CN103675083A

CN103675083A - 利用稳定同位素比值判定中药白头翁产地的方法

Info

Publication number: CN103675083A
Application number: CN201310561120.4A
Authority: CN
Inventors: 张莉; 陈剑; 梁莉莉; 梁齐
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2013-11-12
Filing date: 2013-11-12
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2033-11-12
Also published as: CN103675083B

Abstract

本发明公开了一种利用稳定同位素比值判定中药白头翁产地的方法，包括采用元素分析-稳定同位素质谱联用技术测定白头翁样品中N％、C％、δ¹⁵N和δ¹³C值。主要步骤如下：通过测定不同产地来源的白头翁样品中N％、C％、δ¹⁵N和δ¹³C值，构建真实产地白头翁样品N％、C％、δ¹⁵N和δ¹³C数据库；测定未知产地白头翁样品的N％、C％、δ¹⁵N和δ¹³C值；利用统计软件进行Fisher判别分析，运行程序，判别未知产地白头翁样品的真实产地。本发明利用元素分析-稳定同位素质谱联用技术建立了一种能够准确鉴别白头翁产地的方法，解决我国中药产地溯源方面存在的技术难题，有利于保护消费者利益，促进中药行业健康有序发展。

Description

利用稳定同位素比值判定中药白头翁产地的方法

技术领域

本发明属于中药白头翁产地溯源技术领域；具体涉及一种利用稳定同位素比值判定中药白头翁产地的方法。

背景技术

白头翁是常见的中药材品种，药用价值高，具有清热解毒、凉血、明目、止痢等功效，根状茎药用，主治热毒痢疾，鼻衄，血痔，带下，阴痒，痈疮，瘰疬。分布于辽宁、河北、吉林、河南、安徽、甘肃等地，古以安徽产者为地道药材。不同产地的药材因自然条件、生态环境不同，质量有所差异，地道药材较其他地区所产者品质佳、疗效好。现在市场上品种质量真伪优劣不一，因此有效鉴定白头翁产地并控制原料药材质量，对规范中药市场非常重要。白头翁产地的传统检测方法多采用主观和经验方法，通过观察外形、颜色、植物形态、横断面形态和味道等性状来鉴别区分，效果很差；方艳夕等通过HPLC方法检测了不同产地白头翁中白头翁皂苷B4的含量，并建立了不同产地白头翁的HPLC指纹图谱，用于白头翁药材的鉴别，另外的一些检测鉴定白头翁的技术还有TLC、UV等。张振华曾报道用TLC、UV和HPLC的方法检测鉴定白头翁的产地。然而这些方法样品前处理复杂，测试步骤较多，耗时较长。因此，开发一种简易可行，能够有效进行白头翁产地溯源的技术方法对于维护消费者利益，促进我国中药行业健康发展，具有十分重要的意义。

稳定同位素质谱技术，过去多应用于地质领域，近年来在生态，农业，食品等领域有应用，然而，中药是我国所特有的，以前人们对中药的研究大都是对其传统方法的继承和改善，而中药的现代技术研究却是刚刚起步。故稳定同位素质谱技术也就很少应用于中药产地的鉴定；而且中药的产地来源比较复杂，一种中药材往往会有几个甚至几十个来源产地，而产地不同，其某些有效成分的含量也有所差别。鉴于中药产地的鉴定本身具有特殊性，所以目前尚无利用稳定同位素质谱技术鉴定白头翁产地的具体方法。

发明内容

本发明目的在于针对白头翁产地溯源方面存在的技术难题，提供一种利用稳定同位素比值判定中药白头翁产地的方法，从而解决我国中药材市场监管存在的技术难题，规范市场行为，保护消费者利益，促进中药材行业健康有序发展。

植物组织中的δ¹³C都普遍小于大气CO₂中的δ¹³C，表明CO₂在通过光合作用形成植物组织的过程中，会产生碳同位素分馏，而这种分馏的大小与植物的光合作用类型、遗传特性、生理特点、生长环境等因素密切相关，利用碳同位素技术可以区分C3、C4和CAM光合途径植物。植物组织中的δ¹⁵N受气候、环境、土壤等因素影响而发生自然分馏效应，导致不同产地的植物体内的同位素自然丰度产生差异。所以，植物体的同位素丰度在一定程度上能够反映植物的产地特征信息。本发明开拓性的发现白头翁的特征体现在N％、C％、δC¹³和δN¹⁵的结合，从而利用元素分析稳定同位素质谱联用仪检测白头翁的氮、碳百分含量，碳、氮稳定同位素δ¹³C、δ¹⁵N实现准确地区分不同产地的白头翁。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明涉及一种利用稳定同位素比值判定中药白头翁产地的方法，所述方法包括采用元素分析-稳定同位素质谱联用技术测定白头翁样品中N％、C％、δ¹⁵N和δ¹³C值。

