蛹虫草红外指纹图谱研究进展*

马 健，杨俊杰

（信阳农林学院，河南 信阳 464000）

指纹图谱是中药化学研究中鉴定和评价中药或其各组分真实性、药性、稳定性的重要手段。利用红外光谱指纹特性，既不必对中药各组分的精准分析，也不必对中药各组分结构进行清楚呈现。直接以稳定、实用且针对性强的方法对中药各组分进行指纹特性呈现，相较于前两种方法则更为精准，也更具说服力[1]。由于红外光谱具有显著的宏观指纹特性，且药材化学组成的差异性决定了不同药材呈现出的整体红外光谱图具有显著差异，因而可以通过对中药各组分图谱信息叠加来实现对中药材的组分、质量、药性、真伪进行鉴别和判定[2]。在红外指纹图谱相关研究方面，孙素琴、詹泽苹、李华等进行了大量的研究，孙素琴指出在进行多组分中药鉴定上要特别注意同类官能团的进一步鉴定[3]；詹泽苹等则在蛹虫草（繁育品和野生品）和伪虫草（虫草花等）红外指纹图谱研究上对比其相似度，并对其一阶导数图谱与二阶导数图谱叠加对比，进一步确立虫草等多组分中药鉴定和质量控制体系[1]；王瑞华对蛹虫草红外指纹图谱的研究在一定程度上完善了蛹虫草质量标准体系建设，为我国中药质量控制实现有效化、全面化、科学化提供重要理论依据[2]。

蛹虫草又称北冬虫夏草、北虫草、北蛹虫草，是一种通过异宗配合有性生殖的子囊菌（Ascomycotina）[4]，具有区别于其他虫草的显著形态特征：其寄生蛹体的头部或节部往往单生或数个子座并生，且色鲜明艳丽，常为橘黄或橘红，蛹体则呈紫色[5]。《新华本草纲要》称其“味甘，性平”，是为益肾补阳、止血化痰等良药[6]；现代医疗化学系统通过大量实验和研究，明确了蛹虫草含有虫草素、虫草甾醇和糖醇类成分、虫草多糖、虫草多肽和无机元素成分、凝集素、纤维蛋白溶解酶、超氧化歧化酶、类胰岛素蛋白、黄酮类物质、胡萝卜素等多种活性成分，证实了蛹虫草的确具有以上两大功效外，还具有珍贵的药用价值[7]。

蛹虫草虽然是世界性分布，但其天然资源紧缺，于是人工培育、养殖的蛹虫草成为药用蛹虫草重要来源，但是不同产地、不同采收季节、不同采收部位、不同储存时间、不同加工炮制方法的蛹虫草药用成分及药性有很大差异[8]。因而科学化、精准化、便捷化的药性鉴定和评价成为促进蛹虫草培育及其相关产业发展的重要推力。

1 蛹虫草指纹图谱研究

1.1 中药指纹图谱

中药指纹图谱鉴别、鉴定中药需有一定基础和前提条件，例如对中药物质群整体作用的认识，一旦没有足够前提，中药指纹图谱鉴别能力将会大大降低[9]。中药指纹光谱分析不需要具体测试中药活性组分具体含量，具有很强的整体性、模糊性、全面性[10]。中药化学指纹图谱分析一般采用以下几种方法。

1.1.1 光谱法

利用被测中药不同物质对光的吸收性能的差异性，对中药不同活性物质和有机化合物结构进行鉴定和分析。中药化学鉴定通常采用红外光谱法、紫外光谱法、近红外光谱法等[11]。光谱法测得蛹虫草胞内多糖浓度[12]统计情况如表1所示。

表1 蛹虫草胞内多糖浓度统计情况Tab.1 Concentration statistics of intracellular polysaccharides of Cordyceps militaris

如表1可知，蛹虫草胞内多糖浓度样本集为60个，其中最大值为2.764 g·L-1，最小值为0.685 g·L-1，平均值为 1.677 g·L-1。

1.1.2 色谱法

由于中药样品各组分在不同相态中的选择性分配不同，对被测中药样品进行不同相态洗脱，达到分离不同中药组分的目的。色谱法又分高效液相色谱法、薄层色谱法、气相色谱法、超临界流体色谱法、高速逆流色谱法等[13]。

1.1.3 质谱法

被测中药各组分分子在质谱分析仪中会被裂解为碎片。由于分子差异性，这些碎片显示的图谱也存在差异性，故能较好鉴定中药组分。质谱法的检测统计结果如表2所示。

表2 质谱法检测蛹虫草胞内重金属含量标准Tab.2 Mass spectrometric method for detection of heavy metal content in Cordyceps militaris

如表2所示，其中质谱法检测蛹虫草胞内重金属含量在砷含量、铅含量、铬含量、铜含量、镉含量几个指标检测数值中均为存在超标情况。

1.1.4 核磁共振法

采用核磁共振法可以提取中药不同组分中特征性化学成分的纯化单体，具有很高稳定性、专一性。

1.1.5 X射线衍射法

利用不同物质、结构在X射线下产生的特定衍射图谱进行中药活性物质和结构鉴别。

1.1.6 免疫测定法

利用免疫学原理，将被测样品作为免疫原抗体进行中药活性物质测定。

因红外光谱分析仪往往体积小、测速分析快捷，并且红外光谱分析仪在抗压力、抗抖动振动以及温度变化等方面性质优越。在近年来，红外光谱分析还实现对中药原材料、成药、注射剂以及连续加工的中药材进行测定和监控，故红外光谱分析在中药加工和质量控制鉴别领域应用极为广泛。

