葉肉組織分柵欄組織和海綿組織;柵欄組織由兩列長柱形柵狀細胞組成，不通過中脈，外層?xùn)艩罴毎L50～75 μm，垂周壁平直且排列緊密，內(nèi)層?xùn)艩罴毎L22～58 μm，排列較疏松;海綿組織厚78～112 μm，由多列不規(guī)則形細胞組成，具有大型細胞間隙;葉肉組織細胞中含葉綠體。主脈和主側(cè)脈部位均向下表面極度突出。上、下表皮細胞外方被細紋狀角質(zhì)層，內(nèi)方為厚角組織;主脈維管束無限外韌型，2～3 個呈弧形分布，大小不一，木質(zhì)部位于上方，導(dǎo)管徑向排列成列，形成層明顯，韌皮部位于下方成半包圍狀;主側(cè)脈維管束1 個;小側(cè)脈維管束縱橫分布于葉肉組織中，外被一列薄壁細胞組成的鞘。

3.3.1 葉表面制片

上表皮細胞呈不規(guī)則多角形，長56～112 μm，寬25～67 μm，排列緊密，垂周壁呈微波狀彎曲，偶見不定式氣孔。下表皮細胞呈不規(guī)則形，長34～90 μm，寬22～45 μm，垂周壁呈深波狀彎曲，氣孔不定式，周圍副衛(wèi)細胞4～5 個。非腺毛較密集，一種為長圓錐形非腺毛，長490～560 μm，3～6 個細胞，先端銳尖，壁較厚，具多數(shù)疣刺狀突起，主要分布于葉脈處;一種為棒狀毛，長110～180 μm，3～5 細胞組成，壁薄，先端略鈍圓，較少，分布于表皮細胞上。

3.3.2 紫錐菊葉柄橫切面

切面呈新月形，兩側(cè)邊緣形成翼狀。表皮細胞1 列，近長方形，外被角質(zhì)層，內(nèi)側(cè)有1～3 列厚角組織細胞，在角隅處加厚。薄壁細胞近圓形，細胞間隙較大。無限外韌型維管束12～14 個，大小不一，排成圓弧形，大型維管束的外側(cè)有新月形的初生韌皮纖維束;形成層明顯，木部導(dǎo)管呈徑向排列。

圖4 紫錐菊葉橫切面圖Fig.4 Transverse section organization structure chart of E.purpurea leaf

3.4 紫錐菊粉末特征

3.4.1 根粉末特征:黃棕色

石細胞無色或淡黃色，呈條形、類方形或不規(guī)則形，長56～130 μm，直徑28～34 μm;壁較厚，孔溝細密，胞腔較大，有的內(nèi)含棕黃色或棕紅色物質(zhì)。導(dǎo)管多為網(wǎng)紋或梯狀網(wǎng)紋導(dǎo)管和具緣孔紋導(dǎo)管，少見螺紋導(dǎo)管，直徑22～56 μm。纖維較少，細長梭形，多碎斷，直徑13～22 μm，壁微木化。木栓細胞棕黃色，呈類方形，長45～78 μm，寬22～47 μm，排列較整齊，有的中間具分隔，細胞壁多呈連珠狀增厚，胞腔內(nèi)含棕黃色物質(zhì)。菊糖含于薄壁細胞中或散在。淀粉粒少見，類圓形或長圓形，直徑約3.4 μm(圖5)。

3.4.2 莖粉末特征:黃白色

圖5 紫錐菊根粉末圖Fig.5 Powder of E.purpurea root

表皮碎片多見，細胞呈徑向長方形、梭形或多角形，長40～170 μm，直徑19～43 μm;垂周壁多平直，外平周壁具縱向平行的線形角質(zhì)紋理;偶見不定式氣孔。纖維眾多，狹長條形，多碎斷，直徑8～16 μm，壁稍厚，胞腔狹細。髓薄壁細胞成群或散在，無色或淡黃色，長方形，長78～171 μm，寬34～75 μm，紋孔密集。導(dǎo)管成束或散在，主為螺紋導(dǎo)管，少見網(wǎng)紋、具緣孔紋導(dǎo)管，直徑11～45 μm。非腺毛偶見，多細胞，大多斷裂，長圓錐形，長213～500 μm，先端銳尖，細胞壁表面疣狀突起多而明顯。菊糖充塞于薄壁細胞中或散在。淀粉粒少見，類圓形或長圓形，直徑1～4.5 μm(圖6)。

