应用电化学指纹图谱技术鉴别几组易混中草药

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结果表明 ,搅拌时间对电化学指纹图谱的诱导时 间参数有显著的影响 ,开始时诱导时间随搅拌时间增 加而缩短 。但搅拌时间增加到 40m in后诱导时间基本 不变 。对于相同的中药 ,由于搅拌时间增加中药的溶 出物质浓度增大 ,致使诱导期反应速率加快 ,诱导时间
辽宁中医杂志 2010年第 37卷第 4期
关键词 :振荡 ;中草药 ;鉴别 中图分类号 : R28411 文献标识码 : A 文章编号 : 1000 - 1719 (2010) 04 - 0703 - 03
在某些化学反应体系中当体系的某些状态参数处 于一定范围内时 ,体系某个组分或若干组分浓度可发 生周期性变化 ,这一类化学反应称之为化学振荡反应 。 化学振荡作为一种分析检测技术已经得到了广泛的应 用 ,近年来在中药鉴定方面也有报道 [1, 3 ] 。
[M n2 + ] = 01005mo l·L - 1 、[ CH3 COCH3 ] = 0115mo l· L - 1 、[ B rO3- ] = 0105mo l·L - 1 。重复测定 5 次 ,绘制的 电化学指纹图谱见图 5,特征参数的数据见表 1。
度 、搅拌时间 、搅拌速度不变的条件下 ,加入中药苍术
中药电化学指纹图谱可分为 3个部分 :诱导曲线 、 振荡曲线 、停振曲线 。其特征参数如图 1所示 。
图 1 中药苍术的电化学指纹图谱及其特征参数 (1)诱导时间 : 从反应开始到振荡开始的时间。 (2)振荡周期 :完成一次振荡循环所需要的时间 (以前 5个周期的平均值为振荡周期 ) 。 ( 3 )振荡寿命 : 从振 荡开始到振荡结束的时间 。 ( 4 )最高电位 : 诱导曲线 的电位最高值 。 ( 5)最大振幅 :振荡曲线中 ,相邻电位 正峰和负峰之间的最大差值 。 ( 6 )停振电位和时间 : 体系振荡刚好停止时所对应的电位和时间 。 212 影响振荡的因素 21211 温度的影响 按照 212 实验方法 , 在搅拌时 间 、搅拌速度 、硫酸浓度 、硫酸锰浓度 、丙酮浓度 、溴酸 钾浓度等不变的条件下 ,加入中药苍术粉末 110000g, 选择不同的温度获得电化学指纹图谱 ,如图 2所示 。 从图 2可以看出温度对最高电位 、最大振幅 、和停 振电位都没有什么明显的变化 ,而诱导时间 、振荡寿 命 、振荡周期对温度都非常敏感 ,随温度的增加 ,诱导 时间和振荡寿命 、振荡周期都明显的缩小 ,这是因为温 度升高反应的活化能降低 ,反应的速率加快 ,使诱导时
辽宁中医杂志 2010年第 37卷第图谱技术鉴别几组易混中草药
王惠娟 1 ,侯大平 1 ,王慧丽 2
(11佳木斯大学第一附属医院 ,黑龙江 佳木斯 154002; 21克山农场职工医院 ,黑龙江 克山 161621)
摘 要 :采用 H + - M n2 + - CH3 COCH3 - B rO3- 为振荡体系 ,以待鉴别中草药为反应底物 ,应用电化学工作站记录化 学振荡体系中的电位 ( E)随时间 ( t)的变化 ,获得中药电化学指纹图谱 ,利用指纹图谱的特征参数进行中药鉴别 。不同 中药底物的化学振荡体系获得各具特色的中药电化学指纹图谱 ,并且指纹图谱的重现性良好 。因此可以利用电化学指 纹图谱鉴别易混的中草药 。
率较小 ,反应速率较慢 ,搅拌速度过高体系溶解氧过
500 r /m in,各 物 质 的 浓 度 为 : [ H + ] = 2mo l · L - 1、
高 ,导致体系不稳定 ,使图谱出现无规则的毛刺现象 , 直接影响指纹图谱的分析研究 。本实验选择搅拌速度 为 500 r /m in。 21214 浓度的影响 按照 212 实验方法 , 在反应温
