中药色谱指纹图谱鉴别的概念_属性_技术与应用
中药的指纹图谱技术
中药的指纹图谱技术应用中药的指纹图谱基本反映了该中药的化学成分及其含量分布状况。
具有特征明显、专属性强、重现性好的特点, 而且操作方便、快速,可以用来作为鉴别中药真伪优劣的依据, 是一种实现对中药多组分、多指标分析的理想方法。
中药的指纹图谱技术是指系指中药材或中成药经适当处理后, 采用一定的分析手段,将其化学成分进行分离而形成高低不同的峰组成一张色谱图,这些色谱峰的高度和峰面积分别代表了各种不同化学成分和其含量。
从而判断出中药的化学构成,评价中药材以及中药制剂半成品质量的真实性、优良性和稳定性。
其中的主要分析手段包括以下几种:1. 红外光谱法(IR)信息量较大, 纯化合物的红外光谱具有特征峰, 随着物质的种类的增加, 混合物红外光谱的特征性会逐步下降。
用统一的提取方法除去植物药中同性质类的成分, 如蛋白质、多肤、碳水化合物、树脂和无机盐等, 然后再将提取物按水溶性和脂溶性分成两部分, 所获得的红外光谱显示出较高的特征性和可重复性。
E.g. 田进国等用红外光谱法鉴别研究中药材, 提供了大量图谱与数据,并选用30种供药典方法用的对照药材进行了红外光谱测定.2.紫外光谱法(UV)采用紫外光谱法也是常用手段之一, 但紫外光谱是电子光谱, 反映的是分子结构特征, 光谱的峰位取决于电子能级差。
一般是一个或多个宽吸收带形状变化不大, 有时不同的化合物又会具有相似的吸收光谱, 往往会出现中成药中的多种成分的相互干扰和吸收峰的叠加现象, 特征信息量也很少。
3. 气相色谱法(GC)气相色谱所得的轮廓色谱, 其重视性、分辨率相对来说较好, 由于是封闭系统色谱,外界影响因素较少, 稳定性较好, 检测设备可选性较大, 特别适合于挥发性药材和制剂的指纹图谱的研究与应用。
4. 高效液相色谱法(HPLC)高效液相色谱具有分离效果好、紫外检测灵敏度高、定量精密度高、实际证明实用的检测器种类较多、需要时组分收集容易的优点。
就目前的普遍性来说,是所有的光谱、色谱分析中最基本、最适合绘制指纹图谱, 用途最广的一种方法。
中药指纹图谱的原理与应用
气相色谱(GC)以气体为流动相,对于含挥发性 成分中药的鉴别具有一定优势。由于裂解气相 色谱具有操作简便、样品无须化学前处理、提 供信息量大等优点而格外引人注目。该方法将 样品故人裂解器内,在一定的条件下将样品加 热使其瞬间裂解,生成可挥发性的小分子物质, 立即被载气带人气相色谱系统的分析柱上,分 离后得到具有指纹性质的裂解气相色谱图。如 果将气相色谱与质谱、傅立叶变换红外光谱联 用,则不但可以知道不同中药中挥发性成分的 差别,而且可以对这些成分进行鉴定。
高速逆流色谱指纹图谱(HSCCC fingerprintspectrum, 即调整逆流色谱法) HSCCC利用动态液-液分配原理分 离样品,其分离度和重现性与HPLC类似,但样品前处 理简单。具体地说它是一种基于液-液多级逆流萃取建 立的色谱体系,以轻巧的聚四氟乙烯螺旋管作分离柱,
在行星式运动中连续地完成整个分配、传递、分离过
中药指纹图谱,即中药身份证,主要指中 药化学指纹图谱,实际上是一种保证中药质量 的措施,是指对某种中药材或中成药等运用现 代分离分析科学的手段,得到能够标示该中药 的色谱或光谱的图谱,最终用来对中药质量评 价的科学性方式。它有两个显著特点,一是通 过指纹图谱的特征性,能有效鉴别样品的真伪 或产地。二是通过指纹图谱主要特征峰的面积 或比例的制定,能有效控制产品的质量,确保 产品质量的相对一致。
对这种中药材的分子遗传标记的研究,找到具有该种高度特异性
的片段,便可以此为基础,制备出对该种高度特异性的寡核苷酸 探针,再经分子杂交进行指纹分析,即可达到鉴别目的。DNA指 纹图具有高度的个体特异性。DNA指纹图谱技术包括AP-PCR(arb itrary primer PCR,任意引物聚合酶链式反应)和RAPD(随机扩增 多态性DNA,randomly amplified polymorphic DNA)两种指纹图谱 技术。RFLP (限制性[内切酶]片段长度多态性,restriction fragment length polymorphism)是最常用的构建DNA指纹图的方法,但该法 费时费力,使应用受到限制。随机扩增多态DNA(RAPD)标记,可 以在特异DNA序列尚不清楚的情况下,检测DNA的多态性,这是
中药鉴定指纹图谱技术的应用
中药鉴定指纹图谱技术的应用摘要】目的:对中药鉴定指纹在图谱技术中的应用进行分析。
方法:通过资料的收集与整理,分析指纹图谱技术的概念与分类,并重点论述我国医学界在当前的中药鉴定对指纹图谱技术的具体应用。
结果:目前所应用的指纹图谱技术主要有光谱指纹图谱、色谱指纹图谱、DNA指纹图谱、蛋白学指纹图谱等等。
通过指纹图谱技术在中药鉴定中的合理、有效应用,可以快速、准确地分辨出中药的真伪、优劣,质量等,进而为临床中药应用的安全性与可靠性奠定坚实地基础。
结论:将指纹图谱技术应用于中药鉴定工作中,具有十分深远的意义,通过中药鉴定中指纹图谱技术的科学、合理应用,全面、准确地反映出中的优劣性、化学与生物学特征、以及中药的整体质量,进而有效促进中成药的标准化与质量,并为临床中药的合理、安全应用打好基础。
