CN103983603A - 矿物药禹余粮的傅里叶变化红外光谱指纹图谱的建立方法、标准指纹图谱及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明针对现有技术中的问题，提供了禹余粮FTIR指纹图谱的建立方法，即收集18个不同批次的禹余粮进行红外光谱4000cm^-1～400cm^-1扫描获得其FTIR谱图，根据峰数、峰位或波数、峰值或透光率，建立禹余粮的FTIR指纹图谱：有7个共有峰，波数依次为3619±2cm^-1，1033±3cm^-1，911±6cm^-1，798±4cm^-1，694±6cm^-1，470±5cm^-1，430±7cm^-1；验证各样品的相似度、相关系数均大于0.90，且禹余粮生品、煅制品、伪品可通过所建立的FTIR指纹图谱进行区分，说明此指纹图谱得到了验证。同时本发明还提供FTIR指纹图谱中部分非共有峰的归属。用此指纹图谱可对禹余粮样品进行真伪鉴定或验证矿物来源是否符合临床应用用药，为禹余粮药材的质量控制提供了一种新的方法，为《中国药典》完善禹余粮药材的质量标准提供了基础数据。

Description

矿物药禹余粮的傅里叶变化红外光谱指纹图谱的建立方法、标准指纹图谱及其应用

技术领域

本发明涉及矿物药禹余粮的质量控制方法，具体涉及矿物药禹余粮的傅里叶变化红外光谱指纹图谱的建立方法、标准指纹图谱及其应用。

背景技术

禹余粮(Limonitum)是临床的常用矿物药，始载于《神农本草经》。1990年版《中国药典》开始收载，其来源为氢氧化物类矿物褐铁矿，主含碱式氧化铁。具有涩肠、止带止血之功效，主治久泻久痢、便血崩漏及赤白带下等症。临床可治疗胃原性腹泻、泄泻、便血休克、子宫脱垂、无排卵性月经不孕症、溃疡性结肠炎等。药用矿物资源的研究与利用已有几千年的历史，是各族人民生存过程中无数次试用、观察、积累的实践医疗经验总结，极具特色。

药用矿物学是一门学科复杂、研究难度大而又趋于边缘领域的学科。当今矿物药的研究发展仍较缓慢，相关研究人员寥寥无几，相比植物药的发展几乎处于停滞状态。目前市场余粮石药材来源较为混乱，有煌斑岩、硅质岩、粘土岩、无名土等多种混伪品。余粮石的研究出现在90年代，但研究内容很少，文献报道主要是对余粮石的含铁量、部分无机元素、药理作用进行了研究。有关矿种鉴定质量控制手段内容更是鲜见，仅有通过性状等比较粗略的方法进行鉴别，缺少科学、准确、快速的矿种鉴别方法。目前亟需研究有关余粮石药材来矿种源的鉴别方法，以确保余粮石正确用药来源，保证临床用药的安全。基于此，本发明利用现代红外分析技术，建立了余粮石红外特征指纹图谱鉴别方法，很好的解决了这一长期未解决的问题。

发明内容

本发明针对现有余粮石质量控制技术中的欠缺，提供矿物药禹余粮的傅里叶变化红外光谱指纹图谱的建立方法、及用此方法建立的标准指纹图谱，以及此标准指纹图谱的应用，并通过对生品、煅制品、伪品图谱的比较进行了方法的初步验证，为禹余粮药材的品质评价和质量控制提供了新方法。具体方案如下：

本发明提供了一种矿物药禹余粮的傅里叶变化红外光谱指纹图谱的建立方法，该方法包括以下步骤：

1)收集18个不同批次的矿物药禹余粮进行傅里叶变化红外光谱4000cm^-1～400cm^-1扫描获得其FTIR谱图，根据测定结果所给出的峰数、峰位或波数、峰值或透光率，建立禹余粮的FTIR特征指纹图谱，如下：禹余粮指纹图谱的特征峰标定有7个共有峰，其波数依次为：3619±2cm^-1，1033±3cm^-1，911±6cm^-1，798±4cm^-1，694±6cm^-1，470±5cm^-1，430±7cm^-1；