在中医临床及中药材流通过程中 ,由于有些中药 材的外形非常相近 ,从外观上很难区分 ,常常发生混用 的现象 ,直接影响临床疗效和用药安全 。目前 ,中草药 的鉴别方法主要有传统鉴别方法和现代鉴别方法两大 类 [4 - 5 ] 。而中药是化学成分极其复杂的黑色体系 ,因 此 ,用任何单一成分来评价鉴别中草药的质量是不科 学的 ,容易出现以假乱真的现象 [6 ] 。为了寻找简便有 效的鉴别方法 ,笔者采用苦杏仁与桃仁和山桃仁 、龙胆 与秦艽 、白头翁与漏芦 ,这几组易混的中药材作为振荡 反应的底物 ,应用 H + - M n2 + - CH3 COCH3 - B rO3- 为 振荡体系 ,采用电化学工作站 ,测定其体系中电位的变 化值 ,获得了各具特色的 E - t曲线 ,将其称为中药电 化学指纹图谱 ,取得了较好的鉴别效果 ,现将成果报道 如下 。 1 实验部分 111 仪器与试剂
搅拌速度增大有利于中药溶出物质的扩散 ,提高中药
213 稳定性考察
溶出物质的速率 ,诱导时间缩短 ,同时也影响振幅和周
按照 212 实 验 方 法 , 取 01125mm 粒 径 的 苍 术
期 ,但其影响均不显著 。搅拌速度低中药溶出物质速
110g,温 度 为 37℃, 搅 拌 时 间 为 10m in, 搅 拌 速 度 为
将草 药 烘 干 至 恒 重 , 粉 碎 , 得 到 粒 径 小 于 01125mm 的中草药粉末 。取中草药粉末 110000g (准 确到 01002g) ,加入玻璃反应器中 ,分别加入 H2 SO4 、
修回日期 : 2009 - 08 - 19 作者简介 :王惠娟 (1962 - ) ,女 ,黑龙江友谊县人 ,主管药师 ,学士 ,研究
最高电位 (V )
诱导时间 ( s)
振荡周期 ( s)
振荡寿命 ( s)
山桃仁 桃仁 苦杏仁 龙胆 秦艽 白头翁 漏芦
1. 06 0. 948 1. 05 1. 00 1. 04 1. 07 1. 07
5568 5166 4162 243 390 1112 1458
250. 29 227. 55 170. 55
16. 7 17. 2 17. 4 2. 18
1429 1424 1419 0. 91
0. 123 0. 119 0. 117
3. 5
·705·
学指纹图谱来鉴别易混的中草药 。几组易混中草药的 电化学指纹图谱见图 6~8。相关的特征数据见表 2。
表 2 几组易混中药的 E - t曲线的特征值
药材名称
HK - 2A 超级恒温水浴 (宁波海曙天恒仪器厂 ) 、 5 - 型 I 磁力 搅 拌器 (中 外 合资 深 圳 天 南 海 北 有 限 公 司 ) 、217型饱和甘汞电极 、213 型铂电极 (上海精密科 学仪器有限公司 ) 、LK2005 电化学工作站 (天津市兰 力科化学电子高科技有限公司 ) 、带恒温夹套的玻璃 反应器 (自制 ) H2 SO4 、KB rO3 、CH3 COCH3 、M nSO4 (均为 分析纯用二次蒸馏水配制 ) ;苍术 、苦杏仁 、桃仁 、山桃 仁 、龙胆 、秦艽 、白头翁 、漏芦 (由佳木斯大学化学与药 学院宗希明高级实验师鉴别 ) 。 112 实验方法
方向 :中药制剂质量控制技术 。
CH3 COCH3 、M nSO4 、KB rO3 , 使各 组分 浓 度 为 [ H + ] = 2mo l·L - 1 、[M n2 + ] = 01005mo l·L - 1 、[ CH3 COCH3 ] = 0115mo l·L - 1 、[ B rO3- ] = 0105mo l·L - 1 。温度控制在 (37 ±0102) ℃,搅拌速度为 500 r/m in。以 217 饱和甘 汞电 极 作 参 比 , 213 型 铂 电 极 作 指 示 电 极 。加 入 KB rO3 时开始计时 ,记录电化学振荡体系中电位 ( E) 随时间 ( t)的变化 ,用 O rigin软件绘制 E - t曲线 。 2 结果与讨论 211 中药电化学指纹图谱特征参数
图 5 相同条件下苍术电化学指纹图谱 从图 5和表 1 可以看出苍术重复测定完全再现 , 证明该体系的稳定性良好 。
辽宁中医杂志 2010年第 37卷第 4期
214 中药的鉴别 不同中药作为振荡反应的底物 ,所得到的振荡图
形都各具特色 ,因此可以利用振荡体系所得到的电化 表 1 苍术 E - t曲线的特征参数数据
