紫锥菊的生药学研究

钟英杰，张会梅，付海宁，周风琴，郭庆梅*

1 山东中医药大学，济南 250355;2 青岛蔚蓝生物股份有限公司，青岛 266111

紫锥菊属(Echinacea Moenck.)为原产于美洲的一类菊科植物，也称“松果菊”，是西方历史中最为悠久的植物药之一，也是闻名世界的“免疫”植物，具有突出的免疫促进和抗感染作用。该属植物共有8 种及数个变种，其中已开发为药品的主要为紫锥菊(紫松果菊)、狭叶紫锥菊(松果菊)及白松果菊三种，我国已将此三种紫锥菊引种成功。

目前，在欧洲紫锥菊属植物主要作为动物免疫调节剂，以紫锥菊为原料的产品连续数年销量在植物药市场中名列前茅，美国药用植物销售排名中，紫锥菊在1995、1996、1997、1999 年均排名第一，2000～2002 年间，在草药销售额排行榜中分别居第4、2和3 位［1］。在素以用药严格、谨慎著称的德国，紫锥菊成为用量最大、用途最广的医院用植物药之一，主要用于治疗和预防各种病原体导致的感染，对上呼吸道感染尤为有效。

为了更好地开发其药用价值，对本品进行了系统的生药学研究。

1 来源鉴定

1.1 实验材料

本试验用药材购自安徽桐城维庆药用植物有限责任公司，由山东中医药大学中药鉴定室周风琴教授鉴定为紫锥菊Echinacea purpurea(L.)Moench.。

1.2 植物形态

紫锥菊Echinacea purpurea(L.)Moench.，多年生草本。主根圆锥形，长14～30 cm，生多数侧根及须根;根茎部易于萌生侧芽及不定根。茎直立，高80～100 cm，表面绿色，具褐紫色条斑及白色糙毛，中部以上具分枝。基生叶丛生，叶片卵状披针形或宽披针形，长3.5～18 cm，宽1.8～6 cm，边缘具疏齿，有长柄。头状花序，总苞4～5 层，绿色，边缘略膜质;花序生于茎端，舌状20 余朵，粉紫红色或紫红色，长条形，花后期自基部向下折;管状花黄色，密集于半球形或阔圆锥形花序托上，小苞片狭长，包被于管状花的外侧，先端具锐刺。瘦果，2 心皮。花、果期5～10 月。

2 性状鉴定

图1 各时期紫锥菊植物形态图Fig.1 The morphology of different period of E.purpurea

紫锥菊的地上部分为茎叶花序的混合物。茎为圆柱形小段，直径0.5～1.2 cm，表面灰绿色至灰褐色，并有紫褐色纵斑纹，疏生白色倒刺;体轻，质坚韧;断面较平坦，皮部呈淡绿色，木部呈类白色，髓部类白色;气微，味淡。叶多破碎;完整者展平后呈长卵形或宽披针形，长3.5～18 cm，宽1.8～6 cm;表面紫绿色，被白色硬毛，主脉3～5 条，边缘具疏齿;叶柄黄棕色;质脆，易破碎;气微，味淡。头状花序类圆球形或圆锥形，直径2.2～3cm，褐色或红褐色;总苞盘状，总苞片4～5 层，棕绿色，披针形至卵状披针形，近革质，外面被毛，中间数层先端外折;花托圆锥形，有托片;舌状花12～20 余朵，暗红褐色或褐色，狭长条形，皱缩;管状花极多，托片龙骨状，长于管状花，先端尖成长刺状;体轻，质韧;气微香，味淡。未成熟瘦果倒圆锥形，长4～6 mm，直径1.5～2 mm。表面灰白色，具四棱;顶端四棱处呈刺状，中央凹陷;果皮薄，纤维性，内表面灰褐色，易与种子剥离，内有种子1 粒;气微，破开后微具辛香气，味微辛辣。以干燥、茎嫩色绿褐、叶多色紫绿、花序多色紫褐者为佳。

3 显微鉴定

取紫锥菊全草药材，按照2010 年版《中华人民共和国药典》附录18 页显微鉴别法，对紫锥菊药材分部位按常规进行石蜡切片、粉末制片、表面制片、解离组织制片、细胞及细胞内含物测量、细胞壁和细胞内含物性质检定等［2］。以相应的显微技术观察、描述、显微照相或绘制墨线图。

