基於近紅外光譜技術對硫磺熏蒸白芷的定性鑒別和定量研究
化學
作者：吳曉毅 巢誌茂 孫文 王淳
[收稿日期] 2014-01-28
[基金項目] 人力資源和社會保障部留學人員科技活動項目（人社廳函[2011]508號）
[通信作者] *巢誌茂，研究員，Tel：（010） 64014411-2869，Fax：（010） 64013996，E-mail
[作者簡介] 吳曉毅，博士研究生，E-mail
[摘要] 白芷中的香豆素類成分在硫磺熏蒸後顯著下降，因此需要對硫磺熏蒸的白芷建立快速定性鑒別，並建立歐前胡素含量定量模型，實現藥材質量控製的目的。該文使用近紅外（NIR）漫反射光譜技術采集硫磺熏蒸和非硫磺熏蒸的白芷的NIR光譜，以一階導數和矢量歸一化的方法進行預處理，采用OPUS/INDENT定性分析軟件Ward′s Algorithm法進行聚類分析，在8 806.0～3 811.0 cm-1的聚類分析結果可以簡單，快速地鑒別白芷是否被硫磺熏蒸。同時，以高效液相色譜法測定的歐前胡素分析值為參照，結合OPUS/QUANT定量分析軟件偏最小二乘法，建立歐前胡素含量的定量模型。該模型的相關係數（R2），內部交叉驗證均方差（RMSECV）和預測均方差（RMSEP）分別為0.982 8，0.006 8和0.011 8。建立的歐前胡素NIR定量模型可準確地用於快速測定白芷中歐前胡素的含量。
[關鍵詞] 白芷；近紅外光譜；硫磺熏蒸；聚類分析；歐前胡素
中藥白芷，為傘形科植物白芷Angelica dahurica （Fisch. ex Hoffm.） Benth. et Hook. f.或杭白芷A. dahurica （Fisch. ex Hoffm.） Benth. et Hook. f. var. formosana （Boiss.） Shan et Yuan的幹燥根。性溫味辛，歸胃、大腸、肺經，具有解表散寒、祛風止痛、宣通鼻竅、燥濕止帶、消腫排膿的功效，主要用於感冒頭痛、眉棱骨痛、鼻塞流涕、鼻淵、牙痛、帶下、瘡瘍腫痛等[1]。白芷的傳統產地加工方法主要采用硫磺熏蒸法，可使藥材快速幹燥，並解決藥材顏色發黃和生蟲等問題[2]。但近年來的研究表明，白芷硫磺熏蒸後，其中的香豆素類成分及藥效活性均顯著降低[3-7]。因此，鑒別硫磺熏蒸樣品，並完成白芷的質量控製指標——歐前胡素的含量測定對藥材質量控製以及用藥規範有重要的意義。當前鑒別硫磺熏蒸藥材及飲片的常用檢測方法有二氧化硫殘留量測定法[8]、改良古蔡氏法[9]、碘滴定-氯化鋇反應法[10]等，白芷中歐前胡素的含量常用高效液相色譜法進行測定[1，11]。這些鑒別和測定方法都需要對樣品進行損害性處理。近年來，近紅外光譜（NIR）技術因具有操作簡便、分析速度快、對樣品無損害、無化學汙染和可實現在線控製的優點，得到了迅速的發展和利用[12]，在藥物定性和定量分析中受到了廣泛重視和應用[13-15]。本文將近紅外技術與化學計量學相結合，采用聚類分析法完成了硫磺熏蒸和非硫磺熏蒸白芷的分類；同時采用偏最小二乘法建立歐前胡素定量分析模型，實現了白芷中歐前胡素含量的快速、簡便和準確測定。這些方便簡捷、不損害樣品的NIR技術，對白芷具有快速的質量評價價值。
1 材料
BRUKER MPA 型傅裏葉變換近紅外光譜儀，配有漫反射附件、樣品旋轉器和石英樣品杯、 PbS檢測器、OPUS/INDENT定性分析軟件、OPUS/QUANT定量分析軟件（德國BRUKER公司）；島津LC-20AT高效液相色譜儀（日本島津公司）。
歐前胡素對照品（成都普思生物科技有限公司，批號101228-01），乙腈、甲醇（色譜純，Merck公司），純水（娃哈哈純淨水），其他所用試劑均為分析純。
2012年10月，從河北安國市15個自然村的29個地塊隨機采挖白芷的根，除去泥土，晾幹。每個地塊選擇大小一致、無病蟲害、無機械損傷的白芷6根。其中3根趁新鮮直接切片後晾幹，即為非硫磺熏蒸的自然陰幹的白芷藥材，編號1NS至29NS；另3根進行了48 h的硫磺熏蒸，直到出現"淌淚"為止，即藥材變軟、表皮有少量液體滲出，達到傳統的硫磺熏蒸產地加工的基本要求，隨後切片，晾幹，即為硫磺熏蒸後的白芷藥材，編號為30S至58S。1NS和30S，2NS和31S，3NS和32S，……以此類推，均為同一個地塊的新鮮白芷根的2種不同加工方法獲得的實驗樣本。樣品經中國中醫科學院中藥研究所巢誌茂研究員鑒定為傘形科當歸屬植物白芷A. dahurica的根。
2 方法
2.1 近紅外光譜采集
取全部58個樣品，粉碎，過80目篩，40 ℃烘12 h，每批樣品取4 g，混合均勻後放入石英樣品杯中，輕輕振蕩使分布均勻，采用積分球漫反射測樣，分辨率8 cm-1，掃描64次，掃描範圍12 500.0～3 500.0 cm-1，溫度（25±1） ℃；相對濕度40%。每批樣品重複采集3張光譜，取其平均光譜用於數據處理。
2.2 歐前胡素含量測定
2.2.1 色譜條件 Dikma色譜住[Diamonsil（R）-C18， 4.6 mm×250 mm，5 μm]，柱溫35 ℃，流動相乙腈-水（0～10 min，10%～20%乙腈；10～18 min，20%～35%乙腈；18～48 min，35%～55%乙腈；48～68 min，55%～75%乙腈；68～75 min，75%～90%乙腈），流速1.0 mL·min-1，選用210～800 nm的Max Plot色譜圖。