鼠掌老鹳草XRD指纹谱图及相似度分析

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（辽宁中医药大学药学院，辽宁 大连 116600）

摘 要：目的：建立鼠掌老鹳草药材xrd的鉴定分析新方法。方法：对10个不同产地鼠掌老鹳药材进行X射线衍射分析，并按2θ定位，以d／I／I。进行相似度计算与分析。结果：通过对10个不同产地鼠掌老鹳草药材X射线衍射谱进行计算和分析，获得了该药材对照X射线衍射Fourier指纹谱及特征标记峰值，并进行了相似度的计算。结论：粉末X射线衍射Fourier指纹图谱鉴定法可用于鼠掌老鹳药材的鉴定，相似度的计算结果可用于该药材的质量评价。

关键词：鼠掌老鹳草；指纹图谱；XRD；相似度

中图分类号：R284.1文献标识码：A文章编号：1673-7717（2011）03-0582-03

XRD Fingerprint Spectra and Similarity Analysis of Geranium sibiricum L.

LUO Hong, YIN Hai-bo

（Liaoning University of Traditional Chinese Medicine，Dalian 116600，Liaoning, China）

Abstract:Objection：To provide an XRD method to identify Geranium sibiricum L. Method： Origin of the 10 different Geranium sibiricum L. x-ray diffraction analysis, according to 2θ position, with d / I / I. For similarity calculation and analysis. Result：Through 10 different areas of Geranium sibiricum L. materials X-ray diffraction patterns are calculated and analyzed to obtain control of the medicine X-ray diffraction Fourier fingerprint spectra and characteristic peaks and carried out the calculation of similarity.Conclusion：The method can be used for identification on the mineral drug of Geranium sibiricum L.

Key words:Geranium sibiricum L.省略。

老鹳草是我国传统中药，具有祛风活血、清热解毒的作用。老鹳草除上述作用之外还具有抗菌抗病毒，抗氧化，镇痛消炎等作用，临床药理作用广泛。鼠掌老鹳草虽非药典收载品种，但资源分布广泛，且以北方为多，并在多个地区替代商品老鹳草使用；由于该药材产地生境的不同，各地药材的质量良莠不齐，严重影响了药材的开发与应用。

据查阅文献可知，该属植物在组织、粉末、花粉及相关质量方面已见报道 ［2-5］，但在X射线衍射分析方面的鉴定却未见报道；而粉末药材的X射线衍射图谱的分析鉴定方法，可给出待测药材中所含全体成分的X射线衍射图形和衍射峰值［6-7］，具有指纹性和高度重现性的特点，实验操作简单，其样品用量在10mg量级；且实验样品只需粉碎而无需其他处理，对样品无损害（可回收）；目前我国在西药、中药材、中成药［8］及一、二类新药的研制中也已开始应用此法作为药物的质量标准之一，并已建立了《中草药化学成分的晶体结构图谱库系统》、《中药材的X―射线衍射Fourier图谱库》［9］。同时相似度作为数字信号科学中的一个定性定量参数，已被国家药典委员会确定为中药指纹图谱标准中的一项重要评价指标，目前被应用于中药注射剂及色谱类指纹图谱的研究［10-11］，而关于对XRD全谱分析采用相似度参数进行比较的方法报道还很少，为此本实验以10个不同产地的鼠掌老鹳草为研究对象，首次应用粉末Fourier图谱鉴定法，获得了该药材对照X射线衍射Fourier图谱及特征标记峰，并进行了不同产地该药材相似度的计算与分析，以期为药材的鉴别、分类及质量控制提供一种科学有效的分析方法。

1 仪器与试药

1.1 仪器

X’ Pert Pro MPD衍射仪（型号：PW 3040/60），Origin 8数据处理软件。

1.2 实验材料

实验用材料于2009年7月-10月采集，凭证标本保存于本院药用植物教研室并由本院尹海波副教授鉴定，将10个不同产地的鼠掌老鹳草药材干燥后，粉碎过120目筛，制成细粉，作为X―射线衍射实验用样品，编号1#～10#，样品来源信息见表1。

2 方法与结果

2.1 测试条件

Cu靶，Soller狭缝0.04mm，Mask 10mm，发散狭缝2°。电压：40kV，电流：40mA，扫描角度：5°～70°（2θ），步长：0.01°（2θ）。

2.2 实验结果

2.2.1 样品XRD图谱分析 实验数据以晶面间距d（）与相对衍射强度I／I。表示，记为d／I／I。；相应的衍射峰值如下。

10个样品的X-射线衍射图谱如图1所示。

2.2.2 XRD图谱寻峰处理 本实验的研究对象为不同产地的同种植物，根据化学分类学的观点，其所含化学成分具有很高的相似性，因而XRD谱图具有很大的相似性，这一点通过谱图已经很明显的体现出来；进行相似度计算时，首先要进行峰的匹配，由于各谱图峰数目不等，强度不同，通过直观分析各样品X射线衍射Fourier图谱的几何拓扑图形规律可见在2θ值14°～70°范围内的指纹图谱特征差异明显，故选取此范围内以2θ角为定位依据进行峰的匹配，由于各谱图峰数目不等，故通过直观分析筛选出此范围内I/I0＞20的18个峰作为共有峰。其中无对应峰的峰位用“-”表示，衍射峰值以0带入。因此本研究利用X’Pert HighScore数字信号处理技术对10个样品的指纹谱图进行寻峰处理，得到以2θ角度定位的特征峰峰位和对应的晶面间距d（），并且根据峰位寻找对应的相对衍射强度，即峰值，以d／I／I。计，各样品共有峰的峰位和峰值见表2。

