基于3D景深合成技术的蝉蜕药材鉴别研究

2020-03-13郭利霄薛紫鲸侯芳洁孙宝惠郑玉光郑倩

中国药房 2020年4期

郭利霄薛紫鲸侯芳洁孙宝惠郑玉光郑倩

摘要目的：建立蝉蜕药材的现场快速鉴别方法。方法：采用3D景深合成技术，从样品喙的长短、上唇的大小及明显程度、下唇突出的程度及其上横沟的颜色、足部主刺和侧刺的数量以及形态、腹部气门的明显程度、腹板数目、侧板的数目及形态、背板环数、尾器等方面对50批蝉蜕及其混淆品样品进行鉴别。结果：50批样品中，S1～S5、S26～S30、S36～S50为真品蝉蜕;S21～S25为真品蝉蜕增重后的混淆品;S31～S35为真品蝉蜕提取后的混淆品;S6～S20分别为焰螓蝉、山蝉、北京僚蝉蜕皮，均为混淆品。蝉蜕与其混淆品的主要鉴别特征为真品蝉蜕腹部腹面呈三角形，其余品种腹部腹面近平行;山蝉蜕皮气门明显，其余品种气门不明显;山蝉蜕皮尾器侧面观较其余品种尖锐;焰螓蝉蜕皮前足副刺和端刺呈锐角，北京僚蝉蜕皮前足副刺和端刺呈钝角。结论：该方法简便、可靠，可用于现场快速鉴别蝉蜕及其混淆品种。

关键词 3D景深合成技术;蝉蜕;混淆品;现场快速鉴别

ABSTRACT OBJECTIVE： To establish the rapid field identification method of Cryptotympana pustulata ecdysis. METHODS： 3D depth of field synthesis technology was used to identify 50 batches of C. pustulata ecdysis and its adulterants from the length of beak， size and protrusion degree of upper labial base， the protrusion degree of the lower labial base ecdysis and the color of its upper transverse groove， the number and shape of main and lateral spines on the foot， significance of abdominal valves，the number of webs， the number and shape of side plates， the number of tergum rings， terminaliae， etc. RESULTS： Among 50 batches of samples， S1-S5， S26-S30， S36-S50 were C. pustulata ecdysis; S21-S25 was adulterants of C. pustulata ecdysis after weight gain; S31-S35 was adulterants of C. pustulata ecdysis after extraction; S6-S20 were ecdysis from Tibicen flammatus， C. flammatta， Lyristes pekinensis， all of which were adulterants. The main distinguishing feature of C. pustulata ecdysis and its adulterants was that abdomen and ventral surface of C. pustulata ecdysis were triangular， and the abdomen and ventral surface of other species was nearly parallel; the valve of C. flammatta ecdysis was obvious， but those of other varieties were not obvious; the lateral appearance of terminaliae of C. flammatta ecdysis was sharper than those of other species; there was an acute angle between the front foot accessory thorns and the end thorns of the T. flammatus ecdysis， and an obtuse angle between the front foot accessory thorns and the end thorns of the L. pekinensis ecdysis. CONCLUSIONS： The method is simple， reliable and suitable for rapid field identification of C. pustulata ecdysis and its adulterants.

KEYWORDS 3D depth of field synthesis technology; Cryptotympana pustulata ecdysis; Adulterants; Rapid field identification

蟬蜕是一味常用动物药，为蝉科昆虫黑蚱（Cryptotympana pustulata Fabricius）的若虫羽化时脱落的皮壳，具有疏散风热、利咽、透疹、明目退翳、解痉的功效[1]，其主要化学成分为甲壳质、氨基酸、蛋白质和微量元素等，具有镇咳、祛痰、平喘、抗惊厥、解热消炎、清除自由基等作用，临床上多用于小儿夜啼、麻疹透发不畅、咽喉肿痛、破伤风等症的治疗[2-7]，其成品制剂有建民咽喉片、小儿柴桂退热颗粒[1]。全世界约有蝉科动物3 000余种，我国已知约210种，主要为黑蝉属、琴蝉属和尼蝉属，各省均有分布，且以南方为主[8]。《中华本草》中记载，同科动物鸣蝉（Oncotym pana maulatilouis Motsch.）、朝鲜黑背鸣蝉（O. coreana Kato.）、山蝉（Cicada flammata Dist.）、蚱蝉（C. atrata Fabricius.）等均可同等入药[9]。全国中药材及中药饮片抽验结果显示，蝉蜕不合格率为35%[10]，其主要原因为性状不符合2015年版《中国药典》（一部）规定[1]。近年来，蝉的若虫大量出现在餐桌上，使蝉蜕产量大大下降，虽有人工养殖蝉，但由于蝉科种类较多，其近缘物种外形相近，加之养殖者缺乏专业知识，导致“误养、误采、误收、误售”的现象，以致出现混淆品，而这些混淆品来自同科属，鉴别困难，从而影响真品的应用及疗效的发挥[9，11]。目前，关于蝉蜕的鉴别主要以性状[12-13]、显微特征[14]为主，所涉及的混淆品品种比较单一，且未有相关鉴别特征图，因此对于新出现的混淆品种，现有的鉴别方法已不适用。