【关键词】中药鉴定指纹图谱技术应用【中图分类号】R24 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5085(2014)16-0086-02在我国医学的快速发展下,中药、中成药在临床上的应用也越来广泛,这也进一步地推动了我国中医学的健康、稳定发展。
但是,从我国中药应用的实际情况来看,其中也存在诸多的假冒伪劣中药的应用现象,这对我国中药的可持续发展自然就带来了一定程度的阻碍。
基于这种因素,加强对中药的鉴定工作便显得十分重要,而本文就基于中药鉴定中指纹图谱技术应用的有效性,作出如下报道。
1.指纹图谱技术的概述1.1指纹图谱技术的概念指纹最早来源于法医学,主要是根据每个人指纹结构的细微差别,来区分与鉴别不同的人。
而指纹图谱技术作为指纹这一概念的衍生,是指一些中药或中药制剂经过相应的处理之后,采取该技术对中药进行分析,获得能够标示化学特征的光谱或是色谱图,并根据图谱评价中药的优劣、质量与稳定性。
1.2指纹图谱技术的分类通过对我目前所用指纹图谱技术的分析,可将该技术主要分为两大类,一类是中药化学成分指纹图谱,该类中包含有色谱指纹图谱、光谱指纹图谱等。
指纹图谱技术在中药材质量控制中的作用和意义
指纹图谱技术在中药材质量控制中的作用和意义曾凤英1 郭红军2 (1长春医学高等专科学校吉林长春 130031;2吉林省食品药品认证和培训中心吉林长春 130062)中药的质量是其疗效的关键所在。
长期以来,人们多是凭借经验,从药材的外观形态、气味以及一些简单的物理、化学现象来判断其真伪,虽然起到一定的作用,但常常有很大的主观性和片面性。
随着现代分子生物学技术的发展,中药材指纹图谱技术在中药材质量控制中显示了越来越多广阔的应用前景。
1、中药指纹图谱的概念和分类“指纹”鉴定来源于法医学,每个人的指纹通过“比对”方式,可以确定鉴别每个人的特征。
随着生物技术的发展,提出了DNA指纹图谱分析,主要是通过DNA指纹图谱,对人、动物、植物等生命体进行鉴别鉴定,鉴别确定整个物种的“唯一性”。
(1)中药指纹图谱的概念:中药指纹图谱,最先发展起来的是中药化学成分色谱指纹图谱,特别是高效液相色谱(hPLC )指纹图谱,可把复杂的化学成分进行分离而形成高低不同的峰组成一张色谱图,整个色谱图表征了该样品所含化学成分的多少和量的大小。
中药指纹图谱赖以鉴别中药的药材真伪和质量优劣,所要强调的却是作为药用植物物种的“共有特征性”。
“指纹”分析的依据主要是来源于先天的遗传,而中药药用化学成分的指纹图谱分析依据却主要来源于该植物物种后天的代谢产物,且大多为植物的次生代谢物。
它对后天的生长环境的依赖性很强,远比纯先天性遗传的“指纹”脆弱得多,故有中药“道地性”和“最佳采集时间”之说。
中药色谱指纹图谱是一种综合的、可量化的色谱鉴定手段,借以鉴别真伪,评价原料药材、半成品和成品质量均一性和稳定性。
其基本属性是“整体性”和“模糊性”。
(2)中药指纹图谱的分类:i)按测定手段分类:中药指纹图谱按测定手段可分为中药化学(成分)指纹图谱和中药生物指纹图谱。
ii)按应用对象分类:中药指纹图谱按应用对象来分类,可分为中药材(原料药材)指纹图谱、中药原料药(包括饮片、配伍颗粒)指纹图谱和中药制剂指纹图谱。
中药指纹图谱(课件)
分离效果好
GC利用气体作为流动相,能够实现中药中挥发性成分的快速、 有效分离。
分析速度快
GC分析周期短,适用于中药中大量样品的快速分析。
灵敏度高
GC检测器灵敏度高,能够检测到中药中微量的挥发性成分。
薄层色谱法(TLC)
操作简便
TLC操作简便易行,无需特殊设备,适用于中药指纹图谱的初步 分析。
分离效果好
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色谱柱选择
根据中药样品的成分特点,选择合适的色谱柱类 型及规格,确保各成分在色谱柱上得到良好的分 离。
流动相选择
根据样品的溶解性和色谱柱的特性,选择合适的 流动相组成及比例,以获得良好的色谱峰形和分 离效果。
色谱条件优化
通过调整流动相的流速、柱温等色谱条件,进一 步优化色谱分离效果,提高指纹图谱的准确性和 稳定性。
03
常见中药指纹图谱类型及 特点
高效液相色谱法(HPLC)
分离效能高
重复性好
HPLC采用高效微粒固定相,能够实现 中药复杂体系中各组分的有效分离。
HPLC方法稳定可靠,重复性好,能够 满足中药指纹图谱的批量化分析需求。
灵敏度高
采用高灵敏度的检测器,能够检测到 中药中微量甚至痕量的有效成分。
气相色谱法(GC)
指导工艺改进
根据生产工艺稳定性评 价结果,可以指导工艺 改进和优化,提高生产 效率和产品质量。
05
中药指纹图谱在真伪鉴别 中应用
伪品识别与防范策略
伪品定义及危害
阐述伪品概念,分析伪品对 中药市场及患者用药安全造 成的严重影响。
常见伪品类型
列举常见的中药伪品,如以 次充好、掺杂使假、品种混 淆等。
中药指纹图谱
液相色谱仪工作流程图
检测器
• 功能 将被分析组在柱流出液中浓度的变化转
化为光学或电学信号; • 分类
①紫外吸收检测器 ②紫外一可见分光光度检测器 ③示差折光化学检测器 ④二极管阵列紫外检测器 ⑤荧光检测器 ⑥电化学检测器
工作特点
优点:高压、高效、高灵敏度、分析速度快,
载液流速快(15-30min)、应用范围广。此外高效液 相色谱还有色谱柱可反复使用、样品不被破坏、易 回收等.
