气相色谱指纹图谱在中药质量控制中的应用

2011-08-15戴静波浙江工业大学杭州310000

浙江中西医结合杂志 2011年2期

戴静波浙江工业大学杭州 310000

气相色谱指纹图谱在中药质量控制中的应用

戴静波浙江工业大学杭州 310000

色谱指纹图谱中药挥发性成分

中药质量控制是中药现代化进程中的重要环节。中药指纹图谱是目前公认的评价中药质量的有效手段。中药指纹图谱是指某种（或某产地）中药材经适当处理后,采用一定的分析手段得到的能够标示该中药材或中成药特性的某类或数类成分的色谱或光谱的图谱[1]。指纹图谱采用色谱和光谱技术,如液相色谱、裂解色谱、气相色谱（gas chromatography，GC）、毛细管电泳等,可以获得组分群体的分析图谱或图像,结合先进的数据处理手段对数据进行分析处理,最后获得专属、稳定、实用的特征数据。指纹图谱作为一种综合的、可量化的鉴别模式，有效地加以检测和控制中药产品的真实性和质量的一致性及稳定性，其本质属性是“整体性”和“模糊性”。

1 气相色谱指纹图谱的应用

中药中所含的挥发油均为混合物，成分相当复杂，常由十几种甚至上百种化合物组成。在中药制剂中也往往有数个含有挥发油的中药和其他中药成分。挥发油在适宜温度下能够汽化，符合气相色谱的条件。GC具有高效快速、高选择性、高灵敏度等特点，而且样品用量少，方法稳定性好，检测器种类多，因而特别适用于中药及其制剂的挥发性成分的指纹图谱研究。

利用中药药用化学成分的色谱指纹图谱可以对不同药材种属进行鉴别，对同种药材质量优劣进行评价。钱浩泉等[2]用GC法建立高良姜挥发油的指纹图谱，结果发现道地药材高良姜及不同地区收集的市场商品具有相当稳定的、相似程度很高的指纹图谱，与混淆品有明显区别。崔京[3]采用GC法建立肉桂药材中挥发油及其β-环糊精(β-CD)包合物指纹图谱，并分析两个图谱的相关性，为肉桂药材及其挥发油制剂的质量控制提供依据。郭雪清[4]等建立了北柴胡挥发油的特征GC指纹图谱分析方法，分析7个不同产地的柴胡药材，以其指纹图谱为特征，相似度分析处理，所建立的方法可用来对柴胡的质量进行评价。阮健等[5]对当归的挥发油成分进行试验研究，使用相似度计算软件建立了标准图谱，同时采用相似度大小来评价各批次差异，建立当归挥发油指纹图谱的测定分析方法，为当归挥发油的质量控制提供参考。梁倩等[6]以水蒸气蒸馏法提取不同产地丹参的挥发油，建立了丹参气相色谱指纹图谱，并用相关系数和向量夹角余弦法评价指纹图谱相似度，相似度都在0.911以上，说明不同产地丹参挥发油的化学成分较相似。黄有霖等[7]就鱼腥草超微粉挥发油成分进行GC指纹图谱研究，通过比较不同来源鱼腥草超微粉指纹图谱的差异，鉴别并评价其质量差异，采用相似度和聚类分析进行评价。侯芳洁等[8]用顶空气相色谱法对江苏等地的12种苍术进行相似度分析，确定茅苍术的HS-GC标准指纹图谱，并对市售茅苍术药材及组培、野生茅苍术药材的HS-GC指纹图谱进行了相似度比较分析，对控制茅苍术药材的质量及真伪提供简便、快速、客观、准确的方法。刘文芳等[9]用GC法建立开胸顺气丸的指纹图谱，采用和厚朴酚作为内参照物，说明气相指纹图谱能有效控制制剂的内在质量。

