国产枸杞属植物的红外指纹图谱无损快速鉴别研究_彭勇

第24卷,第6期 光谱学与光谱分析Vol 124,No 16,pp679-6812004年6月 Spectroscopy and Spectral AnalysisJune,2004国产枸杞属植物的红外指纹图谱无损快速鉴别研究彭 勇1,孙素琴2*,赵中振1,梁曦云111香港浸会大学中医药学院,香港21清华大学化学系,北京 100084摘 要 用傅里叶变换红外光谱法(FT I R)无损快速鉴别了国产10种枸杞。

结果表明:按其形态学分类的7种枸杞和3变种枸杞与红外指纹图谱有一定的相关性,也有一些差异。

这10种枸杞的红外光谱各自均有自己的特征吸收,可方便地给以鉴别和区分,同时还进一步表明了枸杞中的化学组分之间的差异,为枸杞品种优良的宏观质控提供了一个快速、直观、方便、可行的方法。

主题词 傅里叶变换红外光谱法;枸杞;无损分析中图分类号:O657133 文献标识码:A 文章编号:1000-0593(2004)06-0679-03收稿日期:2002-07-10,修订日期:2002-11-15作者简介:彭 勇,1965年生,中国医学科学院、中国协和医科大学药用植物研究所副研究员;现为香港浸会大学中医药学院在读研究生*通讯联系人引 言枸杞始载于5神农本草经6,迄今已有2000年以上的应用历史,在长期的应用过程中,已形成了其道地产区和药用主流品种。

5中华人民共和国药典6(一部,2000年版)收载枸杞为茄科植物宁夏枸杞Lycium barbarum L 1的干燥成熟果实。

有滋补肝肾、益精明目等功能,用于虚劳精亏、腰膝酸痛、眩晕耳鸣、内热消渴、血虚萎黄、目昏不明等病症。

宁夏是枸杞的道地产地,该区所产的宁夏枸杞质量上乘,代表枸杞的佳品。

中国枸杞属(Lycium L 1)植物共有7种3个变种,其中宁夏枸杞L 1barbarum L 1在长期应用中,已成为大规模栽培的药食两用品种。

我们通过对国内外枸杞产品市场的初步调查,发现枸杞子的来源除药典收载的宁夏枸杞L 1bar -barum L 1外,尚有同属植物枸杞L 1chinense M ill 1和新疆枸杞L 1dasystemum Pojark 的果实作枸杞使用,但品质较次。

为快速准确鉴别国内外市场的商品枸杞品种,并探讨国产该属植物的红外特征吸收与枸杞品种之间的关系,反映该属植物的生物多样性特点,本文首次利用傅里叶变换红外光谱法(FT IR),无损快速鉴别了国产10种枸杞。

傅里叶变换红外光谱法(FT IR)不但具有专属性强、重现性好,而且还具有制样简单、操作方便等特点,因此,红外光谱法已被广泛地应用在多种学科领域。

尤其是在中药材的快速鉴别、中成药的定性定量分析方面,孙素琴等人已开展了一系列的系统研究[1-15]。

本文首次利用微钻石AT R 探头对10个品种的枸杞进行了无损快速的鉴别研究,各种枸杞的红外指纹图谱均有自己的特征吸收峰,凭借这些特征吸收可用来进行鉴别和区分,达到一一鉴别的目的。

另外,枸杞子的红外特征吸收峰与各品种所含的化学组群有一定的相关性,并遵循一定的变化规律。

本研究为枸杞品种优良的宏观质控提供了一个快速、直观、方便、可行的方法。

1 实验部分111 样品来源和制备样品来源:10种枸杞(见表1)均由宁夏农林科学院枸杞研究所提供并鉴定,凭证标本及样品留存于香港浸会大学中医药学院;对照药材(0#)购自中国药品生物制品检定所。

Table 1.The samples of genus lycium编号名称1#Lycium dasystemum Pojark(新疆枸杞)2#L 1barbarum L 1(宁夏枸杞)3#L 1yunnanense Kuang et A 1M 1Lu(云南枸杞)4#L 1chinense M i ll(枸杞)5#L 1truncatum Y 1C 1Wang(截萼枸杞)6#L 1eylindricum Kuang et A 1M 1Lu(柱筒枸杞)7#L 1ruthenicum M urr(黑果枸杞)8#L 1chinense M ill 1var 1potaninii A 1M 1Lu(北方枸杞)9#L 1dasystemum Poj ark var 1rubri caulium A 1M 1Lu(红枝枸杞)10#L 1barbarum L 1var 1auranticarpum K 1F 1Ching(黄果枸杞)样品制备:对10种枸杞子样品直接放在微A T R 附件的钻石探头处测定,不需要对样品进行前处理。

