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指纹图谱在中药质量控制方面的研究现状

2016-12-13张赟赟

中国民族民间医药·下半月 2016年10期
关键词:研究现状

【摘 要】 中药指纹图谱已日渐应用于中药鉴定与质量评价。文章对近来来薄层色谱指纹图谱、高效液相指纹图谱、气相色谱指纹图谱、核磁共振指纹图谱、X-射线衍射指纹图谱、色谱联用指纹图谱及DNA指纹图谱等的研究现状进行综述。

【关键词】 中药指纹图谱;鉴定与质量评价;研究现状

【中图分类号】R2860 【文献标志码】 A 【文章编号】1007-8517(2016)20-0076-04

中药的质量影响着中医的临床疗效和中药的实验研究,也直接关系到用药安全。因此,中药的质量控制一直是中药研究和生产领域里的重要研究课题。

1 中药指纹图谱的建立

我国中药材的质量极不稳定,市场也较为混乱。因此,对质量不稳定、不可控的原材料进行中药加工和制剂的生产,即使生产环节是严格按照GMP规范进行的,其质量同样不能达到可控要求。可见,中药材质量要想达到可控和稳定性要求,首先应使中药材的种植规范化。而评价种植品的质量优劣,通常采用有效成分测定法,但因中药材成分复杂,不易确定其中与药效学和临床应用具有相关性的化学成分,且在中药的配伍中,同药材在不同处方中具有不同的作用和地位(即同一药材在不同处方中发挥或起主导作用的化学成分不同),由此导致不能较为全面地评价中药和中成药的质量。为解决这一问题,毕开顺[1-2]建立了评价中药材和中药复方质量的模式识别系统,其效果较好。该系统旨在建立中药化学-药效-毒性指纹图谱,利用此指纹图谱不仅能够对药材进行定性鉴别,更主要的是能够根据某药材的化学信息和建立的特定药材的数学模型,预测其药效和毒性,从而达到综合评价中药质量的目的。

2 中药指纹图谱的研究现状

许多现代色谱、光谱分析技术在中药指纹图谱测定中都有应用,如TLC、HPLC、GC、NMR、UV、IR、X射线衍射,以及先进的光色谱联用技术最近也已被采用。以下将对近几年来主要的几种指纹图谱的应用加以介绍。

21 薄层色谱(TLC)指纹图谱 TLC因其操作简便、快速、经济等特点为常用的测定指纹图谱的方法。TLC的另一大优势是提供直观形象的可见光或荧光图像,即较柱色谱多了色彩这一可比“参数”,并可进一步配合色谱扫描或数码处理得到不同层次轮廓图谱和相应的积分数据。国内的TLC指纹图谱研究发展近年来很快。如黄琦等[3]用薄层色谱视频摄像系统拍摄图像, 并自动生成色谱轮廓扫描图谱, 同时获得积分数据并对收集的10批药材样品在同一薄层板上平行分析比较,结果不同地区的10 批苍术药材的薄层色谱指纹图谱有共同的特征荧光色谱图像。杨锦玲等[4] 对产自海南、广西、广东和云南的 10 批沉香乙醚提取物进行了TLC分析, 建立了国产沉香TLC指纹图谱。夏玉英等[5] 采用高效薄层色谱(HPTLC)对不同产地、不同部位穿心莲药材中的内酯类成分进行比较,并建立其HPTLC指纹图谱。陈庄元等[6] 建立了不同断面颜色土茯苓药材的薄层色谱指纹图谱,可用于区分不同断面颜色的土茯苓药材,为区分红棕色断面和类白色断面的土茯苓提供了科学依据。但是,薄层色谱也有其不足之处,如它的效能低,灵敏度低等。

