不同产地木通的电化学指纹图谱研究△

陈龙梗，李欢欢，石慧慧，刘亚伟，杨青山，程旺兴

(安徽中医药大学 药学院，安徽 合肥 230012)

不同产地木通的电化学指纹图谱研究△

陈龙梗，李欢欢，石慧慧，刘亚伟，杨青山，程旺兴*

(安徽中医药大学 药学院，安徽 合肥230012)

目的：研究中药木通的电化学指纹图谱，考察反应温度、药材加入量等影响因素，并用电化学指纹图谱对不同产地中药木通进行鉴别。方法：采用B-Z震荡技术，将木通粉末加入以丙二酸为耗散物的BrO3-+H++Ce4++丙二酸振荡体系中，用电化学工作站记录数据，用Origin软件绘制电位(E)随时间(t)变化的曲线，计算数据，分析图谱。结果：考察了不同条件对B-Z振荡图谱的影响，获得了不同产地木通的电化学指纹图谱，并对其电化学指纹图谱进行了探讨。确定最佳实验条件为：温度310K、转速400r·min-1、药材加入量为0.2000g。结论：电化学指纹图谱简便、快速、直观，可方便地用于不同产地木通的区分和鉴别。

木通；电化学指纹图谱；B-Z振荡；鉴别

随着中药现代化研究的不断前进，人们对中药的研究也在不断地深入。中药是十分复杂的分析体系，中药药效是通过中药内部多种化学成分协同作用的整体作用，如何正确科学地进行中药品质的鉴别和质量的评价成为极具挑战性的分析问题[1-2]。电化学指纹图谱技术作为中草药指纹图谱的一个新的组成部分，能够全面反映中药化学成分整体群集特征[3-4]，该方法样品无需预处理，经济、简便、易行，在中药的质量控制中起着重要作用。目前，电化学指纹图谱技术已被用于不同产地中药材的鉴别[5-7]，也有研究利用电化学指纹图谱对中药成分的含量进行测定[8]。木通为木通科植物木通Akebiaquinata(Thunb.)Decne.、三叶木通Akebiatrifoliata(Thunb.)Koidz，或白木通Akebiatrifoliata(Thunb.) Koidz.var.australis(Diels)Rehd.的干燥藤茎。秋季采收，截取茎部，除去细枝，阴干。具有利尿通淋，清心除烦，通经下乳的功能。用于淋证，水肿，心烦尿赤，口舌生疮，经闭乳少，湿热痹痛[9]。

为了木通的用药安全和有效，需要建立快速、简便的鉴别测定方法对木通进行鉴别和质量控制。目前对木通的质量检测大多采用高效液相色谱(HPLC)法[10-14]，HPLC法具有很高的灵敏度和选择性，但是药材的前处理过程十分繁琐。本文研究了木通在以丙二酸作为耗散物的B-Z振荡体系中的电化学指纹图谱，并利用电化学指纹图谱对不同产地的木通进行区分和鉴别。

1 仪器与材料

1.1仪器

LK2005A型电化学工作站(天津市兰力科化学电子高技术有限公司)；FA1104N分析天平(十万分之一)；HS3120超声波清洗器(天津恒奥科技发展有限公司)；217型复合甘汞电极和213型金属铂电极(天津市兰标科技发展有限公司)；恒温夹套的玻璃反应器(安徽中医药大学自制)。

1.2试剂和药材

硫酸(上海苏懿化学试剂有限公司)；硫酸铈铵、丙二酸(国药集团化学试剂有限公司)；溴酸钠(天津市光复精细化工研究所)；实验所用试剂均为分析纯，所有溶液均以超纯水配制。

实验的中药材样本有广德县木通、金寨县木通、安徽中医药大学药植园木通和无为县木通，中药材样本由本校杨青山老师提供并鉴定为正品。

2 方法与结果

2.1木通电化学指纹图谱的测定

电化学振荡反应在连续搅拌的恒温水浴中进行，温度控制在(310±0.05)K，开启超级恒温仪调节反应器内温度为310K时，加入过50目筛的木通粉末0.2000g、12.0mL硫酸(3.0mol·L-1)溶液、6.0mL丙二酸(0.4mol·L-1)溶液和3.0mL硫酸铈铵(0.005mol·L-1)溶液于夹套反应器中，盖好带有温度计、电极和注射器的反应器盖。开启通过数据采集装置相连的计算机，以及磁力搅拌器(转速400r·min-1)，并开始计时。恒速搅拌5.0min时，将注射器中的3.0mL溴酸钠(0.2mol·L-1)迅速加入溶液，即刻点击菜单采集数据，记录E-t曲线至电位振荡消失为止，即获得电化学指纹图谱(见图1)。

2.2电化学指纹图谱的重复性

取同一产地中药材木通粉末，平行测定3次，得到其电化学指纹图谱(见图2)。由图2可知，同一产地的木通在相同实验条件下，测得其电化学指纹图谱的各种信息指标基本相同，由表1可知，木通的各项信息指标RSD≤3%，表明木通的电化学指纹图谱重现性良好。

