半夏药材紫外指纹图谱共有峰率和变异峰率双指标序列分析

黄 涛，甫志锦，陈后江，蔺 苗，杨永寿

（大理学院药学与化学学院，云南大理 671000）

半夏药材紫外指纹图谱共有峰率和变异峰率双指标序列分析

黄 涛，甫志锦，陈后江，蔺 苗，杨永寿*

（大理学院药学与化学学院，云南大理 671000）

目的：采用共有峰率和变异峰率双指标序列分析法分析不同产地半夏药材紫外指纹图谱。方法：以石油醚、氯仿、无水乙醇、水4种溶剂分别提取半夏药材不同极性区间成分，测定其紫外指纹图谱，研究各样品之间的异同。结果：采用该方法可以对不同产地半夏药材进行区分。结论：本方法操作简单，应用范围广，为半夏药材质量评价提供了简便的方法。

半夏；紫外指纹图谱；共有峰率；变异峰率；双指标序列分析法

半夏药材来源于天南星科植物半夏Pinellia ternate（Thunb.）Breit.的干燥块茎，性味辛温，有毒，有燥湿化痰，降逆止呕，消痞散结功效〔1〕。半夏中主要含有生物碱、有机酸、半夏蛋白、挥发油、氨基酸、淀粉等，其中淀粉含量达75%〔2〕。在我国半夏的临床应用已有近千年的历史，取得了良好的临床疗效〔3〕。我国半夏资源分布十分广泛，主要集中在云南、贵州、四川、湖北、安徽、山东、甘肃等省区〔4〕，其中以四川产量大、质量好〔5〕。半夏药材除中医药房作为饮片使用外主要用于中药制剂和中成药的生产，每年的市场需求量在500～600万千克，市场缺口很大〔6〕，所以就出现了以水半夏〔7〕、丽江山慈姑〔8〕等来冒充半夏的现象。中国药典2010年版“半夏药材质量标准”中仅采用薄层色谱法对药材进行鉴别，采用滴定法对药材中总有机酸的含量进行测定〔1〕，这不能全面反映出半夏的质量，特别是现在有些不法商贩为了使半夏药材的外观白净，有机酸的含量高，用硫磺对药材进行熏蒸。因此，建立一种快速、准确的鉴别方法，对半夏的质量监控具有十分重要的意义。

本实验首次应用共有峰率和变异峰率双指标序列分析法分析不同产地半夏药材4种溶剂提取液的紫外指纹图谱，可以系统地反映不同来源半夏药材之间的差异。

1 仪器与试药

1.1仪器UV2500双光束紫外可见分光光度计（岛津仪器有限责任公司）；SB25-12D超声波清洗机（宁波新芝生物科技股份有限公司）；AE240电子分析天平（瑞士梅特勒）。

1.2试剂与药材石油醚、氯仿、无水乙醇均为分析纯；水为超纯水；19个药材样品均由大理学院药学与化学学院生药教研室杨月娥老师鉴定。见表1。

表1 半夏药材样品来源

1.3供试品溶液的制备

1.3.1 石油醚提取液的制备 将药材样品干燥、粉碎过60目筛，精密称取1.0 g药材粉末，置50 mL具塞锥形瓶中，精密加入25 mL石油醚，称重，超声提取1 h，补重，过滤，得石油醚提取液，密封保存待测。

1.3.2 氯仿、无水乙醇提取液的制备 精密称取干燥、粉碎过60目筛的半夏药材粉末1.0 g，置50 mL具塞锥形瓶中，同“1.3.1”项操作，得氯仿、无水乙醇提取液，密封保存待测。

1.3.3 水提取液的制备 精密称取药材粉末1.0 g，置50 mL具塞锥形瓶中，精密加入25 mL水，称重，超声提取1 h，补重，离心10 min（3 000 r∕min），过滤，得水提取液。取水提液适量，加水于量瓶中稀释30倍，得待测液。

