青蒿药材红外指纹图谱研究
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摘要
青蒿为菊科一年生草本植物黄花蒿(Artemisia annua L.)干燥地上部分,性寒,味苦、辛,归肝胆经,可清热解暑、除蒸、截疟。全国各地均有分布,其他国家也有分布和引种。70年代中期我国科研人员从青蒿中分离得到抗疟有效单体青蒿素,其全新的化学结构和独特的抗疟活性引起了广泛的重视。在WHO的倡导下,越来越多的国家采用以青蒿素类药物为基础的联合用药(青蒿素类药物与阿莫地喹、苯芴醇、甲氟喹或周效磺胺–乙胺嘧啶联合使用)——artenfisinin combination treatment (ACT)治疗疟疾,青蒿药材的需求量因此急剧增加。
尽管黄花蒿系世界广布种,但其青蒿素的含量随产地不同差异极大。除我国少数地区外,世界绝大多数地区生长的黄花蒿中青蒿素的含量都很低,且在近缘植物中也未发现含有青蒿素,使青蒿素资源相对匮乏。
研究认为,青蒿药材的品质具有显著的生态地域性,青蒿素含量与土壤因子、青蒿种类均有关系。重庆武陵山区属中、亚热带湿润季风气候,四季分明且季差大,气候温和而冷暖不均,雨量充沛而分配不均,云雾多,日照少,霜雪少,构成了一个较为特殊的气候小区,适合于青蒿的生长,因此所产青蒿资源品质好,青蒿素含量高。
目前,中药材的鉴定多采用基原鉴定、药材性状鉴定、显微鉴定和理化鉴定等。基原鉴定是指利用药材原动植物的科名、原动植物名、药用部位及采收季节和产地加工进行鉴定,但即便是具有丰富的动、植物分类知识,也难以对相同品种间的药材进行鉴别;药材性状鉴定主要是利用感官对完整的生药或饮片进行鉴定,由于此法对鉴定经验的严重依赖,限制了其应用;显微鉴定较为困难,因为显微特征的差别细微,方法本身难以掌握;理化鉴别通常只反映个别活性成分的性质,并不完全反映药材整体质量的优劣。许多现代仪器分析方法,如色谱法、质谱法和生物DNA技术等的应用,促进了中药质量研究的发展,但这些方法均需对药材进行分离提取,耗时耗试剂。
中药是复杂的混合物体系,要建立中药质量的科学评价体系,需要采用不同的先进分析技术,从不同的角度对中药的质量进行描述。红外光谱法在化合物分子结构测定和矿物分析方面的应用已十分广泛,但用于植物药材的鉴定尚处于发展阶段。傅里叶变换红外光谱方法(FTIR)利用干涉图和光谱图之间的对应关系,通过测量干涉图和对干涉图进行傅里叶积分变换来测定和研究光谱图,从而使它具有比经典的红外光谱法高得多的信噪比和分辨率,而且固、液、气样品均可以方便的直接测定,具有准确、简便、快速的特点。近年来傅里叶变换红外光谱仪器和技术的不断改进,使得药材粉末直接压片测定后获得的图谱不仅可以准确定位,而且还能进行智能化对比,简化了操作,又消除了溶剂干扰。
本研究利用FTIR法测定了不同产地青蒿药材的红外指纹图谱,并用不同的数据处理方法对其进行了研究。
目的:
1)建立不同产地青蒿药材的FTIR指纹图谱。
2)建立不同产地青蒿药材FTIR指纹图谱的聚类分析和主成分分析方法。
方法:
1)不同产地青蒿药材的FTIR指纹图谱分析采用傅里叶变换红外光谱仪测定不同产地的青蒿药材样品,对所获得的指纹图谱进行特征峰指认和对比分析。
2)青蒿药材FTIR指纹图谱的聚类分析和主成分分析研究采用聚类分析和主成分分析对所获得的不同产地青蒿药材FTIR指纹图谱进行研究。
结果与结论:
1)不同产地青蒿药材的FTIR指纹图谱分析各地青蒿红外吸收峰的峰数、峰位、峰强、峰形都存在一定程度的差异,为青蒿药材的鉴别及质量控制提供了依据。
2)青蒿药材FTIR指纹图谱的聚类分析和主成分分析研究聚类分析所得的聚类图和主成分分析所得的二维投影图均具有较好的分类作用。所建方法可用于不同产地青蒿药材的产地分类及产地鉴别。
OBJECTIVES
1) Establish the fingerprint spectrograms of Artemisia apiacea Hance from different habitats.
2) Establish a clustering analysis method and a principal component analysis method for Artemisia apiacea Hance from different habitats.
METHODS
1) FTIR fingerprint spectrograms of Artemisia apiacea Hance from different habitats: measure FTIR fingerprint spectrograms of Artemisia apiacea Hance from different habitats; recognize and compare the characteristic peaks in the FTIR fingerprint spectrograms.
2) Clustering Analysis and Principal Component Analysis for Artemisia apiacea Hance from different habitats with FTIR fingerprint spectrograms: study FTIR fingerprint spectrograms of Artemisia apiacea Hance from different habitats with a clustering analysis method and a principal component analysis method.
RESULTS AND CONCLUSIONS
1) FTIR fingerprint spectrograms of Artemisia apiacea Hance from different habitats: quantities, frequencies and intensities, figures of infrared absorption spectra of Artemisia apiacea Hance from different habitats were obviously different from each other.