图1 木通的电化学指纹图谱

图2 木通电化学指纹图谱的重复性

加入量/gt诱导/st振荡/st停振/sτ振幅/sΔEmax/VE起振/VE停振/V0.2004231.32225.92444.313.20.12370.89770.75890.2005243.42186.72452.013.20.12120.99120.79100.2002238.52225.52452.013.30.12081.04570.8062RSD(%)2.801.020.200.671.841.791.97

注：t诱导—诱导时间；t振荡—振荡寿命；t停振—停振时间；τ振幅—振荡周期；ΔEmax—系统振荡的最大振幅；E起振—系统开始振荡时的电位；E挺振—停止振荡的电位；下同。

2.3温度对振荡体系的影响

分别精密加入0.2000g过50目筛的木通粉末。测定水浴锅的温度分别为298K、303K、310K、313K、318K时的电化学指纹图谱(见图3)。图3和表2结果表明，随着温度的升高，诱导和振荡反应过程中各基元反应加快，指纹图谱的各个指标呈现了不同变化规律。随着温度的升高，诱导时间和振荡周期都变小，振荡寿命也相应变短。在温度为298K和303K时，振荡寿命较长，检测电化学指纹图谱所需的时间也比较长，不利于指纹图谱检测和研究。而温度在313K和318K时虽然振荡周期变小，振荡寿命也相应地变短了，但是振荡的幅度也变小了，不利于指纹图谱的分析和研究。综合指纹图谱的准确性和稳定性，选择本实验的最佳温度为310K。

图3 温度对木通电化学指纹图谱的影响

T/Kt诱导/st振荡/st停振/sτ振幅/sΔEmax/VE起振/VE停振/V298621.6--42.0-0.85310.5735303329.03870.43541.431.00.12750.86320.6678310207.0638.52431.517.50.10620.90100.6080313140.72121.41980.814.50.11430.86630.5814318123.4695.81572.410.00.10310.87100.6138

2.4药材加入量的影响

实验中分别加入过50目筛的木通粉末0.1000g、0.2000g、0.2500g、0.3000g、0.4000g，在310K下测定其相应的指纹图谱(见图4)，由图4可知，中药的用量不仅影响电化学指纹图谱的信息参数，而且会影响电化学指纹图谱形状。由表3可知，随着木通加入量的增加，其化学成分对振荡反应的抑制作用增强，体系振荡时间、振荡幅度和振荡周期逐渐变小。加入量为0.1000g时，振荡寿命较长，不利于指纹图谱检测和研究。当木通用量为0.2500g和0.3000g时，振荡的振幅和周期相近，但振荡的振幅都比用量为0.2000g的小很多，不利于图谱的分析。当用量为0.4000g时，振荡的振幅和周期同时都变得特别小，不利于图谱的分析研究。故选择0.2000g为最佳药材加入量。

中药用量对电化学指纹图谱影响还揭示出许多对评价同类中药质量非常有用的定量信息，根据表3数据，以木通加入量(m)与各定量信息之间的关系进行计算。实验数据回归结果表明，木通加入量(X)与停振时间(Y)有良好的线性关系(见图5)，线性方程分别为：Y停振=-6229.1X+3371.2，线性范围为0.1～0.4g，r=0.9995。

图4 木通不同加入量对电化学指纹图谱的影响

加入量/gt诱导/st振荡/st停振/sE起振/VΔEmax/Vτ振幅/sE停振/V0.1003252.02968.42757.50.90180.125013.6000.59180.2002245.82700.42129.50.86830.119713.5000.60800.2501259.52270.51792.50.90110.106413.0000.60700.3003265.32150.31488.00.87850.115314.1250.38180.4001237.41565.0896.00.86780.100213.2500.3712

图5 木通加入量与停振时间的线性关系

2.5搅拌速度的影响

分别精密加入过50目筛的木通0.2000g，将磁力搅拌器转速分别调为0、200、400、600、800r·min-1，测定其电化学指纹图谱(见图6)。如图6所示，当转速从0r·min-1增加到800r·min-1时，指纹图谱的周期都减小。由表4可知，当转速从0r·min-1增加到400r·min-1时，其最大振幅上升了0.10V，而当转速从400r·min-1每增加200r·min-1时其最大振幅只下降约0.01V。当转速为200r·min-1时，木通的电化学指纹图谱的振荡幅度比400r·min-1时小，振荡时间比400r·min-1长。而转速为600r·min-1和800r·min-1时，木通的电化学指纹图谱的振荡时间差不多，但振荡幅度比400r·min-1时小。综合考虑选择最佳转速为400r·min-1。

图6 不同转速对木通指纹图谱的影响

转速/r·min-1t诱导/st振荡/st停振/sE起振/VΔEmax/Vτ振幅/sE停振/V0245.32793.52548.30.89100.1110-0.5827200211.52465.52254.00.88300.104013.50.6211400255.82373.42117.70.90100.126113.30.6540600266.42326.52065.20.87800.112513.00.6590800234.02328.42094.40.86800.120213.20.6800

