附子炮制前后近红外光谱比较研究

吴文辉，李文兵，陈咏梅，胡昌江*

(1.成都中医药大学，四川 成都 610075;2.四川新绿色药业科技发展股份有限公司，四川 成都 611930)



附子炮制前后近红外光谱比较研究

吴文辉1，李文兵2，陈咏梅2，胡昌江1*

(1.成都中医药大学，四川 成都 610075;2.四川新绿色药业科技发展股份有限公司，四川 成都 611930)

目的：观察附子炮制前后其药材和饮片在近红外(NIR)光谱信息上是否存在差异。方法：采用近红外(NIR)光谱分析技术结合一阶导数与二阶导数和马氏距离立体空间分布图观察附子药材、黑顺片、白附片近红外(NIR)光谱信息的差异。结果：3种样品在吸收波长4 000～6 000cm-1处表现出极大的不同，主要体现在基线偏移和吸收基线不一致。结论：附子炮制前后其药材和饮片存在一定化学成分上的差异。

附子；近红外光谱；炮制

附子为毛茛科植物乌头AconitumcarmichaeliiDebx.子根的加工品。具有回阳救逆、补火助阳、散寒止痛之功效[1]。因其有毒，故生品外用，内服需炮制，若过量服用，或炮制方法不当则易引起中毒，临床多以其炮制品白附片、黑顺片入药[2]。虽其加工方法不同，名称有别，但效用无甚差异，统称为熟附片。二者究竟是否有差异，有何差异尚未见相关研究报道。近红外(NIR)光谱分析技术作为近十年来发展最快的绿色环保检测技术，在中药的多个领域得到大量研究与应用[3-4]。本实验借助此项技术研究附子及其炮制饮片黑顺片、白附片之间的差异，以期寻求不同炮制方法下三者的区别，为近红外(NIR)在中药炮制上的应用提供一定的科学依据。

1 仪器与材料

美国Thermo antarisⅡ型傅立叶变换近红外光谱仪(美国Thermo Electron)； BJA-500型高速多功能粉碎机(浙江愛雪厨房设备有限公司)；JY20002型电子天平(感量0.01g，上海方瑞仪器有限公司)；DHG -9053A型电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验仪器设备有限公司)。

附子药材及其饮片(黑顺片、白附片)由四川新绿色药业科技发展股份有限公司提供，经成都中医药大学药学院胡昌江教授鉴定为毛茛科植物乌头AconitumcarmichaeliiDebx.子根的加工品。

2 实验方法

2.1 样品制备

附子药材、黑顺片、白附片，粉碎，使成中粉，备用。

2.2 NIR光谱采集

取3种样品，每种15g，分别装入旋转石英杯中，摇匀，测样方式：积分球漫反射；扫描波长：10 000～4 000cm-1全波段扫描；分辨率：8 cm-1；扫描次数：64 次；温度：22℃；相对湿度30%～50%；每个样品扫描3 次，计算平均光谱[5-6]。结果如图1、图2、图3所示。

图1 附子NIR原始光谱

图2 黑顺片NIR原始光谱

图3 白附片NIR原始光谱

3 结果

3.1 样品近红外光谱求导处理

无论透射还是漫反射方式采集到的近红外光谱由于光谱特征的重叠和基线偏移，均很难从中鉴别出与某种化学成分相关的特征光谱。因此，在近红外光谱学中，经常需对光谱进行求导数处理，通过对光谱进行一阶导数或二阶导数处理，可以有效扣除本底吸收，消除基线偏移和漂移，分离重叠光谱[7]。如图4、图5、图6、图7所示。

由图4、图5、图6、图7可知，3种样品附子药材、黑顺片、白附片近红外光谱图经过导数处理后，3种样品在吸收波长4 000～6 000cm-1处表现出极大不同，主要体现在基线偏移和吸收基线不一致，将此处光谱图局部放大可看出，样品光谱图经一阶求导处理后主要变现为基线偏移，经二阶求导处理后主要表现为吸收基线不一致，综合两种求导处理结果显示，附子药材、黑顺片、白附片存在一定化学成分上的差异。

图4 样品近红外光谱一阶导数

图5 样品近红外光谱二阶导数

图6 样品一阶导数局部放大

图7 样品二阶导数局部放大

3.2 空间立体马氏距离分布

为进一步确认3种样品存在差异，将样品做马氏距离空间立体效果分布。结果如图8所示。

图8 马氏距离空间气体效果

注：*马氏距离(Mahalanobis distance)是由印度统计学家马哈拉诺比斯(P.C.Mahalanobis)提出的，表示数据的协方差距离。它是一种有效的计算两个未知样本集的相似度的方法。马氏距离越大，则样本相似度越小。