主要技术方法
TLC HPLC
GL CE
Thin Layer Chromatography high performance liquid chromatography
Gas Chromatography
capillary electrophoresis
薄层色谱(TLC) • 定义 • 原理 • 特点
仅需一台仪器; 经济 实验消耗不过几毫升缓冲溶液,维持
费用很低; 缺点:
由于进样量少,因而制备能力差; 由于毛细管直径小,使光路太短,用一些检 测方法(如紫外吸收光谱法)时,灵敏度较低; 电渗会因样品组成而变化,进而影响分离重 现性。
主要解析方法
No.1
主要成 分分析
No.2
聚类分 析法
No.3
相似度 评价法
TCD从本质上来说是通用性的,可以用于检测除了载气 之外的任何物质(只要它们的热导性能在检测器检测的温 度下与载气不同)。
FID对烃类的检测比TCD更灵敏,但却不能用来检测水。 两种检测器都很强大。由于TCD的检测是非破坏性的,它 可以与破坏性的FID串联使用(连接在FID之前),从而对 同一分析物给出两个相互补充的分析信息。 有一些气相 色谱仪与质谱仪相连接而以质谱仪作为它的检测器,这种 组合的仪器称为气相色谱-质谱联用(GC-MS,简称气质联 用)
中药指纹图谱
现阶段色谱指纹图谱的Байду номын сангаас用
• 在新药研究开发过程中,指纹图谱作用如下: 在新药研究开发过程中,指纹图谱作用如下: 原料药材的筛选 指导生产工艺的研究:考察原料、半成品、 指导生产工艺的研究:考察原料、半成品、 原料 成品的质量相关性 相关性、 成品的质量相关性、均一性和稳定性
现阶段色谱指纹图谱的作用
指纹图谱的产生
• 中国 年代开始研究化学计量学、模式识别 中国80年代开始研究化学计量学、 年代开始研究化学计量学 等 • 微量元素分析 • 80~90年代首先在薄层色谱扫描图中研究多 ~ 年代首先在薄层色谱扫描图中研究多 个斑点、斑点大小应用于药材、 个斑点、斑点大小应用于药材、中成药分析
指纹图谱的产生
指纹图谱的方法学验证
• 目的:证明采用的方法能保证指纹图 目的: 谱的整体特征, 谱的整体特征,适用于中药指纹图谱 检测的要求
指纹图谱的方法学验证
• (一)专属性:建立的中药指纹图谱能够表 专属性: 达该品种的特征,即具唯一性。 达该品种的特征,即具唯一性。 • 专属性试验:如有同属近缘品种应进行比较 专属性试验: 试验和观察,找出相互之间的区别。 试验和观察,找出相互之间的区别。 • 并分别进行试剂、辅料、药材(或原料)空 并分别进行试剂、辅料、药材(或原料) 白试验,证明指纹图谱没有干扰, 白试验,证明指纹图谱没有干扰,如某些辅 料或溶剂等成分无法除去, 料或溶剂等成分无法除去,在指纹图谱中应 予以标明。 予以标明。
• 半成品(中间体)指纹图谱的建立
优化和细化生产工艺的各技术环节和参数, 优化和细化生产工艺的各技术环节和参数, 对固定工艺条件加以说明 供试品溶液制备合理 应建立中间体与药材、中间体与成品具直 应建立中间体与药材、中间体与成品具直 接相关的色谱指纹图谱 接相关的色谱指纹图谱
中药的指纹图谱研究
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各共有指纹峰的面积比值必须相对固定。 未达基线分离的共有峰,应计算该组峰的总峰面积 作为峰面积,同时标定该组各峰的相对保留时间。 中药材或饮片供试品的图谱与指纹图谱比较,共有 指纹峰以外的,相对保留值不同者,即为非共有峰。
பைடு நூலகம்22
样品图谱与模式(标准)指纹图谱比较 的评价标准
18
第三节
分析及评价方法
一、重要参数的建立 二.特征指纹的相似率与差异率 三、指纹图谱的计算机解析
19
一、重要参数的建立
共有指纹峰
n强峰
特征指纹峰
20
1.共有指纹峰
中药指纹图谱中,多个样品所具有的相同相对保留值 的色谱峰,即为共有指纹峰。 根据参照物的保留时间,计算指纹峰的相对保留时间, 根据10批次以上供试品的检测结果,标定共有指纹峰。 以对照品作为参照物的指纹图谱,以参照物峰面积作 为 1,计算各共有指纹峰面积与参照峰面积的比值; 以内标物作为参照物的指纹图谱,则以共有指纹峰中 其中一个峰(要求峰面积相对较大、较稳定的共有峰) 的峰面积作为 1,计算其它各共有指纹峰面积的比值。
