红外光谱分析技术及其应用

成都医学院学报
Journ al of Ch engdu M edical College
2009S ep,4(3)
doi:10 3969/j.issn.1674 2257 2009 03 018
综 述
红外光谱分析技术及其应用
范雪芳, 徐 淼, 侯晓涛, 王 帅, 李洪宇, 张丽华
(北华大学药学院,吉林 132013)
摘要! 红外光谱(IR)分析技术是一门发展迅猛的高新技术,与传统分析技术相比,红外光谱分析技术具有分析速度快,样品用量少,无破坏无污染等特点。红外光谱测定的是物质中分子的吸收光谱,不同的物质会有其特征指纹的特性,利用红外指纹图谱技术对中成药进行质量鉴定与分析,借助计算机和模式识别等技术,以综合的、宏观的、非线性的分析理念和质量控制模式来评价中药的真伪优劣。
关键词! 红外光谱; 红外指纹图谱技术
中图分类号! R282 5  文献标识码! A    文章编号! 1674 2257(2009)03 0217 03Infrared spectrum technology and its applications
FA N X ue  f ang ,X U M iao ,H O U X iao  tao ,W A N G S huai ,LI H ong  y u,ZH A N G L i  hua (School o f Phar macy ,Beihua Univ er sity ,J ilin 132013,China)
Abstract ! Infrar ed spectr um (IR)is a fast dev eloping new ly techno lo gy.Compared w ith tr aditional analysis techno log y,IR possesses char acter s o f fast analysis,little sample,no breach and no po llution.IR measures t he ab  sorptio n spectr um of molecule,and different subst ances have different fing erprint pat terns.T hus,IR technolog y can be applied to detect and ana lyze t he quality of tradit ional Chinese dr ug.U sing the com puter,patter n recog nitio n and so o n,we can est imate if traditio na l Chinese drug is r eal or fake,g ood or bad under the guidance of comprehensiv e,macro sco pic and no n  linear analy sis idea as w ell as qua lit y contro l mo dels.
Key words ! inf rared spectr um; technolog y o f IR finger print
收稿日期 2009 06 20 修回日期 2009 07 10基金项目 国家大学生创新性试验项目(081020117)
作者简介 范雪芳,女,北华大学2006级本科生,国家大学生创新性试验项目课题组成员。
通讯作者 李洪宇,E  m ail:lh ymmm@hotmail ;
张丽华,E  m ail:bhdx zlh@s ina
红外光谱分析技术是一门发展迅猛的高新技术,在分析化学领域里被誉为分析∀巨人#,这个∀巨人#的出现掀起了一场分析技术革命。使用传统的分析方法测定一个样品的多种性质或浓度数据需要多种分析仪器,耗费大量人力、物力和时间,因此成本高,工作效率低,远不能适应现代工业的需要;与传统分析技术相比,IR 分析技术能在几十秒甚至几秒内,仅通过对样品的一次IR 简单测量,就能同时测定一个样品的几种甚至几十种物质或浓度数据,而且被测样品用量很少,无破坏,无污染,无损伤分
析,操作简单,分析成本低[1 4]。
1 红外光谱分析技术的发展过程
红外光谱是研究红外光与物质分子间相互作用的吸收光谱,红外光谱分近红外区(泛频区)波长范围12500~4000/cm,中红外区(基本震动区)波长范围4000~400/cm,远红外区(转动区)波长范围400~25/cm
[5]
。而近红外区(NIR)最初于1800
年被英国物理学家赫谢耳(William F H ershel)发现,是人们最早发现的非可见光区域。1835年Ampere 利用新发明的热电偶证明了NIR 具有同可见光一样的光学性质[5,6]。
早期的红外光谱广泛应用棱镜作为单器,用连续波扫描,分辨率低,但仍在化合物结构表征发挥重要作用。20世纪60年代以后以光栅为单器,提高了分辨率,曾在传统的农副产品领域中有所应
