海洋中藥珍珠原材料的紅外指紋圖譜研究

彭 舟，趙玉勤，王 斌，曲有樂 (浙江海洋學院食品與醫藥學院，浙江舟山316022)

目前，我國中藥材品種鑒定方法種類繁多，然而越來越被大家廣泛接受的是藥材的指紋圖譜分析技術。隨著中藥材定性和定量分析技術的多樣化，多種色譜、光譜等分析技術同時被綜合應用到中藥、中間體及其制劑的指紋圖譜的研究中。新方法和新技術的加入為指紋圖譜的研究提供了大量新思路。劉小平等［1］用X射線衍射技術和紅外光譜(IR)技術，首次建立了我國經典復方中藥六味地黃丸的標準指紋圖譜。劉韶等［2］選擇具有代表性的復方湯劑黃連解毒湯，以指紋圖譜為考察方法從整體上對傳統的黃連解毒湯飲片湯劑與利用現代工藝制備的顆粒湯劑的質量進行綜合分析，發現兩者之間具有較好相似性。該試驗結果表明，利用現代的顆粒湯劑代替傳統的飲片湯劑是完全可行的。這為中藥現代化提供科學依據。

IR技術是一種全成分信息的分析手段，操作簡便，靈敏度高，譜帶的專屬性強。該方法特別適合于中藥材的無損快速鑒別和樣品的定量分析。目前，IR指紋圖譜已經成為中藥、中藥提取物和中藥制劑質量控制的重要方法。單鳴秋等［3］采用不同樣品IR圖譜的變異峰率和共有峰率兩個指標，依據共有峰率建立了中藥側柏(Platycladus orientalis)葉IR指紋圖譜雙指標序列。該方法可以將不同產地和批次的側柏葉準確地區分開來。王燕等［4］結合雙指標序列法和聚類分析法，同時建立了淡菜的紅外光譜指紋圖譜。該圖譜可以較好地鑒別出不同產地的淡菜。該研究也為海洋中藥——淡菜的溯源提供了技術支持。王斌等［5］結合主成分分析和判別分析，建立了海馬乙醇提取物紅外光譜，實現不同類別海馬的快速鑒別。鄒華斌等［6］分別建立了甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch)的水和氯仿提取物的IR指紋圖譜，通過比較指紋圖譜的共有峰率、變異峰率可以準確鑒別品種和產地不同的甘草樣品。為此，筆者利用紅外光譜技術建立了珍珠的指紋圖譜，利用相似度分析和聚類分析對其數據進行處理。制定的指紋圖譜可以為珍珠的質量控制提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑 中藥粉碎機(FW135，天津泰斯特儀器有限公司);壓片機(YP-2，上海山岳科學儀器公司);傅里葉變換紅外光譜儀(Nicolet 5700，美國Thermo Nicolet公司);電子天平(梅特勒－托利多儀器公司)。KBr為光譜純，購于國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 樣品來源及處理 珍珠樣品B1～B17來源見表1。將從不同地區收集到的珍珠樣品在60℃下恒溫干燥24 h，利用中藥粉碎機粉碎，然后稱取過100目篩的珍珠樣品粉末各0.1 g，儲存于干燥器內，備用。

表1 不同珍珠樣品的來源

1.3 珍珠紅外光譜數據采集及預處理 準確稱取1.0 mg粉碎過100目篩的珍珠樣品，按照1∶100的比例(w/w)加入到KBr中，均勻研磨，并且壓制，使得樣品呈透明片狀，在KBr的背景下掃描32次，且平行試驗3次，獲得譜圖，保存其CSV數據，求平均值。利用Origin8.0軟件繪制光譜圖。

2 結果與分析

2.1 珍珠紅外圖譜的采集 用軟件origin8.0繪出各地區珍珠樣品的紅外指紋圖譜。紅外圖譜中反映珍珠所含成分紅外信號的疊加。由地域、質地、環境等外界因素對珍珠藥材產生的影響可從紅外光譜的差異較好體現。圖1表明，同一產地珍珠樣品紅外光譜的峰形、峰相對強度基本相近，可知珍珠的主要成分相同，其生長環境和地域等因素也較相近。