是保证中药和中药制剂内在质量均一性的
重要措施;
是鉴别中药和中药制剂真伪优劣最有说服
力的依据之一;
是中药走向世界的必经之路。
5
指纹图谱分类
中药材(原料药材) 中药原料药(饮片、配方颗粒) 应用对象 中药中间体(生产过程中间产物) 中药制剂
中药化学指纹图谱 测定方法 中药生物指纹图谱
6
图一 荆芥穗顶空气相对照指纹图谱
图二 香薷顶空气相色谱图
1中药指纹图谱
2.中药指纹图谱研究方法学 中药指纹图谱研究方法学
2.1 常用指纹图谱研究的方法与技术
运用包括光谱、波谱、色谱、核磁共振、 射线衍射及各种技术的联用等现代分析技术, 运用包括光谱、波谱、色谱、核磁共振、X射线衍射及各种技术的联用等现代分析技术,将中药 化学信息通过色谱图(液相色谱图、气相色谱图或薄层色谱图)等方式进行表达; 化学信息通过色谱图(液相色谱图、气相色谱图或薄层色谱图)等方式进行表达;并且对指纹图谱经过 计算、分析、比较、评价等过程,以技术参数、指纹特征等加以说明。研究对象的不同, 计算、分析、比较、评价等过程,以技术参数、指纹特征等加以说明。研究对象的不同,指纹图谱研究 的方法与技术也不同,并都随着现代科技技术的发展而发展,中药指纹图谱研究所采用的方法大致分为: 的方法与技术也不同,并都随着现代科技技术的发展而发展,中药指纹图谱研究所采用的方法大致分为: 色谱法:薄层色谱法(TLC)、液相色谱法(LC)、气相色谱法(GC)、高效毛细管电泳法(CE); 色谱法 光谱法:紫外光谱法(UV)、红外光谱法(IR)、近红外光谱法(NIR);核磁共振法(NMR)等。 光谱法 色谱联用技术:将色谱良好的分离能力与光谱或波谱特有的结构鉴别能力相结合并借助近年来发展起来 色谱联用技术 的化学计量学技术和己有的光谱波谱标准库,是完全可能对大部分中药的化学成分进行定性 和相对定量分析的。目前色谱光谱联用技术如:GC-MS 、HPLC-MS已经在中药指纹指纹图谱研 究领域内获得了一定的成功。
气相色谱( 气相色谱(GC)
• 特点:以气体为流动相,对于含挥发性成分中药的鉴别具有一定优势。由于 特点: 裂解气相色谱具有操作简便、样品无须化学前处理、提供信息量大等优点而 格外引人注目。该方法将样品故人裂解器内,在一定的条件下将样品加热使 其瞬间裂解,生成可挥发性的小分子物质,立即被载气带人气相色谱系统的 分析柱上,分离后得到具有指纹性质的裂解气相色谱图。如果将气相色谱与 质谱、傅立叶变换红外光谱联用,则不但可以知道不同中药中挥发性成分的 差别,而且可以对这些成分进行鉴定。 • 应用:气相色谱适用于药物中挥发性成分的分析,实际应用中常与质谱联用。 应用: 凌大奎等用规范化的色谱分离油成分的GC的保留指数(GCRI),利用GC-MS 和GC-傅利叶变换红外光谱(FTIR)对各主要成分进行了定性鉴别。钱浩泉等 用GC-MS联用的方法,对高良姜及其近缘植物进行鉴别,发现它们的指纹特 征明显不同,各自特有的色谱图谱具有特征代表性。
中药指纹图谱
第一节 中药指纹图谱与中药质量控制的 关系
1概念: 中药指纹图谱是指中药材或中药制剂经 适当处理后,采用一定的分析手段,得到的 能够标示其化学特征的色谱图或光谱图。
注射剂指纹图谱
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中草药现代化与国际化研究中的几 个难点问题
中草药的化学基础;(多组分复杂混合体系) 中药复方制剂;(“膏丹丸散,神仙难辩”); 中药国际化的主要难点:中药基地轨范化 (GAP 和GEP),中药生产标准化(GMP),基 于化学指纹图谱的中药质量控制; 中药作用机制研究(君臣佐使,协同作用) 中药药效及药代动力学方法的建立;
特征性
“特征性“是指指纹图谱中反映的化学成分信息 (具体表现为保留时间或位移值)是具有高度选择 性的,能特征地区分中药的真伪与优劣,成为中药 自身的化学条码。
HPLC fingerprint of 10 batches of Danshen injection maபைடு நூலகம்ked peaks were common peaks of Danshen injection.