图2 紫锥菊根横切面图Fig.2 Transverse section organization structure chart of E.purpurea root

3.1 根横切面

木栓层为多列薄壁细胞，内含黄棕色物质，常脱落而残留1～3 列细胞。皮层为10～14 列略切向延长的类长圆形或类多角形薄壁细胞，排列较疏松，有裂隙，内皮层细胞呈类方形，沿垂周壁内侧有明显的凯氏带;靠近内皮层处散有小型的裂生性分泌腔，内含黄棕色或红棕色分泌物。无限外韧型维管束。韧皮部较宽广，外侧常形成大型裂隙，韧皮部筛管成群，射线宽广。形成层成环。木质部宽广，导管单个散在，或2～5 个成群，径向排列，内侧排列稀疏，外侧中部由薄壁性木纤维和木薄壁细胞包围导管，形成明显的木化环层，其间射线宽1～3 列细胞;木质部导管分化到中部，无髓。有的薄壁细胞中含菊糖。

3.2 茎横切面

表皮细胞一列，类方形，外被角质层，角质层外缘呈细齿状;表面稀疏分布有两种多细胞非腺毛，一种长圆锥形，先端锐尖，长446～1040 μm;一种棒状，长134～180 μm;厚角组织细胞2～3 列，于角隅处增厚。皮层较狭，薄壁细胞呈类圆形或椭圆形，排列疏松。无限外韧型维管束，断续环列，常大小相间;维管束外侧散有多数小型的裂生性分泌腔，内含黄棕色或红棕色分泌物。韧皮部狭窄，细胞排列紧密，外方有盔帽状排列的初生韧皮纤维束;束中形成层明显;木质部导管单个径向排列。髓部极发达，细胞类圆形或圆多角形，具单纹孔;髓缘或靠近维管束内侧散有多数小型分泌腔。有的薄壁细胞中含有菊糖。

图3 紫锥菊茎横切面图Fig.3 Transverse section organization structure chart of E.purpurea stem

3.3 叶横切面

典型的两面叶。上、下表皮各一列类长方形细胞，外被角质层，疏被多细胞非腺毛，以下表皮为多，非腺毛长约560 μm;气孔主要分布于下表皮。叶肉组织分栅栏组织和海绵组织;栅栏组织由两列长柱形栅状细胞组成，不通过中脉，外层栅状细胞长50～75 μm，垂周壁平直且排列紧密，内层栅状细胞长22～58 μm，排列较疏松;海绵组织厚78～112 μm，由多列不规则形细胞组成，具有大型细胞间隙;叶肉组织细胞中含叶绿体。主脉和主侧脉部位均向下表面极度突出。上、下表皮细胞外方被细纹状角质层，内方为厚角组织;主脉维管束无限外韧型，2～3 个呈弧形分布，大小不一，木质部位于上方，导管径向排列成列，形成层明显，韧皮部位于下方成半包围状;主侧脉维管束1 个;小侧脉维管束纵横分布于叶肉组织中，外被一列薄壁细胞组成的鞘。

3.3.1 叶表面制片

上表皮细胞呈不规则多角形，长56～112 μm，宽25～67 μm，排列紧密，垂周壁呈微波状弯曲，偶见不定式气孔。下表皮细胞呈不规则形，长34～90 μm，宽22～45 μm，垂周壁呈深波状弯曲，气孔不定式，周围副卫细胞4～5 个。非腺毛较密集，一种为长圆锥形非腺毛，长490～560 μm，3～6 个细胞，先端锐尖，壁较厚，具多数疣刺状突起，主要分布于叶脉处;一种为棒状毛，长110～180 μm，3～5 细胞组成，壁薄，先端略钝圆，较少，分布于表皮细胞上。

3.3.2 紫锥菊叶柄横切面

切面呈新月形，两侧边缘形成翼状。表皮细胞1 列，近长方形，外被角质层，内侧有1～3 列厚角组织细胞，在角隅处加厚。薄壁细胞近圆形，细胞间隙较大。无限外韧型维管束12～14 个，大小不一，排成圆弧形，大型维管束的外侧有新月形的初生韧皮纤维束;形成层明显，木部导管呈径向排列。

图4 紫锥菊叶横切面图Fig.4 Transverse section organization structure chart of E.purpurea leaf

