维药复方祖卡木的高分辨精细鉴别及质量评价

王丽双， 邹华彬，王四顺， 吴 灿， 杜爱琴

（山东大学化学与化工学院，中心校区，山东济南 250100）

维药复方祖卡木的高分辨精细鉴别及质量评价

王丽双， 邹华彬*，王四顺， 吴 灿， 杜爱琴

（山东大学化学与化工学院，中心校区，山东济南 250100）

目的 采用双指标等级序列模式识别法，对不同厂家生产的知名品牌维吾尔族成药祖卡木进行高分辨精细鉴别及质量评价。方法 分析祖卡木原药粉末的红外指纹图谱，确定相似度等级，构建样品的特征序列。结果 利用每个样品的特征序列，可以对两个厂家生产的维吾尔族成药祖卡木进行准确鉴别及质量评价。结论 双指标等级序列模式识别法结合红外指纹图谱，适合于祖卡木的高分辨快速鉴别及准确质量评价。该方法为中药，特别是中药复方的客观准确鉴别及质量评价提供了一种新的、有效的理论方法。

指纹图谱；聚类；模式识别；祖卡木；鉴别；质量评价

同类剂型的复方中成药无法根据其外观色泽、形状、尺寸、显微组织结构等外观指标判别品种及质量，因此如何正确选择其标准样品或对照样品极其困难。

这类体系是典型的生物复杂黑色体系，必须通过分析样品获得大量信息，挖掘其内在特征信息，实现对复方中成药准确的“盲”鉴别及精细的质量评价。在共有峰率及变异峰率双指标序列分析法［1-2］的基础上，建立的双指标等级序列模式识别法无需经验知识可以实现两种组成相似的复方中成药的准确鉴别及精细质量评价［3-4］。同时，药理学研究表明，药物的疗效与剂量之间存在着非线性关系。依据非线性科学的观点，同类中药微小的成分变化，可能导致其疗效的巨大变化。不同厂家生产的同一品种的中药复方，其中的成分种类及同一成分的质量分数也会存在一定的差异，可能对疗效产生显著的影响。因此复方的高分辨精细鉴别及质量评价研究，对中医药现代研究具有十分重要意义。

维吾尔族成药祖卡木，是一种知名的复方药，具有解热、镇痛、止咳、祛痰、消炎、抗病毒、抗组织胺等多种功能，在新疆为各族人民广泛使用，具有良好的疗效，目前其鉴别及质量评价研究，主要是采用HPLC法，测定其中的几种成分［5-8］，或采用薄层色谱法鉴别其中的几种主要药材［9］，缺乏精细鉴别及质量评价研究。

祖卡木由十味天然药材：大黄、大枣、山薄荷、睡莲花、蜀葵子、破布木果、罂栗壳、洋甘菊、山奈、甘草组成。含有成百上千种化学成分，采用HPLC法进行全成分分离及测定十分困难，无法快速鉴别。红外指纹图谱技术，可以灵敏地反映中成药的成分种类及质量分数信息，被广泛应用于中药材鉴别研究［1-4，10-12］，可以实现复方药的快速、准确鉴别及质量评价。

本研究通过对不同厂家的祖卡木原药粉末的红外指纹图谱进行双指标等级序列模式识别分析，考察双指标等级序列模式识别法的精细鉴别及质量评价能力，建立知名品牌维吾尔族成药祖卡木的鉴别及质量评价方法。

1 双指标等级序列模式识别分析法简介

生物复杂系统的模式识别，最关键的是如何科学准确地建立良好的分类特征。双指标等级序列模式识别法的核心思想是通过分析一组样品中每个样品的最相似样品组-特征序列，同类样品的特征序列应该由同类样品或主要由同类样品组成，特征序列中样品同时也构成自然的分类标记，从而通过特征序列的不同达到聚类及分类的目的。该法无需关于样品的任何先验知识，具有对生物复杂体系的精确鉴别能力。