重现性
“重现性“是指所建立的指纹图谱,在规定的方法 与条件下,不同的操作者和不同的实验室应能作出相 同的指纹图谱,才可以保证指纹图谱的使用具有通用 性和实用性,也是作为标准方法所必备的特征之一。
中药指纹图谱建立的意义与原则
中药指纹图谱建立的是全面反映中药内在化学 成分的种类与数量,进而反映中药的质量.现阶段 中药的有效成分绝大多数没有明确,采用中药指纹 图谱的方式,将有效地表征中药质量。
中药技术现代化技术-指纹图谱
02
发展新型检测技术和仪器
研发更精确、更灵敏的检测方法和仪器,满足指纹图谱需求。
03
强化传统理念与现代技术融合
在传承中药理念的基础上,运用现代技术手段,推动中药指纹图谱的发
展。
未来发展趋势预测
技术不断创新
随着科技的进步,中药指纹图谱技术将不断创新,提高准确性和 可靠性。
应用范围扩大
中药指纹图谱将逐渐应用于更多领域,如药品质量控制、新药研 发等。
指导。
中药生产过程监控
指纹图谱技术可以实时监控中 药生产过程中的关键环节,确 保生产过程的稳定性和可控性。
通过对生产过程中指纹图谱的 变化分析,可以及时发现生产 过程中的异常情况,避免生产 事故的发生。
指纹图谱技术还可以应用于中 药生产过程的优化和改进,提 高生产效率和产品质量。
中药疗效评价与机理研究
的快速筛选和鉴定。
03 中药指纹图谱建立方法与 流程
样品选择与制备
01
选择具有代表性的中药样品,确 保其能够反映该中药的整体质量 特性。
02
对样品进行适当的制备处理,如 粉碎、提取、浓缩等,以获得符 合指纹图谱分析要求的样品。
数据采集与处理
采用高效、灵敏的现代分析仪器,如 色谱仪、光谱仪等,对中药样品进行 全面的化学成分分析。
面临挑战
技术标准化难度大
中药成分复杂,不同药材、不同批次间存在差异,制定统一标准 面临挑战。
检测方法与仪器限制
现有检测方法和仪器精度、灵敏度等方面可能无法满足指纹图谱要 求。
传统理念与现代技术融合
如何将传统中药理念与现代技术相结合,是中药指纹图谱面临的重 要问题。
解决方案探讨
01
加强标准化建设
9-中药指纹图谱
•稳定性指的是所建立的指纹图谱,在规定 的方法与条件下,不同的操作者和不同的实 验室应能作出相同的指纹图谱。
3.指纹图谱的关键环节
1)图谱获取。
2)图谱解析数字化。
3)评价信息化和计算机化。
三、指纹图谱的数字化与评价
色谱指纹谱研究框架图
色谱指纹图谱
保留时间校正 图谱前处理 色谱峰匹配 指纹图谱向量
时间(min) 乙腈比例(%) 0 25 3 25 20 30 35 45 43 73
Diamonsil-C18 柱 ( 5 μm ,
流速:0.9 ml/min,采集45min内色谱图; DAD检测检测波长:270nm; 进样量:20μl。
淫羊藿药材HPLC指纹图谱(60min):
获得的对照图谱
相似度计算
保留时间校正效果
Sample No. Source 8种丹参药材样品来源和编号 陕西蒲 1 1999.12 辽宁凌源 5 19999.7 城 四川中 2 1999.1 河北行塘 6 1999.11 江 安徽亳 3 1999.8 山东平邑 7 1999.1 州 上海崇 4 1999.8 河南灵宝 8 1999.12 明 采集 时间 Source Sample No. 采集 时间
5号样 品 27.9 254.5 320.7 2380 810.7 147.6 37.6 61.7 60.7 353.2
对照 图谱 132.7 289.3 705.6 1181 1432 210.1 47.5 48.0 53.5 116.9
保留 时间 RSD(%) 0.02 0.01 0.09 0.12 0.1 0.01 0.07 0.17 0.03 0
茵栀黄注射液实验样品来源 山西太行药业股份有限公司 020802-8
中药色谱指纹图谱研究及化学计量学方法的应用
色谱指纹图谱技术的发展历程
色谱指纹图谱技术的应用领域
色谱指纹图谱技术的最新研究成果
色谱指纹图谱技术的发展趋势和挑战
中药色谱指纹图谱技术的挑战与机遇
机遇:通过化学计量学方法,可以对中药指纹图谱进行优化和改进,提高其稳定性和重现性
挑战:中药指纹图谱的识别和分类需要大量的数据和算法支持
机遇:利用人工智能和大数据技术,可以提高中药指纹图谱的识别和分类效率,推动中药色谱指纹图谱技术的发展。
汇报人:
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中药色谱指纹图谱研究及化学计量学方法的应用
/目录
目录
02
中药色谱指纹图谱的原理
01
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03
化学计量学方法在中药色谱指纹图谱中的应用
05
中药色谱指纹图谱的未来发展
04
中药色谱指纹图谱的应用前景
01
添加章节标题
02
中药色谱指纹图谱的原理
中药色谱指纹图谱的建立
指纹图谱的特点:具有唯一性、稳定性和可重复性
色谱指纹图谱的概念:通过色谱分析得到的中药化学成分的指纹图谱
建立方法:采用高效液相色谱、气相色谱等色谱技术,对中药中的化学成分进行分离和检测
应用:用于中药质量控制、鉴别和评价,以及中药新药研发等领域
中药色谱指纹图谱的化学信息
优势:能够快速、准确地分析中药成分,提高分析效率
优势:能够实现中药成分的定量分析,为中药质量控制提供依据
局限性:可能会受到样品处理、仪器误差等因素的影响,导致分析结果不准确
局限性:需要大量的数据和复杂的计算,对实验设备和操作人员的要求较高
04
中药色谱指纹图谱的应用前景