2) Clustering Analysis and Principal Component Analysis for Artemisia apiacea Hance from different habitats with FTIR fingerprint spectrograms: the dendrogram of clustering analysis and 2D plot of principal component analysis can classify and discriminate Artemisia apiacea Hance from different habitats.
尽管黄花蒿系世界广布种,但其青蒿素的含量随产地不同差异极大。除我国少数地区外,世界绝大多数地区生长的黄花蒿中青蒿素的含量都很低,且在近缘植物中也未发现含有青蒿素,使青蒿素资源相对匮乏。
研究认为,青蒿药材的品质具有显著的生态地域性,青蒿素含量与土壤因子、青蒿种类均有关系。重庆武陵山区属中、亚热带湿润季风气候,四季分明且季差大,气候温和而冷暖不均,雨量充沛而分配不均,云雾多,日照少,霜雪少,构成了一个较为特殊的气候小区,适合于青蒿的生长,因此所产青蒿资源品质好,青蒿素含量高。
目前,中药材的鉴定多采用基原鉴定、药材性状鉴定、显微鉴定和理化鉴定等。基原鉴定是指利用药材原动植物的科名、原动植物名、药用部位及采收季节和产地加工进行鉴定,但即便是具有丰富的动、植物分类知识,也难以对相同品种间的药材进行鉴别;药材性状鉴定主要是利用感官对完整的生药或饮片进行鉴定,由于此法对鉴定经验的严重依赖,限制了其应用;显微鉴定较为困难,因为显微特征的差别细微,方法本身难以掌握;理化鉴别通常只反映个别活性成分的性质,并不完全反映药材整体质量的优劣。许多现代仪器分析方法,如色谱法、质谱法和生物DNA技术等的应用,促进了中药质量研究的发展,但这些方法均需对药材进行分离提取,耗时耗试剂。
中药是复杂的混合物体系,要建立中药质量的科学评价体系,需要采用不同的先进分析技术,从不同的角度对中药的质量进行描述。红外光谱法在化合物分子结构测定和矿物分析方面的应用已十分广泛,但用于植物药材的鉴定尚处于发展阶段。傅里叶变换红外光谱方法(FTIR)利用干涉图和光谱图之间的对应关系,通过测量干涉图和对干涉图进行傅里叶积分变换来测定和研究光谱图,从而使它具有比经典的红外光谱法高得多的信噪比和分辨率,而且固、液、气样品均可以方便的直接测定,具有准确、简便、快速的特点。近年来傅里叶变换红外光谱仪器和技术的不断改进,使得药材粉末直接压片测定后获得的图谱不仅可以准确定位,而且还能进行智能化对比,简化了操作,又消除了溶剂干扰。
本研究利用FTIR法测定了不同产地青蒿药材的红外指纹图谱,并用不同的数据处理方法对其进行了研究。
目的:
1)建立不同产地青蒿药材的FTIR指纹图谱。
2)建立不同产地青蒿药材FTIR指纹图谱的聚类分析和主成分分析方法。
方法:
1)不同产地青蒿药材的FTIR指纹图谱分析采用傅里叶变换红外光谱仪测定不同产地的青蒿药材样品,对所获得的指纹图谱进行特征峰指认和对比分析。
2)青蒿药材FTIR指纹图谱的聚类分析和主成分分析研究采用聚类分析和主成分分析对所获得的不同产地青蒿药材FTIR指纹图谱进行研究。
结果与结论:
1)不同产地青蒿药材的FTIR指纹图谱分析各地青蒿红外吸收峰的峰数、峰位、峰强、峰形都存在一定程度的差异,为青蒿药材的鉴别及质量控制提供了依据。
2)青蒿药材FTIR指纹图谱的聚类分析和主成分分析研究聚类分析所得的聚类图和主成分分析所得的二维投影图均具有较好的分类作用。所建方法可用于不同产地青蒿药材的产地分类及产地鉴别。
OBJECTIVES
1) Establish the fingerprint spectrograms of Artemisia apiacea Hance from different habitats.
2) Establish a clustering analysis method and a principal component analysis method for Artemisia apiacea Hance from different habitats.
METHODS
1) FTIR fingerprint spectrograms of Artemisia apiacea Hance from different habitats: measure FTIR fingerprint spectrograms of Artemisia apiacea Hance from different habitats; recognize and compare the characteristic peaks in the FTIR fingerprint spectrograms.
2) Clustering Analysis and Principal Component Analysis for Artemisia apiacea Hance from different habitats with FTIR fingerprint spectrograms: study FTIR fingerprint spectrograms of Artemisia apiacea Hance from different habitats with a clustering analysis method and a principal component analysis method.
RESULTS AND CONCLUSIONS
1) FTIR fingerprint spectrograms of Artemisia apiacea Hance from different habitats: quantities, frequencies and intensities, figures of infrared absorption spectra of Artemisia apiacea Hance from different habitats were obviously different from each other.
2) Clustering Analysis and Principal Component Analysis for Artemisia apiacea Hance from different habitats with FTIR fingerprint spectrograms: the dendrogram of clustering analysis and 2D plot of principal component analysis can classify and discriminate Artemisia apiacea Hance from different habitats.
引文
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