圖6 紫錐菊莖粉末圖Fig.6 Powder of E.purpurea stem

3.4.3 葉粉末特征:暗綠色

葉肉組織碎片多見，上下表皮各1 列，柵欄組織細胞長柱形，1～2 列;海綿組織細胞呈不規(guī)則形，細胞間隙大。上表皮細胞表面觀呈不規(guī)則多角形，長56～112 μm，寬25～67 μm，垂周壁微波狀彎曲，偶見不定式氣孔;下表皮細胞表面觀呈不規(guī)則形，長34～90 μm，寬22～45 μm，垂周壁深波狀彎曲，不定式氣孔眾多，副衛(wèi)細胞4～5 個。非腺毛有兩種:一種為長圓錐形毛，由2～5 個細胞組成，長280～347 μm，基部細胞寬闊，直徑22～34 μm，頂端細胞長漸尖，先端銳尖，壁較厚，壁上具多數(shù)明顯的疣狀突起;另一種為短棒狀毛，由4～6 個細胞組成，壁較薄，長60～140 μm，直徑15～24 μm，細胞呈類方形，頂端細胞圓鈍。導(dǎo)管多數(shù)，主為螺紋和梯紋導(dǎo)管，少見網(wǎng)紋導(dǎo)管，直徑12～36 μm(圖7)。

3.4.4 花序粉末特征:黃褐色

圖7 紫錐菊葉粉末圖Fig.7 Powder of E.purpurea leaf

花粉粒眾多，無色或淡黃色，球形，直徑24～37 μm，外壁具刺狀突起及細顆粒狀雕紋，萌發(fā)孔3 個，兩萌發(fā)孔間有4～6 個刺狀突起，刺長4.5～5.6 μm。石細胞成群或單個，無色，類方形、長條形或不規(guī)則形，長16～74 μm，寬12～22 μm，周圍有黑色素包繞，壁較厚，孔溝細密，胞腔小，內(nèi)含棕紅色物?？偘媳砥ぜ毎愰L方形或長多角形，垂周壁多平直。下表皮細胞長多角形或多角形，垂周壁略彎曲，平周壁具細密縱向角質(zhì)層紋理，氣孔處角質(zhì)層紋理呈放射狀;不定式氣孔密集，副衛(wèi)細胞3～5 個。中果皮碎片多見，細胞長方形或長多角形，壁略增厚，具極密集的細小紋孔。舌狀花碎片棕色或黃棕色，表皮細胞向外呈圓鈍毛狀或乳頭狀突起，有的毛狀突起脫落而散在。花粉囊內(nèi)壁細胞呈長多角形，直徑13～25 μm，外平周壁和垂周壁增厚，表面觀增厚部位呈紡錘形或橢圓形，兩端增厚部位呈點狀。非腺毛兩種:一種為長圓錐形毛，由2～5 個細胞組成，基部細胞較寬闊，先端細胞長漸尖;另一種呈短棒狀，由4～6 個細胞組成，頂端細胞圓鈍。內(nèi)果皮厚壁纖維常見，直徑10～16 μm，表面被有棕紅色色素物質(zhì)，未覆蓋部分可見1 至數(shù)個單斜紋孔。柱頭表皮細胞突起呈單細胞棒狀毛，或呈囊狀、乳頭狀突起，頂端稍尖或鈍圓(圖8)。