表2 10个样品共有峰的匹配结果（1#～5#）

2.2.3 药材XRD图谱对照指纹图谱的建立 根据峰的匹配结果采用平均值法计算获得XRD对照指纹图谱的峰值；以2θ角度为横坐标，峰值（d／I／I。）为纵坐标，绘制鼠掌老鹳草药材XRD对照指纹图谱，具体见图2。

表2 10个样品共有峰的匹配结果（6#～10#）

2.2.4 不同产地药材相似度计算 采用夹角余弦法，以各样品的峰值（d／I／I。）作为Xij，计算相似度，具体公式如下，将对照指纹谱的相关系数定为1.0000，各样品与标准指纹图谱相比较，相似度计算结果见表3。

表3 鼠掌老鹳草相似度计算结果

夹角余弦

3 讨论与结论

在干燥的药材粉末内存在着植物生长代谢过程中形成的主成分（纤维素、淀粉、多糖等）及次生代谢产物的细小微晶，以单色X衍射辐射粉末样品时，以非晶态存在的主成分形成弥散的衍射峰，而以微晶存在的次生代谢产物（或其复合物）则体现了晶态粉末的衍射特征峰；二者相互叠合，构成药材粉末的特征图谱，借此可对药材进行鉴别。

本实验利用XRD谱图整体识别的方法，可知1#―10#鼠掌老鹳草样品的X射线衍射Fourier图谱的几何拓扑图形规律具有很高的一致性，均表现为主弥散峰主要集中在2θ为14°～70°之间，可见所含化学成分种类的一致性和质量的相对稳定性。

本实验根据峰的匹配结果采用平均值法计算获得XRD对照指纹图谱的峰值；以2θ角度为横坐标，峰值（d／I／I。）为纵坐标，形成了鼠掌老鹳草药材XRD对照指纹图谱，并进行了相似度的比较。根据比较的结果可见除2#、7#、10#外，相似度均大于0.900，体现了彼此之间较高的相似性，进一步说明了不同产地药材质量的相对稳定性；而2#、7#、10#的样品采自于海拔较高的山坡路边，其指纹谱的差异可能来自于不同生态环境的因素。

通过比较实验数据，不同产地的鼠掌老鹳草特征峰的强度有所不同,据此可将10个样品分为3类，2#、3#、4#、5#、6#、9#、10#为Ⅰ类，均在3.35左右处出现一个较为尖锐、强度较大的衍射峰；7#、8#为Ⅱ类，均在4.03左右处出现一个较为尖锐、强度较大的衍射峰；1#为Ⅲ类，在3.20左右处出现一个较为尖锐、强度较大的衍射峰；表明其所含成分的含量有所差异，说明产地因子与药材所含化学成分的多少具有一定的相关性；因此有必要对产地与药材质量进行进一步的相关性评价研究。

参考文献

［1］ 国家药典委员会.中华人民共和国药典・1部［S］.北京:中国医药科技出版社，2010:149.

［2］ 陆叶，孙萌，刘娟.老鹳草的生药学研究［J］.黑龙江医药科学，2003，26（5）:39-41.

［3］ 尹海波，张玲玲，徐保利，等.辽宁省三种老鹳草属植物的花粉鉴别研究［J］.时珍国医国药，2006，17（8）:1508-1509.

［4］ 尹海波，康庭国，潘荣琛，等.老鹳草属两种老鹳草总黄酮的含量比较［J］.中药材，2006，29（6）:541-542.

［5］ 尹海波，王冰，康庭国，等.老鹳草属两种老鹳草没食子酸的含量比较研究［J］.中华现代中医学杂志，2006，2（3）:196.

［6］ 吕扬.中药材山柰的x衍射Fourier图谱分析［J］.药学学报，1998，33（8）:587.

［7］ 吕扬.中药材牛黄的x衍射Fourier图谱分析［J］.中国医学科学院学报，1997，19（5）:331.

［8］ 郑笑为.牛黄解毒片的X射线付里叶图谱分析研究［J］.药物分析杂志，2000，20（3）:202-205.

［9］ 吕扬.中草药化学成分的晶体结构图谱库系统［J］.药学学报，1993，28（6）:442-449.

［10］ 陆叶，孙萌，刘娟.老鹳草的生药学研究［J］.黑龙江医药科学，2003，26（5）:39-41.

［11］ 尹海波，张玲玲，徐保利，等.辽宁省三种老鹳草的花粉鉴别研究［J］.时珍国医国药，2006，17（8）:1508-1509.

［12］ 国家药品监督管理局.相似度在中药指纹图谱中的应用［J］.中成药，2000，22（10）：671-672.

［13］ 汤迎爽，戴兴凌，康阿龙，等.粉末x射线衍射在中药鉴定研究中的现状与展望［J］.时珍国医国药，2001，12（8）:744.