中药指纹图谱构建的研究进展

王贞丽

医药技术的不断进步推动了中医药理论的进一步发展。同时，也对中医药理论产生了很大的冲击，暴露出许多问题。现代社会，人们对医药的使用提出越来越高的要求，含量确切、结构清楚、药理明确等都是现代医药质量控制的主要特征［1］。而中药中含有多种活性成分，单一的活性成分都无法体现中药完整的疗效。所以，中药质量的控制及标准化是中医药现代化发展过程中亟待解决的一个问题。中药指纹图谱是受到法医学“指纹鉴定”的启发形成的一种有效的鉴定中药中所含成分相对关系的鉴定方法，自2000年08月国家药品监督管理局颁布 ［中药注射剂指纹图谱研究的技术要求（暂行）］以来，中药指纹图谱技术受到很大重视，越来越多的医药学者致力于中药指纹图谱的研究。

所谓中药指纹图谱，是指不同种类或者产地的中药材经预处理后，通过一定的构建方法得到的能够体现该种药材成分特性，并可通过对比用于鉴别药材真伪和控制药材质量的色谱或光谱的图谱。中药指纹图谱可以全面且直观地反映中药材或中药制剂内部活性成分的种类和数量，是目前公认用于鉴别药材真伪和控制药材质量最为有效的方法。本文总结了中药指纹图谱近几年的研究和发展现状，对常见的中药指纹图谱构建方法进行了综述，并对指纹图谱的发展和需要进一步研究问题提出了自己的一些看法。

1 中药指纹图谱的构建方法

中药指纹图谱的构建方法很多，主要有色谱法、光谱法、联用技术、X射线衍射法、磁共振法等。其中，色谱法和光谱法是目前用于构建中药指纹图谱最常用的方法［2］。本文分别对这几种方法进行了总结。

1．1 色谱法 目前用于构建中药指纹图谱的色谱法主要有薄层色谱法（TLC）、高效液相色谱法（HPLC）、气相色谱法（GC）、高效毛细管电泳法（HPCE）和高速逆流色谱指纹图谱法（HSCCC）等。

1．1．1 薄层色谱法 （TLC） TLC是利用中药成分性质上的差异经过薄层分离后相对位移值的不同进行鉴别的一种方法［3］。该方法具有操作简单，分析速度快，成本低等优点，适用于不同种类药材指纹图谱的构建。使用该方法只需要选取好薄层色谱展开剂，分离样品后即可获得直观的图谱图像。但是由于薄层板质量的差异和色谱系统的开放性等外界因素的影响，导致薄层色谱法的精确性和重现性比较差，所以现在薄层色谱法的应用较少。

蒋轶伦等［4］利用TLC法对不同等级，不同产地和不同采收期的丹参进行了指纹图谱分析，实现了对不同等级丹参的归属，确立了丹参的最佳采收期。实验证明了该方法的有效性，进而可用于丹参药材的评价和质量控制。崔淑芬等［5］利用TLC对甘草药材进行指纹图谱的研究，为甘草药材的质量控制提供了良好的理论依据。许重远等［6］利用薄层色谱法对不同批次的复方蒲公英灌肠液的指纹图谱进行比较，共发现6个含量差异较大的共有峰和2个非共有峰，为建立质量标准打下了良好的基础。苏星等［7］采用薄层色谱法对北沙参药材的指纹图谱进行了研究，发现不同来源的13批北沙参样品均含有法卡林、二醇东莨菪素、伞形花内酯、异欧前胡素等4个成分，但其含量有较大差别。

高效薄层色谱法是指利用特殊材质的薄层板和展开技术来提高薄层色谱的灵敏度和准确度，从而有效提高构建指纹图谱的效率。丁阳平等［8］研究建立了茶黄素的高效薄层色谱（HPTLC）分离方法，研究表明流动相为甲醇，丙酮，冰乙酸按8∶5∶3体积比配制，预饱和时间为20 min时分离效果最佳。Rajkumar等［9］采用高效薄层色谱法对合欢苦味药中的2种新的大环精胺生物碱药物进行了指纹图谱分析，揭示了合欢属不同种的叶提取物中生物碱的含量差异很大，可用于不同物种的鉴别。