1.2 蛹虫草指纹图谱样品常规制备

参照2005版《中国药典》相关规定，取4 mg蛹虫草样品与200 mg溴化钾粉末于玛瑙乳钵中并置于红外灯下研磨、混合均匀，置入压片模具中1 min左右，制成备试样品，放置于傅里叶变换红外分析仪中进行测试分析[14]。此外，为保证测试结果准确性、科学性，还需要对傅里叶变换红外分析仪以及样品制备方法进行稳定性、重复性测试。

2 蛹虫草红外指纹图谱分析进展

2.1 同类官能团指纹图谱分析

中药质量红外光谱评价体系重要建设者、清华大学教授孙素琴指出，采用红外光谱对中药多组分进行鉴定分析时要特别注意，多组分中药不同成分整体形成叠加峰，是由于这些不同成分具有同类官能团；这就需要在此基础上对目标物质组群进行逐级使用二阶导数红外光谱等分析能力更高的方法进行进一步分析；并且借助如相似度量化评价等多种识别手段对多产地、多组分中药进行质量控制分析和鉴别，尽可能真实、全面、宏观地反映所测中药样品整体信息[3]。蛹虫草红外指纹图谱分析结果如图1所示。

如图1可知，蛹虫草红外指纹图谱分析结果在营养成分上表现出多维空间，其中含有冬虫夏草含有虫草酸7%、蛋白质25%、脂肪8%，其中82%为人体不能合成而又必需的不饱和脂肪酸，碳水化合物29%，游离氨基酸12种，水解液氨基酸18种，虫草菌素、半乳甘露聚糖、麦角脂醇、六碳糖醇、生物碱、尿嘧啶、腺嘌呤、维生素B1、维生素B2、多糖及矿物质等[15]。

检测和分析过程的简洁化、高效化、合理化、便捷化是推动中药红外指纹图谱分析体系广泛应用的重要因素，在具体实践中不断检验、调整和完善该体系理论知识，提升多组分中药鉴别和质量控制水平。

2.2 虫草与伪虫草红外指纹图谱相似度分析

詹泽苹、李华等[1]对冬虫夏草繁育品种红外指纹图谱相关研究为我国多组分中药鉴别和质量控制探索出新的发展道路和思考方向。该研究将虫草（繁育品和野生品）和伪虫草（蝉花、虫草花等）进行红外测试，得到对应的红外光谱原图，再将虫草（野生品）红外光谱原图进行平均化处理得到平均图谱，作为虫草（繁育品）和伪虫草红外光谱标准参照图谱，而虫草和伪虫草的一阶导数图谱和二阶导数图谱则使用Norris导数过滤器对红外光谱原图处理而得[1]。表3为该实验部分虫草与伪虫草红外指纹图谱原图相似度对比图。

表3 虫草与伪虫草红外指纹图谱相似度结果Tab.3 Similarity results of infrared fingerprints of Cordyceps and pseudo Cordyceps

通过对比可以明显发现，虫草和伪虫草红外光谱图总体分布特征和相似度，虫草和伪虫草的红外光谱原图虽然具有较高相似度。但是虫草与伪虫草的一阶导数图谱和二阶导数图谱叠加对比图仍具有显著差异，充分显示红外指纹图谱法可以用于虫草等多组分中药鉴别的质量控制。

2.3 蛹虫草指纹图谱分析

王瑞华[2]在蛹虫草指纹图谱分析和质量标准方面的研究在一定程度上建全了蛹虫草质量标准体系建设，其中包含人工蛹虫草性状、检测和质量控制等，是蛹虫草质量评价标准体系中较为全面、系统的鉴别方法。除了参照国家中药色谱指纹图谱相似度相关评价体系对蛹虫草中的重要核苷类化合物虫草素等活性物质的鉴定之外，还重复考查和检测指纹图谱的稳定性和精密度，并就人工蛹虫草指纹图谱分析方法做出一定补充。其结果表明，该方法不仅能充分体现不同批次人工蛹虫草的产地一致性，还突出了蛹虫草药材本身的整体化学特征，对于蛹虫草质量控制和鉴定具有重要借鉴意义[16]。该研究也为蛹虫草质量控制标准理论建设提出一系列可行性建议。例如深入开展中药指纹图谱与中药药理作用相关性研究、中药重要质量标准活性组分化学性质与指纹图谱相关性研究、中药药物活性化合物结构与指纹图谱相关性研究，以及建立全面化、综合化、科学化指纹图谱库等，为未来中药指纹图谱发展指明新的方向[17]。

3 结论与展望

从蛹虫草与伪虫草的相似度研究及同产地不同批次蛹虫草质量控制研究，实现对蛹虫草红外指纹图谱与其主要活性物质化学成分信息较为全面的分析。但是由于我国该领域研究仍相对较少，研究人员缺乏相关参照品和参照数据，蛹虫草质量控制评价体系仍需进一步完善。

蛹虫草作为珍贵中药材，在经济和科技双重加持之下，实现广泛培育和养殖已然不是空谈。在蛹虫草有效活性组分鉴定和质量控制方面，指纹图谱分析技术弥补了传统中药鉴别方法的不足和一定缺陷，打破学科壁垒，促进多学科、多领域之间的有效互动和交流。