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成都医学院学报2009年9月,4(3)
用。而近红外方法作为一种新兴的定量分析方法今年来取得了显著进展,在食品、农产品、烟草等方面尤为突出[7]。20世纪80年代后期曾出现过红外光谱法鉴别中药的某些报道,但由于光谱总体解析知识的贫乏、思路上的保守和缺乏交叉学科的相互渗透,其进展并不显著。20世纪90年代后期以来,出现了将红外光谱法与计算机辅助解析技术有机的结合应用于中药鉴定的若干报道。
2 红外光谱技术
2 1 红外数据库
随着计算机的普及红外光谱分析与薄层谱法、高效液相谱法、气相谱法、高效毛细管电泳法、紫外光谱法、红外光谱法、核磁共振和X 射线衍射法、质谱及分子生物学技术连用[8],为红外光谱的应用开辟了更广阔的领域。随后又有人将红外数据库通过计算机系统运用于红外光谱仪中,即将光谱的数字化形式存放在IBM计算机穿孔卡片上形成红外数据库。目前已建立的红外数据库主要有:(1) AST M红外光谱;(2)Sadtler谱库;(3)Aldrich/ Nicolet凝聚相普图库;(4)Sigm a生物化学谱库;
(5)Nico let蒸气相谱库;(6)Georg ia州犯罪实验室麻醉剂谱库;(7)多伦多法法庭谱库;(8)A ldrich蒸气相谱库;(9)Sadtler Spec Finder数据库;(10)PE 谱库;(11)固体药物FT IR谱库;(12)EPA气相FT IR谱库。
2 2 红外光谱仪与其他仪器的连用
在实际工作中,红外光谱仪经常通过与其他仪器连用。常见的有GC/FTIR联用技术[8];H PLC FTIR联用技术[9,10];TLC FT IR联用技术[11,12]; SFC FT IR联用技术[13];TGA FT IR联用技术[14 16]等。
3 红外指纹图谱技术现状珍珠岩膨胀炉
红外光谱测定的是物质中分子的吸收光谱,不同的物质会有其特征指纹的特性,目前红外指纹图谱已成为鉴定和分析不同产地及品种的中药材内在质量的重要手段。但由于中药指纹图谱相当复杂,人工比较难掌握结果的准确性,因此将其用于复方中药的鉴定和分析[17 20]。
对于中药的品种和真伪鉴别,除液相和薄层等以谱为主的指纹图谱方法外,还可以使用光谱测定的指纹图谱方法,即红外指纹图谱鉴别技术,该技术无需对中药进行提取分离等繁杂的化学处理,而直接进行红外光谱分析检测,是目前中药材及其制剂最直接、快速、准确的鉴定鉴别和质量控制方法。
目前我国中药指纹图谱的实施,已由实验室研究进入到实际应用和作为法定质量标准的阶段。它不仅从图谱的整体特征来综合地鉴别真伪,还可以以一定的量化参数大致评价中药产品质量的稳定性和一致性。在现阶段,据此判断原料、半成品、成品的质量相关性、一致性和稳定性,应用范围包括1094光谱学与光谱分析原料药材的筛选、生产工艺的优化、成品质量的稳定考察、市场商品的质量监控。实践证明,谱指纹图谱分析所表达的质量信息远比测试单一成分要丰富得多[21,22]。
例如天士力集团已将多元谱指纹图谱分析定为内控方法。对复方丹参滴丸主要化学成分进行了系统分析,鉴定出10种丹参水溶性成分和20种三七皂苷类成分,基本揭示了复方丹参滴丸化学物质基础;能更完整地反映出复杂药产品的化学组成特征,可用于复中药产品的质量控制[23](各批次的复方丹参滴丸产品中有效成分的含量一致,确保了复方丹参滴丸质量的稳定)。
4 红外指纹图谱的应用
近两年来红外光谱在中药质控领域取得突破性进展,突破了检测样品有损、存在大量废弃物的问题,形成了一种无损、环保的新型检测体系。常规的制药分析样品前处理繁琐,分析周期较长,使用有毒
有害试剂较多,常产生大量废气、废液;相比之下红外光谱分析有如下鲜明的技术特点:分析速度快,多种成分同时分析,无污染分析,样品不需特别的预处理,不使用有毒、有害试剂,无损伤分析,操作简单,分析成本低。红外光谱技术已在中药材鉴定、中药材炮制、中药注射剂各个领域发挥了重要作用,分述如下。
4 1 中药材鉴定
4 1 1 常用中药材的深入研究 红外光谱对常用中药的研究已经不局限于通过谱图的差异来作出简单辨别;而出现两个新的应用研究方向:一种是在谱图计算机辅助解析方面进行深入研究,采用多种分析方法挖掘谱图数据信息;另一种是为了增大样品差异性对样品进行前处理。例如王凤岭等[24]利用红外三级鉴定法区别栽培和野生丹参,徐海星等[7]使用不同溶剂对原药材进行提取处理,采用红
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范雪芳,等.红外光谱分析技术及其应用
外光谱图谱鉴别法对提取物进行分析。红外光谱技术应用新进展表现为:一方面通过应用了不同的溶媒进行试验,对药材进行提取处理,增大了样品差异性,提高了谱图差异化,更有利于差异性小的药材辨识;另一方面谱图计算机辅助解析通过量化峰高比、主成分分析、谱图半定量分析、相关二维、神经网络等方面的深入研究,挖掘了更多的谱图数据信息。