2)用OMNIC8.0软件采集图像，以禹余粮样品FTIR光谱图中共有峰透光率的均值为参照，计算各样品的相关系数和相似度，均大于0.90，可知禹余粮样品的主要成分相似，即禹余粮FTIR指纹图谱的相似度较良好，由此可建立其FTIR标准指纹图谱。

作为本发明的进一步改进，上述禹余粮样品测定FTIR光谱图前的前处理步骤为：取干燥品，玛瑙研钵粉碎，过200目筛备用，然后取200mg KBr和1mg的样品于玛瑙研钵中充分研细，分散均匀，置压片机中压制成透明薄片，然后置红外分光光度计4000cm^-1～400cm^-1扫描测定。

作为本发明的另一种改进，步骤1)中的实际盲样(即18个不同批次的禹余粮样品)测定时样品平行测定16～32次。

作为本发明的更进一步改进，步骤1)中FTIR指纹图谱中部分非共有峰的归属如下：由于禹余粮矿物组成的特点，谱图为各组成矿物的叠加，3695cm^-1±、3619cm^-1±一对锐峰为高岭石的OH-伸缩振动峰；3670cm^-1±和3650cm^-1±两峰也是高岭石的另一组OH-伸缩振动峰，但很弱或呈肩状；910cm^-1±峰是高岭石的OH摆动所引起的；3400cm^-1±和3100cm^-1±两个弱峰为氢氧化物类矿物的OH—伸缩振动带；1033cm^-1±和1010cm^-1±成对吸收峰是高岭石Si-O伸缩振动的反映，两个峰的分裂深度和1010cm^-1±峰的强度与该矿物的结晶度及相对含量有关；在800cm^-1±与780cm^-1±锐双峰是石英的特征峰，强度中等，高频峰比低频峰略强，同时可因石英的结晶程度和含量发生峰分裂程度和强度的改变；694cm^-1±是高岭石的另一特征峰；664cm^-1±、580cm^-1±的弱峰是褐铁矿的部分特征峰，其他峰如890cm^-1±、800cm^-1±等多被掩盖；1450cm^-1±(宽带)为方解石的特征吸收峰。

上述“±”表示左右的意思，如3400cm^-1±表示波数在3400cm^-1左右。

本发明还作了进一步的验证，即对禹余粮生品、煅制品、伪品的FTIR图谱进行比较分析，结果显示：禹余粮生品、煅制品、伪品的FTIR图谱有着明显差异，且不同样品图谱通过二阶导数放大后也显示出了较大差异，说明禹余粮FTIR指纹指纹图谱质量评价新方法得到了较好的验证。

同时本发明提供用上述方法所建立的矿物药禹余粮的傅里叶变化红外光谱标准指纹图谱，即有7个共有峰，其波数依次为：3619±2cm^-1，1033±3cm^-1，911±6cm^-1，798±4cm^-1，694±6cm^-1，470±5cm^-1，430±7cm^-1(具体见图1)。

本发明还提供上述的禹余粮标准指纹图谱的应用方法，即将待测定样品扫描FTIR光谱图，与禹余粮FTIR标准指纹图谱所含有的特征峰及其波数进行比较，以此鉴定该样品的真伪或矿物来源是否符合禹余粮的临床应用要求。

作为上述应用方法的进一步改进，上述待测样品平行测定2次。

有益效果

本发明提供的矿物药禹余粮的傅里叶变化红外光谱所建立的含有7个波数禹余粮FTIR特征指纹图谱，相似度、相关系数均大于0.90；且通过验证，禹余粮生品、煅制品、伪品可通过所建立的FTIR特征指纹图谱进行区分，之间存在明显的差异。由此可用于禹余粮的鉴定与定性分析，为禹余粮药材的质量控制提供了一种新的方法，同时为《中国药典》完善禹余粮药材的质量标准提供了基础数据，并为矿物类药材的质量控制研究提供了新的研究方法和思路。

