中药指纹图谱研究综述

#综述#

中药指纹图谱研究综述

李强,李超1

(东营市药品检验所,山东东营257091;11山东中医药大学,山东济南250355)

摘要:本文通过对文献的研究、整理,总结了中药指纹图谱的近年来研究进展,为中药指纹图谱的进一步深入研究提供了线索和依据。

关键词:中药指纹图谱研究

中图分类号:R28411文献标识码:A文章编号:1672-7738(2010)03-0158-04

Research on fingerprint of traditional C hinese medicine

LI Qiang,LI Chao1

(Dong ying Instit ute fo r Dr ug Contro l,Dongy ing257091;11Shando ng U niver sity o f

T r aditional Chinese M edicine,Ji c nan250355)

ABSTRAC T:T his paper summed up the fing erprint of tr aditional Chinese medicine r esear ch by org anize the liter ature in recent years,in o rder to prov ides ev idence and data fo r the fing erprint o f traditio na l Chinese medicine fur ther study1 KEY WORDS:T r adit ional Chinese medicine;fing erpr int;resear ch

中药含有的活性成分是中药药效的物质基础,任何一种活性成分均不能体现出中医临床用药的整体疗效。若以个别活性成分的含量作为中药的质量控制指标,而忽略中药的其他成分的作用,则难以确保中药及其制剂的质量。中药指纹图谱是一种多指标的质量控制模式,虽然它不能代替含量测定,但它比测定任何单一成分所提供的信息却丰富得多,可以比较全面的反映所含化学成分的种类和数量,能够更加有效地体现出中药成分的整体性和综合作用,从而更好地评价中药及其制剂的质量。

1中药指纹图谱的来源与概念

/指纹鉴定0开始于19世纪末20世纪初的犯罪学和法医学。人们研究发现。人的指纹有拱形、环形和螺形3种基本模式,并且每个人的指纹都是绝对不同的,这种指纹的/绝对唯一性0使得案件的侦破效率大大提高。

中药指纹图谱就是借用了法医学/指纹鉴定0的概念,是指中药经过适当处理后,采用一定的分析手段,得到的能够标示该中药特性的某类或数类成分的色谱或光谱的图谱。中药指纹图谱作为一种综合的、宏观的、可量化的鉴别手段,能全面的反映中药所含成分的相对关系,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。整体性和模糊性是它的基本属性。指纹图谱应该反映药材的完整面貌即整体性,但是由于植物药中化学成分天然潜在的不稳定性,所以指纹图谱又具有模糊性[1]。

2中药指纹图谱的构建方法

中药指纹图谱的测定方法种类较多,主要采用色谱法分离特征成分,采用紫外光谱(U V)、红外光谱(IR)、核磁共振波谱(NM R)、质谱(M S)等光谱、波谱方法鉴定化合物的结构,现阶段用于构建中药指纹图谱的色谱法主要有:薄层色谱(T L C)、气相色谱(GC)、高效液相色谱(HP LC)、高效毛细管电泳(HP CE)、高速逆流色谱(H SCCC),其中又以H PL C 法分离效率高、分析速度快、样品适应性广、检测器种类多、灵敏度高、稳定性强、重复性好而倍受推崇,成为中药指纹图谱的首选方法。

211薄层色谱(T LC)指纹图谱薄层色谱具有快速可靠、操作简单、适用范围广等优点,它是利用中药各成分性质上的差异在薄层上分离后相对位移值的不同进行鉴别的一种方法。无论在中药材的品种鉴别、提取、含量测定、成分研究中还是在产品的稳定性测试方面,薄层色谱都能提供直观形象的可见光或荧光图像,并能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。但由于T LC是一种开放的色谱系统,外界因素影响较多,因此,重现性与精密度差,不能完全满足指纹图谱研究的要求,所以,现在应用薄层色谱法研究指纹图谱较少。崔淑芬等[2]对甘草药材的薄层扫描指纹图谱进行了研究,发现甘草样品得到的薄层色谱指纹图谱通过聚类分析后与正品甘草药材有较好的相似度;其三维图谱可对不同产地的甘草药材质量进行直观比较。该研究说明T L CS-FP可用于甘草的真伪鉴别和质量评价。谢培山等[3]为考察商品白芍总苷质量的稳定性和一致性,建立了薄层色谱指纹图谱,结果发现10批样品的薄层色谱指纹图谱所形成的全谱图像显示批间产品有很高的相

似性。

212气相色谱(GC)指纹图谱气相色谱是一种柱色谱技术,它是封闭性色谱,受外界影响较少,主要用于中药中挥发油成分、极性较小的成分或衍生化后可挥发的成分的指纹图谱特征研究,它具有高效、高选择性、高灵敏度、用量少和分析速度快等优点,具体应用时多与质谱技术联用。一般使用质量型检测器氢火焰离子化检测器(F ID)。

黄天来等[4]研究了生姜所含挥发油成分的气相色谱指纹图谱。结果显示生姜挥发油成分气相色谱指纹图由5组峰群组成,各组峰群清晰可辨,分离度较好。该方法准确,简单,为生姜的鉴别和质量监测提供了依据。凌大奎等[5]用规范化的色谱分离条件建立了砂仁、当归、苍术、柴胡、藁本和香附的挥发油成分的气相色谱保留指数谱,并利用G C-M S和GC傅利叶变换红外光谱对各主要成分做出了定性鉴别。钱浩泉等[6]用GC-M S联用的方法建立了道地药材高良姜及近缘植物挥发油成分的气相色谱指纹图谱,各自的特有的色谱构成相应品种指纹特征的唯一性。

