張赟赟
廣西壯族自治區(qū)中醫(yī)藥研究院、廣西中藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究重點實驗室,廣西 南寧 530022
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指紋圖譜在中藥質(zhì)量控制方面的研究現(xiàn)狀
張赟赟
廣西壯族自治區(qū)中醫(yī)藥研究院、廣西中藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究重點實驗室,廣西 南寧 530022
中藥指紋圖譜已日漸應(yīng)用于中藥鑒定與質(zhì)量評價。文章對近來來薄層色譜指紋圖譜、高效液相指紋圖譜、氣相色譜指紋圖譜、核磁共振指紋圖譜、X-射線衍射指紋圖譜、色譜聯(lián)用指紋圖譜及DNA指紋圖譜等的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。
中藥指紋圖譜;鑒定與質(zhì)量評價;研究現(xiàn)狀
中藥的質(zhì)量影響著中醫(yī)的臨床療效和中藥的實驗研究,也直接關(guān)系到用藥安全。因此,中藥的質(zhì)量控制一直是中藥研究和生產(chǎn)領(lǐng)域里的重要研究課題。
我國中藥材的質(zhì)量極不穩(wěn)定,市場也較為混亂。因此,對質(zhì)量不穩(wěn)定、不可控的原材料進(jìn)行中藥加工和制劑的生產(chǎn),即使生產(chǎn)環(huán)節(jié)是嚴(yán)格按照GMP規(guī)范進(jìn)行的,其質(zhì)量同樣不能達(dá)到可控要求??梢?中藥材質(zhì)量要想達(dá)到可控和穩(wěn)定性要求,首先應(yīng)使中藥材的種植規(guī)范化。而評價種植品的質(zhì)量優(yōu)劣,通常采用有效成分測定法,但因中藥材成分復(fù)雜,不易確定其中與藥效學(xué)和臨床應(yīng)用具有相關(guān)性的化學(xué)成分,且在中藥的配伍中,同藥材在不同處方中具有不同的作用和地位(即同一藥材在不同處方中發(fā)揮或起主導(dǎo)作用的化學(xué)成分不同),由此導(dǎo)致不能較為全面地評價中藥和中成藥的質(zhì)量。為解決這一問題,畢開順[1-2]建立了評價中藥材和中藥復(fù)方質(zhì)量的模式識別系統(tǒng),其效果較好。該系統(tǒng)旨在建立中藥化學(xué)-藥效-毒性指紋圖譜,利用此指紋圖譜不僅能夠?qū)λ幉倪M(jìn)行定性鑒別,更主要的是能夠根據(jù)某藥材的化學(xué)信息和建立的特定藥材的數(shù)學(xué)模型,預(yù)測其藥效和毒性,從而達(dá)到綜合評價中藥質(zhì)量的目的。
許多現(xiàn)代色譜、光譜分析技術(shù)在中藥指紋圖譜測定中都有應(yīng)用,如TLC、HPLC、GC、NMR、UV、IR、X射線衍射,以及先進(jìn)的光色譜聯(lián)用技術(shù)最近也已被采用。以下將對近幾年來主要的幾種指紋圖譜的應(yīng)用加以介紹。
2.1 薄層色譜(TLC)指紋圖譜 TLC因其操作簡便、快速、經(jīng)濟等特點為常用的測定指紋圖譜的方法。TLC的另一大優(yōu)勢是提供直觀形象的可見光或熒光圖像,即較柱色譜多了色彩這一可比“參數(shù)”,并可進(jìn)一步配合色譜掃描或數(shù)碼處理得到不同層次輪廓圖譜和相應(yīng)的積分?jǐn)?shù)據(jù)。國內(nèi)的TLC指紋圖譜研究發(fā)展近年來很快。如黃琦等[3]用薄層色譜視頻攝像系統(tǒng)拍攝圖像, 并自動生成色譜輪廓掃描圖譜, 同時獲得積分?jǐn)?shù)據(jù)并對收集的10批藥材樣品在同一薄層板上平行分析比較,結(jié)果不同地區(qū)的10 批蒼術(shù)藥材的薄層色譜指紋圖譜有共同的特征熒光色譜圖像。楊錦玲等[4]對產(chǎn)自海南、廣西、廣東和云南的 10 批沉香乙醚提取物進(jìn)行了TLC分析, 建立了國產(chǎn)沉香TLC指紋圖譜。夏玉英等[5]采用高效薄層色譜(HPTLC)對不同產(chǎn)地、不同部位穿心蓮藥材中的內(nèi)酯類成分進(jìn)行比較,并建立其HPTLC指紋圖譜。陳莊元等[6]建立了不同斷面顏色土茯苓藥材的薄層色譜指紋圖譜,可用于區(qū)分不同斷面顏色的土茯苓藥材,為區(qū)分紅棕色斷面和類白色斷面的土茯苓提供了科學(xué)依據(jù)。但是,薄層色譜也有其不足之處,如它的效能低,靈敏度低等。