1．1．2 高效液相色谱法（HPLC） 高效液相色谱法是在经典液相色谱的基础上发展而成的。HPLC利用了气相色谱的理论和方法，其工作原理是依据中药中各成分在展开剂和固定相之间分配系数的不同进行分离。HPLC受样品本身和外界干扰的影响较小，非常适合用于中药指纹图谱的构建。HPLC具有仪器化程度高、分析速度快、色谱柱可反复使用等优点，目前已成为指纹图谱研究的主要方法，应用十分广泛。该方法适用于成分相似的中药材和成分相对复杂的中药制剂的指纹图谱的构建，但HPLC对仪器的依赖程度较高，且成本相对比较昂贵。

林新华等［10］利用HPLC对丁腈橡胶中2种防衰老剂的含量进行了测试。周欣等［11］利用高效液相色谱法，以19个主要共有峰为评价指标建立了铜仁地区丹参药材的共有指纹图谱。林海禄等［12］利用改进的HPLC法对夏枯草中熊果酸的含量进行了测试，结果表明了该方法的有效性。杨燕［13］通过高效液相法尝试对护肝片中绿原酸的含量进行测试，结果表明该方法操作简单，可行性高。李颖［14］利用高效液相色谱法建立了淫羊藿的指纹图谱，并通过SAS统计软件对不同产地和部位的淫羊藿的质量差异进行了聚类分析，取得了重要的研究结论。Yang等［15］通过HPLC指纹图谱和多种有效成分定量分析结合的手段进行了双黄连口服液的质量评价。通过HPLC指纹图谱得到45个共有峰评测了来自不同生产商双黄连口服液的成分组成的相似性，通过测定每种口服液中11种成分的含量评价了口服液质量。结果表明两种方法结合稳定可靠。王素雅等［16］针对HPLC法高效准确的优点，对高效液相色谱法在乳品营养成分、食品添加剂、毒品和药物残留等方面的应用进行了综述。基于HPLC法的各种优点，目前该方法使用最为广泛，许多学者对其进行了深入研究，并将该方法与其他方法联用，组成更有效的联用技术［17－20］。

1．1．3 气相色谱法（GC） 气相色谱法是一种封闭性的色谱技术，受到外界因素的干扰较小，稳定性强。该方法以气体作为流动相，具有高效性、检测设备高选择性和灵敏度高等优点，常用于构建含有易挥发成分的中药材的指纹图谱。近年来，该方法常与MS联用，构成GC－MS联用技术，这样不但可以知道不同中药成分中所含挥发性成分的不同，还可以得到相同或相异成分的名称。

Wang等［21］采用气象指纹图谱技术评价并且控制麻风树种子油的质量。通过对贵州不同产地的10批样品进行分析，有10个共有峰，其中7个被挑选出来用于与标准品对照进行定量分析。最终将10批样品归为3类，方法简便可靠，未来可用于生物柴油的质量控制。翁德会等［22］对不同产地的姜厚朴饮片的气相指纹图谱进行了比较，最终确定恩施地区的姜厚朴饮片气象图谱为最佳指纹图谱模式。王启帅等［23］运用GC法对北柴胡中挥发性成分的指纹图谱进行了相关研究，同时利用化学计量学进行分析，为柴胡药材的定量研究打下了基础。

1．1．4 高效毛细管电泳法（HPCE） 高效毛细电泳法的工作原理是利用高压直流电场推动中药样品在毛细管中运动，由于样品中各组分的淌度和分配行为的不同，导致不同组分在毛细管中产生运动上的差异，从而实现分离的一种技术。该方法利用了色谱和电泳2种分离技术，具有分离模式多、分离效率高、普适性强、节省样品和试剂等优点，特别适用于成分复杂的中药材和带电离子的分析，将其运用于中药的指纹图谱的研究，已取得可观的成绩。但利用电泳机制在毛细管中进行分离使得该方法的精确性和灵敏度较低，所以目前的使用并不是很广泛。孙国祥等［24，25］分别建立了柏子养心丸（BZYXW）和补中益气丸（BZYQW）的指纹图谱，为BZYXW和BZYQW的质量控制提供了有效参考。