213高效液相色谱(H PL C)指纹图谱高效液相色谱法是在20世纪60年末,以经典液相色谱法为基础,利用气相色谱的理论与实验方法而发展成的分离分析方法。它具有分离效能高,分析速度快,定量精密度高,稳定性好,色谱柱可反复使用等优点,不受样品挥发性和热稳定性的限制,大多数成分均可在高效液相色谱上进行分析检测,因此成为指纹图谱中应用最广最成熟的一类。由于中药成分的复杂性,选用高效液相色谱法构建中药指纹图谱时,一般多采用梯度洗脱的方法,这样能够将中药中的大多数成分分开,因而能更准确地反映中药的鉴别信息。2000年国家食品药品监督管理局制定了5中药注射剂指纹图谱研究的技术要求(暂行)6[7],对已批准的中药注射剂和申报的新中药注射剂实行药材和制剂的指纹图谱标准的要求,多数的中药注射剂都采用了HP LC法来测定指纹图谱,2005年版药典一部开始收录高效液相色谱法进行含量测定,相关品种达479项。高效液相色谱法已成为指纹图谱研究首选的方法。

张玉杰等[8]采用反相高效液相色谱法对不同产地沙苑子进行了指纹图谱研究,结果发现不同来源的正品沙苑子指纹图谱十分相似,而与2种伪品则显示出完全不同的指纹图谱特征。邹忠梅等[9]利用HP LC-DA D方法,采用梯度洗脱,测定了10批芍药总苷样品,建立了芍药总苷的高效液相色谱指纹图谱,为科学评价及有效控制芍药的质量提供了可靠方法。瞿为民等[10]采用高效液相色谱法对人参、西洋参及三七药材指纹图谱进行了鉴别,结果表明,3种参的皂苷类成分均得到很好的分离,该方法可有效的鉴别人参、西洋参和三七参。游松等[11]采用高效液相色谱法对银杏叶注射剂进行了指纹图谱研究,结果发现所有参数均符合国家食品药品监督管理局关于有关中药注射剂的技术要求。周玉新等[12]以HP LC梯度洗脱法对三七原药材、三七总皂苷提取物及三七总皂苷注射液进行了指纹图谱的研究,证明了HP LC法可操作性强、重复性好。颜玉贞等[13]采用高效液相色谱法进行梯度洗脱,紫外检测,测定了西青果与不同种诃子的指纹图谱。

214高效毛细管电泳(H PCE)指纹图谱高效毛细管电泳法是以高压直流电场为驱动力,毛细管为分离通道,依据样品中各组分淌度和分配行为上的差异而实现分离的一种新型电泳技术。本法具有分离模式多,分离效率高,速度快,使用范围广,进样体积小,易清洁,可直接分析水溶液等特点。主要用于中药中带电荷的化合物(如蛋白质、氨基酸、黄酮、生物碱)、有机酸、单糖及一些中性分子的分离分析,得到的指纹图谱能反映出更多的特性,使中药成分的分析范围更广泛,但毛细管电泳的检测灵敏度与精密度不如高效液相色谱法,在指纹图谱研究中应用较少。

叶斌等[14]利用高效毛细管电泳技术建立了人工蛹虫草药材的指纹图谱,该法准确简便可靠,可作为控制人工蛹虫草中药材内在质量的有效手段。程伟等[15]采用毛细管区带电泳法建立了不同产地连钱草药材的高效毛细管电泳指纹图谱,并进行了比较,结果HP CE指纹图谱法具有较好的稳定性、精密度和重现性,可作为连钱草药材的质量控制方法。尉小慧等[16]采用H PCE法比较麻杏石甘汤2种方法提取物在体内吸收和代谢过程中的差异,结果证明采用H PCE图谱研究中药复方药动学有一定的科学性和可行性。

215高速逆流色谱(H SCCC)指纹图谱HSCCC法是目前中药分析分离中应用的一种新型液-液分配技术。该技术利用相对移动的互不混溶的两相溶剂,在处于动态平衡的两相中将具有不同分配比的样品分离。国内外已报道将高速逆流色谱技术应用于天然产物的分离和分析,该技术可适用于任何极性范围的样品,预处理要求低,一般粗提物即可满足要求,而且回收率高,能实现梯度操作,亦能重复进样,在中药质量分析控制研究中,尤其在指纹图谱研究中有较好的应用前景。沈平孃[17]利用HSCCC技术对多种中药进行了指纹谱分析都得到了较好效果,可用于中药的质量分析和控制。

随着中药指纹图谱的研究越来越多,应用的技术手段也在不断更新,除了以上几种方法外,还有X-射线衍射指纹图谱,核磁共振指纹图谱,质谱指纹图谱,红外指纹图谱, DN A指纹图谱等多种技术手段,但研究中药指纹图谱时应结合实际情况选择适宜的方法,使其应用于中药质量控制时,更加简便准确。

3中药指纹图谱的解析方法

中药的化学成分极为复杂,即使对于同一种属的药材,也会因种植区域,采收时间,环境条件等多种因素的影响造成药材化学组成的差异,这便形成了它们各自的化学指纹,如果用人工对其进行分析,容易由于人的主观因素,做出不同判断,造成结果误差。另外指纹图谱中各色谱峰的保留值容易受到各种因素的影响,包括操作因素和实验条件的差异。为此需要对大量的仪器分析数据进行处理,从中提取化学特征信息,进而实现化学模式识别[18,19]。

311模糊聚类分析聚类分析是近十年来发展起来的一种