基于现代处理技术的中药材检测与鉴定

白文荣

我国中药材种类繁多、资源丰富，且各地中药材的来源较为复杂，市面上存在诸多炮制品、野生品、混淆品、习用品等，中药本身的性质和不规范的市场环境，给中药材的检测、鉴定带来了诸多影响。在药材鉴定方面，我国广泛应用的性状检测、来源检测、显微检测、理化检测等方法，虽然在实践中取得了一定的成效，但是仍旧存在一定的局限性，最终鉴定、检测结果极其容易受人为因素影响。而随着现代处理技术的不断发展，DNA分子诊断技术、生物免疫技术、图像处理技术、ITS2条形码序列鉴定技术等，在中药材鉴定、检测方面得到了应用，为给广大从业者提供有价值的参考，本文以这些现代处理技术为主要对象进行详尽论述。

1 DNA分子诊断技术

DNA分子诊断技术在实际使用中又被称为DNA分子标记技术，该技术利用中药材植物遗传物质的特异性、多态性来判断中药材内在基因的分布以及中药材应有的性状表现。目前，我国临床上应用的中药材大致可分为植物药材、动物药材两种，而动植物本身有着特定的DNA特异性以及多态性，利用DNA分子诊断技术就可规避外部显性干扰因素或者遗传特性在表现过程中出现的环境因素，直接分析出被鉴定对象的DNA差异[1]。

DNA分子诊断技术是一种行之有效的分析方法，可直接揭示出中药材特有的DNA片段，并实现有效的测序，然后以此为基础来制备相应的DNA探针，利用探针便可对被鉴定药材进行分析。应用DNA分子诊断技术，只要能够找到中药材的特定DNA多态性，便能够通过统一的探针来实现对同种中药材的鉴定，故DNA分子诊断技术也呈现出高效率、高便捷性等优势[2，3]。国内学者近年来，针对DNA分子诊断技术开展了诸多研究，目前已经能够实现利用PAPD对多种中药材的分析，进一步提高了DNA分析的准确性以及效率。在中药材的DNA分子遗传标记研究方面还涌现了一大批相关检测技术，如DNA指纹图谱、位点标异小卫星、RFLP、PAPD、扩增片段单键构象多态DNA分子克隆、扩增片段单键构象多态DNA分子克隆等，这些技术进一步拓展了中药材DNA检测、鉴定的科属范围以及分类单元[4]。

2 生物免疫技术

生物免疫技术适用于检测同属中药材，该方法克服了传统电泳检测方法的缺陷。不同中药材中含有的特异蛋白质有着一定的差异，这些特异蛋白质表面存在小部分氨基酸，它决定了抗体、抗原的特异性，同时这部分氨基酸本身也具备一定的免疫特异性，以此为基础就可实现对动物药的有效鉴别。

目前，生物免疫技术在中药材检测、鉴定方法上得到了一定的应用，尤其是针对动物药材的鉴定。可通过结合动物的血液，制备出相应的血清，再将血清和相关动物药材进行反应，就可出现肉眼可见的现象。这种方法可准确地验证出中药材本身的种属特异性，以准确无误的鉴定鳖甲、虎骨等药材[5，6]。

3 图像处理技术

图像处理技术是中药材检验中所应用的新技术方法，它本身的技术原理有别于分子鉴定、化学鉴定等以理化科学为基础的鉴定技术。图像处理技术本身无需破坏中药材，且整个鉴定过程无需接触中药材，其本身效率较高且准确度较高，近年来受到业界的高度关注，而图像处理技术又可详细区分为多种技术方法，具体如下。

3.1 图像聚类分析技术 图像聚类分析技术是一种利用计算机对随机信号进行定量分析的技术方法，图像聚类分析技术可实现对图像区域的有效区分，然后再进行下一步分析，如今使用的图像区分方法越发多元化，具体为模糊区分、统计区分、神经网络区分、智能区分等，这些方法在生物学研究以及临床医学研究中得到了较为广泛的应用。同时，国内外学者将不同的区分方法和图像聚类分析技术实现有机结合，并将其在中药鉴定中进行了应用。如，利用红外光谱分析技术+图像聚类分析技术，就可实现对丹参药材的鉴别，并在建模、向量计算、自适应计算的基础上，构建出丹参药材的鉴定标准；HPLC图谱+图像聚类分析技术，可实现对中药材质量的分析；SIMCA+图像聚类分析技术就可在已经建成的中药材混合成分模型基础上，实现对其红外光谱差异的快速区分[7，8]。