1．1．5 高速逆流色谱法 （HSCCC） HSCCC法是一种液－液分配技术。该方法利用互不相容的2种溶剂作为流动相，在移动的过程中将样品中不同分配比的成分分离。该方法具有操作简单、适用范围广、对样品的预处理要求低且可重复进样的优点。顾铭等［26］通过利用该方法对不同批次的丹参脂溶性成分的研究，证明了高速逆流色谱法用作中药指纹图谱研究的可靠性和有效性。沈平孃［27］利用该方法对多种中药进行了指纹图谱的研究，均取得了良好效果。

1．2 光谱法 光谱法主要包括红外光谱 （IR）、紫外光谱（UV）和荧光光谱（AFS）等3种方法。其中IR和UV是目前常用的2种用于中药指纹图谱建立的方法。这2种方法对于成分简单的单味药材具有良好的鉴别效果，但由于其加和性，对于较为复杂的中药制剂难以准确判断。

1．2．1 红外光谱法（IR） 红外光谱是由于分子振动、跃迁产生的，反映化合物分子的整体结构，能用于整个化合物分子的鉴定。当药材中化合物分子稳定时，利用该方法建立指纹图谱可用于药材的鉴定。纯化合物的IR具有特征峰，中药材的IR是中药中各种成分IR的叠加，随着化合物种类的增加，混合物的特征逐渐减小。所以红外光谱对于具有多种混合物的中药鉴别效果较差。徐海星等［28］利用红外光谱法对药材白英的不同部位建立了指纹图谱，经实验分析最终建立了白英药材的FTIR的鉴定新方法。也有文献介绍了利用红外光谱法对不同产地的花椒的指纹图谱进行了研究［29］，为以后的研究提供了很有意义的理论参考。对延胡索和全夜延胡索的鉴别也采用了这种方法［30］。

1．2．2 紫外光谱法（UV） 紫外光谱是电子光谱，反映的是分子的电子结构特征，一般只有一个或几个形状变化不大的宽大吸收带。该方法具有操作简单，快速性、重现性好的优点，常用于对成分简单的中药材指纹图谱的建立。但是，不同化合物有时会具有相似的吸收光谱，造成了多种成分之间的相互干扰，降低了该方法的可鉴别性，因此常用分光法或模糊数学法使其达到理想效果。Jun等［31］通过建立紫外光谱指纹图谱评价了3种常用中药的退热功效，结果与药理学实验相一致，证明了方法可靠且可行。文献利用紫外光谱法对指纹图谱的相似度进行比较实现了对苦荞粉的真假鉴定［32］。

1．2．3 荧光光谱法（AFS） AFS的基本原理是蒸汽状态的原子因吸收能量而跃迁至高能态，并在这个过程中发射出具有固定波长的荧光。该方法的优点是灵敏度高，可同时对多个成分进行检测且应用范围广泛。王立屏［33］利用AFS对中药牛蒡子的三维荧光指纹图谱进行了研究，最终提出了一种对牛蒡子进行质量控制和鉴别的有效方法。其他文献也对三维荧光光谱法在中药材质量控制中的应用进行了许多有意义的研究［34，35］。

1．3 联用技术 色谱法具有良好的分离能力，波普法具有较好的结构鉴别能力。建立中药指纹图谱的方法有很多，这些方法各有其优缺点和适用条件。目前，许多专家已经尝试将不同方法联合使用共同建立中药的指纹图谱，取得了很大的进展。Li等［36］研究了2007年—2011年的350篇关于HPLCMS联用技术在中药分析中的应用的学术论文，重点总结了其在成分分析、代谢产物分析和药物动力学方面的应用。其中50%的文献是与中药成分分析相关，这说明了HPLC－MS技术在现代中药色谱分析中作为最有效的分析手段正在得到更广泛的应用。乔怀耀等［37］利用超高效液相色谱－质谱联用技术建立了舒肝解郁胶囊的指纹图谱，结果表明该方法可用于舒肝解郁胶囊的质量控制。也有文献利用气相色谱－质谱（GC－MS）联用技术分别对青稞酒和鱼腥草的有效成分进行了研究，取得了很好的效果［38，39］。

