茜草炮制前后红外图谱分析

崔丽丽，梁振华，高 莉，徐鑫丽，董鑫宇，罗娥娥，李昌勤*

1. 河南省功能食品工程技术研究中心，河南 开封 475004; 2. 河南省药食两用资源功能研究国际联合实验室，河南 开封 475004; 3. 开封市功效成分研究与保健食品重点实验室，河南 开封 475004

红外光谱技术在注重整体效果上和中药炮制非常一致，红外光谱谱图可显示样品中所有组分的光谱特征，并且组分的不同和含量的差异会在谱图上有清楚的表现。因此，红外光谱技术能够反映药材的整体特性，符合中医药的理论，从而可以利用其直接地对样本的品质进行宏观把握控制[1]。

茜草为茜草科植物茜草(Rubiacordifolia)的干燥根和根茎，味苦，性寒，归肝经，有凉血、祛瘀、止血、通经的功效，临床用于吐血、衄血、崩漏、外伤出血、瘀阻经闭、关节痹痛、跌扑肿痛[2]。炒炭后，其寒性减弱、味苦涩、性变收涩，以止血为主[3]，临床用于血痢、尿血、咯血、崩漏出血等[4]。本试验以茜草为研究对象，首次采用红外光谱技术，结合红外一维原谱与二阶导数谱，对茜草炮制前后化学成分的变化进行分析，以考察红外光谱仪在中药炮制品检测方面应用的可行性。

1 试验材料与仪器

1.1 仪器设备

IR Affinity-1s傅里叶红外光谱仪(岛津企业管理有限公司)、电子天平(佑科仪器)、HW-3型红外烘干箱(天津市拓普仪器有限公司)、DHG-9053A型电热鼓风干燥箱(上海一恒科学仪器有限公司)、AL204型十万级电子天平(梅特勒-托利多仪器有限公司)、100目分样筛(上虞市仪器纱筛厂)、平底锅、电磁炉、电炉、碾子、喷壶、研钵。

1.2 样品来源

茜草饮片于2016年9月购于河南禹州药材市场，经河南大学药学院中药研究所李昌勤教授鉴定为茜草科茜草属茜草(Rubiacordifolia)。茜草炭为本实验室自行炮制。

2 试验方法

2.1 样品制备[2]

茜草：取原药材，除去杂质及其残茎，抢水洗净，捞出，润透后及时切段，干燥。

茜草炭：取净茜草段，置锅内用武火加热炒至表面焦黑色，内部棕褐色，用喷壶喷淋清水少许，灭尽火星，取出，放凉。

2.2 方法学考察

茜草粉碎，过100目筛。粉末均采用KBr压片法，取样品2.0 mg，KBr 100.0 mg于玛瑙研钵内，在红外干燥箱内充分研磨均匀，然后取粉末15.0 mg于模具中，压力为2 tons，压成均匀、透明的薄片，在室温下对所压的片进行扫描，获得各样品的一维红外谱图。扫描条件：光谱测量范围4 000～400 cm-1，扫描信号累加20次，扫描时实时扣除水和二氧化碳的干扰。

2.2.1 精密度考察

将同一茜草样品连续扫描5次，将所得到的图谱进行相似度比较，各图谱相关系数分别为1.000 0、1.000 0、0.999 9、0.999 9、0.999 9，RSD=0.005 477 6%，表明精密度良好。

2.2.2 重现性考察

取同一茜草样品，分别称量，重复压片5次，逐一进行扫描测定，对所得的红外谱图进行相似度比较，各图谱相关系数分别为1.000 0、0.999 4、0.988 4、0.988 9、0.994 5，RSD=0.559 6%，表明该方法具有良好的重现性，符合试验分析的要求。

2.2.3 稳定性考察

取同一茜草样品片放入真空干燥器内保存，每隔0.5 h测定一次，对所得到的图谱进行比较，结果在3 h内所测得的图谱基本一致，各图谱相关系数分别为1.000 0、0.999 3、0.998 5、0.998 3、0.998 0、0.997 7、0.997 1，RSD=0.099 8%。表明样品在3 h内稳定性良好。

2.3 样品检测

茜草、茜草炭干燥后，粉碎，过100目筛。取茜草及茜草炭样品各2.0 mg，按2.2项下方法检测。

3 结果与分析

3.1 生品及炮制品的一维红外光谱分析

图1 茜草生品和炮制品的红外光谱图

进一步选取不同波段进行分析，见图2。茜草炭品与其生品相比，炒炭后在3 861.49 cm-1及3 741.90 cm-1处均出现一个新的吸收峰，而2 858.51 cm-1处的峰消失。3 421.72 cm-1及2 927.94 cm-1为多糖的特征峰，炒炭后二者的强度均增强。

