中药指纹图谱综述【文献综述】

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化学工程与工艺

中药指纹图谱综述

一、前言

中医药作为中华民族科学、文化、和历史的伟大宝库，是我国在自然科学领域最有优势、最有特点、最有希望的科学之一。中药产业也应对国家的发展做出贡献。中医药的发展和其指纹图谱的发展密不可分，中药指纹图谱抓住了中药现代化的关键问题之一，对推动中药现代化、产业化和国际化具有重大的作用。在中药现代化中,采用指纹图谱的意义已是牵动行业进步的关键技术，其应用研究，对保证中成药功效，提高中药工业整体综合水品，带动重要农业现代化，推进中药走向世界，具有非常重要的现实意义[1]。本文从中药指纹图谱的分类和发展来阐述中药指纹图谱的作用。

二、中药指纹图谱（阐明有关主题的历史背景、现状和发展方向，以及对这些问题的评述）

2.1背景

中药现代化是当代中药发展中的一个最热门的研究方向，已成为国内外医药界一太热点。其中中药材、中成药的质量标准现代化是中药现代化的一个重要组成部分。如何根据中医药的特点，提出一整套具有中医药特点又具有高科技特征的中药材、中成药现代质量标准．是一重要课题，建立中草药单昧药和复方全组成的指纹图谱是种具有先进性的切实可行的方法，现在这方法已成为国际上较勾通用的方法，而且指纹图谱已成勾国际公认的控制中药或天然药物质量的最有效手段。中国中药指纹图谱的研究已有相当的基础，最早可以追溯到20世纪60 年代，如采用薄层色谱、紫外光谱、红外光谱法来描述中药材主要成分的特征，这是早期的原始的指纹图谱，具有直观、在简单情况下容易比较差异的优点。随着分析技术的飞速发展和微电脑的广泛应用，基于化学计量法的中药指纹图谱的研究方法向高效、灵敏、专属、智能化、联用型的方向发展，高效液相、高效毛细管电泳、高速逆流色谱、核磁共振、近红外光谱等新兴分析技术的应用和各种数学分析方法的运用，为中药指纹图谱的研究与发展提供了广阔的前景[2]。

2.2 概念

指纹图谱就是以对照品药材的完整图谱，用于供试品的鉴别．即某种(或某产地)中药材或中成药中共有的、具有特异性的某类成分的色谱或光谱的图谱。广义的指纹图谱包括DNA指纹图、波谱指纹图和色谱指纹图。DNA指纹图表达的是生物学特征。目前所指的指纹图谱是指狭义的表达植物药代i射产物化学特征的指纹图谱，也称指纹数据库。目前包括光谱指纹图谱(如IR，uv等)和色谱指纹图谱(如TI，TLC，GC，HPI等)。

2.3 分类

中药化学(成分)指纹图谱是指测定中药材所含各种化学成分(次生代谢产物)而建立的指纹图谱[3]。虽然化学成分是次生代谢产物，受生物环境和生长年限的影响而产生个体间较为明显的差异，但植物的代谢具有遗传性，作为同一物种的个体在化学成分上也具有相似性(similarity)，可以用化学成分的谱图来建立指纹图谱。中药化学(成分)指纹图谱主要有光谱法和色谱法：如紫外光谱 (UV)、红外光谱 (IR)、质谱 (MS)、核磁共振谱(NMR)，薄层色谱(TLC)、气象色谱 (GC)、高效液相色谱(HPLC)、毛细管电泳 (CE)，以及各种联用技术中药材化学指纹图谱对控制中药材质量具有更直接、更重要的意义。

紫外光谱指纹图谱

紫外光谱法是1995年以前指纹图谱常用的方法。由于不同中药所含的不饱和程度有差异，因而导致其紫外吸收曲线的形态、峰位、峰强度亦有差异，以此达到鉴别效果。常用导数光谱及结合各种数学分析法来消除样品中的一些无关吸收，排除原图谱中的某些干扰。

红外光谱(IR )指纹图谱

红外光谱又称分子振动转动光谱，是一种分子吸收光谱。当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收了某些频率的辐射，并由其振动或转动运动引起偶极矩的净变化，产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁，使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。记录红外光的百分透射与波数或波长关系的曲线，就得到红外光谱。一般的红外光谱是对整个化合物分子的鉴别，比单纯的官能团的化学定性鉴别专一性更强。而中药材的红外光谱在本质上与纯化合物红外光谱不同，它是混合物中各个组分红外光谱的叠加。中药材各种化学成分只要在质和量的方面相对稳定，并且样品处理方法按同一要求进行，则其红外光谱也是应该相对稳定的。因此这样得到的混合物红外光谱应该是具有一定的客观性和可重复性。利用上述原理，不同混合物的红外光谱各主要吸收峰归属，只要在4000-400cm，范围内比较光谱差异即可。这种差异可以表现在三个方面：一是在某一波数处鉴别双方只有一方有明显差异；二是在某一波数内，鉴别双方的光谱中，吸收峰的形状和强度都有明显差异；三是“指纹区”，面貌不同。

近红外色谱法

近红外光谱法(NIRS)是一种用于鉴定有机物质十分有用的技术，是中红外光谱中C-H，

N-H，O-H和S-H的共振吸收，具有高信息量。波长范围为780nm-2500nm，而且该光谱取决于粒子大小、多晶型、残留溶剂、湿度等等因素。因此待测物光谱的鉴定不可能直接与参比物质光谱比较后确定，需要通过一系列样本的检测(必须预先知道样本中相关成分的含量或样本的定性归属)，运用化学计算学手段，建立样本与信息之间的数学模型。运用该模型即可以对未知样本(例如新近购进的原药材或新生产的成品等)进行辨别分析(给出结果：合格与否、含量多少等)。该方法为非破坏性方法，可实现产品的无损检测，具有检测速度快，操作简单，所需样品少，适宜于液体、固体、粘稠流体的分析及过程控制等优点。但是在进行定性定量分析中必须采用一定的数据处理，需要掌握一定的化学计量知识[4]。

荧光光谱

中药注射剂常含荧光性物质，但因不同注射剂所含具体荧光性物质不同，同种注射剂又因厂家的具体配方的差异或制备工艺条件的波动，均会使其特征的荧光激发、发射光谱不同或其强度呈现差异；根据注射剂的荧光图谱的差异达到快速鉴别、认定和控制配方、工艺的目的。

荧光光谱不像红外光谱那样具有明显的指纹特征，但具有高灵敏度的显著优势，且差异更为一目了然，易于判断，因此，可以作为红外光谱指纹技术的一种补充，用于中药注射液的鉴别和认定，以及生产工艺的控制和成药热稳定性研究等。

色谱指纹图谱

色谱指纹图谱最实用、应用也是最广泛。中药色谱指纹图谱是一种综合的、可量化的鉴别手段，是当前符合中药特色的评价中药真实性、稳定性和一致性的质量控制模式之一。色谱指纹图谱最大的优点是具有分离的功能。

薄层色谱(TLC)指纹图谱

TLC为传统的定性、半定量分析方法，在中国有大量采用薄层色谱法进行地道药材的定性鉴别。该法操作简单、分析速度快速、一次分析样品多，提供信息量大，用固定波长对薄层展开的各个斑点进行扫描，所得扫描图谱比目测的层析图谱更加客观准确，因此具有较好的指纹鉴别意义[5]。其最大的缺点是重现性以及精密度差，所以在指纹图谱应用中受到限制，但可以作为中药指纹图谱研究的借鉴和补充。

气相色谱(GC)指纹图谱