2 方法与结果

2.1紫外光谱条件测定波长190～400 nm，狭缝宽1.0 nm，采样间隔0.2 nm，扫描方式：单次扫描，扫描速度：中速，以对应的提取溶剂作空白进行扫描。

2.2稳定性实验将“1.3”项制备得到的待测液保存在0～4℃，取待测液，按“2.1”项光谱条件每间隔30 min扫描一次，连续测定3 h，导出数据，计算相似度，得各提取液紫外光谱的相似度分别为：石油醚0.93，氯仿0.91，无水乙醇0.95，水1.03，表明各提取液在3 h内稳定。

2.3不同产地半夏药材紫外指纹图谱的测定按“1.3”项方法分别制备表1中各样品的测定液，并按“2.1”项光谱条件进行扫描。见封三图1-4。

2.4紫外指纹图谱共有峰的识别共有峰的定义：在相同实验条件，两个或多个同种指纹图谱中的某些指纹峰具有相同、相近的保留时间或吸收峰波长，它们符合正态分布，称这组指纹峰是共有峰〔9〕。对于紫外光谱指纹图谱，同一吸收峰在不同的图谱中最大吸收波长一般没有一个固定的变化范围，有些峰的变化范围较大，可采用中药指纹图谱共有峰的理论识别方法W正态分布检验判别法，对各种共有峰进行识别〔10〕。见表2。

2.5紫外指纹图谱共有峰率和变异峰率双指标序列分析结果共性鉴别指标：①共有峰率P=（共有峰数Ng∕两个UV图中的独立峰数Nd）×100%；②共有峰数Ng：指在比较的两个UV图中都出现的吸收峰的个数；③独立峰：紫外指纹图谱中不同的吸收峰；na：指纹图谱a中相对与其共有峰的非共有峰数，称为a的变异峰数；nb：指纹图谱b中相对与其共有峰的非共有峰数，称为b的变异峰数；④独立峰数Nd：相互比较的两个UV图中的独立峰总数，Nd=Ng+ na+nb〔11-12〕。

变异鉴别指标：①变异峰率Pv：一个指纹图谱的变异峰率Pv是该UV图中相对于共有峰的变异峰数与其共有峰数的比值；Pva=（na∕Ng）×100%，Pva：指纹图谱a的变异峰率；Pvb=（nb∕Ng）×100%，Pvb：指纹图谱b的变异峰率；②na=Ng+na，na：指纹图谱a的总峰数；nb=Ng+nb，nb：指纹图谱b的总峰数。

共有峰率越高说明两个指纹图谱的共性越大，变异峰率差异越大，说明两个药材样品的差异越大。19个半夏药材样品双指标序列分析结果如下：

Y1：Y7（85.71%（16.67，0.00）），Y2Y3（75.00%（16.67，16.67）），Y9Y10Y17Y19（66.67%（16.67，33.33）），Y5Y13Y14Y18（62.50%（40.00，20.00）），Y8Y15（60.00%（16.67，50.00）），Y4（55.56%（40.00，40.00）），Y11Y16（50.00%（40.00，60.00）），Y6Y12（44.44%（75.00，50.00））。

Y2：Y9Y17（87.50%（0.00，14.29）），Y5Y7Y13Y18（85.71%（16.67，0.00）），Y1Y3Y4（75.00%（16.67，16.67）），Y11Y16（66.67%（16.67，33.33）），Y6Y12Y14（62.50%（40.00，20.00）），Y15（60.00%（16.67，50.00）），Y10Y19（50.00%（40.00，60.00）），Y8（45.45%（40.00，80.00））。

Y3：Y9Y17（87.50%（0.00，14.29），Y7（85.71%（16.67，0.00）），Y1Y2（75.00%（16.67，16.67）），Y11Y16（66.67%（16.67，33.33）），Y5Y13Y14Y18（62.50%（40.00，20.00）），Y8Y15（60.00%（16.67，50.00）），Y4（55.56%（40.00，40.00）），Y10Y19（50.00%（40.00，60.00）），Y6Y12（44.44%（75.00，50.00））。

Y4：Y11Y16（87.50%（0.00，14.29）），Y6Y12Y14（85.71%（16.67，0.00）），Y15（77.78%（0.00，28.57）），Y2（75.00%（16.67，16.67）），Y9Y17（66.67%（16.67，33.33）），Y5Y7Y13Y18（62.50%（40.00，20.00）），Y8（60.00%（16.67，50.00）），Y1Y3（55.56%（40.00，40.00）），Y10Y19（36.36%（75.00，100.00））。