图2 茜草生品和炮制品在4 000～2 600 cm-1波段的一维原谱图

1 647 cm-1处的峰炒炭后红移至1 643.35 cm-1，1 612.49 cm-1炒炭后峰的强度增大；炒炭后在1 516.05 cm-1、1 450.47 cm-1处出现新的吸收峰。1 435.04 cm-1处的峰发生红移至1 427.32 cm-1，1 381.03 cm-1炒炭后红移至1 373.32 cm-1，且峰的强度明显增大，1 242.16 cm-1处的峰炒炭后强度增大，峰形变钝且蓝移至1 265.30 cm-1；炒炭后1 157.29 cm-1处出现新的吸收峰，1 033 cm-1处的峰炒炭后强度略有降低，峰形变钝并且红移至1 053.13 cm-1；炒炭后779.24 cm-1处的峰强度增强，659.66 cm-1处的峰炒炭后强度增大且蓝移至663.51cm-1，524.64cm-1的峰炒炭后强度增强，且红移至520.78 cm-1。466.77cm-1处的峰强度增强且蓝移至470.63 cm-1。424.33 cm-1处炒炭后出现新的吸收峰，见图3。

图3 茜草生品和炮制品在2 000～400cm-1波段的一维原谱图

3.2 生品及炮制品的二阶导数谱分析

图4 茜草生品和炮制品的二阶导数谱

茜草与茜草炭的二阶导数谱在4 000 ～2 700 cm-1、2 000 ～400 cm-1均有明显差异，总体上看炒炭后峰的强度增大。

进一步选取不同波段进行分析，则可以看出，炒炭后样品中低波数出现明显强单峰，在茜草生品中3 784.34 cm-1峰含右肩峰，而在茜草炭中为双峰，且峰的强度明显大于茜草生品，3 687cm-1峰炒炭后蓝移至3 695.61 cm-1，且变为尖强峰。3 637.75 cm-1炒炭后红移至3 633.89 cm-1且强度增强。茜草生品3 394.72 cm-1含右肩峰，茜草炭3 398.57 cm-1为双峰，且3 398.57 cm-1峰强度大于3 394.72 cm-1。在茜草生品中2 993.52 cm-1处不含有左肩峰，而在茜草炭中含有左肩峰，且峰强度增大。2 900.94 cm-1在茜草生品中含右肩峰，炒炭后右肩峰消失。

图5 茜草生品和炮制品在4 000～2 700 cm-1波段的二阶导数谱

茜草生品中1 708.93 cm-1含有右肩峰，炒炭后右肩峰消失且峰蓝移至1 689.64 cm-1，茜草生品在1 581.63 cm-1处含右肩峰，炒炭后变为双峰。1 400.32 cm-1在茜草生品中含左肩峰，炒炭后左肩峰的强度增大。1 184.29 cm-1处在茜草生品中有左肩峰炒炭后左肩峰消失。此处图中数据标错图中写的1 084.29在茜草生品中1 087.85 cm-1及1 065.85 cm-1的峰强度比例相差不大，炒炭后1 065.85 cm-1蓝移至1 045.42 cm-1，且两峰的峰强的比例增大。937.40 cm-1、860.25 cm-1峰在茜草生品中不含有右肩峰，炒炭后出现右肩峰。860.25 cm-1炒炭后出现右肩峰，且向红移至864.11 cm-1。543.93 cm-1峰炒炭后蓝移至540.07 cm-1，且峰的强度增大并出现左肩峰582.50 cm-1。见图6。

图6 茜草生品和炮制品在1 900～400cm-1波段的二阶导数谱

4 讨论

目前对茜草炮制前后有关化学成分的研究较少，且研究对象大多是单一的化合物或者是总蒽醌类，主要集中在大叶茜草素、羟基茜草素和1,3-二羟基蒽醌3种成分[5-7],炮制后总蒽醌以及萘醌大叶茜草素含量降低[8]，1,3二羟基蒽醌含量显著增加[9]。茜草炮制前后的一维谱图中的3 421.72 cm-1、3 344.57 cm-1为O-H的伸缩振动吸收峰，1 643.35(1 647.21) cm-1的吸收峰可能同时包含芳香环骨架振动吸收以及共轭羰基的伸缩振动吸收峰，1 612.49 cm-1、1 516.05 cm-1为芳香环骨架振动吸收峰，此两类峰为醌类化合物红外光谱的主要特征峰。本研究团队在应用红外光谱技术分析白芷炮制前后有效成分含量复化的基础上[10]，对茜草采用红外光谱法对茜草炮制前后化学成分的整体变化进行测定，茜草炭炮制后的图谱就一维图谱分析，发现3 600cm-1左右新增两处吸收峰，3 400 cm-1、2 900 cm-1处的峰增，这说明可能会有部分含羟基的物质增加，强二维谱图中可以明显看出3 000 cm-1以上的峰的强度有明显的增强，1 800 cm-1波长下的图谱峰的位置和峰形有明显的变化。有实验研究[11]表明，茜草炮制后大叶茜草素的含量减少，羟基茜草素，1,3-二羟基蒽醌含量增加，本试验结果表明茜草炮制后其含羟基的物质含量增加的可能是羟基茜草素等多羟基醌类化合物。说明茜草炮制前后其化学成分发生了明显的变化，有部分化学成分增强，部分化学成分减少，从而影响其临床药理作用。

茜草生品及茜草炭品具有明显的红外“指纹”特征，可通过利用红外光谱技术快速鉴别药材生品及其炮制品。对比茜草生品、茜草炭品的一维原谱谱图及二阶导数谱图可以看出，二阶导数谱能够放大红外光谱上的细微差异，提高红外光谱的分辨率。若想增强对样本信息的表达，实现对相似混合物样本的区分鉴别，需借助二维相关红外光谱，通过红外光谱三级鉴别法进行进一步的分析。