4 1 2 地方民族药的鉴别 由于地方民族药还停留在外观形状经验鉴别水平,相应谱含量分析较少。因此红外光谱分析技术已迅速被彝、藏、蒙等少数民族医药所接受,并且在地域物鉴别、基原调查、珍稀药材保护等领域进行了有益的尝试。例如杨等[25]采用傅里叶变换衰减反射红外光谱法对鸡根、大红袍两种彝药药材进行了快速无损的红外光谱测定;关昕璐等[26]采用红外光谱法直接测定藏药翼首草不同产地、不同药用部位的红外光谱,并比较了它们的红外光谱差别;徐良等[27]用红外三种光谱法对四种蒙药材进行了鉴别研究,四种药材粉末的红外光谱有明显区别。红外光谱在地方民族药中的应用,打破了其长期缺乏有效质控方法的局面。与此同时,红外光谱也将成为地方民族医药核心质控技术。
4 2 中药材炮制
红外指纹图谱用于中药炮制品的鉴别是可行的,特别是二维相关的使用,使炮制过程不再成为不可控的过程;且红外光谱法样品制备简单,仪器设备普及性强,在中药饮片的快速鉴别与过程监控中具有一定的优势。例如鲍红娟等[28]利用红外光谱技术分析研究河南道地药材怀菊花及其炮制品,出怀菊花、炒菊花和菊花炭的红外光谱和二阶导数谱的∀指纹#特征。
4 3 中药注射剂
红外光谱在重要注射剂中同样发挥重要作用,例如王晶等[29]将红外光谱技术应用于中药注射剂鉴别;
潘艳丽[30]研究黄金菊粉针(金莲花、野菊花、金银花)药效组分的红外指纹表征。
5 结语
随着红外光谱与谱指纹图谱在解决中药质量标准与检验方面优势的显现,中药质控领域结合自身实际情况对其在该领域的研究进行了有效的延伸与扩展,基本形成以红外光谱为定性、半定量分析,谱指纹图谱为定量分析的两大模式;在药物质量控制过程中,红外光谱可以应用于前道质量控制与样品稳定性考察;谱指纹图谱可以应用于后续重点成份指标含量控制;两者互相渗透、互为补充,为中药现代化铺平了道路。
汽车智能防盗系统参考文献!
[1] Burn s DA,Ciurczak EW.Handbook of near infrared an aly sis
[M].New York:M arcel Dek ker Inc,2001
[2] 孙素琴,秦竹,周,等.中药药材红外光谱非分离提取多级
宏观指纹鉴定方法[P].中国专利:CN147110A,2003 [3] 孙素琴,秦竹,周,等.中药二维相关红外光谱鉴定图集
[M].北京:化学工业出版社,2003:9
[4] 中华人民共和国国家药典委员会.中国人民共和国药典[M].
北京:化学工业出版社,2000
[5] Hildrum KI,Isaksson T,Naes T,et al.Near infrared spec
tros copy bridging the gap betw een data analysis and NIR ap
plication[M].New York:Ellis H orw ood,1994:153
[6] 聂晶,田颂九,王国荣.中药指纹图谱的研究现状[J].中草药,
2000,31(12):881 884
[7] 严衍录,张录达,景茂,等.傅里叶变换近红外漫反射光谱分
抗菌膜析应用基础的研究[J].北京农业大学学报(增刊),1990,16:
5 17
[8] Griffiths PR.Optimized sampling in the gas chromatog raphy
in frared sp ectroscopy interface[J].Appl Spectrosc,1977,31:
284 288
[9] Kiz er KL,M an tz AW,Bon ar LC.Am L ab,1975,5:85
[10] 黄威东,王俊德.在线正相微孔柱高效液相谱与傅氏变换
红外光谱的联用方法[J].光谱学与光谱分析,1991,6:11 [11] Percival C J,Griffiths PR.Direct m easurement of the infrared
s pectra of com pounds s eparated by th in layer ch romatography
[J].Anal Ch em,1975,47:154
[12] L loyd LB,Yeates RC,E yring EM.Fourier tran sform infrared
ph otoacoustic sp ectroscopy in thin layer chromatography[J].
Anal Chem,1982,54:549
风暖加热器
[13] S hafer K H,Griffiths P R.Anal Chem,1983,55:1939
[14] L ow M JD.Gas Effluent An aly sis[M].New York:M Dek
ker,1967
[15] L ephardt J O.Appl Spectrosc Rev,1982 83,18:265
[16] Carangelo R M.T herm ochim Acta,1986,103:221
[17] 黄吴,李静.中药配方颗粒红外指纹图谱研究[J].分析化学研
究简报,2003,31(7):828.