3D景深合成技术可通过显微镜、照相机等设备将同一个场景不同聚焦下的图像融合在一起，得到全景深高清图[15]，该技术现已应用于中药鉴别领域，是传统鉴别手段的一种补充[16]。基于此，本研究采用3D景深合成技术从昆虫分类学角度对蝉蜕及其混淆品进行鉴别，旨在建立蝉蜕药材的现场快速鉴别方法，并为其真伪鉴别提供参考。

1 材料

1.1 仪器

VHX-6000型数码成像系统（日本Keyence公司）;Tough TG-5型照相机（日本Olympus公司）。

1.2 药材

50批样品（编号：S1～S50）的信息来源见表1。

2 方法与结果

2.1 样品处理与拍摄

取50批样品，以温水浸润后用软毛刷去除表面的泥土和杂质，清洗干净后将其头部、足部及其他观察部位分别用乳胶固定在载玻片上，并置于数码成像系统物镜下，用相机进行3D景深拍摄。

2.2 主要鉴别特征

参考2015年版《中国药典》（一部）[1]、《中华本草》[9]、《中药鉴定学》[16]后，从以下几个方面进行鉴别：（1）喙的长短;（2）上唇的大小及明显程度;（3）下唇突出的程度及其上横沟的顏色;（4）足部主刺和侧刺的数量及形态;（5）腹部气门的明显程度;（6）腹板数目;（7）侧板的数目及形态;（8）背板环数;（9）尾器。

2.3 鉴别结果

50批样品中，S1～S5、S26～S30、S36～S50为真品（即蝉蜕药材），来自黑蚱（C. pustulata Fabricius.）;S21～S25亦来自黑蚱，为真品蝉蜕增重后的样品（增重是指在蝉蜕的表面刷一层薄胶，或者通过添加一些泥沙、石膏等来增加质量），S31～S35亦来自黑蚱，为真品蝉蜕提取后的样品（提取是指提取其中的成分后，将药渣充当真品蝉蜕），S6～S10来自焰螓蝉[Tibicen flammatus（Dist）.]，S11～S15来自北京僚蝉（Lyristes pekinensis Haupt.），S16～S20来自山蝉（C. flammata Dist.），均为混淆品。上述鉴定结果与河北省药品检验所孙宝惠主任中药师的鉴定结果一致。来自黑蚱的蝉蜕药材特征示意图见图1，蝉蜕的处理品及其混淆品特征示意图见图2～图10。

2.4 蝉蜕药材及其混淆品的形状特征

2.4.1 黑蚱蜕皮（真品）样品略呈椭圆形、稍弯曲，体形稍大，表面黄棕色，透明，有光泽，长约3.5 cm、宽约2 cm（图2A）。头上触角1对，多已断落，复眼突出;额凸起，顶部稍尖，上有明显的横沟，横沟较粗，几无刚毛（图1A、图3A）。上唇密被长硬刚毛，毛孔明显，下唇伸长呈短管状（图4A）。前足主刺较尖锐，侧刺明显、与主刺相距较远，端刺基部联合，副刺和端刺呈钝角，掌部有刺2个（图1E、图5A）;中足胫节上有侧刺5个（4短1长）、短钝，跗节上有爪钩2个，较尖锐（图1F、图6A）;后足胫节上有侧刺5个，稍长、尖锐，跗节上有爪钩2个，较尖锐（图7A）。腹部呈三角形，气门不明显，有刚毛;有腹板6枚、侧板6枚，侧板呈长条形（图1D、图8A）;背板环9枚，环节明显，每块背板均有一条深棕色环，背板边缘呈浅黄白色（图1C、图9A）。尾器侧面观上翘、钝圆，呈短瓣状分离（图10A）。

