紅外光譜指紋：中藥快速識別的“武器——訪清華大學分析中心副主任孫素琴

紅外光譜指紋：中藥快速識別的“武器——訪清華大學分析中心副主任孫素琴

紅外光譜“指紋”：中藥快速識別的“武器

——訪清華大學分析中心副主任孫素琴

2003年12月31日

將中藥材地黃的樣品研磨成粉末，取1～2毫克，加入溴化鉀，在研缽中研磨、混勻，然后轉移到模具中，在低真空環(huán)境中壓成透明的薄片，放入紅外分光光譜儀，并啟動電腦上的相關程序，一條上下起伏的曲線便呈現(xiàn)在屏幕上。通過與標準圖的對比，孫素琴教授告訴記者：受檢的地黃還不“熟”，屬于早期采收的產品。

整個檢測過程用了不到5分鐘。這是記者近日在清華大學分析中心見到的一幕?！斑@種檢測方法特點是快捷、簡單、易于操作，且準確率高，我們叫它‘傻瓜檢測法’?！睂O教授不無自豪地說。

走出實驗室，記者就利用紅外光譜“指紋”快速識別中藥的有關問題采訪了孫教授。

記者：作為國家中醫(yī)藥管理局重大科技項目“中藥材光譜法快速檢測系統(tǒng)”的第一承擔人，您能談談紅外光譜“指紋”在識別中藥方面有哪些優(yōu)點嗎？

孫素琴：利用紅外光譜“指紋”特性作為藥物鑒定依據的紅外光譜法已成為各國藥典普遍采用的分析方法。但是，中藥材、中藥飲片和中成藥是遠比西藥復雜得多的混合物體系，圖譜的解析困難，因此，常規(guī)的紅外光譜法在較長時期內未能在中藥質量控制和管理中發(fā)揮其應有的作用。在國家中醫(yī)藥管理局的支持下，我們將紅外光譜法與計算機輔助解析技術(二維相關紅外光譜法、化學計量學、模式識別和人工神經網絡等)應用于中藥的鑒定，通過多年的研究，目前這項技術已通過國家中醫(yī)藥管理局專家組的驗收。

采用這種方法無需對中藥進行提取、分離等繁雜的化學處理，而是直接進行紅外光譜檢測，因而，強調中藥的整體性，不喪失其原本性和配伍性，符合中藥中醫(yī)辨證施治的原則，以綜合、宏觀、非線性的分析理念和質量控制模式來評價中藥的真?zhèn)蝺?yōu)劣，以一定的量化指標評價中藥的穩(wěn)定性和一致性，基本解決了質量標準化的問題。它不僅能快速、準確地區(qū)分中藥材及其制劑的真?zhèn)?，在相對保證藥材真實性、道地性和代表性的前提下，還可區(qū)分中藥材是栽培或野生，是個體或商品，及其不同的生長環(huán)境、采收期、部位和等級。應該說，這是中藥研究方法學的一個重大突破。

記者：紅外光譜“指紋”識別中藥在理論與應用方面，目前的進展如何？

孫素琴：近年來，我們測試了280種對照藥材、20種偽品藥材、4種不同產地的藥材、400多種中藥配方顆粒（其中包括同一廠家不同批次的配方顆粒）和20多種不同廠家生產的中藥注射劑，共計2000多張紅外光譜、二級導數譜和幾百張二維相關紅外譜，結合化學計量學方法對譜圖進行了分析。實驗表明，差異較大的不同種中藥僅用一般的紅外譜圖就可以簡單做出判定，差異較小的不同種中藥材（包括不同產地的中藥材）采用紅外譜圖和二級導數譜圖相結合作為判定的依據較為合適，紅外譜圖和二級導數差異較小時則可憑借二維相關紅外光譜判定。這三級鑒定可以相互補充和相互佐證。

研究表明，紅外光譜“指紋”有幾種用途：中藥材及其制劑的真?zhèn)舞b定；野生和栽培藥材的聚類分析和識別；藥材品種的分類與鑒定；判定輔料的用量；制藥工藝的穩(wěn)定性檢查等。我們知道，因中藥材成分復雜，且生長環(huán)境（如地質、氣候條件和地形等）、栽培期不同，其功效也有明顯區(qū)別，如：野生和栽培丹參從外觀形態(tài)不易辨認，但對比兩者的中紅外和遠紅外譜，則能很好地將兩者區(qū)分開來；另外，通過比較產品的二維相關紅外光譜圖，還可推斷產品在生產過程中是否發(fā)生氧化，從而監(jiān)控生產過程和生產工藝。

記者：紅外光譜“指紋”在系統(tǒng)化和標準化方面，還有哪些急需開展的工作？

孫素琴：一是盡快建立具有我國自主知識產權的“中藥紅外光譜數據庫”。大量采集不同的中藥材，包括同科同屬不同種、真?zhèn)嗡幉?，在相對標準的測定條件下，獲得各種中藥材的標準譜圖，根據譜圖的特征性建立數據庫。這是中藥國際化和標準化最關鍵的一步。

二是建立完整的紅外光譜——模式識別系統(tǒng)。根據獲得的標準譜圖，建立可識別的模型系統(tǒng)。該系統(tǒng)能將復雜的混合物體系簡單化，既突出中藥的整體性，又強調檢測儀器的價廉易得、便于操作，同時具有數據可靠、速度快的特點。這是通用質量標準普遍推廣的必要條件。

三是盡快確定中藥制劑的紅外對照參考譜圖。以此與相應的產品做比較，可以很快確定產品的真?zhèn)蝺?yōu)劣及批次。這是保證中藥制劑相對可控性的關鍵。

四是建議國家藥典納入紅外指紋圖譜。采用紅外光譜“指紋”觀測中藥材及其制劑的整體效應，以每種中藥的紅外“指紋”鎖定“全貌”，進行中藥的宏觀質量控制并結合色譜技術，測定中藥的指標成分或有效成分，從而實現(xiàn)對中藥微觀質量的控制。

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