圖8 紫錐菊花序粉末圖Fig.8 Powder of E.purpurea inflorescences

3.4.5 紫錐菊藥材地上部分粉末特征:灰綠色

纖維眾多，細長，常碎斷，直徑13～16 μm，成束或散在，壁厚，胞腔狹窄。葉肉組織碎片常見，表皮細胞1 列，柵欄細胞長柱形，1～2 列;海綿組織細胞不規(guī)則形，細胞間隙大。莖髓薄壁細胞成群，無色，長方形或長多角形，長72～168 μm，直徑22～48 μm，紋孔多。舌狀花碎片棕色或黃棕色，表皮細胞向外呈圓鈍毛狀或乳頭狀突起，有的毛狀突起脫落而散在?；ǚ哿o色或淡黃色，球形，直徑24～37 μm，外壁具刺狀突起及細顆粒狀雕紋，萌發(fā)孔3 個，兩萌發(fā)孔間有4～6 個刺狀突起，刺長4.5～5.6 μm。葉上表皮細胞呈不規(guī)則多角形，垂周壁微波狀彎曲;下表皮細胞不規(guī)則形，垂周壁深波狀彎曲，氣孔不定式，副衛(wèi)細胞4～5 個。多細胞非腺毛常斷裂，完整者長圓錐形，3～6 個細胞，先端長漸尖，表面具明顯的疣狀突起。偶見棒狀非腺毛，3～5 個細胞組成，壁薄，先端略鈍圓。莖表皮細胞長方形、梭形或多角形，垂周壁多平直，長40～170 μm，直徑19～43 μm;平周壁具平行角質(zhì)線紋;偶見不定式氣孔。導(dǎo)管成束或散在，多為網(wǎng)紋(部分導(dǎo)管紋孔整齊排列成梯形)、孔紋，直徑10～22 μm。內(nèi)果皮厚壁纖維成片，表面被棕紅色或暗棕色色素物質(zhì)，未覆蓋部分可見細胞壁或1 至數(shù)個單斜紋孔。石細胞少數(shù)，成群或散在，無色，類方形、長條形或不規(guī)則形，長16～74 μm，直徑12～22 μm，壁較厚，孔溝細密，胞腔小，內(nèi)含棕紅色物，周圍有黑色色素物質(zhì)包繞。中果皮碎片，細胞長方形或長多角形，細胞壁略增厚，細小紋孔極密集。此外還有花粉囊內(nèi)壁細胞、苞片表皮細胞、菊糖、分泌腔碎片等(圖9)。

4 理化鑒別

圖9 紫錐菊(地上部分)粉末圖Fig.9 Powder of E.purpurea(above ground part)

取紫錐菊藥材粉末各0.1 g，加70%甲醇10 mL，加熱回流30 min，放冷，濾過，濾液真空蒸干，殘渣加甲醇1 mL 使溶解，作為供試品溶液。另取菊苣酸對照品，加甲醇制成每1 mL 含0.4 mg 的溶液，作為對照品溶液。照薄層色譜法試驗，吸取上述溶液各5 μL，分別點于同一以羧甲基纖維素鈉為黏合劑的硅膠GF254薄層板上，以乙酸乙酯-甲酸-水(6∶0.5∶1)的上層溶液為展開劑，展開，取出，晾干，置紫外光燈(365 nm)下檢視。供試品色譜中，在與對照品色譜相應(yīng)的位置上，顯相同顏色的熒光斑點。該方法簡單、靈敏，菊苣酸分離度好，熒光清楚，重現(xiàn)性、專屬性好。

圖10 紫錐菊的薄層鑒別圖Fig.10 TLC chromatogram of E.purpurea

5 結(jié)論

本文對紫錐菊的植物來源、藥材性狀、顯微及理化鑒別等作了系統(tǒng)的研究，為開發(fā)利用紫錐菊這一新藥資源、制定藥材質(zhì)量標(biāo)準提供了理論依據(jù)。

1 Wang M(王鳴)，Yuan CQ(袁昌齊)，F(xiàn)eng X(馮煦).歐美藥用植物(一).Chin Wild Plant Res(中國野生植物資源)，2003，22(3):56-57

2 Chinese Pharmacopoeia Commission(國家藥典委員會).Pharmacopoeia of the People’s Republic of China(中華人民共和國藥典).Beijing:China Medical Science Press，2010.Vol I，18.