1．4 其他技术 随着医药技术的不断发展和跨学科知识的应用，涌现出许多构建中药指纹图谱的新方法。例如：X射线衍射法、磁共振法和分子生物技术等。

X射线衍射法构建指纹图谱的原理是利用不同物质由于分子结构不同，受到X射线照射时会产生不同衍射现象的特点来构造特有的衍射图谱。该方法具有快速简单，节省样品等优点，目前主要分为单晶衍射法和粉末衍射法。也有文献利用X射线衍射法分别对不同中药的指纹图谱进行了研究，取得了可观的成果［40－43］。对于植物类药材，它们所含的特殊活性成分都有其固定的指纹图谱，不同种类之间难以混淆。而磁共振（NMR）是利用不同中药样品中特征成分元素的原子来构建磁共振谱，因此非常适用于植物类药材的指纹图谱的构建［44］。也有文献通过对银杏黄铜的磁共振指纹图谱的研究找到了一种有效的质量控制方法［45］。对不同生物体都有其唯一的DNA分子序列，利用遗传技术可以构建不同中药的DNA指纹图谱，该方法虽然对技术要求较高，但表现出广阔的应用前景。此外，狄恒建等［46］采用RP－HPLC法对炒牛蒡子配方颗粒的HPLC指纹图谱进行了研究，并对其建立了共有模式。除了以上分析的这些方法外，还有许多效果明显的方法也被大量应用。

2 中药指纹图谱构建研究中的值得关注的问题

目前国内外许多专家和学者对中药指纹图谱进行了许多卓有成效的研究，应用各种方法构建了许多中药药材和制剂的中药指纹图谱。但关于中药指纹图谱的研究仍有许多值得关注的地方。

2．1 根据构建指纹图谱的各种方法的优缺点和适用方向，以及不同种类中药组分的特点，合理选择构建方法来获得最佳的指纹图谱，从而实现对中药质量的控制 指纹图谱的构建方法本身并无优劣之分，只是不同的方法在处理不同组分的中药时可以得到不同的效果。目前图谱解析尚无一种普遍适用的方法，可视具体情况灵活选择一种合适的化学模式识别方法［47，48］。所以，如何综合考虑各方面的因素来选择一个最为科学合理的构建方法是值得深入研究的一个问题。

2．2 多种构建指纹图谱的方法相互结合使用已经成为一种趋势 由于中药制剂的组分十分复杂，而且各组分之间的活性各不相同，单一的指纹图谱构建方法不能很好的实现对中药指纹图谱的构建。更多的学者开始使用联用技术进行复杂中药图谱的建立，并且取得了良好的效果。联用技术兼有多种构建方法的优点，可以更好的完成复杂中药制剂的指纹图谱的建立。因此，构建方法的合理联用实现互补已经成为中药指纹图谱的研究趋势。例如：HPLC－MS、HPLC－NMR、GCMS等。

2．3 拓宽构建思路，多学科知识的交互应用可以更好的实现中药指纹图谱的建立 中药学科是一个十分复杂，涉及领域宽广的学科，所以对中医药的深入研究需要运用多个学科的知识。例如：物理电泳原理、模糊数学、化学计量学等。这些学科的应用可以使建立的指纹图谱达到更理想的效果。Yan等［49］将数据可视化技术与光谱技术结合建立了干红葡萄酒的指纹图谱，用于我国干红葡萄酒的鉴别和质量控制。

综上所述，可见我国中药质量控制由单一成分的检测逐渐发展到现在对多种活性成分的检测和鉴别，渐渐形成中药质量控制标准的雏形。在这个过程中，中药指纹图谱技术起到了不可替代的作用。作为一种能够整体反映中药内部各成分含量的新技术，中药指纹图谱技术是目前公认的最有效的中药质量控制技术。目前我国对中药指纹图谱技术的研究还处于不成熟阶段，许多中药指纹图谱技术研究中仍有需要解决的问题。例如：如何解决化学成分和药效的相关性等问题［50］。本文对常见的构建中药指纹图谱技术的方法进行了综述，指出了其各自的优缺点及适用情况，并提出了一些自己的看法，具有一定的借鉴意义，但研究尚有许多不足之处，需要进一步完善。