22 高效液相色谱(HPLC)指纹图谱 HPLC指纹图谱是现在应用最多的一类,其具有分离效能高,分析速度快等优点。如运用二极管阵列检测器,可得到三维图谱,因而适用于成分比较复杂紫外光区有吸收的药物的分析。尤其对成分差别较细微的单味药材及成分较为复杂的复方制剂,其分离与鉴定能力大大优于同分离原理的TLC。王利国等[7]通过研究四川巴中产栀子与其他产地栀子指纹图谱的异同,建立30 年生巴中产栀子高效液相色谱( HPLC) 指纹图谱,并计算其与其他产地栀子 HPLC 指纹图谱的相似度,结果经计算不同产地栀子 HPLC 指纹图谱的相似度, 发现各产地栀子间在成分组成上存在一定差异。宋潇等[8]建立茯苓皮的高效液相色谱(HPLC) 指纹图谱,以茯苓酸A为参照峰, 分析18批不同产地的茯苓皮样品。采用SPSS 170软件对其进行聚类分析,并采用 《计算机辅助相似性评价系统》 进行相似度评价。结果18批茯苓皮药材共有16个共有峰, 相似度均>09。王炜等[9]建立中红花黄色素高效液相色谱(HPLC)指纹图谱,结果显示红花黄色素有专属的HPLC指纹特征图谱,与中药饮片红花HPLC图谱对照,具有高度关联性。易远红等[10]建立的HPLC指纹图谱中, 苦参生物碱类成分各峰分离度较好, 一共确定了17个共有峰, 并对其中5个峰进行了定位指认,3批样品的相似度均>09。高新开等[11]优化菟丝子高效液相色谱(HPLC)指纹图谱分析方法, 建立菟丝子黄酮类及酚酸类成分指纹图谱,结果10 批菟丝子样品均标示出13 个共有峰,其中9个为黄酮类成分峰,鉴别出4个特征峰(金丝桃苷、异槲皮苷、紫云英苷、山奈酚)。利用中药色谱指纹图谱相似度评价软件进行相似度评价,10批样品的相似度为0949~0996,提示菟丝子质量较稳定。

23 气相色谱(GC)指纹图谱 GC适用于各种主含易挥发性成分药物的分析测定,具体应用中多与质谱联用,快捷而灵敏。李嘉等[12] 建立了陈皮挥发油 GC 指纹图谱共有模式,标示出 25 个共有峰,10 批陈皮挥发油相似度均>09。吴大章等[13]建立了大腹皮的GC指纹图谱,标定了8个共有特征峰,各产地药材均有上述特征,但特征峰的相对峰面积存在一定差异。李晓红等[14]建立骨碎补药材脂溶性成分的气相色谱GC指纹图谱,利用PCA对GC指纹图谱进行处理,骨碎补药材的正伪品可明显区分。于游等[15]建立华细辛挥发油的气相色谱(GC)指纹图谱,并采用内标法对 α- 蒎烯、莰烯和甲基丁香酚3 种成分进行定量分析,获得了较为理想的华细辛GC指纹图谱,确定了 19 个共有峰,建立了华细辛指纹图谱的共有模式,10 批样品相似度均> 095。

24 X射线衍射指纹图谱 X射线衍射分析法是分析结晶物质的重要手段之一。其指纹图谱具有指纹性强,能立即知道样品组分,图谱稳定可靠等特点。李春来等[16]对10批赭石炮制品进行X射线衍射分析,以其衍射峰的平均值和中位数作为共有模式,以最强峰进行谱峰匹配,建立赭石炮制品的X—射线衍射指纹图谱。崔晓慧等[17]采用X射线衍射法,对11批不同来源的龙骨及煅龙骨样品进行分析,在建立正品龙骨X射线衍射指纹图谱的基础上,与各种龙骨样品进行比较,并作进一步的分析研究。游宇等[18]通过对不同产地的玄明粉进行X射线衍射分析,建立其X射线指纹图谱,经分析发现不同产地、不同批次的玄明粉矿物晶型组成及含量存在一定差异,产生这种现象的原因可能与饮片炮制前后物质的存在形式有关。赵翠等[19]采用粉末X射线衍射法对不同厂家的煅硼砂样品进行分析,为煅硼砂质量评价的提供了参考依据。

25 核磁共振(NMR)指纹图谱 核磁共振氢谱(1H-NMR)是鉴定有机化合物结构的重要的方法之一。沈莉等[20]对升麻中三萜皂苷类特征提取物进行1H-NMR指纹图谱-模式识别研究,能有效地鉴别不同品种的升麻样本。罗尚华等[21]用基于1H-NMR的代谢组学方法,建立泽泻的氢核磁共振指纹图谱,确定不同产地泽泻药材的整体代谢物差异和质量评价。时新刚等[22]利用PFT-NMR核磁共振波谱仪测定了北沙参提取物的1H-NMR图谱,对不同产地北沙参提取物的1H-NMR指纹图谱进行了分析,获得了其提取物的特征峰, 结果表明,不同北沙参提取物的1H-NMR指纹图谱都显示有效成分特征共振峰,并具有很好的重现性和高度的特征性,可以成为北沙参真伪鉴别的依据。