Y5：Y13Y18（100.00%（0.00，0.00）），Y2（85.71%（0.00，16.67）），Y9Y17（75.00%（0.00，33.33）），Y6Y7Y12（71.43%（20.00，20.00）），Y1Y3Y4（62.50%（20.00，40.00）），Y11Y16Y19（55.56%（20.00，60.00）），Y14（50.00%（50.00，50.00）），Y15（50.00%（20.00，80.00）），Y10（40.00%（50.00，100.00）），Y8（36.36%（50.00，125.00））。

Y6：Y12（100.00%（0.00，0.00）），Y4（85.71%（0.00，16.67）），Y11Y16（75.00%（0.00，33.33）），Y5Y13Y14Y18（71.43%（20.00，20.00）），Y15（66.67%（0.00，50.00）），Y2（62.50%（20.00，40.00）），Y9Y17（55.56%（20.00，60.00）），Y7（50.00%（50.00，50.00）），Y8（50.00%（20.00，80.00）），Y1Y3（44.44%（50.00，75.00）），Y19（40.00%（50.00，100.00）），Y10（27.27%（100.00，166.67））。

Y7：Y1Y2Y3（85.71%（0.00，16.67）），Y9Y17（75.00%（0.00，33.33）），Y5Y13Y14Y18（71.43%（20.00，20.00）），Y4（62.50%（20.00，40.00）），Y10Y11Y16Y19（55.56%（20.00，60.00）），Y6Y12（50.00%（50.00，50.00）），Y8Y15（50.00%（20.00，80.00））。

Y8：Y15（80.00%（12.50，12.50）），Y11Y16（70.00%（25.87，14.29）），Y14（66.67%（50.00，0.00）），Y1Y3Y4（60.00%（50.00，16.67）），Y9Y10Y17Y19（54.54%（50.00，33.33）），Y6Y7Y12（50.00%（80.00，20.00）），Y2（45.45%（80.00，40.00）），Y5Y13Y18（36.36%（125.00，50.00））。

Y9：Y17（100.00%（0.00，0.00）），Y2Y3（87.50%（14.29，0.00）），Y11Y16（77.78%（14.29，14.29）），Y5Y7Y13Y18（75.00%（33.33，0.00）），Y15（70.00%（14.29，28.57）），Y1Y4（66.67%（33.33，16.67）），Y6Y12Y14（55.56%（60.00，20.00）），Y8（54.54%（33.33，50.00）），Y10Y19（45.45%（60.00，60.00））。

Y10：Y1（66.67%（33.33，16.67）），Y19（60.00%（33.33，33.33）），Y7（55.56%（60.00，20.00）），Y8（54.54%（33.33，50.00）），Y2Y3（50.00%（60.00，40.00）），Y9Y17（45.45%（60.00，60.00）），Y15（41.67%（60.00，80.00）），Y5Y13Y14Y18（40.00%（100.00，50.00）），Y4（36.36%（100.00，75.00）），Y11Y16（33.33%（100.00，100.00）），Y6Y12（27.27%（166.67，100.00））。

Y11：Y16（100.00%（0.00，0.00）），Y15（88.89%（0.00，12.50）），Y4（87.50%（14.29，0.00）），Y9Y17（77.78%（14.29，14.29）），Y6Y12Y14（75.00%（33.33，0.00）），Y8（70.00%（14.29，28.57）），Y2Y3（66.67%（33.33，16.67）），Y5Y7Y13Y18（55.56%（60.00，20.00）），Y1（50.00%（60.00，40.00）），Y10Y19（33.33%（100.00，100.00））。

Y12：Y6（100.00%（0.00，0.00）），Y4（85.71%（0.00，16.67）），Y11Y16（75.00%（0.00，33.33）），Y5Y13Y14Y18（71.43%（20.00，20.00）），Y15（66.67%（0.00，50.00）），Y2（62.50%（20.00，40.00）），Y9Y17（55.56%（20.00，60.00）），Y7（50.00%（50.00，50.00）），Y8（50.00%（20.00，80.00）），Y1Y3（44.44%（50.00，75.00）），Y19（40.00%（50.00，100.00）），Y10（27.27%（100.00，166.67））。