中药指纹图谱
capillary electrophoresis
中药指纹图谱
薄层色谱(TLC) • 定义 • 原理 • 特点
中药指纹图谱
色谱法的基本原理
利用混合物中各组分在某一 物质中的吸附或溶解性能的不同, 或和其它亲和作用性能的差异, 使混合物的溶液流经该种物质, 进行反复的吸附或分配等作用, 从而将各组份分开。
中药指纹图谱
2020/11/7
中药指纹图谱
目录
• 定义 • 研究意义 • 分析技术
• 数据分析 • 应用 • 前景
中药指纹图谱
定义
中药指纹图谱是指运用现代分析手 段对中药多维化学及其相关生物信 息以图形(图像)的方式进行表征 并加以描述。 分为三种:色谱指纹图谱,波谱指 纹图谱,生物指纹图谱
中药指纹图谱
中药指纹图谱
液相色谱仪工作流程图
中药指纹图谱
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ测器
• 功能 将被分析组在柱流出液中浓度的变化转
化为光学或电学信号; • 分类
①紫外吸收检测器 ②紫外一可见分光光度检测器 ③示差折光化学检测器 ④二极管阵列紫外检测器 ⑤荧光检测器 ⑥电化学检测器
中药指纹图谱
工作特点
优点:高压、高效、高灵敏度、分析速度快,
中药指纹图谱
工作特点
气相色谱法是一种在有机化学中对易挥发而 不发生分解的化合物进行分离与分析的色谱技 术。
气相色谱的典型用途包括测试某一特定化合 物的纯度与对混合物中的各组分进行分离,同 时测定各组分的相对含量。在微型化学实验中, 气相色谱可以用于从混合物中制备纯品。
中药指纹图谱
毛细管电泳(CE)
研究意义
作为有着悠久文明史的中药,其安全性、有效性 早已经过历史的验证。但中药的均一稳定性——即质 量可控的问题则是制约中药发展,走向国际市场的瓶 颈问题。
浅淡中药色谱指纹图谱技术
浅淡中药色谱指纹图谱技术自国家药品监督管理局颁发《中药注射剂指纹图谱研究的技术要求(暂行)》以来,中药指纹图谱的研究成为我国中药研究和产业界的热点,对我国中药现代化的研究起到了巨大促进作用。
尽管目前对中药色谱指纹图谱的作用与意义还存在各种不同意见,但是,在依靠中药色谱指纹谱图的手段来提高对中药产品的质量控制水平这一点上,意见是比较一致的。
1、中药指纹图谱的基本含义经过多年来的植物化学和药理药效研究,其中特别是近几十年来对中药药效的深入研究,人们越来越认识到中药的药效不是来自单一的活性化学成分,而是来自多种活性成分之间的协同作用,甚至是与某些非活性成分的“协同效应”或“生克作用”。
因此,很多时候单一的活性化学成分或指标成分并不能很好地评价中药的真伪和优劣。
特别是,有些不法企业利用单一指标成分在质量控制上的局限性,采用指标成分勾兑的方法来蒙混指标检测,结果是“指标合格”了,工艺过程是否“合格、合法”就无从得知,这也成了保证中药安全有效的隐患。
因此,在加强药品食品企业生产流程监管的同时,改变这种单一指标评价的质量控制体系是必然途径。
既然单一指标存在很大的局限性,那么一个“指标群”呢?这也就是“中药指纹图谱质量控制”的思想雏形。
现代“指纹(Finger prints)鉴定”始于19世纪末20世纪初的犯罪学(criminology)和法医学。
人的指纹有拱形、环形、螺纹形三种模式,这是指纹所具有的共性;而每一个人的指纹在微小的细节构造上各有不同,这种“唯一性”的指纹则形成了据以鉴别每个人的特征。
中药色谱指纹图谱鉴别是借用法医学的指纹鉴定的概念,但不是概念的重复。
如果说法医学指纹强调的是绝对的“个体特异性’,那么中药色谱指纹图谱赖以鉴别中药的真伪优劣所要强调的则是作为药用植物物种的“共有特征性”。
因此,中药色谱指纹图谱更强调的是物种特征的“唯一性”和同种个体之间的“相似性”。
更值得指出的是,常规意义的“指纹”分析的依据是主要来源于先天的遗传,而中药药用化学成分的指纹图谱分析依据却主要来源于该植物物种后天的代谢产物,且大多为植物的次生代谢物,它对后天的生长环境的依赖性很强,远比纯先天性遗传的“指纹”脆弱得多,故有中药“道地性”和“最佳采集时间”之说。
中药指纹图谱
(一)中药指纹图谱的定义、特点和分类中药指纹图谱是指某些中药材或中药制剂经适当处理后,采用一定的分析手段,得到的能够标示其化学特征的色谱图或光谱图。
中药指纹图谱是一种综合的,可量化的鉴定手段,它是建立在中药化学成分系统研究的基础上,主要用于评价中药材以及中药制剂半成品质量的真实性、优良性和稳定性。
“整体性”和“模糊性”为其显著特点。
目前,中药指纹图谱技术已涉及众多方法,包括薄层扫描(TLCS)、高效液相色谱法(HPLC)、气相色谱法(GC)和高效毛细管电泳法(HPCE)等色谱法以及紫外光谱法(UV)、红外光谱法(IR)、质谱法(MS)、核磁共振法(NMR)和X—射线衍射法等光谱法。
其中色谱方法为主流方法,尤其是HPLC、TLCS和GC已成为公认的三种常规分析手段。
由于HPLC具有分离效能高、选择性高、检测灵敏度高、分析速度快、应用范围广等特点;中药成分绝大多数可在高效液相色谱仪上进行分析检测,且积累较丰富的应用经验。
因此高效液相色谱法已成为中药指纹图谱技术的首选方法。
随着HPLC—MS和GC—MS等联用技术的应用,中药指纹图谱技术更趋完善。
(二)中药指纹图谱建立的意义中药及其制剂均为多组分复杂体系,因此评价其质量应采用与之相适应的,能提供丰富鉴别信息的检测方法,但现行的显微鉴别、理化鉴别和含量测定等方法都不足以解决这一问题,建立中药指纹图谱将能较为全面地反映中药及其制剂中所含化学成分的种类与数量,进而对药品质量进行整体描述和评价。