112 仪器设备和参数设置仪器设备:采用Perkin Elmer公司的T r av el I R便携式傅里叶变换红外光谱仪和附加的微钻石采样附件(A T R sam-pling accessory),硅碳棒光源,DT GS检测器。

参数设置:4cm-1分辨率,16次扫描累加。

2结果与讨论利用FT I R光谱法测定了10种枸杞的红外光谱。

10种枸杞均有自己独特的红外吸收光谱。

这是由于各种枸杞所含的化学成分的不同而造成谱图上的差异。

枸杞的主要化学成分为多糖、单糖、甜菜碱、脂肪酸、蛋白质和多酞、18种氨基酸、胡萝卜素和微量元素等。

图1(Standard)所示为枸杞对照药材的红外光谱,在2918和2850cm-1附近的吸收峰为CH2)和CH3)的吸收;在1728cm-1的吸收峰为脂肪类化合物的吸收;在1587,1405cm-1附近的吸收峰为氨基酸多肽类的吸收;在1024cm-1的吸收峰为糖类的特征吸收[8]。

211亲缘关系较近的枸杞红外光谱分析如图1所示:L ycium barbarum L1(2#),L1chinense M ill (4#),L1eylindricum Kuanget A1M1L u(6#),L1chinense M ill1var1potaninii A1M1Lu(8#)和L1barbar um L1var1au-ranticar pum K1F1Ching(10#)与L1barbarum L1(对照药材)枸杞的红外谱图因亲缘关系较近,导致谱图的峰形较相似,但吸收峰的相对强度和波数位置有一定的差异。

L1barbarum L1(2#)和L1barbarum L1var1aurant icarpum K1F1Ching (10#)样品由于亲缘关系更近,其红外谱图在1015cm-1附近多糖的吸收峰两者仅差4cm-1,也就是说两者的多糖含量较接近,相类似。

L1chinense M ill(4#)、L1eylindricum K uang et A1M1Lu(6#)、L1chinense M ill1var1potaninii A1 M1L u(8#)和对照药材在1024cm-1附近最大只相差6 cm-1,因此这4种枸杞多糖的含量和组分更接近一些。

在这几种枸杞中,因L1eylindricum Kuang et A1M1L u(6#)在2916,2848和1731cm-1的吸收峰较强,为此,这种枸杞含脂肪类的化合物相对较多。

L1chinense M ill1v ar1po taninii A1M1Lu(8#)次之,对照药材的最少,因2918,2850和1728cm-1的吸收峰相对较弱。

对照药材在1587cm-1, 1405cm-1附近的吸收峰较强,即表明氨基酸多肽类的含量相对较高。

Fig11FTIR spectra of0#,2#,4#,6#,8#,10#samples 212果实形态相近的枸杞红外光谱分析如图2所示:L1dasystemum Pojar k(1#)和L1dasyste-mum Pojar k var1rubricaulium A1M1Lu(9#)与对照药材因果实形态相近,使得L1dasystemum Pojar k var1rubricaulium A1 M1Lu(9#)和对照药材在1024cm-1附近枸杞多糖的相对含量较接近。

在2916,2849和1732cm-1附近脂肪类化合物的吸收峰L1dasystemum Pojark(1#)相对较强,而对照药材的较弱。

Fig12FTIR spectra of0#,1#,9#samples213颜色差别较大的枸杞红外光谱分析如图3所示:L1ruthenicum M urr(7#)与对照药材相比,枸杞多糖的组分和类型较相似,因在1026cm-1附近的红外吸收峰仅相差2cm-1。

脂肪类化合物比对照品的相对多一些,因对照药材1728cm-1的吸收峰较弱。

对照药材在1587和1405cm-1处的吸收峰与L1ruthenicum M ur r(7#)的1625和1415cm-1的吸收峰相差较大,故对照药材氨基酸和多肽的含量相对高一些。

因此,尽管两者的颜色差别较大,但红外谱图上对应的官能团有很大的相似性。

Fig13FTIR spectra of standard and L1ruthenicum(7#)Fig14FTIR spectra of standard and L1yunnanense(3#)214种间差别较大的枸杞红外光谱分析如图4所示:L1yunnanense Kuang et A1M1L u(3#)与680光谱学与光谱分析第24卷对照药材相比,谱图的差别较显著。

