基本信息
- 项目名称：
- 基于化学计量学的二元指纹图谱用于中药材真伪鉴别的示范性研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本作品建立一种应用HPLC-DAD-ELSD联用技术的二元指纹图谱，提出一种对中药进行质量控制的方法和思路。基于多种检测技术的多维指纹图谱能全面反映含复杂组分样品的整体化学信息。并应用化学计量学的方法，对二元指纹图谱的图谱数据进行科学的处理分析，揭示了中药的整体化学特征。深层次地揭示了大枣和酸枣、冬虫夏草真伪品各自的化学特征和差异性。此方法可应用于对同属中药或易混淆中药的化学识别研究。
- 详细介绍：
- 安全、有效是药物的基本属性，而中药材的质量直接关系到临床用药的安全及疗效。因此，中药的质量控制在临床应用中有着举足轻重的作用。由于传统的中药鉴别方法常以外形、大小、颜色、折断面等形态学特征作为鉴别依据的特点，无法分辨以粉末和制剂等形式存在的中药。目前色谱指纹图谱，特别是以HPLC-DAD联用获得的指纹图谱，已经广泛应用于道地药材及其真伪的鉴别，并在国际上得到认可。如日本汉方药主要生产企业在上世纪八十年代就已经在内部采用高效液相指纹图谱控制质量；欧洲也采用指纹图谱的技术控制银杏叶标准制剂EGb761的质量。然而，由于中药作为黑色分析体系或者灰色分析体系，其化学成分十分复杂且大多数未知，构成任何一味中药的化学成分一般都有几十或上百种，且有些成分含量较低，加上检测器检测灵敏度和选择性的限制，使得单一指纹图谱无法代表中药的整体化学特征。 近年来已有采用多维指纹图谱技术用以对化学信息较为复杂的样品进行质量控制的报道，并且较之传统的指纹图谱技术能更为全面地反映供试样品的整体化学特征。由于检测器的选择性和灵敏度的限制，基于一种检测技术所建立的多维指纹图谱难以全面反映所含组分较为复杂的样品的整体化学特征。因此，基于多种检测技术的多维指纹图谱更具说服力。 多维指纹图谱会产生大量的图谱数据，但是在实际应用中，由于缺少对大量信息的化学计量学处理，无法全面具体地表征中药的化学特征。因此，本项研究旨在建立一种基于化学计量学多维指纹图谱的方法，为中药质量控制提供一种新的研究思路和途径。并以大枣和酸枣、冬虫夏草真伪品为例，依托HPLC-DAD-ELSD联用技术对所建立的方法进行了验证。 本项研究提出的基于化学计量学的二元指纹图谱技术有望成为从真伪鉴别以及是否道地的有效方法。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 研究建立一种用于中药材真伪鉴别与道地性识别的有效、确切方法。采用HPLC-DAD-ELSD联用技术，结合化学计量学分析方法，建立二元指纹图谱识别模型，并分别以大枣/酸枣、冬虫夏草真伪品鉴别为例，对二元指纹图谱数据集进行聚类分析（HCA）与主成分分析（PCA）进行模型验证。发现本研究方法稳定可控，可推广应用于中药材真伪鉴别与道地性识别。
科学性、先进性及独特之处
- 1.本研究建立一种应用HPLC-DAD-ELSD联用技术的二元指纹图谱，提出一种对中药进行质量控制的新方法和新思路。较之传统的中药鉴别方法与单一的指纹图谱，该方法稳定可控，可推广应用于中药材真伪鉴别与道地性识别。 2.应用化学计量学的方法，对二元指纹图谱的图谱数据进行科学的处理分析，深层次地揭示了大枣和酸枣、冬虫夏草真伪品各自的化学特征和差异性，揭示了中药的整体化学特征。
应用价值和现实意义
- 本项研究依托HPLC-DAD-ELSD联用技术，建立了一种基于化学计量学的多维指纹图谱进行中药质量控制的方法，并以对大枣和酸枣、冬虫夏草真伪品为例，证实了该方法对样品具有很好的区分度，可作为中药质量控制的有效方法。此外，化学计量学研究还揭示了样品在化学特征上的差异，全面反映了样品的整体化学特征。 本研究所提出的方法有望成为从化学分类学角度进行中药材真伪鉴别及其是否道地的有效方法。
学术论文摘要