2.2 高效液相色譜(HPLC)指紋圖譜 HPLC指紋圖譜是現(xiàn)在應(yīng)用最多的一類,其具有分離效能高,分析速度快等優(yōu)點。如運用二極管陣列檢測器,可得到三維圖譜,因而適用于成分比較復(fù)雜紫外光區(qū)有吸收的藥物的分析。尤其對成分差別較細(xì)微的單味藥材及成分較為復(fù)雜的復(fù)方制劑,其分離與鑒定能力大大優(yōu)于同分離原理的TLC。王利國等[7]通過研究四川巴中產(chǎn)梔子與其他產(chǎn)地梔子指紋圖譜的異同,建立30 年生巴中產(chǎn)梔子高效液相色譜( HPLC) 指紋圖譜,并計算其與其他產(chǎn)地梔子 HPLC 指紋圖譜的相似度,結(jié)果經(jīng)計算不同產(chǎn)地梔子 HPLC 指紋圖譜的相似度, 發(fā)現(xiàn)各產(chǎn)地梔子間在成分組成上存在一定差異。宋瀟等[8]建立茯苓皮的高效液相色譜(HPLC) 指紋圖譜,以茯苓酸A為參照峰, 分析18批不同產(chǎn)地的茯苓皮樣品。采用SPSS 17.0軟件對其進(jìn)行聚類分析,并采用 《計算機輔助相似性評價系統(tǒng)》 進(jìn)行相似度評價。結(jié)果18批茯苓皮藥材共有16個共有峰, 相似度均>0.9。王煒等[9]建立中紅花黃色素高效液相色譜(HPLC)指紋圖譜,結(jié)果顯示紅花黃色素有專屬的HPLC指紋特征圖譜,與中藥飲片紅花HPLC圖譜對照,具有高度關(guān)聯(lián)性。易遠(yuǎn)紅等[10]建立的HPLC指紋圖譜中, 苦參生物堿類成分各峰分離度較好, 一共確定了17個共有峰, 并對其中5個峰進(jìn)行了定位指認(rèn),3批樣品的相似度均>0.9。高新開等[11]優(yōu)化菟絲子高效液相色譜(HPLC)指紋圖譜分析方法, 建立菟絲子黃酮類及酚酸類成分指紋圖譜,結(jié)果10 批菟絲子樣品均標(biāo)示出13 個共有峰,其中9個為黃酮類成分峰,鑒別出4個特征峰(金絲桃苷、異槲皮苷、紫云英苷、山奈酚)。利用中藥色譜指紋圖譜相似度評價軟件進(jìn)行相似度評價,10批樣品的相似度為0.949~0.996,提示菟絲子質(zhì)量較穩(wěn)定。
2.3 氣相色譜(GC)指紋圖譜 GC適用于各種主含易揮發(fā)性成分藥物的分析測定,具體應(yīng)用中多與質(zhì)譜聯(lián)用,快捷而靈敏。李嘉等[12]建立了陳皮揮發(fā)油 GC 指紋圖譜共有模式,標(biāo)示出 25 個共有峰,10 批陳皮揮發(fā)油相似度均>0.9。吳大章等[13]建立了大腹皮的GC指紋圖譜,標(biāo)定了8個共有特征峰,各產(chǎn)地藥材均有上述特征,但特征峰的相對峰面積存在一定差異。李曉紅等[14]建立骨碎補藥材脂溶性成分的氣相色譜GC指紋圖譜,利用PCA對GC指紋圖譜進(jìn)行處理,骨碎補藥材的正偽品可明顯區(qū)分。于游等[15]建立華細(xì)辛揮發(fā)油的氣相色譜(GC)指紋圖譜,并采用內(nèi)標(biāo)法對 α- 蒎烯、莰烯和甲基丁香酚3 種成分進(jìn)行定量分析,獲得了較為理想的華細(xì)辛GC指紋圖譜,確定了 19 個共有峰,建立了華細(xì)辛指紋圖譜的共有模式,10 批樣品相似度均> 0.95。