双指标等级序列模式识别理论方法的基本步骤，第一，根据文献［1-2］构建每个样品的双指标序列。

第二，根据文献［3-4］，采用数理统计方法，定义可变相似等级，

P：在序列中，某样品相对于该序列参考样品的共有峰率。：序列中，所有样品相对于该序列参考样品的共有峰率的平均值。S：序列中所有样品的共有峰率的标准偏差。优相似等级：x≥1.3；优良相似等级：x≥0.5；中相似等级：x≥－0.3；合格相似等级：x≥－1.4；不合格样品：x＜ －1.4。根据这些标准可以在不同的质量等级对样品进行聚类分类，并确定每个样品的最相似样品组。

第三，进行优良相似等级序列二次聚类分析，确定祖卡木原药粉末红外指纹图谱第一次双指标序列分析中的优良相似等级特征序列，该序列包括参考样品自身。将该序列中的样品看作为新的指纹图谱峰，如样品S1作为指纹峰1，Sn作为指纹峰n，进行第二次双指标序列分析，并确定每个样品新的特征序列，并据此进行二次聚类分类。

采用该方法，对16个祖卡木原药粉末红外指纹图谱进行了模式识别分析。

2 实验部分

2.1 仪器

德国Bruker Vector22 FT-IR傅立叶变换红外光谱仪，光谱范围：4 000 cm－1～ 400 cm－1，分辨率 4 cm－1。高速粉碎机，分析天平（精确度0.001 g）。

2.2 样品

不同生产厂家及不同批次的祖卡木样品，见表1。

表1 祖卡木样品及其来源

2.3 供试品制备及测定

将维族成药样品用高速粉碎机粉碎成粉末，在60℃ 烘干2 h，低于0℃ 下保存。每个样品平行测量6次，得6个指纹图谱，取其中每组共有峰的平均波数构成各个样品的组合指纹图谱。仪器灵敏度为3。

2.4 重复性及稳定性试验

祖卡木原药粉末在低于0℃ 下保存。对S12原药粉末，每周测定1次，连续测定4周，得4个指纹图谱，任选其中3个指纹图谱构成4个组合指纹图谱，它们之间的共有峰率大于72.73%。说明分析方法具有良好的稳定性。对S6原药粉末连续测定6次，任选其中5个指纹图谱构成组合指纹图谱，得6个组合指纹图谱，它们之间的共有峰率皆为100%，说明该方法具有优良的重复性。

3 红外指纹图谱及双指标等级序列聚类分析

3.1 祖卡木原药粉末红外指纹图谱 见图1。

图1 祖卡木样品原药粉末红外指纹图谱叠加图

从图1可见，祖卡木样品原药粉末红外指纹图谱不易直观区分。

根据共有峰及变异峰的理论判别法—W检验判别法［12］，来确定不同样品红外指纹图谱中的共有峰及变异峰。采用前述确定的方法，对样品的红外指纹图谱峰进行双指标等级序列二次聚类/分类分析，并进行结果检验构成最佳分类，结果表明，当x=0.5，即在相似尺度P≥+0.5 S 的条件下，可得到最佳模式识别结果。这一相似尺度与文献［3-4］报道的结果一致，说明该理论方法的正确性。16个样品的模式识别结果见表2。

表2 十六个祖卡木样品的最相似样品组

3.2 双指标等级序列聚类分析结果分析

根据16个样品的最相似样品组，可见新疆华康药业有限责任公司生产的五个祖卡木样品S1～S5，除了S3，其余四个样品的最相似样品组皆由该厂生产的样品S1，S2，S4，S5组成。而S3的最相似样品组主要由新疆维吾尔药业有限责任公司生产的样品构成。新疆维吾尔药业有限责任公司生产的11个样品S6～S16，它们的最相似样品组主要由该厂生产的样品S6～S16构成，只有S14，S15的最相似样品组包含新疆华康药业有限责任公司生产的S3。这说明同一厂家生产的维药祖卡木样品具有很高的品质相似性。根据样品的最相似样品组，两个厂家的样品可以被准确分开，16个样品中，只有S3被错误识别，样品的正确识别率为94%。

两个厂家产品原药粉末的红外指纹图谱之间具有很高的共有峰率，90%的样品之间的共有峰率高于70%，有些样品之间可高达98%，说明两个厂家的祖卡木复方成药具有高度的相似性。采用本文的方法可以将它们精细分类，说明双指标等级序列模式识别法，确实具有优良的精细分辨能力，可以有效应用于十分相似的生物复杂样品的高分辨无监督分类。