这也正好符合中医药整体学说。
在此基础上,如果进一步开展谱效学研究,可使中药质量与其药效真正结合起来,有助于阐明中药作用机理。
总之,中药指纹图谱的研究和建立,对于提高中药质量,促进中药现代化具有重要意义。
(三)中药指纹图谱研究概况以指纹图谱作为中药(天然药物)提取物及其制剂的质量控制方法,已成为目前国际共识,各种符合中药(天然药物)特色的指纹图谱控制技术体系正在研究和建立。
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工艺条件,辅料品种、品质要求、用法、用量等内容。
3.5.4 饮片性状 含饮片形状、大小、色泽、质地、臭味、口感及其它物理性质等。
注意生、熟饮片差异的表述。
3.5.5 鉴别 含经验鉴别、组织显微鉴别、理化反应及紫外、薄层和荧光等鉴别特征。
3.5.6 检查 含杂质异物、水分、总灰分、酸不溶灰分、铅(Pb)、砷(As)、汞(Hg)等重金属、有机农药残留量及微生物等方面的纯度要求。
3.5.7 浸出物测定 对药效成分、有效部位或指标成分尚无可靠测定方法或所测成分含量低于千分之一的饮片品种,可选择水溶性浸出物或醇溶性浸出物作为饮片质量控制指标。
3.5.8 含量测定 含主要药效成分、有效部位或指标成分的含测方法及含量下限范围。
有毒中药饮片应有毒性成分的限量指标。
条件成熟的中药饮片亦可制定指纹图谱评价饮片质量的方法。
3.5.9 性味归经 采用中医理论概括表述饮片的药性。
毒性中药饮片应采用法定的三级分级方法表述毒性大小。
3.5.10 功能主治 采用中医辨证论治理论表述饮片的功能和适应症。
3.5.11 用法用量 用量一般均指水煎内服成人1日常用量。
外用药应说明外用方法和剂量。
根据中药的特点,饮片用量应有上限和下限的常用量范围,但可变幅度不宜过大,尤其有毒中药,以保证用药安全。
3.5.12 注意事项 含禁忌症、配伍禁忌、妊娠禁忌、服药禁忌、毒副反应、特殊药物煎煮过程中的先煎、后下、冲服、烊化等相关内容的说明。
3.5.13 保质期 中药饮片原则上应新鲜使用,不宜长期储存,久备不用。
但是,中药饮片作为1种特殊商品,有一定的市场流通环节,应该有1年时间的保质期承诺。
故需要进行一定包装条件及室温下12个月的稳定性考察。
3.5.14 包装和储存条件 含包装材料、包装规格和储存条件(如低温、干燥、密闭、避光)等说明。
4 中药饮片质量标准起草说明制定中药饮片质量标准是一项十分严肃认真的工作,对保证中药饮片质量,提高中药饮片质量的可控性及管理水平,使中药饮片的质量管理逐步与国际接轨,并取得国际市场的认可均具有重要意义。
因此, 起草说明 应对质量标准的14项内容逐一交代其相关的文献根据和实验根据,使中药饮片质量标准的各项要求不仅具有重现性和可操作性,且对中药饮片生产具有实际指导意义。
起草说明 既是中药饮片质量标准不可缺少的技术资料,又不同于一般的研究论文。
它是在大量的科研工作基础上,将科研结果转变为管理规定的技术说明。
因此,应有理有据,文字不宜冗长。
中药饮片炮制规范化研究起步较晚,缺乏经验。
实行批准文号制度尚未开始,相关的技术要求亦未颁布。
为适应当前开展这项工作的要求,笔者结合多年从事炮制研究的体会和教训,提出以上不成熟的建议,希望广大中药科技工作者共同探讨,使之完善,以利这项工作的开展。
[责任编辑 刘 ]中药色谱指纹图谱鉴别的概念、属性、技术与应用谢培山(广州市药品检验所,广州广东 510160)[中图分类号]R282.5 [文献标识码]A [文章编号]1001-5302(2001)10-0653-03中药产业现代化的瓶颈是质量不可控、安全不可靠。
后者是指重金属、农药、微生物、化学物质的污染;前者虽然有 中国药典 的质量标准模式和指标,但与国外的植物药药典一样,均是模仿化学药品的质量控制模式,选定1,2个有效成分、活性成分或指标成分进行鉴别和含量测定。
然而这种以单一化学成分分析的观点,导致人们力求把中药(天然药物)这一综合的复杂的 整体 分解成便于观察和研究的简单 单元 或 分子 ,以便于清楚明确的研究。
分析工作者沿着这条思路力求运用各种分析检测手段测定某种有效成分[收稿日期] 2000-11-15或某一活性成分含量的多少来判断某种药材的质量,对复方制剂也以同样的观点和方法制订其质量标准。
实际上对于中医理论指导下的中药,尤其是复方制剂,任何一种活性成分均不能反映中医用药所体现的整体疗效,这是中药与化学合成药品质量标准的根本区别。
所以宏观地综合分析成为必然的发展趋势,事实上这也是在人类进入系统科学时代以后,人们的科学认识观念更新,综合分析与整体分析成为分析化学发展的必然的反映。
在寻求综合评价中药质量的过程中,值得注意的趋势是色谱指纹图(chro-matographic fing er print)的应用。
近来此类研究和文章日益增多,因为它提供的有关质量的综合信息比单一成分的含量653要丰富和有用的多[1]。
1 指纹分析与色谱指纹图谱(图像)分析的概念中药是依靠其所含的多种化学成分发挥综合的医疗作用,这是与化学合成药最根本的区别,现在已逐渐得到人们的认同。
因此凭借某一种化学成分定性和定量的传统中药质量评价方法的有效性和专属性渐渐受到质疑。
因为任何单一的活性成分或指标成分都难以有效地评价中药的真伪优劣。
尤其如果所检测的指标成分(活性成分)是多种中药的共性成份如熊果酸、齐墩果酸、大黄酸、槲皮素等,则更降低了鉴别的准确和专属。
