淡竹葉紅外光譜的多級鑒定與分析
化學
作者：邵瑩 吳啟南 穀巍 樂巍 吳達維 樊修和
[摘要]以淡竹葉及其常見偽品鴨蹠草藥材紅外圖譜為依據，分別通過一維紅外光譜分析，二階導數光譜分析和二維相關紅外光譜分析的多級鑒定，尋找淡竹葉及其偽品的差異。利用共有峰率和變異峰率2個指標，以11個批次淡竹葉紅外圖譜為依據，計算並建立共有峰率和變異峰率雙指標序列，並對其紅外圖譜數據進行聚類分析，探討各產地淡竹葉的相似度。結果表明，通過紅外光譜多級鑒定，可有效區別淡竹葉及其偽品；通過雙指標序列分析和聚類分析2種統計方法，分組結果趨勢一致，可有效區分淡竹葉來源產區和品質差異。紅外光譜法以其測定快速簡便、所需樣品量少，結果穩定可靠等特點，為中藥真偽鑒別和藥材摻假甄別，及其品質差異和產地歸屬等方麵提供了一種快速可靠的新方法。
[關鍵詞]淡竹葉；紅外；二階導數譜；二維相關光譜；雙指標序列分析；聚類分析
《中國藥典》2010年版一部[1]所記載的淡竹葉為禾本科淡竹葉Lophatherum gracile Brongn.的幹燥莖葉，具有清熱除煩、利尿等功效，用於熱病煩渴、小便赤澀淋痛、口舌生瘡。淡竹葉中含有黃酮、萜類、多糖、氨基酸等多種化學成分。現代藥理學研究發現，淡竹葉中有機酸類、黃酮類和三萜類化合物有抑菌防腐的作用[2-3]，黃酮類物質具有保護缺血心肌[4]和保護拘束負荷引起小鼠急性肝損傷[5]的作用，多糖具有清除氧自由基的作用[6]。淡竹葉主要分布在我國華東、華南、中南及西南地區，以浙江杭州一帶所產“杭竹葉”為優。據文獻考證[7-9]，“鴨蹠草”曾為“淡竹葉”的別名，且藥材市場上也存在兩者混用現象。
在淡竹葉質量評價的係統研究中，主要采用高效液相色譜法，該方法分析準確度高，但是對樣本量有一定的要求，且操作過程繁瑣，速度較慢。文獻檢索結果表明，在淡竹葉質量控製和品質評價中，尚無紅外光譜技術研究的相關報道。
紅外光譜技術多級鑒定[10-12]的方法用於中藥材的真偽鑒定及其質量控製，具有宏觀整體真實的優勢。本實驗采用紅外光譜分析技術分別研究淡竹葉與其常見偽品鴨蹠草，結合雙指標序列分析[13-15]和聚類分析[16]方法，比較不同產地批次的淡竹葉，以期得到快速簡便可靠的方法用於淡竹葉的質量控製。
1材料
1.1儀器設備和數據處理軟件
IR100型傅裏葉變換紅外光譜儀（Therom Nicolet， USA），其光譜範圍為4 000～400 cm-1，分辨率為4 cm-1，掃描累加次數為16次；掃描時消除H2O和CO2的幹擾；WS 70-1型紅外線快速幹燥器（上海市吳淞五金廠）；YS-2型壓片機（上海山嶽科學儀器公司）；瑪瑙研缽。
紅外一維圖譜由Encompass紅外數據采集分析軟件獲得，譜圖由OMNIC 8.0軟件分析獲得。二維相關圖譜2Dshige version 1.3由 Shigeaki Morita （Kwansei-Gakuin University， 2004-2005）分析獲得。聚類分析結果由PASW Statistics 18.0.0 （Polar Engineering and Consulting， 1993-2007）軟件計算獲得。
1.2樣品來源及試劑
淡竹葉樣品信息，經南京中醫藥大學中藥鑒定教研室吳啟南教授鑒定為禾本科淡竹葉L. gracile，鴨蹠草藥材經南京中醫藥大學中藥鑒定教研室吳啟南教授鑒定為鴨蹠草科植物鴨蹠草Commelina communis Linn.的幹燥地上部分。溴化鉀（SP，國藥集團試劑有限公司，批號51019561）。
2方法
2.1供試品的製備
取幹燥的淡竹葉原藥材，除去雜質，粉碎過200目篩。偽品鴨蹠草供試品製備方法同上。
2.2供試品的測定
采用KBr壓片法。取適量KBr 於紅外幹燥箱中幹燥3 h，取約100 mg KBr於瑪瑙研缽中在紅外燈下研勻，並除去水分。將KBr倒入模具中，抽真空壓片，加壓10 mPa，製成透明薄片，置紅外分光光度計上於4 000～400 cm-1掃描空白片。取樣品粉末約1～100 mg KBr中，在紅外燈下研勻，自“倒入模具中”起操作，每個樣品累積掃描16次。在室溫下獲得各樣品的一維紅外譜圖，譜圖用OMNIC 8.0軟件進行分析。
2.3方法學考察
2.3.1 穩定性試驗 取淡竹葉樣品S3按2.2 項下方法，壓片後置幹燥器中，每0，1，2，3，4，5 h測定一次，所得紅外光譜圖基本一致，譜間相關係數分別為1.000 0，0.999 9，0.999 8，0.999 7，0.999 7，RSD為0.13%。結果表明樣品在5 h之內基本穩定。
2.3.2 精密度試驗 取淡竹葉樣品S3按2.2 項下方法，壓片後連續重複掃描5次，所得紅外光譜圖一致，進行相似度比較，相關係數分別為1.000 0，1.000 0，1.000 0，0.999 9，1.000 0，結果表明儀器精密度良好。
2.3.3 重複性試驗 取淡竹葉樣品S3按2.2 項下方法，重複壓片5次，分別進行掃描測定，所得圖譜進行相似度比較，相關係數分別為1.000 0，0.999 8，0.999 5，0.999 7，0.999 3，RSD為0.27%。結果表明該方法具有良好的重複性。
3結果與討論
3.1淡竹葉及其偽品鴨蹠草的紅外光譜分析
3.1.1 淡竹葉及其偽品鴨蹠草的一維紅外光譜分析（一級鑒定） 淡竹葉原藥材樣品及其偽品鴨蹠草的一維光譜圖。可見淡竹葉藥材在其波數為3 431，2 922，2 025，1 656，1 380，1 039，533，407 cm-1等處均有吸收，分析判定，淡竹葉藥材的主要吸收峰包括：波數為3 431 cm-1及其附近區域的υOH寬強吸收和υφH（υCH），2 922 cm-1及其附近區域的υC-H（伸縮振動），1 656，1 547 cm-1及其附近區域的υCC（骨架振動），1 380 cm-1及其附近區域的δC-H（彎曲振動），1 039 cm-1及其附近區域的υC-O。可見體係中含有較強的芳烴體係，可能存在有由於羥基被糖基取代而形成的孤立體係，也可能存在共軛體係，推測有黃酮類或萜類結構；1 039 cm-1有強吸收的糖峰位置推測可能是多糖或取代糖苷。通過對淡竹葉和鴨蹠草的圖譜進行歸一化處理，能更明顯的看出鴨蹠草的3 383，1 646，1 322，1 054，780 cm-1波數峰明顯強於淡竹葉。
3.2淡竹葉及其偽品鴨蹠草的二維相關紅外光譜分析（三級鑒定）
淡竹葉和鴨蹠草的一維紅外光譜和高分辨的二階導數譜都從不同的角度上體現了兩者的差異，為了鑒定的可靠和準確，進一步觀察兩者二維相關紅外結構特征。