20. 5 18. 2 26. 7 38. 8
2033 3361 2232 1167 1284 2239 2024
A:山桃仁 ; B:桃仁 ; C:苦杏仁 图 6 电化学指纹图谱
D:龙胆 ; E:秦艽 图 7 电化学指纹图谱
F:白头翁 ; G:漏芦 图 8 电化学指纹图谱
从图 6中可以看出桃仁的诱导时间和山桃仁的诱 纹特征 。实验讨论了影响电化学指纹图谱的各种因
A: 27℃; B: 32℃; C: 37℃; D: 42℃; E: 47℃
图 2 不同温度下苍术电化学指纹图谱
A: 0m in; B: 10m in; C: 20m in; D: 30m in; E: 40m in; F: 50m in 图 3 不同搅拌时间下苍术电化学指纹图谱
A: 200 r/m in; B: 300 r/m in; C: 500 r/m in; D: 700 r/m in; E: 900 r/m in 图 4 不同转速下苍术电化学指纹图谱
粉末 110000g,分别改变硫酸 、硫酸锰 、丙酮 、溴酸钾的
浓度 ,绘制电化学指纹图谱 。
实验表明 H2 SO4 浓度增大使诱导时间变短 、振荡 寿命减小 、周期增大 。 KB rO3 浓度增大使诱导时间 、振 荡寿命 、周期都增大 。M nSO4 浓度增大使诱导时间减 小 、振荡寿命增大 、周期增大 。加入丙酮振荡才能发
·704·
间减少 ,更快的进入振荡期 ,在振荡期各反应的速率也 明显加快 ,使循环的速率加快致使振荡周期和振荡寿 命都明显缩小 。温度过高振荡的周期太小不易观察 , 而温度过低振荡的时间过长 ,增加检测时间 。因此 ,测 定电化学指纹图谱的温度必须严格控制 。实验选用近 似于人体温度的 37℃作为反应的温度 。 21212 搅拌时间的影响 按照 212实验方法 ,在反应 温度 、搅拌速度 、硫酸浓度 、硫酸锰浓度 、丙酮浓度 、溴 酸钾浓度等不变的条件下 ,分别加入中药苍术粉末 110000g,经不同的搅拌时间获得电化学指纹图谱 ,如 图 3所示 。
缩短 。当搅拌时间增加到一定时 ,溶出物质达到了平 衡浓度 (即最大浓度 ) ,此时诱导时间不再缩短 。说明 中药的溶出物质首先参与诱导期反应 ,因此溶出物质 浓度决定诱导时间的长短 。对于相同质量的中药 ,无 论搅拌时间长短溶出物质的量最终是相同的 ,因此搅 拌时间对振荡周期 、振荡寿命 、最高电位等其它参数没 有明显的影响 。由此说明中药溶出物质是振荡反应的 耗散底物 ,决定振荡反应的寿命 。由此为中药电化学 指纹图谱能够定性定量的评价中药质量提供了科学依 据 。根据指纹图谱测定的需要 ,本实验控制搅拌时间 10m in。 21213 搅拌速度的影响 按照 212实验方法 ,在反应 温度 、搅拌时间 、硫酸浓度 、硫酸锰浓度 、丙酮浓度 、溴 酸钾浓度等不变的条件下 ,分别加入中药苍术粉末 110000g,选择不同的搅拌速度获得电化学指纹图谱 , 如图 4。
序号
最高电位 诱导时间 振荡周期 振荡寿命 最大振幅
(V )
( s)
( s)
( s)
(V )
1
0. 934
653
16. 5
1446
0. 127
2
0. 934
660
16. 8
1448
0. 126
3 4 5 RSD ( % )
0. 991 0. 960 0. 991 2. 96
649 659 659 0. 73
生 ,丙酮的作用为 : CH3 COCH3 + B r2 →CH3 COCH2 B r,从 而消耗过量的 B r2 ,控制体系中 B r2 的浓度 ,而 B r2 是振 荡反应的开关物质 。
通过上述浓度因素影响分析 ,确定本实验体系组分 浓度为 : [ H + ] = 2mol·L - 1、[M n2 + ] = 01005mol·L - 1、 [ CH3 COCH3 ] = 0115mol·L - 1、[B rO3- ] = 0105mol·L - 1。
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