附图说明

图1禹余粮FTIR标准指纹图谱，其中1：3619±2cm^-1；2：1033±3cm^-1；3：911±6cm^-1；4：798±4cm^-1；5：694±6cm^-1；6：470±5cm^-1；7：430±7cm^-1

图2不同产地及批次禹余粮FTIR图谱(自上而下分别为FTIR标准指纹图谱、S1-S18样品FTIR图谱)

图3禹余粮生品(S1)、炮制品(S19)、伪品(S20)FTIR图谱比较

图4禹余粮生品(S1)、炮制品(S19)、伪品(S20)FTIR二阶导数图谱比较

具体实施方式

下面结合附图和实施例来进一步说明本发明，其仅作为典型情况的说明，

并非是对本发明的限定。

本发明实施例样品来源如下：

禹余粮药材样品为实地收集或由相关单位提供，均经南京大学地球科学与工程学院孔庆友教授鉴定，为氢氧化物类矿物褐铁矿。留样保存于南京中医药大学中药鉴定教研室。其中样品S19为S1对应的炮制品，其炮制工艺如下：取生品S1，粒径约0.7cm，放入马福炉中，煅至红透，取出后迅速倒入米醋中，吸足，取出，晾干，制得相应的炮制样品S19。

禹余粮样品来源见表1。

表1禹余粮药材样品来源

实施例1禹余粮的傅里叶变化红外光谱指纹图谱的建立

取18个不同批次，即表1中S1～S18干燥禹余粮样品，玛瑙研钵粉碎，过200目筛备用。取200mg KBr和1mg的样品于玛瑙研钵中充分研细，分散均匀，置压片机中压制成透明薄片，置红外分光光度计4000cm^-1～400cm^-1扫描测定。每个样品累计扫描32次。根据测定结果所给出的峰数、峰位(波数)、峰值(透光率)等相关参数以及对部分峰的初步归属，进行分析、比较，建立禹余粮的FTIR特征指纹图谱。结果见图1。

共有峰的标定对供试品FTIR光谱图分析、比较，标定7个共有峰作为禹余粮指纹图谱的特征峰，1-7号峰波数依次为：3619±2cm^-1，1033±3cm^-1，911±6cm^-1，798±4cm^-1，694±6cm^-1，470±5cm^-1，430±7cm^-1。

部分峰的归属由于禹余粮矿物组成的特点，谱图为各组成矿物的叠加。3695cm^-1±、3619cm^-1±一对锐峰为高岭石的OH—伸缩振动峰，同时3670cm^-1±和3650cm^-1±两峰也是高岭石的另一组OH-伸缩振动峰，但很弱或呈肩状。910cm^-1±峰是高岭石的OH摆动所引起的。3400cm^-1±和3100cm^-1±两个弱峰为氢氧化物类矿物的OH—伸缩振动带。1033cm^-1±和1010cm^-1±成对吸收峰是高岭石Si—O伸缩振动的反映，两个峰的分裂深度和1010cm^-1±峰的强度与该矿物的结晶度及相对含量有关。在800cm^-1±与780cm^-1±锐双峰是石英的特征峰，强度中等，高频峰比低频峰略强；同时可因石英的结晶程度和含量发生峰分裂程度和强度的改变。694cm^-1±是高岭石的另一特征峰。664cm^-1±、580cm^-1±的弱峰是褐铁矿的部分特征峰，其他峰如890cm^-1±、800cm^-1±等多被掩盖。部分谱图中出现的1450cm^-1±(宽带)为方解石的特征吸收峰。