3.2 图像模式识别技术 图像模式识别技术是以傅里叶变换、傅里叶分形、小波变换、人工神经网络理论以及数学工具为基础的技术，图像模式识别技术可直接提取出被测图像目标区域的形状特征、色彩特征、大小特征、纹理特征等，同时结合计算机图像处理技术以及体视学原理，利用这些特征，实现对被测物类型的识别。目前，图像模式识别技术已经在中药材鉴定中得到了广泛应用，该技术主要是利用被测中药材图像的密度、几何形状、色彩特征、密度等因子参数，实现对正规中药材和炮制品的对比，同时揭示出中药材本身的数值分类，通过海量的数据内容归类出相应的规律、特征，并构建出图像识别鉴定标准，为相近药材鉴定、炮制品鉴定提供可靠数据参考[8-10]。

3.3 文本图像检索技术 文本图像检索技术由来已久，早在上世纪七十年代，在信息化领域就得到了广泛应用。文本图像检索技术主要是对相关的文字说明进行总结，然后整合文字说明相关图像，以现有的图像、文本数据为基础对对象物进行检索[11]。文本图像检索技术是一种描述性检索技术，该技术方法需要有可靠且准确的可视化数据内容作为基础，并要辅以高效率且有效的算法。在中药材鉴定领域，文本图像检索技术可将中药材相关的标本图、植物图实现有效整合，并通过扫描、归纳、整合、处理的方式，结合滤波、增强、压缩、编码后，构建起和中药材鉴定相关的数据库，并结合相关的理化知识，以其特征构建特征代码库。然后在鉴别的过程中，以关键字的方式输入相关代码，并检索图像信息，就可以特征来揭示某一种中药材。如今，文本图像检索技术已经可实现对临床上250中常用中药材的23个形状指标进行鉴定，计算机可直接找出相关的中药品种。

4 ITS2条形码序列鉴定技术

结合中药材植物DNA条形码IT32序列片段，就可实现对中药材的真假鉴定，基于中药材本身的IT32序列，结合NJ邻接法，构建出中药材理化相关聚类树，从中就可直接分析出中药材的特异性以及单系性，从而可实现对其他炮制品、伪品的区分[12-14]。

ITS2条形码序列鉴定技术对设备的要求相对比较高，需要使用DNA 提取研磨仪、PCR仪器、测序仪等，将中药材取样之后，利用DNA提取研磨仪所制成的粉剂，然后提取其中的DNA，经过PCR仪器处理后的最终数据为“测序峰图”，可采用校对、拼接的方式去除“测序峰图”中的“引物区”，然后结合已有的中药材IT32序列研究成果，采用注释的方法获得相关间隔序列，利用软件MEGA进行比对之后，可直接判断出药材种内、种间变异差异以及中药材混伪品的物种间 ITS2 序列聚类差异。

这里以临床上经常使用的中药材“佩兰”为例，“佩兰”在我国广东、广西、福建等地广泛应用，但是实际上，经常有“佩兰”和“泽兰”混淆使用的问题。但“佩兰”“泽兰”两种药材的药理截然不同[15]。“佩兰”的主要功效为理气、化湿醒脾，而“泽兰”的功效则为调经去瘀、活血行水。应用ITS2条形码序列鉴定技术，就可直接分析出佩兰种内的最大K2P距离以及种间最小的K2P距离，通过分析“佩兰”ITS2序列NJ树以及“佩兰”仿品或者“泽兰”ITS2序列NJ树，可实现对药材的有效区分、鉴别。

5 结语

综上所述，现代技术在中药材鉴别中广泛应用是中药材鉴定行业的必然发展趋势，是中医药市场规范的必然现象，文中仅阐述了几种具有代表性的现代处理技术，但这些技术只是中药鉴定中应用技术的“冰山一角”。现代处理技术在中药鉴定中的确取得了喜人的成果，但是仍旧存在一定的问题。现代处理技术对中药材的鉴定缺少统一的规范标准；现有的现代处理技术只能够从某一个方面对中药材进行鉴定，在鉴定的过程中，无法实现全方位的对照、印证；现代处理技术在中药材鉴定中的应用仍旧处于发展阶段，出现的技术问题目前还有待解决，但不可否认现代处理技术的巨大发展潜力。对中药材进行鉴定的方法多种多样，如何实现各种技术的互补，也是需要进一步深究的问题。