随着客观需要和现代认识论的影响,分析工作者逐渐考虑利用现代先进分析技术分析不同药材的整体特征以提高鉴别的准确性,近年来重新受到关注的色谱指纹图谱分析(chromatographic fingerpr int analysis)的概念即植根于此。
人的 指纹(fingerpr int) 鉴定是开始于19世纪末20世纪初的犯罪学(criminolog y)和法医学。
人的指纹有拱形、环形和螺纹形3种基本模式,这是共性,但每一个人的指纹在细微处却绝对不同,从而形成了指纹的 绝对唯一性(absolute uniqueness) 。
由于基因学的发展,近代将指纹分析的概念结合生物技术延伸到DN A指纹图谱分析,而且应用范围从犯罪学扩大到医学和生命科学的领域。
生物样品的DN A指纹图谱分析根据目的不同既强调个体的 唯一性 ,也可侧重于整个物种的 唯一性 ,忽略个体之间的差异。
而利用色谱技术进行指纹图谱分析的中药材鉴别所依据的化学成分是后天的代谢产物,它对生长环境的依赖性很强,即对抗拒或适应环境的变化远比先天性遗传特征要脆弱的多。
因而同种植物药材所含代谢产物的组成因生长年限、生长环境的变化而可能产生个体间的较为明显的差异,但是生物的代谢既然也具有遗传性,个体之间就必然有群体共有的相似性(sim-i lar ity)。
这种具有物种唯一性和个体相似性的色谱(图像)具有指纹意义。
它借用了法医学的指纹鉴定的概念,但不是概念的重复;色谱指纹图谱(图像)不强调个体的绝对唯一性,而强调同一药材群体的相似性,即物种群体内的唯一性。
相似性是通过色谱的整体性和模糊性来体现,这是中药色谱指纹图谱(图像)分析的最基本的属性。
分析色谱指纹图谱强调的是 准确的辨认(accurate recognition) 而不是 精密的计算(pr ecise calculation) ;比较图谱强调的是相似(sim-i lar ity)而不是 相同(identical) 。
在不可能将中药复杂成分都搞清楚的情况下,指纹图谱的作用主要是反映复杂成分的中药及其制剂内在质量的均一性和稳定性。
2 色谱指纹图谱(图像)分析是中药鉴别技术的循序发展和延伸中国药典 1985年版(一部)中药及中成药的鉴别除理化鉴别外,薄层色谱鉴别的使用频率很高。
当时的薄层色谱鉴别全部是以化学对照品做对照,要求供试品色谱中应有与对照品一致的斑点。
使用的器材比较简单,操作比较粗糙,只要供试品的色谱中出现与对照品一致的斑点即可。
但由于可以得到的化学对照品品种有限,没有化学对照品无法鉴别;而只靠1种化学对照品,往往专属性不够,尤其多种药材共有的成分。
因此 中国药典 1990年版修订时,尝试增加了对照药材的薄层色谱鉴别。
经过实践,证明可以解决化学对照品不足,以及单靠1种化学对照品难以准确鉴别等急待解决的问题。
而且对照药材的色谱给出的信息远比单一化学对照品要多得多。
譬如只靠人参皂苷Rb1,Re或Rg1不能区别人参、西洋参、三七以及它们的根或茎叶;小檗碱解决不了黄连、黄柏和三颗针之间的区别。
但是各自的对照药材给出的薄层色谱图却各有特征,依此对照,足资鉴别真伪,甚至可以从完整的色谱图像中区分某些药材的种间差异,如 中国药典 收载的黄连3个品种、黄柏2个品种,它们的色谱图像既有共同的特征说明它们的近缘关系,又各有自己的特点,尤其在复方制剂中可以判断原料药材投料的情况。
同时,在检验复方制剂时,对照药材的取样要求与实际样品中该药材的处方量相当,从完整的色谱还可以得到投料药材的量化信息。
现在已在新药研制中被广泛应用。
这种做法实际上已经有了色谱指纹图谱的雏形,只是由于供试品、试验器材、试验操作还欠规范,所以还不能称之为指纹图谱。
早在70年代日本和我国部分学者尝试用薄层扫描仪得到的复方成药扫描图谱做为色谱指纹图应用于中成药分析,做了大量工作,只是当时主客观条件限制和时机不成熟,没有得到广泛的认同,但他们的思路是有前瞻性的。
自1990年版 中国药典 薄层色谱鉴别设置对照药材以来10年广泛实践的基础上,现在提高一步,规范药材、工艺、检测,提出色谱指纹图的概念,应该是循序渐进的发展,是现行中药鉴别的延伸。
而且通过色谱指纹图的研究可以较全面的提升中药种植、采收、加工、生产、分析检验质量的整体水平[2],再上一个台阶。
当前色谱技术的多样化和检测水平的不断提高也为色谱指纹图谱(图像)研究和应用提供了良好的工作平台。
3 国外植物药色谱指纹图谱的应用美国FDA允许草药保健品申报资料可以提供色谱指纹图鉴别资料[3],已为大家熟知,此外,WHO在1996年草药评价指导原则[4]中也有规定,如在 Plant preparations 及 Fin-ished product 的章节中都提到 如果不可能鉴别有效成分,则鉴别1种或几种特征成分(如色谱指纹图谱)以保证制剂和产品质量的一致 [4]。
欧共体在草药质量指南的注释[5]中提到 草药的质量稳定性单靠测定已知的有效成分是不够的,因为草药及其制剂是以其整体作为有效物质。
因此,应该通过色谱指纹图谱显示其所含的各种成分在草药及其制剂中是稳定的,其含量比例能保持恒定。
例如欧山楂(花叶)的薄层色谱指纹图谱所显示的结果 。
国外关于植物药色谱指纹图的研究论文也日渐增多,他654们也认识到草药不可能用1种成分说明某草药的疗效,有些活性成分不明,鉴别很困难,所以提出了色谱指纹图鉴别,基本上都是将色谱色谱指纹图的研究和应用限定在鉴别范畴,目的是用以解决成分复杂、有效成分不明的草药如何监测和证明产品批间质量的稳定。
如果成分比较简单,如银杏叶的萜类内酯主要只有4个,而且都是已知的,都有化学对照品,完全可以实现4种内酯的含量测定,所以内酯部分的色谱指纹图就没有必要了,他们的企业标准也是只做黄酮醇苷的色谱指纹图。