- 目的：研究建立一种用于中药材真伪鉴别与道地性识别的有效、确切方法。方法：采用HPLC-DAD-ELSD联用技术，结合化学计量学分析方法，建立二元指纹图谱识别模型，并分别以大枣/酸枣、冬虫夏草真伪品鉴别为例，对二元指纹图谱数据集进行聚类分析（HCA）与主成分分析（PCA）进行模型验证。结果：相对于单检测器而言，通过DAD和ELSD检测器联用获得的二元检测器指纹图谱可以更为全面地的揭示样品的整体化学信息。通过HCA和PCA方法揭示了大枣和酸枣的主要化学物质区别在于黄酮类化合物和乌索烷型三萜酸含量差异；冬虫夏草中多球壳菌素与多元醇类物质可作为质量控制的指标性成分。结论：通过对大枣和酸枣、冬虫夏草真伪品的示范性研究，发现基于化学计量学的HPLC-DAD-ELSD联用技术建立二元指纹图谱研究方法稳定可控，可推广应用于中药材真伪鉴别与道地性识别。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1] R.T. Tian, P.S. Xie, H.P. Liu, Evaluation of traditional Chinese herbal medicine: chaihu (Bupleuri Radix) by both high-performance liquid chromatographic and high-performance thin-layer chromatographic fingerprint and chemometric analysis [J]. J. Chromatogr. A , 2009, 1216: 2150-2155. [2] Y. Chen, S.B. Zhu, M.Y. Xie, S.P. Nie, W. Liu, C. Li, X.F. Gong, Y.X. Wang, Quality control and original discrimination of Ganoderma lucidum based on high-performance liquid chromatographic fingerprints and combined chemometric methods [J]. Anal. Chim. Acta, 2009, 647: 149-158. [3] W. Zeng, Y. Bai, Q. Zhang, Y. Zhao, Chromatographic fingerprint analysis of Semen Ziziphi spinosae by HPLC-DAD method[J]. Anal. Lett, 2009, 42: 205-215. [4] 蔡宝昌, 刘训红. 常用中药材HPLC指纹图谱测定技术[M]. 北京：化学工业出版社，2005. [5] 谢培山. 中药色谱指纹图谱[M]. 北京：人民卫生出版社，2005.
同类课题研究水平概述
- 我国是一个药材资源十分丰富的国家，而中药材混乱现象较为严重。中药品种的确认鉴定是质量控制系统的首要环节。 目前，有关中药鉴定的研究方法有很多种，主要分为： 1.经典方法：包括传统经验鉴别、显微鉴别、一般理化鉴别。此类方法主观性和经验依赖性较强，在指标性成分鉴别方面具有局限性。 2.现代方法：包括各种色谱鉴别、光谱鉴别、电化学分析法等。这些方法都不能全面综合的反映中药材的品质。 中药指纹图谱能基本反映中药全貌，使中药的质量控制由原来的单一成分含量的上升为对整个中药内在品质的检测，实现对中药质量评价和整体物质的全面控制。 在国外，美国FDA植物药产品工业指南（2000年草案稿）、美国草药典（2001年）、等均将指纹图谱技术列入其中。欧洲一直比较重视草药的医疗作用，对草药的质量控制也采用了指纹图谱方法。目前色谱指纹图谱，特别是以HPLC-DAD联用获得的指纹图谱，已经广泛应用于道地药材及其真伪的鉴别，并在国际上得到认可。 在实际应用中，中药指纹图谱还面临许多问题： 1.新技术的应用还不够前沿，对于中药这样一个复杂体系， 需要解决分离与检测两大问题。 而采用单一分离模式勉为其难， 采用传统的检测手段如紫外或单一联用技术也易丢失大量信息。本项研究将HPLC-DAD-ELSD联用技术与化学计量学的分析方法结合起来，以大枣和酸枣、冬虫夏草真伪品为例进行了研究。结果显示，二元检测器指纹图谱较之由单一检测器获得的指纹图谱，可以更全面地揭示样品的化学组成信息。 2.从药材提取分离到分析检测全过程的标准化、规范化程度不够，影响实验室之间的重现性，难以推广。 3.缺少对大量信息的科学处理和挖掘，指纹图谱的特征性不够明确、具体。因而需要将化学计量学方法与指纹图谱方法结合起来，从数据分析中获取能用于药材分析鉴别的有用信息。对客观地鉴别和评价中药材及中药制剂的质量， 具有重要的科学价值和实际意义。 本研究所提出的二元检测器指纹图谱技术与化学计量学分析方法相结合的研究方法相对简单、有效、能够全面的、综合地反映出中药的质量变异，有效地进行全过程的质量控制，有望成为进行中药材真伪鉴别及其是否道地的有效方法。对于中药的现代化研究和国际化进程具有重要意义。