［1］梁鑫淼，丰佳涛，金 郁，等．中药质量控制技术发展展望［J］．色谱，2008，26（2）：130－135．

［2］安 燕，李海丽，于 军．建立中药指纹图谱的一般方法［J］．青海师专学报，2006，5（1）：87－89．

［3］ 李 强，李 超．中药指纹图谱研究综述［J］．齐鲁药事，2010，29（3）：158－161．

［4］蒋轶伦，李 伟，庄峙夏，等．薄层色谱指纹图谱在丹参药材质量评价中的应用研究［J］．厦门大学学报，2005，44（6）：801－805．

［5］崔淑芬，蒋轶伦，王小如．甘草药材薄层指纹图谱研究［J］．沈阳药科大学学报，2004，21（5）：367－370．

［6］许重远，晏 媛，谷晓策，等．复方蒲公英灌肠液氯仿部位薄层色谱指纹图谱的批间比较［J］．中国药房，2006，17（17）：1336－1337．

［7］ 苏 星，李相坤，吴 弢，等．北沙参药材的薄层色谱指纹图谱研究［J］．中药材，2012，35（2）：210－213．

［8］丁阳平，刘仲华，黄建安．茶黄素类高效薄层色谱指纹图谱研究［J］．分析检测，2007，06（2）：210－212．

［9］ Rajkumar T，Sinha BN．High－performance thin－layer chromatographic fingerprints of two new macrocyclic spermine alkaloids（Budmunchiamines） from Albizia amara［J］．Pharmacognosy Journal，2011，3（22）： 24－28．

［10］林新华，陈朝晖，王迪珍，等．HPLC法测定丁腈橡胶中防老剂4020 和 MC 的含量［J］．特种橡胶制品，2005，26（5）：40－53．

［11］周 欣，王道平，梁光义，等．丹参药材水溶性成份的高效液相色谱指纹图谱研究［J］．色谱，2005，23（3）：292－295．

［12］林海禄，罗明标，刘云海，等．改进的HPLC法测定夏枯草中熊果酸的含量［J］．食品科技，2005，3（1）：83－87．

［13］杨 燕．高效液相色谱法测定护肝片中绿原酸含量的研究［J］．中国保健营养，2012，10（下）：4053．

［14］李 颖．淫羊藿HPLC指纹图谱的建立与产地、部位成分差异性研究［J］．辽宁中医药大学学报，2012，14（2）：177－178．

［15］ Yang Dong－Zhi，An Yi－Qiang，Jiang Xiang－Lan，et al．Development of a novel method combining HPLC fingerprint and multi－ingredients quantitative analysis for quality evaluation of traditional Chinese medicine preparation［J］．Talanta，2011，85（8）：885－890．

［16］王素雅，任顺成．高效液相色谱法在乳品分析中的应用［J］．中国乳品工业，2002，30（3）：28－31．

［17］张水利，苏连杰．金银花茎叶的HPLC指纹图谱研究［J］．中草药，2012，43（6）：1199－1202．

［18］张秋红，王志刚．黄芪中黄酮类成分HPLC指纹图谱及聚类分析［J］．临床医学工程，2012，19（6）：975－977．

［19］ 王利姝．HPLC 在中药分析中的应用［J］．河北化工，2011，34（4）：66－67．

［20］苏家辉．三七及其制剂采用高效液相色谱法测定皂普类方法学概述［J］．药物研究，2013，6（1）：31－33．

［21］ Wang Rui，Song Bao－an，Zhou Wan－wei，et al．A facile and feasible method to evaluate and control the quality of Jatropha curcus L．seed oil for biodiesel feedstock： Gas chromatographic fingerprint［J］．Applied Energy，2011，88（20）：2064－2070．

