蛹蟲草紅外指紋圖譜研究進展*

馬 健，楊俊杰

（信陽農林學院，河南 信陽 464000）

指紋圖譜是中藥化學研究中鑒定和評價中藥或其各組分真實性、藥性、穩定性的重要手段。利用紅外光譜指紋特性，既不必對中藥各組分的精準分析，也不必對中藥各組分結構進行清楚呈現。直接以穩定、實用且針對性強的方法對中藥各組分進行指紋特性呈現，相較于前兩種方法則更為精準，也更具說服力[1]。由于紅外光譜具有顯著的宏觀指紋特性，且藥材化學組成的差異性決定了不同藥材呈現出的整體紅外光譜圖具有顯著差異，因而可以通過對中藥各組分圖譜信息疊加來實現對中藥材的組分、質量、藥性、真偽進行鑒別和判定[2]。在紅外指紋圖譜相關研究方面，孫素琴、詹澤蘋、李華等進行了大量的研究，孫素琴指出在進行多組分中藥鑒定上要特別注意同類官能團的進一步鑒定[3]；詹澤蘋等則在蛹蟲草（繁育品和野生品）和偽蟲草（蟲草花等）紅外指紋圖譜研究上對比其相似度，并對其一階導數圖譜與二階導數圖譜疊加對比，進一步確立蟲草等多組分中藥鑒定和質量控制體系[1]；王瑞華對蛹蟲草紅外指紋圖譜的研究在一定程度上完善了蛹蟲草質量標準體系建設，為我國中藥質量控制實現有效化、全面化、科學化提供重要理論依據[2]。

蛹蟲草又稱北冬蟲夏草、北蟲草、北蛹蟲草，是一種通過異宗配合有性生殖的子囊菌（Ascomycotina）[4]，具有區別于其他蟲草的顯著形態特征：其寄生蛹體的頭部或節部往往單生或數個子座并生，且色鮮明艷麗，常為橘黃或橘紅，蛹體則呈紫色[5]。《新華本草綱要》稱其“味甘，性平”，是為益腎補陽、止血化痰等良藥[6]；現代醫療化學系統通過大量實驗和研究，明確了蛹蟲草含有蟲草素、蟲草甾醇和糖醇類成分、蟲草多糖、蟲草多肽和無機元素成分、凝集素、纖維蛋白溶解酶、超氧化歧化酶、類胰島素蛋白、黃酮類物質、胡蘿卜素等多種活性成分，證實了蛹蟲草的確具有以上兩大功效外，還具有珍貴的藥用價值[7]。

蛹蟲草雖然是世界性分布，但其天然資源緊缺，于是人工培育、養殖的蛹蟲草成為藥用蛹蟲草重要來源，但是不同產地、不同采收季節、不同采收部位、不同儲存時間、不同加工炮制方法的蛹蟲草藥用成分及藥性有很大差異[8]。因而科學化、精準化、便捷化的藥性鑒定和評價成為促進蛹蟲草培育及其相關產業發展的重要推力。

1 蛹蟲草指紋圖譜研究

1.1 中藥指紋圖譜

中藥指紋圖譜鑒別、鑒定中藥需有一定基礎和前提條件，例如對中藥物質群整體作用的認識，一旦沒有足夠前提，中藥指紋圖譜鑒別能力將會大大降低[9]。中藥指紋光譜分析不需要具體測試中藥活性組分具體含量，具有很強的整體性、模糊性、全面性[10]。中藥化學指紋圖譜分析一般采用以下幾種方法。

1.1.1 光譜法

利用被測中藥不同物質對光的吸收性能的差異性，對中藥不同活性物質和有機化合物結構進行鑒定和分析。中藥化學鑒定通常采用紅外光譜法、紫外光譜法、近紅外光譜法等[11]。光譜法測得蛹蟲草胞內多糖濃度[12]統計情況如表1所示。

表1 蛹蟲草胞內多糖濃度統計情況Tab.1 Concentration statistics of intracellular polysaccharides of Cordyceps militaris

如表1可知，蛹蟲草胞內多糖濃度樣本集為60個，其中最大值為2.764 g·L-1，最小值為0.685 g·L-1，平均值為 1.677 g·L-1。

1.1.2 色譜法

由于中藥樣品各組分在不同相態中的選擇性分配不同，對被測中藥樣品進行不同相態洗脫，達到分離不同中藥組分的目的。色譜法又分高效液相色譜法、薄層色譜法、氣相色譜法、超臨界流體色譜法、高速逆流色譜法等[13]。

1.1.3 質譜法

被測中藥各組分分子在質譜分析儀中會被裂解為碎片。由于分子差異性，這些碎片顯示的圖譜也存在差異性，故能較好鑒定中藥組分。質譜法的檢測統計結果如表2所示。

表2 質譜法檢測蛹蟲草胞內重金屬含量標準Tab.2 Mass spectrometric method for detection of heavy metal content in Cordyceps militaris

如表2所示，其中質譜法檢測蛹蟲草胞內重金屬含量在砷含量、鉛含量、鉻含量、銅含量、鎘含量幾個指標檢測數值中均為存在超標情況。

1.1.4 核磁共振法

采用核磁共振法可以提取中藥不同組分中特征性化學成分的純化單體，具有很高穩定性、專一性。

1.1.5 X射線衍射法

利用不同物質、結構在X射線下產生的特定衍射圖譜進行中藥活性物質和結構鑒別。

1.1.6 免疫測定法

利用免疫學原理，將被測樣品作為免疫原抗體進行中藥活性物質測定。

因紅外光譜分析儀往往體積小、測速分析快捷，并且紅外光譜分析儀在抗壓力、抗抖動振動以及溫度變化等方面性質優越。在近年來，紅外光譜分析還實現對中藥原材料、成藥、注射劑以及連續加工的中藥材進行測定和監控，故紅外光譜分析在中藥加工和質量控制鑒別領域應用極為廣泛。