2.4 X射線衍射指紋圖譜 X射線衍射分析法是分析結(jié)晶物質(zhì)的重要手段之一。其指紋圖譜具有指紋性強,能立即知道樣品組分,圖譜穩(wěn)定可靠等特點。李春來等[16]對10批赭石炮制品進(jìn)行X射線衍射分析,以其衍射峰的平均值和中位數(shù)作為共有模式,以最強峰進(jìn)行譜峰匹配,建立赭石炮制品的X—射線衍射指紋圖譜。崔曉慧等[17]采用X射線衍射法,對11批不同來源的龍骨及煅龍骨樣品進(jìn)行分析,在建立正品龍骨X射線衍射指紋圖譜的基礎(chǔ)上,與各種龍骨樣品進(jìn)行比較,并作進(jìn)一步的分析研究。游宇等[18]通過對不同產(chǎn)地的玄明粉進(jìn)行X射線衍射分析,建立其X射線指紋圖譜,經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地、不同批次的玄明粉礦物晶型組成及含量存在一定差異,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能與飲片炮制前后物質(zhì)的存在形式有關(guān)。趙翠等[19]采用粉末X射線衍射法對不同廠家的煅硼砂樣品進(jìn)行分析,為煅硼砂質(zhì)量評價的提供了參考依據(jù)。
2.5 核磁共振(NMR)指紋圖譜 核磁共振氫譜(1H-NMR)是鑒定有機化合物結(jié)構(gòu)的重要的方法之一。沈莉等[20]對升麻中三萜皂苷類特征提取物進(jìn)行1H-NMR指紋圖譜-模式識別研究,能有效地鑒別不同品種的升麻樣本。羅尚華等[21]用基于1H-NMR的代謝組學(xué)方法,建立澤瀉的氫核磁共振指紋圖譜,確定不同產(chǎn)地澤瀉藥材的整體代謝物差異和質(zhì)量評價。時新剛等[22]利用PFT-NMR核磁共振波譜儀測定了北沙參提取物的1H-NMR圖譜,對不同產(chǎn)地北沙參提取物的1H-NMR指紋圖譜進(jìn)行了分析,獲得了其提取物的特征峰, 結(jié)果表明,不同北沙參提取物的1H-NMR指紋圖譜都顯示有效成分特征共振峰,并具有很好的重現(xiàn)性和高度的特征性,可以成為北沙參真?zhèn)舞b別的依據(jù)。
2.6 傅里葉紅外色譜(FTIR)指紋圖譜 由于紅外光譜具有專屬性高、特征性強、取樣量小、快速、簡便、準(zhǔn)確等特點,其在藥材的開發(fā)與品質(zhì)真?zhèn)?、?yōu)劣鑒別以及制劑工藝等質(zhì)控過程中發(fā)揮著重要的作用[23]。盧麗萍等[24]采用傅里葉紅外光譜法(FTIR)建立不同品種化橘紅藥材紅外指紋圖譜,考察不同品種化橘紅藥材的紅外指紋圖譜差異,為化橘紅藥材的快速鑒別提供理論依據(jù)和實用方法,并可有效區(qū)分毛橘紅和光橘紅。李超等[25]采用傅里葉變換紅外光譜(FTIR)技術(shù)對4省份16產(chǎn)區(qū)的48份通關(guān)藤樣品進(jìn)行分析,建立其FTIR指紋圖譜,為通關(guān)藤藥材的產(chǎn)地鑒別和質(zhì)量控制提供了一種新的技術(shù)和方法。李洪澤等[26]對山西同一產(chǎn)地不同生長年限黃芪及不同產(chǎn)地同一生長年限黃芪與其他地區(qū)黃芪進(jìn)行FTIR的光譜特征研究,建立的指紋圖譜可作為山西產(chǎn)黃芪不同生長年限、不同產(chǎn)地的指紋圖譜特點。王國深等[27]對檳榔藥材炒焦炮制前、后進(jìn)行紅外光譜檢測,并對其特征峰進(jìn)行歸屬,結(jié)果獲得了檳榔與焦檳榔藥材的紅外指紋圖譜與特征吸收峰,并找到其炮制前、后紅外光譜指紋圖譜與化學(xué)成分的變化規(guī)律,該方法可作為檳榔與焦檳榔藥材定性檢測與成分比對的分析方法,并為其質(zhì)量控制提供依據(jù)。
2.7 紫外光譜(UV)指紋圖譜 紫外光譜分析操作簡便,穩(wěn)定性好, 測試速度快和測試成本低而被廣泛應(yīng)用。戴先芝等[28]采用共有峰率和變異峰率雙指標(biāo)序列法分析不同產(chǎn)地千斤拔紫外指紋圖譜,可以區(qū)別出不同產(chǎn)地千斤拔藥材。黃濤等[29]以石油醚、氯仿、無水乙醇、水4種溶劑分別提取半夏藥材不同極性區(qū)間成分,測定其紫外指紋圖譜,研究各樣品之間的異同,建立的紫外指紋圖譜可以對不同產(chǎn)地半夏藥材進(jìn)行區(qū)分。鄧星燕等[30]采用紫外指紋圖譜結(jié)合化學(xué)計量學(xué)方法分析鐵皮石斛樣品,建立快速鑒別不同產(chǎn)地鐵皮石斛的方法。