云南枸杞不但枸杞多糖的含量较低,氨基酸和多肽的特征峰几乎看不到,在2916,2848和1732cm -1吸收较强,表明云南枸杞富含脂肪类化合物。

结果表明:按其形态学分类的7种枸杞和3变种枸杞与红外指纹图谱有一定的相关性,也有一些差异。

这10种枸杞的红外光谱各自均有自己的特征吸收,可方便地给以鉴别和区分。

另外,枸杞子的红外特征吸收峰与各品种所含的化学组分有一定的相关性,并遵循一定的变化规律。

综上所述:利用FT IR 光谱法可以直接快速无损地对药材进行鉴别,以枸杞的红外特征吸收与枸杞品种之间的差异鉴别关联在一起,探索品种间与枸杞所含化学成分的不同和相对含量的差异的物质基础来达到快速鉴别的目的。

这是红外光谱法在中药鉴别上的一个新的研究思路。

致谢:宁夏农林科学院枸杞研究所副所长李润淮高级农艺师提供实验样品,谨致谢意!参考文献[1] SUN Su -qin,ZHANG Xuan,QIN Zhu et al(孙素琴,张 宣,秦 竹等).Spectroscopy and Spectral Analysis(光谱学与光谱分析),1999,19(4):542.[2] SUN Su -qin,YU Jian -yuan,HU Xi n -yao(孙素琴,郁鉴源,胡鑫尧).Spectroscopy and Spectral Analysis(光谱学与光谱分析),1999,19(6):841.[3] ZHOU Qun,SUN Su -qin,LEU NG H-i w un et al(周 群,孙素琴,梁曦云等).Spectroscopy and Spectral Analysis(光谱学与光谱分析),2000,20(2):195.[4] SU N Su -qin,ZHOU Qun,HU Xi n -yao(孙素琴,周 群,胡鑫尧).S pectroscopy and Spectral Analysis(光谱学与光谱分析),2000,20(2):199.[5] SU N Su -qin,ZHOU Qun,ZHANG Xuan et al(孙素琴,周 群,张 宣等).Chinese Journal of Analytical Chemistry(分析化学),2000,28(2):211.[6] DU De -guo,S UN Su -qi n,ZHOU Qun et al(杜德国,孙素琴,周 群等).Spectroscopy and Spectral Analysi s (光谱学与光谱分析),2000,20(4):474.[7] S UN Su -qin,DU De -guo,LEUNG H-i w un et al(孙素琴,杜德国,梁曦云等).Chinese Journal of Analytical Chemistry(分析化学),2001,29(3):309.[8] SUN Su -qin,LEUNG H-i w un,YEUNG Hin -wing(孙素琴,梁曦云,杨显荣).Ch i nese Journal of Analytical Chemistry(分析化学),2001,29(5):552.[9] WANG Zhao,SUN Su -qin,L I Xi ao -bo et al(王 钊,孙素琴,李晓波等).Spectroscopy and S pectral Analysis(光谱学与光谱分析),2001,20(3):311.[10] SU N Su -qin,WANG M-i qu,LEU NG H-i w un et al(孙素琴,王米渠,梁曦云等).Spectroscopy and Spectral Analysis(光谱学与光谱分析),2001,21(6):787.[11] SU N Su -qin,LIU Jun,ZHOU Qun(孙素琴,刘 军,周 群).Chinese Journal of Analytical Chemistry(分析化学),2002,30(2):140.[12] Zhou Q,Cai S Q,W ang J H et al.Anal ytical Sciences,2001,17Suppl.:a443.[13] Zuo L,Sun S Q,Tang J M.Analytical Sciences,2001,17Suppl.:a447.[14] Sun S Q,Huang H,Xu Y Q et al.Analytical Sciences,2001,17Suppl.:a451.[15] Sun S Q,Du D G,Zhou Q et al.Analytical S ciences,2001,17Suppl):a455.A Rapid Method for Identification of Genus Lycium by FTIR SpectroscopyPEN G Yo ng 1,SU N Su -qin 2*,ZHAO Zhong -zhen 1,L EU N G He-i wun 11.School o f Chinese M edicine,Hong K ong Baptist U niversity,Hong Kong,China2.Department of Chemistry,T singhua U niv ersity,Beijing 100084,ChinaAbstract I n this article,a method of using Four ier -transform infrared spectroscopy (FT IR)to identify 7species and 3variations of g enus lycium (Gouqi)in China is described.T his method is based on t he additive IR abso rptions of the chemical components and t he differ ences of their relative contents in various Gouqi.T hese differences ar e reflected in the FT I R spectra.T he method provides a novel fingerprinting technique for the identificat ion and differentiatio n of traditional Chinese medicine.Such technique can serve as a r apid,simple,reliable and non -destructiv e analytical met hod for G ouqi as a Chinese material medication.Keywords FT IR;Gouqi;Non -destructive analysis(Receiv ed July 10,2002;accepted Nov.15,2002)681第6期 光谱学与光谱分析。