1.2 蛹蟲草指紋圖譜樣品常規制備

參照2005版《中國藥典》相關規定，取4 mg蛹蟲草樣品與200 mg溴化鉀粉末于瑪瑙乳缽中并置于紅外燈下研磨、混合均勻，置入壓片模具中1 min左右，制成備試樣品，放置于傅里葉變換紅外分析儀中進行測試分析[14]。此外，為保證測試結果準確性、科學性，還需要對傅里葉變換紅外分析儀以及樣品制備方法進行穩定性、重復性測試。

2 蛹蟲草紅外指紋圖譜分析進展

2.1 同類官能團指紋圖譜分析

中藥質量紅外光譜評價體系重要建設者、清華大學教授孫素琴指出，采用紅外光譜對中藥多組分進行鑒定分析時要特別注意，多組分中藥不同成分整體形成疊加峰，是由于這些不同成分具有同類官能團；這就需要在此基礎上對目標物質組群進行逐級使用二階導數紅外光譜等分析能力更高的方法進行進一步分析；并且借助如相似度量化評價等多種識別手段對多產地、多組分中藥進行質量控制分析和鑒別，盡可能真實、全面、宏觀地反映所測中藥樣品整體信息[3]。蛹蟲草紅外指紋圖譜分析結果如圖1所示。

如圖1可知，蛹蟲草紅外指紋圖譜分析結果在營養成分上表現出多維空間，其中含有冬蟲夏草含有蟲草酸7%、蛋白質25%、脂肪8%，其中82%為人體不能合成而又必需的不飽和脂肪酸，碳水化合物29%，游離氨基酸12種，水解液氨基酸18種，蟲草菌素、半乳甘露聚糖、麥角脂醇、六碳糖醇、生物堿、尿嘧啶、腺嘌呤、維生素B1、維生素B2、多糖及礦物質等[15]。

檢測和分析過程的簡潔化、高效化、合理化、便捷化是推動中藥紅外指紋圖譜分析體系廣泛應用的重要因素，在具體實踐中不斷檢驗、調整和完善該體系理論知識，提升多組分中藥鑒別和質量控制水平。

2.2 蟲草與偽蟲草紅外指紋圖譜相似度分析

詹澤蘋、李華等[1]對冬蟲夏草繁育品種紅外指紋圖譜相關研究為我國多組分中藥鑒別和質量控制探索出新的發展道路和思考方向。該研究將蟲草（繁育品和野生品）和偽蟲草（蟬花、蟲草花等）進行紅外測試，得到對應的紅外光譜原圖，再將蟲草（野生品）紅外光譜原圖進行平均化處理得到平均圖譜，作為蟲草（繁育品）和偽蟲草紅外光譜標準參照圖譜，而蟲草和偽蟲草的一階導數圖譜和二階導數圖譜則使用Norris導數過濾器對紅外光譜原圖處理而得[1]。表3為該實驗部分蟲草與偽蟲草紅外指紋圖譜原圖相似度對比圖。

表3 蟲草與偽蟲草紅外指紋圖譜相似度結果Tab.3 Similarity results of infrared fingerprints of Cordyceps and pseudo Cordyceps

通過對比可以明顯發現，蟲草和偽蟲草紅外光譜圖總體分布特征和相似度，蟲草和偽蟲草的紅外光譜原圖雖然具有較高相似度。但是蟲草與偽蟲草的一階導數圖譜和二階導數圖譜疊加對比圖仍具有顯著差異，充分顯示紅外指紋圖譜法可以用于蟲草等多組分中藥鑒別的質量控制。

2.3 蛹蟲草指紋圖譜分析

王瑞華[2]在蛹蟲草指紋圖譜分析和質量標準方面的研究在一定程度上建全了蛹蟲草質量標準體系建設，其中包含人工蛹蟲草性狀、檢測和質量控制等，是蛹蟲草質量評價標準體系中較為全面、系統的鑒別方法。除了參照國家中藥色譜指紋圖譜相似度相關評價體系對蛹蟲草中的重要核苷類化合物蟲草素等活性物質的鑒定之外，還重復考查和檢測指紋圖譜的穩定性和精密度，并就人工蛹蟲草指紋圖譜分析方法做出一定補充。其結果表明，該方法不僅能充分體現不同批次人工蛹蟲草的產地一致性，還突出了蛹蟲草藥材本身的整體化學特征，對于蛹蟲草質量控制和鑒定具有重要借鑒意義[16]。該研究也為蛹蟲草質量控制標準理論建設提出一系列可行性建議。例如深入開展中藥指紋圖譜與中藥藥理作用相關性研究、中藥重要質量標準活性組分化學性質與指紋圖譜相關性研究、中藥藥物活性化合物結構與指紋圖譜相關性研究，以及建立全面化、綜合化、科學化指紋圖譜庫等，為未來中藥指紋圖譜發展指明新的方向[17]。

3 結論與展望

從蛹蟲草與偽蟲草的相似度研究及同產地不同批次蛹蟲草質量控制研究，實現對蛹蟲草紅外指紋圖譜與其主要活性物質化學成分信息較為全面的分析。但是由于我國該領域研究仍相對較少，研究人員缺乏相關參照品和參照數據，蛹蟲草質量控制評價體系仍需進一步完善。

蛹蟲草作為珍貴中藥材，在經濟和科技雙重加持之下，實現廣泛培育和養殖已然不是空談。在蛹蟲草有效活性組分鑒定和質量控制方面，指紋圖譜分析技術彌補了傳統中藥鑒別方法的不足和一定缺陷，打破學科壁壘，促進多學科、多領域之間的有效互動和交流。