2.4.2 焰螓蝉蜕皮（混淆品）样品略呈椭圆形、稍弯曲，体型较瘦，表面黄棕色，透明，有光泽;长约3 cm、宽约1.5 cm（图2B）。头上触角1对，多已断落，复眼突出;额凸起，顶部稍圆，上有稍浅的纹理，密被短刚毛，刚毛较硬（图3B）。上唇密被长硬刚毛，毛孔明显，下唇伸长呈长管状（图4B）。前足主刺尖锐，侧刺不明显、与主刺相距近，端刺基部稍联合，副刺和端刺呈锐角，掌部有锯齿1个（图5B）;中足胫节上有侧刺5个（4短1长）、长且尖锐，跗节上有爪钩2个，较尖锐（图6B）;后足胫节上有侧刺5个，长且尖锐，跗节上有爪钩2个，较尖锐（图7B）。腹部近平行，气门不明显，刚毛长，粗且多;有腹板6枚，侧板6枚，侧板近半椭圆形（图8B）;背板环9枚，环节明显，每块背板均有一条深棕色环，背板边缘呈浅黄白色（图9B）。尾器侧面观稍平直、钝圆，呈短瓣状分离（图10B）。

2.4.3 山蝉蜕皮（混淆品）样品略呈椭圆形、弯曲，体型较细瘦，腹部狭长，颜色稍深，呈红棕色，不透明，稍有光泽，长约4.5～5.3 cm、宽约1.5～1.8 cm（图2C）。头上触角1对，多已断落，复眼突出;额明显凸起，顶部稍圆，横沟明显，额上几乎无刚毛（图3C）。上唇稀被硬刚毛，毛孔明显，下唇伸长呈短管状（图4C）。前足主刺钝，侧刺不明显，端刺基部稍联合，副刺和端刺呈锐角，掌部有刺2个（图5C）;中足胫节上有侧刺5个（4短1长），短钝，跗节上有爪钩2个，尖锐（图6C）;后足胫节上有侧刺4个，尖锐，跗节上有爪钩2个，较尖锐（图7C）。腹部近平行，有刚毛，气门6对，5对明显可见，第1 对常被腹足遮挡;腹板6枚，侧板6对，侧板近半圆形（图8C）;背板环7枚，环节明显，背板边缘有深棕色环（图9C）。尾器侧面观尖锐，呈长瓣状分离（图10C）。

2.4.4 北京僚蝉蜕皮（混淆品）样品呈椭圆形、稍弯曲，体型较瘦，表面浅黄色，体轻，透明，有光泽，背部有明显的黑色横纹2条，长约2.5 cm、宽约1.5 cm（图2D）。头上触角1对，复眼突出;额明显凸起，顶部尖，横沟颜色浅，额上有长刚毛，较柔软（图3D）。上唇不明显、体积较小，密被长刚毛、柔软，毛孔不明显，下唇伸长呈短管状（图4D）。前足主刺钝，侧刺明显，端刺基部联合，副刺和端刺呈钝角，掌部有刺4个（图5D）;中足胫节上有侧刺5个（4短1长），短钝，跗节上有爪钩2个，尖锐（图6D）;后足腿节和胫节均有较硬的刚毛，胫节上有侧刺3个，稍长且尖锐，跗节上有爪钩2个，较短（图7D）。腹部近平行，气门不明显，有少量刚毛;腹板6枚，侧板5枚，侧板呈鱼鳞状（图8D）;背板环9枚，边缘无棕色环（图9D）。尾器侧面观上翘，钝圆，呈短瓣状分离（图10D）。

2.4 鉴别标准

根据前述样品鉴别结果，得出蝉蜕与其混淆品的鉴别标准见表2。

3 讨论

目前，中药材增重现象屡见不鲜，特别是在一些动物药材和贵重药材中较为明显[17-18]。市场调查发现，存在通过刷透明胶水或添加泥沙来增加蝉蜕体质量的现象，然而中医用药讲究用法用量，中药用量的不同，其药效也有所不同[19]，因此蝉蜕药材的增重现象可导致临床实际用药量的减少，进而影响疗效[20]。蝉蜕中含有的特征成分也是其药效成分，而混淆品不含或少含这些成分，因此使用混淆品可能会引起疗效的下降[21-23]。

3D景深合成技术可鉴别一些细小的特征，适用于中药材和中药饮片的现场鉴别，如鉴别正品与混淆品，中药材及饮片霉变、增重现象，该技术的应用为中药鉴定提出了新的思路[24-26]。本研究采用3D景深合成技术对蝉蜕及其混淆品种进行了鉴别，结果发现蝉蜕及其混淆品种的腹部腹面、气门、尾部以及前足这4个部位存在明显差异，黑蚱蜕皮腹部腹面呈三角形，其余品种蜕皮腹部腹面近平行;山蝉蜕皮气门明显，其余品种蜕皮气门不明显;山蝉蜕皮尾器侧面观较其余品种尖锐;焰螓蝉蜕皮前足副刺和端刺呈锐角，北京僚蝉蜕皮该部位则呈钝角。本方法可于现场快速地鉴别蝉蜕及其混淆品。

参考文献

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