Y13：Y5Y18（100.00%（0.00，0.00）），Y2（85.71%（0.00，16.67）），Y9Y17（75.00%（0.00，33.33）），Y6Y7Y12（71.43%（20.00，20.00）），Y1Y3Y4（62.50%（20.00，40.00）），Y11Y16Y19（55.56%（20.00，60.00）），Y14（50.00%（50.00，50.00）），Y15（50.00%（20.00，80.00）），Y10（40.00%（50.00，100.00）），Y8（36.36%（50.00，125.00））。

Y14：Y4（85.71%（0.00，16.67）），Y11Y16（75.00%（0.00，33.33）），Y6Y7Y12（71.43%（20.00，20.00）），Y8Y15（66.67%（0.00，50.00）），Y1Y2Y3（62.50%（20.00，40.00）），Y9Y17（55.56%（20.00，60.00）），Y5Y13Y18（50.00%（50.00，50.00）），Y10Y19（40.00%（50.00，100.00））。

Y15：Y11Y16（88.89%（12.50，0.00）），Y8（80.00%（12.50，12.50）），Y4（77.78%（28.57，0.00）），Y9Y17（70.00%（28.57，14.29）），Y6Y12Y14（66.67%（50.00，0.00）），Y1Y2Y3（60.00%（50.00，16.67）），Y5Y7Y13Y18（50.00%（80.00，20.00）），Y10Y19（41.67%（80.00，60.00））。

Y16：Y11（100.00%（0.00，0.00）），Y15（88.89%（0.00，12.50）），Y4（87.50%（14.29，0.00）），Y9Y17（77.78%（14.29，14.29）），Y6Y12Y14（75.00%（33.33，0.00）），Y8（70.00%（14.29，28.57）），Y2Y3（66.67%（33.33，16.67）），Y5Y7Y13Y18（55.56%（60.00，20.00）），Y1（50.00%（60.00，40.00）），Y10Y19（33.33%（100.00，100.00））。

Y17：Y9（100.00%（0.00，0.00）），Y2Y3（87.50%（14.29，0.00）），Y11Y16（77.78%（14.29，14.29）），Y5Y7Y13Y18（75.00%（33.33，0.00）），Y15（70.00%（14.29，28.57）），Y1Y4（66.67%（33.33，16.67）），Y6Y12Y14（55.56%（60.00，20.00）），Y8（54.54%（33.33，50.00）），Y10Y19（45.45%（60.00，60.00））。

Y18：Y5Y13（100.00%（0.00，0.00）），Y2（85.71%（0.00，16.67）），Y9Y17（75.00%（0.00，33.33）），Y6Y7Y12（71.43%（20.00，20.00）），Y1Y3Y4（62.50%（20.00，40.00）），Y11Y16Y19（55.56%（20.00，60.00）），Y14（50.00%（50.00，50.00）），Y15（50.00%（20.00，80.00）），Y10（40.00%（50.00，100.00）），Y8（36.36%（50.00，125.00））。

Y19：Y1（66.67%（33.33，16.67）），Y10（60.00%（33.33，33.33）），Y5Y7Y13Y18（55.56%（60.00，20.00）），Y8（54.54%（33.33，50.00）），Y2Y3（50.00%（60.00，40.00）），Y9Y17（45.45%（60.00，60.00）），Y15（41.67%（60.00，80.00）），Y6Y12Y14（40.00%（100.00，50.00）），Y4（36.36%（100.00，75.00）），Y11Y16（33.33%（100.00，100.00））。

*Y1：Y7（85.71%（16.67，0.00））表示该序列以样品Y1为参考，样品Y1与样品Y7的共有峰率是85.71%，Y1的变异峰率是16.67%，Y7的变异峰率是0.00%，Y1：Y2Y3（75.00%（16.67，16.67））表示Y2Y3与Y1的共有峰率相等，为75.00%，Y2Y3与Y1具有相同的变异峰率16.67%。