26 傅里叶红外色谱(FTIR)指纹图谱 由于红外光谱具有专属性高、特征性强、取样量小、快速、简便、准确等特点,其在药材的开发与品质真伪、优劣鉴别以及制剂工艺等质控过程中发挥着重要的作用[23]。卢丽萍等[24]采用傅里叶红外光谱法(FTIR)建立不同品种化橘红药材红外指纹图谱,考察不同品种化橘红药材的红外指纹图谱差异,为化橘红药材的快速鉴别提供理论依据和实用方法,并可有效区分毛橘红和光橘红。李超等[25]采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术对4省份16产区的48份通关藤样品进行分析,建立其FTIR指纹图谱,为通关藤药材的产地鉴别和质量控制提供了一种新的技术和方法。李洪泽等[26] 对山西同一产地不同生长年限黄芪及不同产地同一生长年限黄芪与其他地区黄芪进行FTIR的光谱特征研究,建立的指纹图谱可作为山西产黄芪不同生长年限、不同产地的指纹图谱特点。王国深等[27]对槟榔药材炒焦炮制前、后进行红外光谱检测,并对其特征峰进行归属,结果获得了槟榔与焦槟榔药材的红外指纹图谱与特征吸收峰,并找到其炮制前、后红外光谱指纹图谱与化学成分的变化规律,该方法可作为槟榔与焦槟榔药材定性检测与成分比对的分析方法,并为其质量控制提供依据。

27 紫外光谱(UV)指纹图谱 紫外光谱分析操作简便,稳定性好, 测试速度快和测试成本低而被广泛应用。戴先芝等[28]采用共有峰率和变异峰率双指标序列法分析不同产地千斤拔紫外指纹图谱,可以区别出不同产地千斤拔药材。黄涛等[29]以石油醚、氯仿、无水乙醇、水4种溶剂分别提取半夏药材不同极性区间成分,测定其紫外指纹图谱,研究各样品之间的异同,建立的紫外指纹图谱可以对不同产地半夏药材进行区分。邓星燕等[30]采用紫外指纹图谱结合化学计量学方法分析铁皮石斛样品,建立快速鉴别不同产地铁皮石斛的方法。

28 色谱联用指纹图谱 中药化学成分复杂,采用单一的模式识别方法来鉴别药材的质量会存在一定局限性。综合多种模式识别方法,可以客观的反映不同因素对药材品质的影响,为药材质量控制和评价提供科学依据。王璠等[31]采用气相色谱-质谱法,建立苍术GC-MS指纹图谱,并以33 批药材的共有色谱峰面积为依据,建立其系统聚类分析方法、主成分分析方法和判别分析方法,结果表明指纹图谱法可以区别不同品种及产地苍术,系统聚类分析与主成分分析及判别分析法所得的结果似,均能很好地区分道地茅苍术、非道地茅苍术和北苍术。何席呈等[32]以贵州产土茯苓为研究对象,尝试解析了质谱数据结构,建立了基于质谱内标标准指纹图谱,较好地描述了贵州产土茯苓在化学成分上的地域独特性。张语迟等[33]利用高效液相色谱和电喷雾质谱建立人参、桔梗的色谱和质谱指纹图谱, 通过两种中药材指纹图谱的差异, 达到鉴别中药材真伪的目的。

29 DNA指纹图谱 DNA指纹图谱多运用聚合酶链反应(FRC)从不同生物样品中人工合成DNA片段,这种DNA片段的大小、数目因不同生物而异,因而称之为DNA指纹图谱。吴婷等[34]用RAPD技术对不同产地连翘药材进行了DNA指纹图谱特征研究,以山西道地产区为主要研究对象,为山西连翘“道地性”特色的品质评价提供了新方法。孙绩岩等[35]采用随机扩增DNA多态性(RAPD)技术扩增鹿茸的线粒体DNA,扩增产物用无胶筛分毛细管电泳紫外检测,从而建立鹿茸的高效毛细管电泳-随机扩增DNA 多态性(HPCE-RAPD)指纹图谱,为鹿茸与其伪品的鉴别提供了快速检测方法。

3 结语

中药化学成分的多样性与复杂性是发挥其疗效的物质基础,同时也是质量评价的重点与难点,在现有研究手段和条件下,由于中医药理论与现代医学的差异,使得阐明中药的有效成分是一项极为困难的研究课题,无论是代表中药现代研究结果的青蒿素,靛玉红,还是人工合成的人工牛黄和麝香酮,均不能代表原有中药的全部功效,而且临床多以复方的形式使用中药,并且讲究随症加减,这无疑更增加了分析的难度。相比而言,系统分析中药的化学成分,阐明有效部位或有效成分种类,是可行的。中药药效的发挥,既然不能为一个或一种化学成分所体现,那么,建立全面反应所含成分的指纹图谱,将更加有效地体现中药成份的复杂性,从而更好地评价中药的质量。随着科技的发展、技术的进步,中药指纹图谱必将得到快速的发展,将为中药现代化和国际化提供更为重要的推动力。

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(编辑:梁志庆)

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