优选地，所述方法包括对已知真实产地和未知产地白头翁样品的N％、C％、δ¹⁵N和δ¹³C值进行比较，通过统计软件进行Fisher判别分析对二者的N％、C％、δ¹⁵N和δ¹³C值四个变量进行显著性差异分析来判断未知产地样品与已知真实样品是否来自同一产地。若不存在显著差异，则表明未知产地样品与已知真实样品来自同一产地，反之则表明未知产地样品与已知真实产地样品来自不同的产地。

优选地，所述方法包括如下步骤：

步骤一、通过测定不同已知产地来源的白头翁样品中N％、C％、δ¹⁵N和δ¹³C值，构建真实产地白头翁N％、C％、δ¹⁵N和δ¹³C数据库；

步骤二、测定未知产地白头翁样品的N％、C％、δ¹⁵N和δ¹³C值；

步骤三、利用统计软件(R软件)进行Fisher判别分析，判断未知产地白头翁样品的真实产地。

具体来说，测定未知产地白头翁样品的N％，C％，δ¹⁵N和δ¹³C，然后将其与已建立的真实产地白头翁的N％，C％，δ¹⁵N和δ¹³C数据库比较，如果待测样品的N％，C％，δ¹⁵N和δ¹³C落入所述区间，则可对应查找判断出未知产地样品的真实产地。

优选地，所述δ¹⁵N、δ¹³C值分别为样品的碳、氮同位素比值相对于标准物质碳、氮同位素比值的千分差；对应公式为：δ(‰)=(Rsa／Rst-1)×1000，其中，Rsa为样品的同位素比值，Rst为标准物质的同位素比值。

优选地，所述元素分析-稳定同位素质谱联用技术具体为：燃烧管温度1150℃，氧化剂选用三氧化钨，还原管温度810℃，还原剂选用线状铜，高纯氦气作为载气和稀释气，高纯二氧化碳、高纯氮气为参比气。

优选地，所述白头翁样品经过预处理，所述预处理具体为：在测定前，取风干保存的白头翁样品根茎于烘箱中60℃加热1h，冷却后粉碎，过60目筛，待用。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明开拓性的发现白头翁的特征体现在N％，C％，δC¹³和δN¹⁵的结合，因此，可通过N％，C％，δ¹⁵N、δ¹³C值来共同准确判定白头翁的产地，若仅取任一值，则不能完全判断产地，准确率急剧降低；

2、本发明在测定δ¹⁵N、δ¹³C值的基础上，进一步结合N％、C％值；四组参数的结合可更好地体现白头翁的特征，从而实现更准确地判定白头翁的产地；

3、本发明的方法无需复杂的前处理，操作简单，成本低，解决了中药白头翁的产地溯源的技术问题，对于维护消费者利益，促进我国中药行业健康发展，具有十分重要的意义。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

以下各实施例中，样品(Sample)的同位素比值Rsa与一标准物质(Standard)的同位素比值(Rst)作比较，比较结果称为样品的δ值。其定义为：δ(‰)=(Rsa／Rst-1)×1000即样品的同位素比值相对于标准物质同位素比值的千分差。

实施例1

1.1真实产地白头翁样品N％，C％，δ¹⁵N和δ¹³C测定

1)分别从白头翁主要产地黑龙江、辽宁、安徽、河南、甘肃等地挖掘真实白头翁样品；

2)取白头翁样品根茎，风干保存；

3)稳定同位素质谱测定前，取少量样品于烘箱中60℃加热1h，冷却后粉碎，过60目筛，待测；

4)将样品包裹于锡箔舟中，应用元素分析一稳定同位素质谱联用进行δ¹⁵N、δ¹³C、N％、C％测定；测定结果如表1所示：

表1

编号	产地	N％	C％	δ15N	δ13C
						1	辽宁绥中-1	0.77	40.39	-3.09	-26.26
2	辽宁绥中-2	0.78	41.86	-2.80	-26.27
						3	河南南阳-1	1.20	40.07	-4.50	-27.86
4	河南南阳-2	1.03	40.65	-5.33	-26.56
						5	黑龙江鹤岗-1	0.42	43.01	-3.00	-27.45
6	黑龙江鹤岗-2	0.41	42.77	-2.98	-27.51
						7	黑龙江佳木斯-1	0.86	39.88	-2.88	-25.98
8	黑龙江佳木斯-2	0.84	39.66	-3.01	-26.12
						9	甘肃天水-1	1.74	40.65	-3.00	-26.50
10	甘肃天水-2	1.70	40.34	-3.22	-26.98
						11	安徽天灵-1	0.94	41.58	-0.75	-26.54
12	安徽天灵-2	0.91	41.37	-0.79	-26.68