对于在GC条件下对于挥发性小的或热不稳定成分需采用衍生化法，如一些生物碱、内酯类、酚类等药物，可以将其衍生化反应后再进行分析。气相色谱技术在中药指纹图谱中的应用，目前不仅限于一些含挥发性成分中药的质量控制，而且对于中药的不挥发性成分，可采用裂解气相色谱(PyGC)或闪蒸气相色谱(FGC)来进行测定，给中药材品质鉴定带来很大的方便。袁敏等[10]采用裂解色谱法(PGC)研究比较连翘、郁金、广藿香、地黄等一些药材的指纹图谱，结果表明谱图的重现性好，能反映药材的指纹特征信息。

2 气相质谱色谱指纹图谱的应用

GC适用于检测挥发性化学成分，广泛应用于挥发油部分的指纹图谱分析。但GC方法采用保留时间确定共有峰，缺少定性能力。GC-MS已广泛应用于单味药材挥发油的成分分析，目前大多数含挥发油的中药材的主要化学成分已基本搞清，为中药材及复方制剂挥发油指纹图谱的研究积累了丰富的数据。采用GC-MS方法建立指纹图谱，将质谱（MS）作为色谱的通用性检测器，能实现对样品进行在线分析，解决对照品缺乏的难题。GC-MS联用仪器发挥了气相色谱的高分离效能和质谱的高定性能力，是理想的研究中药中特征挥发性化学组成的分离分析方法[11]。2.1 单味中药GC-MS指纹图谱应用魏刚[12]在大量分析实践的基础上提出特征指标成分群的概念，认为在GC-MS的总离子流图中，如果保留时间相近的色谱峰峰形相像，相对强度比例相似，则说明色谱峰所代表的组分应该是相同（似）的物质或物质群，体现了不同产地的中药材所具有的共性。因为中药指纹图谱赖以鉴别中药的药材真伪和质量优劣所要强调是作为药用植物物种的“共有特征性”，不需要定性分析每一个化学成分。

张峰[13]用气相色谱-质谱分析北细辛根和根径中具有指纹特征的挥发性成分，研究表明可以用GC指纹图谱表征北细辛根和根径的挥发性成分指纹信息来鉴别不同品种、产地、采收季节、部位等的细辛。段启等[14]采用GC-MS联用技术对不同产地白术的挥发性成分进行分析，建立其指纹图谱，确定共有指纹峰。研究表明白术挥发性成分中含有18个特征性指标成分，初步建立了以此18个共有峰为特征的指纹信息的GC-MS指纹图谱。王儒静等[15]对灵芝建立GC-MS指纹图谱，并对灵芝硅烷化（TMS）衍生物进行质谱定性分析，基于指纹图谱，应用PCA投影对灵芝GC-MS色谱积分数据进行模式识别，得到直观的各个分类样本之间的聚类关系，结合灵芝的指纹图谱和模式识别方法对灵芝的质量进行控制。何娟等[16]通过对12个产地辛夷挥发油进行气相色谱-质谱联用分析，建立不同产地、不同采收期辛夷药材质量控制。不同批次药材主要成分含量有一定的差别，不同产地及不同采收期样品间有较大差异。通过色谱峰的相对保留值α和量化的面积归一化值Ci两个参数实现了从图谱形式到数字形式的转换。

王丽丽等[17]采用裂解气相色谱-质谱法（Py-GC/MS）测定了不同产地的铁皮石斛，建立指纹图谱，采用释放气体分析法考察了裂解温度对指纹图谱的影响。样品在450℃下可瞬间裂解，不同种样品的指纹图谱具有相似性，且重现性好。

