太赫兹光谱技术在中药大黄炮制品检测中的应用价值分析论文_胡清宇,姚锦平,李德成

1.山西药科职业学院 山西太原 030031;2.黑龙江民族职业学院 黑龙江哈尔滨 150066

【摘 要】本文采用太赫兹光谱技术对常见的四种中药大黄炮制品进行了检测研究,以比较炮制前后大黄炮制品的成分如何影响中药疗效。采用了化学计量学处理方法获得了中药大黄广谱数据,并按照炮制品种的种类分析了广谱数据。另外,采用了薄层色谱法对不同炮制方法的大黄进行了研究分析,得到的试验结果与变化规律相符。由此说明太赫兹光谱技术对中药炮制品成分具有敏感性,可以为相关研究提供参考。

【关键词】大黄炮制品;太赫兹光谱技术;广谱识别;成分分析

中草药在我国已具有上千年的历史,是我国的巨大民族财产。而在现代社会,科学技术不断发展,中医药现代化是其必然的发展过程。大黄是中药中的常用药物,通过炮制后可获得不同类型的成分,如生大黄、酒大黄、熟大黄、大黄炭等。现代医学研究证明,蒽醌类和鞣质类化合物在这一过程中具有十分重要的作用。它们会先与葡萄糖结合,形成一种苷元的物质。苷元物质中羟基位置不同,其所具有的药物性质也不相同。经过炮制以后,其基础成分发生了较大变化,但上述四种物质很难从形、色、味上加以区别。以往,研究人通常采用红外光谱法、拉曼光谱法对该四种物质的成分进行鉴别,但效果并不理想。太赫兹光谱法避开了检测过程中荧光的影响,并能够检测到中药成分间的分子作用力,因而逐渐受到研究人员的重视。

1 实验部分

1.1太赫兹时域光谱系统分析

本次研究中采用太赫兹时域光谱系统,其光源频谱宽度范围为0.2-2.8THz,温度设置为25℃左右,湿度控制在3%及以下,随后对四种不同的大黄进行测量[1]。在进行测试时,太赫兹系统中需充满氮气,以降低空气中的水分对太赫兹产生的影响。

1.2实验材料

本次实验中药配方包括生大黄、熟大黄、大黄炭与酒大黄。将上述大黄颗粒均匀研磨10min,随后采用压片工具将大黄粉末压片成型,控制力度标准为5t。压制后的样品片表面要平整,厚度应保持均匀,大黄使用量控制在50mg左右。

1.3数据处理

本次实验中所有样品数据均使用太赫兹光谱系统进行采集,每次采集进行多次平行测量,然后处理相关数据,并与化学计量主成分分析法(principal components analysis PCA)结合建模进行分析[2]。

在实验过程中,首先对氮气中的太赫兹时域波进行测量,并将测量结果作为参考依据,随后测量穿透过样品之后的太赫兹时域波普,将其作为样品信号,进行傅里叶变换得到得到相对应的频域谱[3],然后根据菲涅尔原理,获得样品的折射率n(ω)与吸收系数a(ω),计算如下:

通过对表1的数值进行对比可以发现,采用不同的炮制方法,大黄炮制品中的成分呈现明显的变化,且具有一定的规律性,比如大黄炭与生大黄比较,其鞣质、结合蒽醌的变化量是最大的,随后是熟大黄,而酒大黄的变化量是所有炮制品中最小的。由此可以得出,在炮制大黄过程中,方法越强烈,鞣质类与蒽醌类化合物的变化就越明显。

四种大黄炮制品光谱数据经过解析之后出现了巨大的差异性,通过观察可以发现,生大黄和酒大黄二者距离很近,对比TLC测得炮制前后基础物质分析结果,可见二者在总蒽醌类化合物质量分数差别也是很小的,只有不足3‰的差距,鞣质类化合物基本不变。而在熟大黄和大黄炭中,与生大黄相比蒽醌类化合物的质量分数发生明显的变化,鞣质成分几乎消失,其在熟大黄中的相对变化率有50%,在大黄炭中的变化更大,有90%左右[7]。由此可以得到,太赫兹光谱能够反映出中药炮制品中基础物质成分之间的相互作用信息,对炮制品中按类区分的基础成分敏感,同时能够把基础成分含量不同的炮制品区分出来。相对于薄层色谱这类化学方法的过程中都需要添加有毒试剂、不能达到绝对无损的特点,太赫兹光谱技术无损、环保的特点就更有发展前景。

3 结语

通过本文研究发现,在中药的炮制过程中,药物内部的物质结构及分子间的作用都会发生改变,这也是其临床药效不同的原因之一。这种变化可以通过太赫兹光谱技术加以检测。以大黄炮制品进行研究后表明,该检测技术不仅能够量化炮制品中的差异性,同时还发现光谱的变化主要受到内部的蒽醌、鞣质这两类基础物质成分的影响。由此也说明,应用太赫兹光谱技术对现代中药炮制品进行鉴定研究可靠性较高,这对于我国中医药的现代化发展具有重要意义。

参考文献:

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[2]齐亮,赵茂程,赵婕,唐于维一.光谱预处理对太赫兹光谱预测猪肉K值的影响[J/OL].食品科学,:1-9(2017-08-02)

[3]王潇霖,连艳,郑潇潇,陈虹宇,尹显梅,蒋桂华.太赫兹光谱技术在中药鉴别中的研究概况[J].中药与临床,2017,8(01):14-17+13.

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[5]陈涛.基于主成分分析和模糊识别的生物分子太赫兹光谱识别[J].量子电子学报,2016,33(04):392-398.

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[7]张卓勇,宋月.基于BS结构的太赫兹光谱数据库的设计与实现[J].光谱学与光谱分析,2015,35(09):2469-2472.

作者简介:胡清宇(1980-),女,硕士研究生,讲师,山西药科职业学院,主要从事药品检测、药品开发领域的教学研究。山西省太原市小店区民航南路16号,邮编030031。

李德成(1982-),男,硕士研究生,副教授,黑龙江民族职业学院,主要从事中药、中药制剂及设备研究。邮箱ldc5272009@163.com,黑龙江省哈尔滨市哈南工业新城核心区哈南十五路1号,邮编150066。

论文作者:胡清宇,姚锦平,李德成

论文发表刊物:《中国蒙医药》2018年第10期

论文发表时间:2018/11/23

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太赫兹光谱技术在中药大黄炮制品检测中的应用价值分析论文_胡清宇,姚锦平,李德成
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