3.4 紫锥菊粉末特征

3.4.1 根粉末特征:黄棕色

石细胞无色或淡黄色，呈条形、类方形或不规则形，长56～130 μm，直径28～34 μm;壁较厚，孔沟细密，胞腔较大，有的内含棕黄色或棕红色物质。导管多为网纹或梯状网纹导管和具缘孔纹导管，少见螺纹导管，直径22～56 μm。纤维较少，细长梭形，多碎断，直径13～22 μm，壁微木化。木栓细胞棕黄色，呈类方形，长45～78 μm，宽22～47 μm，排列较整齐，有的中间具分隔，细胞壁多呈连珠状增厚，胞腔内含棕黄色物质。菊糖含于薄壁细胞中或散在。淀粉粒少见，类圆形或长圆形，直径约3.4 μm(图5)。

3.4.2 茎粉末特征:黄白色

图5 紫锥菊根粉末图Fig.5 Powder of E.purpurea root

表皮碎片多见，细胞呈径向长方形、梭形或多角形，长40～170 μm，直径19～43 μm;垂周壁多平直，外平周壁具纵向平行的线形角质纹理;偶见不定式气孔。纤维众多，狭长条形，多碎断，直径8～16 μm，壁稍厚，胞腔狭细。髓薄壁细胞成群或散在，无色或淡黄色，长方形，长78～171 μm，宽34～75 μm，纹孔密集。导管成束或散在，主为螺纹导管，少见网纹、具缘孔纹导管，直径11～45 μm。非腺毛偶见，多细胞，大多断裂，长圆锥形，长213～500 μm，先端锐尖，细胞壁表面疣状突起多而明显。菊糖充塞于薄壁细胞中或散在。淀粉粒少见，类圆形或长圆形，直径1～4.5 μm(图6)。

图6 紫锥菊茎粉末图Fig.6 Powder of E.purpurea stem

3.4.3 叶粉末特征:暗绿色

叶肉组织碎片多见，上下表皮各1 列，栅栏组织细胞长柱形，1～2 列;海绵组织细胞呈不规则形，细胞间隙大。上表皮细胞表面观呈不规则多角形，长56～112 μm，宽25～67 μm，垂周壁微波状弯曲，偶见不定式气孔;下表皮细胞表面观呈不规则形，长34～90 μm，宽22～45 μm，垂周壁深波状弯曲，不定式气孔众多，副卫细胞4～5 个。非腺毛有两种:一种为长圆锥形毛，由2～5 个细胞组成，长280～347 μm，基部细胞宽阔，直径22～34 μm，顶端细胞长渐尖，先端锐尖，壁较厚，壁上具多数明显的疣状突起;另一种为短棒状毛，由4～6 个细胞组成，壁较薄，长60～140 μm，直径15～24 μm，细胞呈类方形，顶端细胞圆钝。导管多数，主为螺纹和梯纹导管，少见网纹导管，直径12～36 μm(图7)。

3.4.4 花序粉末特征:黄褐色

图7 紫锥菊叶粉末图Fig.7 Powder of E.purpurea leaf

花粉粒众多，无色或淡黄色，球形，直径24～37 μm，外壁具刺状突起及细颗粒状雕纹，萌发孔3 个，两萌发孔间有4～6 个刺状突起，刺长4.5～5.6 μm。石细胞成群或单个，无色，类方形、长条形或不规则形，长16～74 μm，宽12～22 μm，周围有黑色素包绕，壁较厚，孔沟细密，胞腔小，内含棕红色物。总苞上表皮细胞类长方形或长多角形，垂周壁多平直。下表皮细胞长多角形或多角形，垂周壁略弯曲，平周壁具细密纵向角质层纹理，气孔处角质层纹理呈放射状;不定式气孔密集，副卫细胞3～5 个。中果皮碎片多见，细胞长方形或长多角形，壁略增厚，具极密集的细小纹孔。舌状花碎片棕色或黄棕色，表皮细胞向外呈圆钝毛状或乳头状突起，有的毛状突起脱落而散在。花粉囊内壁细胞呈长多角形，直径13～25 μm，外平周壁和垂周壁增厚，表面观增厚部位呈纺锤形或椭圆形，两端增厚部位呈点状。非腺毛两种:一种为长圆锥形毛，由2～5 个细胞组成，基部细胞较宽阔，先端细胞长渐尖;另一种呈短棒状，由4～6 个细胞组成，顶端细胞圆钝。内果皮厚壁纤维常见，直径10～16 μm，表面被有棕红色色素物质，未覆盖部分可见1 至数个单斜纹孔。柱头表皮细胞突起呈单细胞棒状毛，或呈囊状、乳头状突起，顶端稍尖或钝圆(图8)。