2.2 珍珠紅外圖譜的聚類分析 采用遠鄰法、近鄰法、中位數法、重心法、Ward最小方差法、組內平均連接法、組間平均連接法7種聚類分析法對樣品進行分析考察，發現采用Ward最小方差法比較理想。通過系統聚類分析，可將17個珍珠樣品直觀、清楚地區分開來，說明該方法可用于珍珠的鑒別與分類研究。圖2表明，珍珠樣品可聚為兩個大組。第一大組包括樣品 B2、B6、B3、B5、B9、B7、B8，其中主要為廣東和青島地區的珍珠;第二大組又可分為3個小組，即B12、B15、B1 屬于海口，B10、B13、B16 屬于寧夏，B4、B11、B17 屬于貴陽。珍珠的質量與產地氣候等自然條件密切有關。在環境相近時，珍珠的質量差異性小，它可聚為一類。

2.3 珍珠紅外光譜相似度分析 表2表明，所收集的17個珍珠樣品相似度均在0.97以上，有較高的相似度，說明珍珠成分基本相同，差異性較小。該結果與聚類效果相同，說明樣品所在地域、環境的不同對珍珠成長的影響不明顯，均可作為珍珠藥材使用。

表2 不同珍珠樣品相似度

2.4 珍珠紅外指紋圖譜共有模式的建立、分析 取聚類圖中最相近的 10 個珍珠樣品，即 B2、B6、B3、B5、B9、B7、B8、B14、B12、B15。用軟件origin8.0，作出珍珠的共有模式。圖3表明，不同產地的珍珠在成分上有很多相同，其紅外圖譜在4 000～400 cm－1有8個共有峰，即3 420 cm－1處為由于水分子的振動引起的吸收峰;2 918、2 517 cm－1為含C－H、－OH的有機物振動引起的吸收峰;1 780、1 464 cm－1為碳酸根離子的非對稱伸縮;1 082 cm－1為碳酸根－離子的對稱伸縮;862 cm－1為碳酸根離子導致的面外彎曲;714 cm－1為碳酸根離子導致的面內彎曲。

2.5 不同地區珍珠紅外指紋圖譜的比較 在各地區，選取一種珍珠樣品，同時進行對比。圖4表明，各地區珍珠樣品整體紅外光譜的峰形、峰相對高且大致相同，從而更能突出珍珠的共有模式。紅外指紋圖譜的強度有一定的差異。這主要是因為其地域的不同造成其所含成分和含量有一定的差異，而且受所處海域的溫度、鹽度和養殖條件等外在條件的影響。

3 小結

在解決中藥質量標準與檢測方法的探索中，紅外光譜技術與色譜指紋圖譜的作用日益顯現。該技術的運用使得中藥質量控制技術的研究得到有效的延伸與發展，基本形成光譜和色譜相互依存、相互補充的特點。在藥物質量控制過程中，紅外光譜能夠進行藥品原材料的質量控制和穩定性考察。色譜指紋圖譜能夠用于樣品的高效分離、定量檢測以及后續重點成分指標含量控制。兩者互相滲透、相互補充，為中藥現代化發展提供有效支撐。

［1］劉小平，陳笑宇，宋青，等.六味地黃丸的X-衍射指紋圖譜鑒定研究［J］.中藥材，2005，28(3):184 －186.

［2］劉韶，雷鵬，李新中，等.黃連解毒湯飲片湯劑與顆粒湯劑的指紋圖譜比較［J］.中國藥師，2005，8(2):117 －119.

［3］單鳴秋，姚曉東，池玉梅，等.側柏葉紅外指紋圖譜共有峰率和變異峰率雙指標序列分析法［J］.光譜學與光譜分析，2009，29(8):2092－2095.

［4］王燕，王斌，徐銀峰，等.基于聚類分析法和雙指標分析法的淡菜紅外指紋圖譜比較研究［J］.中國食品學報，2013，13(1):178 －182.

［5］王斌，任西杰，王燕，等.基于聚類、主成分和判別分析的海馬乙醇提取物紅外指紋圖譜研究［J］.中國藥學雜志，2013，48(4):253 －258.

［6］鄒華斌，袁久榮，杜愛琴，等.甘草氯仿提取物紅外指紋圖譜雙指標序列分析法［J］.中國中藥雜志，2005，30(1):16 －20.