2.2 复方中药GC-MS指纹图谱应用中药制剂在生产过程中影响因素众多，任何单一的活性成分或指标成分都难以准确、全面地评价中药质量。而指纹图谱信息量大，特征性强，能给出大部分成分的色谱峰，有效地证明中药产品质量。GC-MSD联用也适合于建立制剂中挥发性成分的指纹图谱，有着广泛的应用前景。魏刚等[18]采用GC-MS建立了醒神滴鼻液、脑醒滴鼻液、脑醒性注射液等3种复方制剂中挥发性成分的总离子流指纹图谱，结果表明单味药材中的挥发性特征成分或主要成分在全方总离子流图中均可检出，以其出峰先后及相对含量为特征，构成了复方制剂的GC/MS指纹图谱。黄水清等[19]通过对当归补血汤汤剂中挥发油的GC-MS指纹图谱研究，为当归补血汤的物质基础提供了部分数据，对复方汤剂的研究提供探索。何建雄等[20]对24批次市售药材、3种含广藿香的复方药物进行分析，分别与石牌、海南、高要广藿香“数字化”信息进行相似度比对，藿香正气超临界提取物中的藿香为海南产，提示数字化信息也可适用提取方法的工艺追踪。夏华玲等[21]应用GC-MS方法，建立了筋骨痛消丸总挥发油的指纹图谱分析方法，各批样品间共有指纹峰的相对保留时间比较吻合，为其质量控制提供了更全面的信息。采用GC-MS法对以挥发性成分为主的复方制剂进行研究，可以确定化学成分，明确药效活性。因此，GC-MS可应用于中药复方制剂的鉴别研究，指纹图谱中特征成分的相对含量保持稳定更能有效控制制剂产品质量。

3 气相色谱指纹图谱的应用前景

全二维气相色谱法(GC×GC)对具有挥发成分的中药的鉴定尤为适宜，GC与傅里叶红外光谱联用(GC/FT-IR)也可应用于挥发性中药成分的分析，具有较好的定性功能，使中药或制剂的指纹图谱研究更加系统和完整，并为解决中药研究中缺乏标准品提供可行之路。尤其在现阶段中药的有效成分绝大多数没有明确的情况下，采用中药色谱指纹图谱的方式，对中药材及其制剂的质量进行控制，真正体现对中药内在质量的综合评价和全面控制。

［1］谢培山.指纹图谱分析-综合的、可量化的中药质量评价手段［J］.中国医药情报，2002，8（1）：17.

［2］钱浩泉，李彩君，谢培山.高良姜及其近缘植物挥发油成分的气相色谱指纹图谱研究［J］.中药新药与临床药理，2001，12（3）：179-182.

［3］崔京，霍立茹，郑朝华，等.采用GC法建立肉桂药材中挥发油及其β-环糊精包合物的指纹图谱［J］.药学进展，2006，30（4）：175-177.

［4］郭雪清，王英锋，刘海平，等.柴荆注射液中柴胡气相色谱指纹图谱研究［J］.中国实验方剂学杂志，2008，14（2）：60-62.

［5］阮健，王凤山，车鑫，等.当归挥发油的GC指纹图谱研究［J］.中草药，2006，37（9）：1338-1340.

［6］梁倩，王俊儒，梁宗锁.丹参花挥发油GC指纹图谱的建立［J］.西北林学院学报，2008，23（4）：152-155.

［7］黄有霖，林珠灿，郭素华，等.鱼腥草超微粉挥发油气相指纹图谱的研究［J］.中华中医药杂志，2007，22（12）：836-838.

［8］侯芳洁，巢建国，陶燕.十二种苍术药材的顶空气相指纹图谱比较研究［J］.现代中药研究与实践，2007，21（6）：15-17.

［9］刘文芳，贺凌云，李贞针，等.开胸顺气丸的指纹图谱［J］.中成药，2007，29：289-291.

［10］袁敏，张铭光，曾志.裂解色谱法测定中药指纹图谱［J］.华南师范大学学报（自然科学版），2003，1：66-68.

［11］谢培山.中药色谱指纹图谱［M］.北京：人民卫生出版社. 419.

［12］魏刚.GC-MS建立中药特征指纹图谱的构想与实践［J］.中药材，2005，（9）：996-999.