由图8可知，3种样品在马氏距离空间立体效果图上均成独立存在，无任何交集现象，进一步证明附子药材、黑顺片、白附片存在一定化学成分上的差异。

4 讨论

由图4、图5可知，附子药材、黑顺片、白附片存在一定化学成分上的差异，基本集中在4 000～6 000cm-1吸收波段上，经过对该波段光谱图放大后显示，样品光谱图经一阶求导处理后主要表现为基线偏移，经二阶求导处理后主要表现为吸收基线不一致。以马氏距离考察3种样本的空间距离分布显示3种样品在马氏距离空间立体效果图上均成独立存在，无任何交集现象，进一步证明附子药材、黑顺片、白附片虽然来源一致，功效一致，但是经过不同的炮制方法后其所含化学成分存在一定差异。

近红外光辐射与物质相互作用后的吸收特性一般通过透射、漫反射两种形式体现。其中透射适用于透明样品，漫反射用于不透明或存在光散射样品如匀浆、悬浊液、糊状液和固体。近红外光谱区与有机分子中含氢基团(O-H、N-H、C-H)振动的合频和各级倍频的吸收区一致[8]。近红外光谱图包含了样品中有机分子含氢基团的特征信息。上述实验中，近红外光谱能有效区分3种样品，证明经过不同炮制方法后，附子药材及其饮片在化学成分上发生了差异，但具体有是哪些成分发生了改变需进一步化学实验才能明确。

[1] 高学敏.中药学[M].北京：中国中医药出版社，2002.

[2] 龚千峰.中药炮制学[M].北京：中国中医药出版社，2003.

[3] 高苏亚，范涛，王黎，等.红外光谱技术结合化学计量学方法在中药研究中的应用[J].应用化工，2012，41(2)：324-328.

[4] 王丹，卜海博，李向日.红外光谱技术在中药炮制研究中的应用与展望[J].中国实验方剂学杂志， 2011，17(7)：269-271.

[5] 全智慧.NIR分析技术在制川乌配方颗粒制备过程中的应用研究[D].广州：广州中医药大学，2013.

[6] 王东,贾永,姬生国.近红外光谱法对不同蒸制时间地黄的鉴别研究[J].光谱实验室，2010，27(4)：1356-1360.

[7] 徐颖，吴纯洁，孙涛.炮制前后马钱子的近红外光谱法鉴别初探[J].时珍国医国药，2014，25(8)：1895-1896.

[8] 高荣强，范世福.现代近红外光谱分析技术的原理及应用[J].分析仪器，2002(3)：9-12.

(责任编辑：余 婷)

Aconiti Lateralis Preparata Processing before and after the Comparative Study of Near Infrared Spectroscopy

Wu Wenhui1,Li wenbing2,Chen yongmei2,Hu Changjiang1*

(1.Chengdu University of TCM,Chengdu 610075,China;2.Neo-Green Pharmaceutical Co.，Ltd.,Chengdu 611930,China)

Objective:Observation of the medicinal materials and decoction pieces of Radix Aconiti Lateralis Preparata before and after processing is in the near infrared(NIR) spectral information difference.Methods:Technology combined with differential derivative and two order derivative and the spatial distribution map of Mahalanobis distance stereoscopic observation of Aconitum carmichaeli,black aconite,Radix aconiti lateralis Preparata near infrared (NIR)spectral information by using near infrared spectral analysis.Results:Three kinds of samples in the absorption wavelength of 4000～6000cm-1showed significantly different,mainly reflected in the baseline shift and absorption of the baseline is not consistent.Conclusion:After processing the medicinal materials and decoction pieces of Radix Aconiti Lateralis Preparata have definite chemical composition difference.

Aconiti Lateralis Preparata;Near Infrared；Processing

2015-05-14

四川省科技创新苗子工程(No.2014-088)

吴文辉(1986-)，男，成都中医药大学博士研究生，研究方向为中药炮制与临床应用。

胡昌江(1952-)，男，教授，成都中医药大学博士生导师，研究方向为中药炮制与临床应用。

R284

A

1673-2197(2015)19-0028-03

10.11954/ytctyy.201519012