［22］翁德会，许腊英．不同产地姜厚朴饮片气相指纹图谱的探讨［J］．湖北中医学院学报，2008，10（2）：41－43．

［23］王启帅，肖功胜，杨 云，等．北柴胡气相指纹图谱数据的化学计量学分析［J］．中国现代应用药学，2010（12）：1097－1103．

［24］孙国祥，殷瑞娟．柏子养心丸的毛细管电泳指纹图谱［J］．色谱，2012，5（5）：521．

［25］孙国祥，蔡新凤．补中益气丸的毛细管电泳指纹图谱研究［J］．中南药学，2012，3（4）：318．

［26］曹 玲，王志刚，王连芝．色谱法在中药指纹图谱研究中的应用［J］．中国当代医药，2012，19（1）：16－17．

［27］沈平孃．高速逆流色谱（HSCCC）技术与色谱指纹谱［J］．中成药，2011，23（5）：313－315．

［28］徐海星，许沛虎，林世和，等．药材白英红外光谱指纹鉴别及相似度分析［J］．中国医院药学杂志，2012，32（8）：590－594．

［29］齐海燕，武亚会．花椒的红外光谱指纹图谱研究［J］．中国调味品，2014，39（5）：111－140．

［30］田进国，任 健，傅密宁，等．四种甘草的红外光谱的研究［J］．中药材，1997，25（4）：175－176．

［31］ Ni Li－jun，Zhang Li－guo，Hou Jun，et al．A strategy for evaluating antipyretic efficacy of Chinese herbal medicines based on UV spectra fingerprints［J］．Journal of Ethnopharmacology，2009，124（1）：79－86．

［32］左 旭，黄艳菲，杨正明，等．紫外指纹图谱在苦荞粉掺假鉴别中的应用［J］．食品工业，2014，35（2）：92－94．

［33］王立屏．中药喜树果、枳实活性成分的荧光分析及牛蒡子三维荧光指纹图谱的建立［D］．河北师范大学，2012．6．

［34］史训立，张 琳，杜红莉，等．中药三维荧光指纹图谱数据库的构建［J］．计算机与应用化学，2013，30（1）：102－106．

［35］史训立，张 琳，胡家文．3维荧光应用于中药检测一些问题的探讨［J］．光谱实验室，2013，30（3）：1152－1156．

［36］ Li Miao，Hou Xiao－fang，Zhang Jie，et al．Applications of HPLC／MS in the analysis of traditional Chinese medicines［J］．J Pharm Anal，2011，1（2）：81－91．

［37］乔怀耀，罗 荣，吴 娟，等．舒肝解郁胶囊的UPLC－MS指纹图谱研究［J］．中草药，2014，2（1）：18．

［38］ 马 萍，杜 燕，梁 锋，等．GC－MS法建立青稞酒特征指纹图谱的研究［J］．酿酒科技，2014，2（1）：35－37．

［39］石文婷，伍贤进，王 玺，等．气相色谱－质谱联用结合化学计量学方法分析光照对鱼腥草挥发性成分的影响［J］．分析测试学报，2014，33（2）：127－132．

［40］龚宁波，郑笑为，王钢力，等．中药材栀子的X射线衍射傅立叶指纹图谱鉴定研究［J］．现代仪器，2007，3（1）：22－31．

［41］谢 锟，胡成西．基于样条法的米兰X射线衍射二阶导数指纹图谱［J］．光谱实验室，2013，30（1）：14－18．

［42］杨天鸣，马雯婷，付海燕，等．银杏叶片的粉末X－射线衍射Fourier指纹图谱分析［J］．化学与生物工程，2012，29（8）：86－94．

［43］房 方，李 祥，刘圣金，等．矿物中药钟乳石的X射线衍射Fourier指纹图谱［J］．光谱实验室，2013，30（5）：2586－2590．

［44］田立权．中药指纹图谱的主要技术分析手段概论［J］．民营科技，2011，5（2）：98．

［45］刘建庄，杨明生，黄娟娟，等．银杏黄酮的NMR指纹图谱分析［J］．光谱实验室，2004，21（2）：369－372．

［46］狄恒建，李 松，郭 青，等．炒牛蒡子配方颗粒HPLC指纹图谱研究［J］．药学与临床研究，2013，6（6）：637－639．

［47］林蔚兰，曾令杰，梁惠瑜，等．不同产地穿心莲药材HPLC指纹图谱初步研究［J］．中成药，2007，29（5）：730－733．

［48］易延逵，陈志良，杨永华．中药“全指纹图谱系”的探讨［J］．中草药，2007，38（7）：1105－1107．

［49］ Wen Yan，Tao Yong－sheng，Hou Xiao－fan，et al．A novel spectral fingerprint analysis to discriminate dry red wines［J］．Spectroscopy and Spectral Analysis，2014，34（1）：133－140．

［50］张瑞芳，高幼衡，崔红花，等．广佛手药材HPLC指纹图谱的研究［J］．中草药，2007，38（7）：1075－1077．