2.8 色譜聯(lián)用指紋圖譜 中藥化學(xué)成分復(fù)雜,采用單一的模式識別方法來鑒別藥材的質(zhì)量會存在一定局限性。綜合多種模式識別方法,可以客觀的反映不同因素對藥材品質(zhì)的影響,為藥材質(zhì)量控制和評價提供科學(xué)依據(jù)。王璠等[31]采用氣相色譜-質(zhì)譜法,建立蒼術(shù)GC-MS指紋圖譜,并以33 批藥材的共有色譜峰面積為依據(jù),建立其系統(tǒng)聚類分析方法、主成分分析方法和判別分析方法,結(jié)果表明指紋圖譜法可以區(qū)別不同品種及產(chǎn)地蒼術(shù),系統(tǒng)聚類分析與主成分分析及判別分析法所得的結(jié)果似,均能很好地區(qū)分道地茅蒼術(shù)、非道地茅蒼術(shù)和北蒼術(shù)。何席呈等[32]以貴州產(chǎn)土茯苓為研究對象,嘗試解析了質(zhì)譜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),建立了基于質(zhì)譜內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜,較好地描述了貴州產(chǎn)土茯苓在化學(xué)成分上的地域獨特性。張語遲等[33]利用高效液相色譜和電噴霧質(zhì)譜建立人參、桔梗的色譜和質(zhì)譜指紋圖譜, 通過兩種中藥材指紋圖譜的差異, 達(dá)到鑒別中藥材真?zhèn)蔚哪康摹?/p>
2.9 DNA指紋圖譜 DNA指紋圖譜多運用聚合酶鏈反應(yīng)(FRC)從不同生物樣品中人工合成DNA片段,這種DNA片段的大小、數(shù)目因不同生物而異,因而稱之為DNA指紋圖譜。吳婷等[34]用RAPD技術(shù)對不同產(chǎn)地連翹藥材進(jìn)行了DNA指紋圖譜特征研究,以山西道地產(chǎn)區(qū)為主要研究對象,為山西連翹“道地性”特色的品質(zhì)評價提供了新方法。孫績巖等[35]采用隨機擴增DNA多態(tài)性(RAPD)技術(shù)擴增鹿茸的線粒體DNA,擴增產(chǎn)物用無膠篩分毛細(xì)管電泳紫外檢測,從而建立鹿茸的高效毛細(xì)管電泳-隨機擴增DNA 多態(tài)性(HPCE-RAPD)指紋圖譜,為鹿茸與其偽品的鑒別提供了快速檢測方法。
中藥化學(xué)成分的多樣性與復(fù)雜性是發(fā)揮其療效的物質(zhì)基礎(chǔ),同時也是質(zhì)量評價的重點與難點,在現(xiàn)有研究手段和條件下,由于中醫(yī)藥理論與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的差異,使得闡明中藥的有效成分是一項極為困難的研究課題,無論是代表中藥現(xiàn)代研究結(jié)果的青蒿素,靛玉紅,還是人工合成的人工牛黃和麝香酮,均不能代表原有中藥的全部功效,而且臨床多以復(fù)方的形式使用中藥,并且講究隨癥加減,這無疑更增加了分析的難度。相比而言,系統(tǒng)分析中藥的化學(xué)成分,闡明有效部位或有效成分種類,是可行的。中藥藥效的發(fā)揮,既然不能為一個或一種化學(xué)成分所體現(xiàn),那么,建立全面反應(yīng)所含成分的指紋圖譜,將更加有效地體現(xiàn)中藥成份的復(fù)雜性,從而更好地評價中藥的質(zhì)量。隨著科技的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步,中藥指紋圖譜必將得到快速的發(fā)展,將為中藥現(xiàn)代化和國際化提供更為重要的推動力。
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(編輯:梁志慶)
2016-07-28
張赟赟(1980-),女,助理研究員,研究方向為藥物分析及中藥化學(xué)。E-mail:melody8077@163.com
R286.0
A
1007-8517(2016)20-0076-04