由表1可知，不同地域的白头翁的δ¹⁵N和δ¹³C值差异比较显著；而同一产地来源的白头翁¹⁵N和δ¹³C值比较接近。

实施例2

2.1真实产地白头翁δ15N和δ13C数据库的构建

1)分别取不同已知产地来源的白头翁样品；

2)取白头翁样品根茎，风干保存；

3)稳定同位素质谱测定前，取少量样品于烘箱中60C加热1h，粉碎后，过60目筛，待测；

4)将样品包裹于锡箔舟中，应用元素分析-稳定同位素质谱联用进行δ¹⁵N、δ¹³C、N％、C％测定，构建真实产地白头翁δ¹⁵N和δ¹³C数据库；该数据库如表2所示。

表2

编号	产地	N％	C％	δ15N	δ13C	分组
							1	辽宁绥中-1	0.77	40.39	-3.09	-26.26	a
2	辽宁绥中-2	0.78	41.86	-2.80	-26.27	a
							3	河南南阳-1	1.20	40.07	-4.50	-27.86	b
4	河南南阳-2	1.03	40.65	-5.33	-26.56	b
							5	黑龙江鹤岗-1	0.42	43.01	-3.00	-27.45	c
6	黑龙江鹤岗-2	0.41	42.77	-2.98	-27.51	c
							7	黑龙江佳木斯-1	0.86	39.88	-2.88	-25.98	d
8	黑龙江佳木斯-2	0.84	39.66	-3.01	-26.12	d
							9	甘肃天水-1	1.74	40.65	-3.00	-26.50	e
10	甘肃天水-2	1.70	40.34	-3.22	-26.98	e
							11	安徽天灵-1	0.94	41.58	-0.75	-26.54	f
12	安徽天灵-2	0.91	41.37	-0.79	-26.68	f

2.2白头翁产地溯源

1)从市场购买不明产地的白头翁药材样品；

2)稳定同位素质谱测定前，取少量样品于烘箱中60℃加热1h，冷却后粉碎，过60目筛，待测；

3)将样品包裹于锡箔舟中，应用元素分析-稳定同位素质谱联用进行δ¹⁵N、δ¹³C、N％、C％测定；其值如下表3所示。

表3

药店名称	N％	C％	δ15N	δ13C
					药店-1	1.05	41.19	-4.01	-25.60
药店-2	0.5	42.71	-2.00	-28.16

4)运用统计软件R，编辑好对应的Fisher判别分析程序，将测定值与已建立的白头翁产地N％，C％，δ¹⁵N和δ¹³C数据库进行比对，可知，药店-1中不明产地的白头翁药材样品的N％，C％，δ¹⁵N和δ¹³C归属于表2中的b组，从而可知该不明产地的白头翁药材样品的真实产地为河南南阳。药店-2中不明产地的白头翁药材样品的N％，C％，δ¹⁵N和δ¹³C归属于表2中的c组，从而可知该不明产地的白头翁药材样品的真实产地为黑龙江鹤岗。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims

1.一种利用稳定同位素比值判定中药白头翁产地的方法，其特征在于，所述方法包括采用元素分析-稳定同位素质谱联用技术测定白头翁样品中N％、C％、δ¹⁵N和δ¹³C值。

2.根据权利要求1所述的利用稳定同位素比值判定中药白头翁产地的方法，其特征在于，所述方法包括对已知真实产地和未知产地白头翁样品的N％、C％、δ¹⁵N和δ¹³C值进行比较，通过对二者的N％、C％、δ¹⁵N和δ¹³C值进行显著性差异分析来判断未知产地样品与已知真实样品是否来自同一产地。

3.根据权利要求1所述的利用稳定同位素比值判定中药白头翁产地的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤三、利用R软件进行Fisher判别分析，判断未知产地白头翁样品的真实产地。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的利用稳定同位素比值判定中药白头翁产地的方法，其特征在于，所述δ¹⁵N、δ¹³C值分别为样品的碳、氮同位素比值相对于标准物质碳、氮同位素比值的千分差；对应公式为：δ(‰)=(Rsa／Rst-1)×1000，其中，Rsa为样品的同位素比值，Rst为标准物质的同位素比值。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的利用稳定同位素比值判定中药白头翁产地的方法，其特征在于，所述元素分析-稳定同位素质谱联用技术具体为：燃烧管温度1150℃，氧化剂选用三氧化钨，还原管温度810℃，还原剂选用线状铜，高纯氦气作为载气和稀释气，高纯二氧化碳、高纯氮气为参比气。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的利用稳定同位素比值判定中药白头翁产地的方法，其特征在于，所述白头翁样品经过预处理，所述预处理具体为：在测定前，取风干保存的白头翁样品根茎于烘箱中60℃加热1h，冷却后粉碎，过60目筛，待用。