利用该多维双指标序列空间，可以方便地找出不同样品的最相似样品，从而可以避免在单一序列空间中比较不同的样品，根据共有峰率将它们分为如下几组：

A组：Y5：Y13Y18（100.00%（0.00，0.00）），Y6：Y12（100.00%（0.00，0.00）），Y9：Y17（100.00%（0.00，0.00）），Y11：Y16（100.00%（0.00，0.00）），Y12：Y6（100.00%（0.00，0.00）），Y13：Y5Y18（100.00%（0.00，0.00）），Y16：Y11（100.00%（0.00，0.00）），Y17：Y9（100.00%（0.00，0.00）），Y18：Y5Y13（100.00%（0.00，0.00））。

B组：Y15：Y11Y16（88.89%（12.50，0.00）），Y2：Y9Y17（87.50%（0.00，14.29）），Y3：Y9Y17（87.50%（0.00，14.29）），Y4：Y11Y16（87.50%（0.00，14.29）），Y1：Y7（85.71%（16.67，0.00）），Y7：Y1Y2Y3（85.71%（0.00，16.67）），Y14：Y4（85.71%（0.00，16.67）），Y8：Y15（80.00%（12.50，12.50））。

C组：Y10：Y1（66.67%（33.33，16.67）），Y19：Y1（66.67%（33.33，16.67））。

在19个药材样品中，以A组中相对比的几个样品最相似，共有峰率都为100%，并且相对比的几个样品来源于同一产地；B组共有峰率＞80.00%，样品相似性较高，相对比的几个样品来源于同一产地或产地接近；C组Y10Y19两个样品与样品Y1比较，共有峰率都为66.67%，且变异峰率＞30.00%，样品相似性较差，样品来源不同。而且，Y10Y19两个样品在与其它样品进行对比时，多处于序列后段。

从变异峰率看，同一产地样品的变异峰率为0.00%或＜17.00%，如：Y6：Y12（100.00%（0.00，0.00）），Y1：Y7（85.71%（16.67，0.00））。不同产地样品的变异峰率最大为166.67%，如：Y6：Y10（27.27%（100.00，166.67））；最小为12.50%，如：Y8：Y15（80.00%（12.50，12.50））。

上述分析表明，同一产地半夏药材之间相似性极高，不同产地半夏药材之间存在着明显的差异，但差异随着产地的接近而减小，产地越接近，其所得结果相似性越高。可以采用共有峰率和变异峰率双指标序列分析法对不同产地半夏药材进行区分。

3 讨论

本文以石油醚、氯仿、无水乙醇和水为溶剂分别提取不同产地的半夏药材，测定其紫外指纹图谱，利用共有峰率和变异峰率双指标序列分析法对4种溶剂提取物进行分析，可以从共性和差异两个方面全面刻画指纹图谱，所得结果专属性强，准确度高。

实验结果表明，样品之间相似程度与药材产地接近程度相联系，这可能是受地理位置、气候等生态因素影响，这说明该方法具有一定的科学性和合理性，对半夏药材的生产应用和栽培技术研究具有一定的指导意义。

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*通信作者：杨永寿，高级实验师.

（责任编辑 李 杨）

The Common and Variation Peak Ratio Dual Index Sequence Analysis on UV Fingerprint Spectra of Pinellia ternate Breit.

HUANG Tao,FU Zhijin,CHEN Houjiang,LIN Miao,YANG Yongshou*
（College of Pharmacy and Chemistry,Dali University,Dali,Yunnan 671000，China）

Objective:To analyze the UV fingerprint spectra of Pinellia ternate Breit.by common and variation peak ratio dual index sequence analysis.Methods:Chemical constituents of Pinellia ternate Breit.were extracted by petroleum ether,chloroform,ethanol and water from different medicinal ingredient polarities,and the differences among those samples were analyzed by the way of UV fingerprint spectra.Results:This method could distinguish Pinellias ternate Breit.from different origin.Conclusion:The method was simple and withwiderangeofapplication,it provided aconvenient method to estimate the quality of Pinelliaternate Breit..

Pinelliaternate Breit.;UVfingerprint spectra;common peak ratio;variationpeakratio;dualindexsequenceanalysis

R284

A

1672-2345（2014）02-0020-06

10.3969∕j.issn.1672-2345.2014.02.007

大理学院教学改革重点资助项目（JG200506）

2013-10-24

2013-12-13

黄涛，药学专业2010级本科生.