2.6不同产地木通的振荡指纹图谱

在上述最佳条件下，测定不同产地木通的电化学指纹图谱(见图7)，从图7和表5可看出，由于不同产地或来源的木通含有的化学成分不完全一样，使发生的化学振荡反应出现差别，因而E-t曲线的诱导时间、最高电位、起振电位、振荡周期、振荡寿命等各项数据也不相同，诱导曲线、振荡曲线的形状也能直观地观察到不同，这些特征都有助于利用电化学指纹图谱对不同产地的木通进行区别和鉴定。

注：a.广德县；b.金寨县；c.校药植园；d 无为县。图7 不同产地木通的电化学指纹图谱

产地t诱导/st振荡/st停振/sτ振幅/sΔEmax/VE起振/VE停振/V无为 235.82277.22512.917.50.12900.90730.6540广德 222.52392.02614.514.50.09500.87430.5750金寨 242.52133.92376.413.50.11600.86340.4194校药植园234.42194.32428.510.00.10700.92800.6073

3 结论

本研究利用封闭体系中以丙二酸作为耗散物的B-Z振荡体系详细研究了不同产地木通的电化学指纹图谱，并对电化学指纹图测定条件进行讨论。研究结果表明电化学指纹图谱适用于不同产地中药材木通的鉴别，且具有直观、重现性好和应用简便的特点。电化学指纹图谱是对中药材中所有成分对振荡体系的综合影响，药材加入量影响电化学指纹图谱的信息参数。可通过各参数信息与药材加入量的关系进行定性定量分析。因此，中药电化学指纹图谱技术是一种通用、经济、简便、易行和有效的鉴别和评价中药的方法，有着广阔的前景。

[1] 邹桂华，李守君，沈广志.半夏的电化学指纹图谱研究[J].中国实验方剂学杂志，2011，17(17)：100-102.

[2] 王融融，程旺兴，王晓钰，等.半夏的电化学指纹图谱研究[J].化学世界，2013，54(4)：197-200，222

[3] 张艳秋，陈伟秋，罗时旋，等.七种中草药电化学指纹图谱研究[N].佳木斯大学学报，2011，29(6)：890-892.

[4] 张秀莉，佟德成，李守君，等.中药大黄电化学指纹图谱研究[J].黑龙江医药科学，2010，33 (2)：21-22.

[5] 管艺，程旺兴，管越，等.不同产地白芍的电化学指纹图谱研究[J].中国现代中药，2011，13(4)：9-11.

[6] 程旺兴，陈佳，管艺，等.不同产地菊花的电化学指纹图谱研究[J].中药材，2011，34(6)：885-887.

[7] 孙长海，王瑜，徐明亮，等.不同产地莪术电化学振荡指纹图谱的研究[J].中国现代应用药学，2010，27 (10)：912-915.

[8] 祁永华，吴迪，刘丽.电化学指纹图谱法测定复方中药祛痘软膏剂含量[J].黑龙江医药科学，2015，38 (2)：64-65.

[9] 国家药典委员会.中华人民共和国药典：一部[S].北京：中国医药科技出版社，2015：63.

[10] 刘卫国，杨文钰.三叶木通指纹图谱研究[J].时珍国医国药，2006，17(8)：1510-1512.

[11] 张宁，肖娅萍，乐圆，等.三叶木通HPLC指纹图谱研究[J].中药材，2010，33(7)：1071-1073.

[12] 谢小霞，葛发欢.三叶木通药学研究现状与展望[J].现代医药卫生，2009，25(14)：2165-2167.

[13] 陈道阳，孙平川，黄健玲，等.不同产地甘木通药材多谱图鉴定及质量控制[J].中国药房，2012，23(7)：629-632.

[14] 武尉杰，万萌萌，曹雨虹，等.川木通的质量标准研究[J].中华中医药学刊，2015，33(2)：313-314.

StudyonElectrochemicalFingerprintsofAkebiafromDifferentOrigins

CHENLonggeng，LIHuanhuan，SHIHuihui，LIUYawei，YANGQingshan，CHENGWangxing*

(SchoolofPharmacy，AnhuiUniversityofTraditionalChineseMedicine，Hefei230012，China)

Objective：To identify Akebia by using electrochemical fingerprints.Methods：The B-Z chemical oscillating method was applied in the study，oscillating chemical reaction was studied in the system of BrO3-+H++Ce4++CH3COCH3.Akebia powder was added to the chemical oscillation system，electricity chemistry workstation record data，E-t curve drawing with Origin software，data calculation，analysis of map.Results：The influence of different conditions on B-Z oscillation pattern was examined，the different regions' electrochemical fingerprints were obtained.The optimum conditions were as follows：310K the temperature，400r·min-1the speed and adding0.2000g of Akebia powder.Conclusion：The electrochemical fingerprints can be used for identifying the Akebia.The established method is fast，convenient and it has the advantage of convenience，fast and intuitive.

Akebia；electrochemical fingerprint；B-Z oscillation；identification

10.13313/j.issn.1673-4890.2016.9.012

2015-11-09)

国家自然科学基金(81303177)

*

程旺兴，教授，研究方向：药物分析与电化学分析；Tel：(0551)68129162，E-mail：chengwangxing@gmail.com