同步相量测量装置
[18] 梁鑫淼,徐青,肖红斌.中药质量控制的策略与方法[J].中国
中西医结合杂志,2002,(9):56
[19] 芦锰,樊克峰,白雁.红外光谱技术在中药整体质量评价中的
应用[J].河南中医,2004,11:423
[20] 李湘南,刘小平.白花蛇舌草与其伪品水线草的FTIR谱鉴定
[J].中药材,2004,(27):335
[21] 谢培山.谱指纹图谱分析是中草药质量控制的可行策略
[J].中药新药与临床药理,2001,12(3):141
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成都医学院学报
Journal of Chengdu M edical College
2009S ep,4(3)
doi:10 3969/j.issn.1674 2257 2009 03 019
综 述 T RP通道参与温度感觉的分子机制
韩 琴1,2
(1 成都医学院生理教研室,成都 610083;2 四川大学华西医学中心基础与法医学院天然免疫与炎症实验室,成都 610041)
摘要! 机体通过温度感受器来感知内外环境温度的变化,近年来已明确瞬时感受器电位(tr ansient recepto r potential,T R P)通道在温度感觉中起重要作用,其中包括介导热感觉的T RPV1、T RPV2、T RPV3、T RP V4和介导冷感觉的T RPM8与T RPA1,本文就T RP通道参与温度感受作用的几个T R P通道的分子机制进行综述。
关键词! 瞬时感受器电位; T RP通道; 温度感受器
中图分类号! R329 25;R363 123  文献标识码! A  文章编号! 1674 2257(2009)03 0220 05 Molecule mechanism of participation of TRP channel in temperature sensation
H A N Qin
(Dep ar tment of Phy siolog y,Cheng du M edical Col lege,Chengdu610083,China)
Abstract! Living or ganisms can sense temper ature chang es in envir onment al and internal temper ature by thermo recepto r.Recently it is confirmed that transient r eceptor potential(T RP)channels play an import ant ro le in mediating temper ature sensation,including T RP V1,T RP V2,T R PV3and
T RPV4,which ar e concerned w ith w arm sensation,and T RP M8and T RP A1concer ned with cold sensation.T his article review ed the molecule mechanism of T R P channel part icipating in temperature sensat ion.
Key words! t ransient recepto r potential; T RP channel; thermo recepto r
温度感知的机制长期以来仍是科学家所关注的一个课题[1]。近年来研究发现,瞬时感受器电位(transient receptor po tential,T RP)是存在于细胞膜或胞内细胞器膜上的一类超家族离子通道蛋白,由T RPC、T RPV、T RPM、TRPM L、TRPP、T RPA、T RPN等7个亚家族组成[1,2]。TRP家族的TRPV
收稿日期 2009 06 08 修回日期 2009 07 02
羊毛纸
作者简介 韩琴(1982 ),女,四川省安县人,助理实验师,在读硕士,研究方向:天然免疫与炎症。E mail:qun eiy520@sina 亚家族成员T RPV1、TRPV2、T RPV3、T RPV4, TRPM亚家族成员TRPM8和T RPA亚家族成员TRPA1与温度感受相关[1 4]。本文就TRP的分子结构及其参与温度感觉的分子机制进行综述。
1 TRP的分子结构
TRP亚家族的蛋白结构共性是都含有6个跨膜结构域,且在第5和第6跨膜片段间形成一个孔道环;蛋白的N 和C 末端均在胞内,N 末端的近
[22] 谢培山.中药谱指纹图谱鉴别的概念、属性、技术与应用
[J].中国中药杂志,2001,26(10):653
[23] 曹凤兰,孟杰.天士力复方丹参滴丸多元指纹图检测方法[J].
医药世界,2004,7:22
[24] 王凤岭,周建科,吴婧,等.栽培与野生丹参的红外光谱三级
鉴定研究[J].现代仪器,2006,(5):18
[25] 杨,王怡林,姚杰,等.彝药大红袍、鸡根红外光谱的快速、
无损分析[J].光谱学与光谱分析,2006,26(12):2219 [26] 关昕璐,阎玉凝,黄晓玲,等.翼首草的红外光谱鉴别[J].中国
实验方剂杂志,2006,12(4):11 [27] 许良,苏日塔拉图,席海山,等.蒙药材珍珠杆及其伪品的紫
外/荧光/红外光谱法鉴别研究[J].光谱学与光谱分析,2006,
26(3):448 451
[28] 鲍红娟,安宏,白雁,等.菊花炮制品红外光谱法的快速分析
与鉴定[J].现代仪器,2004,(5):24
[29] 王晶,胡晋红,肖杰,等.红外指纹图谱与计算机辅助解析技
术定性分析重要注射剂[J].中成药,2005,27(5):505 508 [30] 潘艳丽,张贵君,孙素琴.黄金菊粉针药效组分红外指纹表征
分析[J].中成药,2006,28(2):172
220

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