图8 紫锥菊花序粉末图Fig.8 Powder of E.purpurea inflorescences

3.4.5 紫锥菊药材地上部分粉末特征:灰绿色

纤维众多，细长，常碎断，直径13～16 μm，成束或散在，壁厚，胞腔狭窄。叶肉组织碎片常见，表皮细胞1 列，栅栏细胞长柱形，1～2 列;海绵组织细胞不规则形，细胞间隙大。茎髓薄壁细胞成群，无色，长方形或长多角形，长72～168 μm，直径22～48 μm，纹孔多。舌状花碎片棕色或黄棕色，表皮细胞向外呈圆钝毛状或乳头状突起，有的毛状突起脱落而散在。花粉粒无色或淡黄色，球形，直径24～37 μm，外壁具刺状突起及细颗粒状雕纹，萌发孔3 个，两萌发孔间有4～6 个刺状突起，刺长4.5～5.6 μm。叶上表皮细胞呈不规则多角形，垂周壁微波状弯曲;下表皮细胞不规则形，垂周壁深波状弯曲，气孔不定式，副卫细胞4～5 个。多细胞非腺毛常断裂，完整者长圆锥形，3～6 个细胞，先端长渐尖，表面具明显的疣状突起。偶见棒状非腺毛，3～5 个细胞组成，壁薄，先端略钝圆。茎表皮细胞长方形、梭形或多角形，垂周壁多平直，长40～170 μm，直径19～43 μm;平周壁具平行角质线纹;偶见不定式气孔。导管成束或散在，多为网纹(部分导管纹孔整齐排列成梯形)、孔纹，直径10～22 μm。内果皮厚壁纤维成片，表面被棕红色或暗棕色色素物质，未覆盖部分可见细胞壁或1 至数个单斜纹孔。石细胞少数，成群或散在，无色，类方形、长条形或不规则形，长16～74 μm，直径12～22 μm，壁较厚，孔沟细密，胞腔小，内含棕红色物，周围有黑色色素物质包绕。中果皮碎片，细胞长方形或长多角形，细胞壁略增厚，细小纹孔极密集。此外还有花粉囊内壁细胞、苞片表皮细胞、菊糖、分泌腔碎片等(图9)。

4 理化鉴别

图9 紫锥菊(地上部分)粉末图Fig.9 Powder of E.purpurea(above ground part)

取紫锥菊药材粉末各0.1 g，加70%甲醇10 mL，加热回流30 min，放冷，滤过，滤液真空蒸干，残渣加甲醇1 mL 使溶解，作为供试品溶液。另取菊苣酸对照品，加甲醇制成每1 mL 含0.4 mg 的溶液，作为对照品溶液。照薄层色谱法试验，吸取上述溶液各5 μL，分别点于同一以羧甲基纤维素钠为黏合剂的硅胶GF254薄层板上，以乙酸乙酯-甲酸-水(6∶0.5∶1)的上层溶液为展开剂，展开，取出，晾干，置紫外光灯(365 nm)下检视。供试品色谱中，在与对照品色谱相应的位置上，显相同颜色的荧光斑点。该方法简单、灵敏，菊苣酸分离度好，荧光清楚，重现性、专属性好。

图10 紫锥菊的薄层鉴别图Fig.10 TLC chromatogram of E.purpurea

5 结论

本文对紫锥菊的植物来源、药材性状、显微及理化鉴别等作了系统的研究，为开发利用紫锥菊这一新药资源、制定药材质量标准提供了理论依据。

1 Wang M(王鸣)，Yuan CQ(袁昌齐)，Feng X(冯煦).欧美药用植物(一).Chin Wild Plant Res(中国野生植物资源)，2003，22(3):56-57

2 Chinese Pharmacopoeia Commission(国家药典委员会).Pharmacopoeia of the People’s Republic of China(中华人民共和国药典).Beijing:China Medical Science Press，2010.Vol I，18.