A组样品为新疆华康药业有限责任公司生产的两个批次产品，S1～S4为2009年4月份生产的，S5为2009年2月份生产的，S1，S2，S4，S5的相似样品组相同，而与S3显著不同，说明该厂生产的产品稳定性有一定的波动。

B组样品为新疆维吾尔药业有限责任公司生产的6个批次的产品，S6～S8；S9；S10；S11～S12；S13～S14；S15～S16。可以看出，同批次的样品的最相似样品组具有一定的差异，不同批次之间样品的最相似样品组也具有明显的不同，说明该厂生产的祖卡木产品的质量具有一定的波动性。

4 结论

利用双指标等级序列分析法，在不需任何参考样品或经验知识的情况下，可以对新疆两个不同厂家生产的维药祖卡木进行高分辨精确的识别。证明该理论方法对复方草药，具有很高的分辨能力，同时可以对其进行细致的质量评价。红外指纹图谱技术结合双指标等级序列模式识别法，适用于维吾尔成药祖卡木的快速精细鉴别及质量评价。另一方面，在本实验中划分每个样品特征序列的相似性尺度为P≥+0.5 S，可得到最佳模式识别结果，这与文献［3-4］报道的结果一致，说明该相似尺度对于生物复杂体系具有普遍的适应性，反映了生物物质的本质特性。该方法为中药，特别是中药复方的客观准确鉴别及质量评价提供了一种新的、有效的理论方法。

［1］邹华彬，袁久荣，杜爱琴，等.甘草水提物红外指纹图谱共有峰率和变异峰率双指标序列分析法［J］.中成药，2004，26（10）：779-783.

［2］Zou Huabin，Yang Guosheng，Qin Zhengran，et al.Progress in quality control of herbal medicine with IR fingerprint spectra［J］.Anal lett，2005，38（9）：1457-1475.

［3］邹华彬，韩智峰，翟 红，等.桂附地黄丸金匮肾气丸指纹图谱双指标等级序列二次聚类分析及质量评价［J］.光谱学与光谱分析，2007，27（12）：2432-2436.

［4］邹华彬，张新玲，翟 红，等.明目地黄丸知柏地黄丸无水乙醇提取物指纹图谱双指标等级序列模式识别［J］.中国中药杂志，2008，33（13）：1543-1549.

［5］希尔艾力·吐尔逊，罗玉琴，曼尔丹，等.HPLC测定维药祖卡木胶囊中大黄素、大黄酚的含量［J］.中国药师，2008，11（7）：772-774.

［6］李焕丹，李雪君，刘 峰，等.HPLC测定祖卡木胶囊中罂粟碱的含量［J］.食品与药品，2007，9（10A）：19-21.

［7］赵甡慧，齐曼丽，刘德旺.RP-HPLC法测定祖卡木颗粒中吗啡的含量［J］.中国民族医药杂志，2007，13（5）：44-45.

［8］冯书晓，陈 文，冯俊阳，等.维药祖卡木水提液总黄酮的含量测定［J］.石河子大学学报（自然科学版），2005，23（1）：8-10.

［9］王文本，伊不拉音·艾尔西，堵年生.维药祖卡木冲剂质量标准的研究［J］.中国民族民间医药杂志，1998，30（1）：27-30.

［10］刘 刚，董 勤，俞 帆，等.天麻的傅里叶变换红外光谱鉴别研究［J］.光谱学与光谱分析，2004，24（3）：308-310.

［11］宿树兰，欧阳臻，金晓勇.姜黄属几种药材的红外指纹图谱鉴别研究［J］.中成药，2006，28（10）：1408-1410.

［12］邹华彬，袁久荣，王 伟.中药指纹图谱共有峰的理论识别-W检验判别法［J］.世界科学技术/中医药现代化，2004，6（2）：50-56.

book=7,ebook=381

R944.2+7

A

1001-1528（2011）07-1198-04

2010-10-14

山东省科技攻关计划项目（2009RKA063）

王丽双（1982—），女，硕士生，从事中药鉴别及质量控制。

*通信作者：邹华彬（1961—），男，博士，副教授，硕士生导师，研究方向：中药鉴别及质量控制。E-mail：huabinzou@126.com.