实施例2禹余粮的傅里叶变化红外光谱指纹图谱的验证

1)FTIR检测方法的精密度、重复性和稳定性

对样品做了精密度、重复性试验(n＝5)，精密度试验共有峰波数的RSD均小于0.17％，透光率的RSD均小于0.64％；重复性试验共有峰波数的RSD均小于0.55％，透光率的RSD均小于2.61％；稳定性试验12h内共有峰波数的RSD均小于0.14％，透光率的RSD均小于2.15％。说明该方法准确可靠。

2)FTIR指纹图谱相似度评价

借助OMNIC8.0软件，以禹余粮样品FTIR光谱图中共有峰透光率的均值为参照，分别计算各样品的相关系数和相似度(夹角余弦值)，分析结果见表2、图2。结果显示，禹余粮样品的夹角余弦值(相似度)、相关系数均大于0.90。可知大多数禹余粮样品的主要成分相似，少数样品的所含成分有一定的差异，可能伴生矿物如高岭石和石英的含量和所占比例对谱图产生了一定的影响。以上说明禹余粮FTIR指纹图谱的相似度较良好，可建立其FTIR特征指纹图谱。

表2禹余粮FTIR指纹图谱相关系数和相似度

注：“—”为肩峰

3)FTIR指纹图谱质量评价方法验证

为验证禹余粮FTIR指纹图谱质量评价新方法，对禹余粮生品、煅制品、伪品的FTIR图谱进行比较分析。结果见图3，图4。

图谱结果显示，禹余粮生品、煅制品、伪品的FTIR图谱有着明显差异。S1炮制后，高岭土的特征吸收峰(峰1、峰2和峰3)均未出现；3400cm^-1±和3100cm^-1±两个氢氧化物类矿物的OH—伸缩振动带的弱峰基本消失，可能与矿物组成发生改变有关。但石英的特征吸收峰(峰4和峰6)并无明显减弱。1000cm^-1以下的特征峰的吸光度均有明显的不同程度的改变，说明炮制后禹余粮中各成分的含有量和比例都产生了相应的变化。褐铁矿的特征峰之一668cm^-1±在炮制后可见。禹余粮伪品S20与正品S1有明显的差异。不同样品图谱通过二阶导数放大后也显示出了较大差异。说明禹余粮FTIR指纹指纹图谱质量评价新方法得到了较好的验证。

实施例3根据禹余粮的傅里叶变化红外光谱指纹图谱分析样品的方法

实际测定：将待测定样品扫描一张FTIR光谱图，与禹余粮FTIR特征指纹图谱进行比较，以此鉴定该样品的矿物来源是否符合禹余粮的临床应用要求。

Claims (7)

1.矿物药禹余粮的傅里叶变化红外光谱指纹图谱的建立方法，该方法包括以下步骤：

1）收集18个不同批次的矿物药禹余粮进行傅里叶变化红外光谱4000 cm^-1～400 cm^-1扫描获得其FTIR谱图，根据测定结果所给出的峰数、峰位或波数、峰值或透光率，建立禹余粮的FTIR特征指纹图谱，如下：

禹余粮指纹图谱的特征峰标定有7个共有峰，其波数依次为：3619±2 cm^-1，1033±3 cm^-1，911±6 cm^-1，798±4 cm^-1，694±6 cm^-1，470±5 cm^-1，430±7 cm^-1；

2）用OMNIC8.0软件采集图像，以禹余粮样品FTIR光谱图中共有峰透光率的均值为参照，计算各样品的相关系数和相似度，均大于0.90，可知禹余粮样品的主要成分相似，即禹余粮FTIR指纹图谱的相似度较良好，由此可建立其FTIR标准指纹图谱。

2.如权利要求1所述的矿物药禹余粮的傅里叶变化红外光谱指纹图谱的建立方法，其特征在于：所述禹余粮样品测定FTIR光谱图前的前处理步骤为：取干燥品，玛瑙研钵粉碎，过200目筛备用，然后取200 mg KBr和1 mg的样品于玛瑙研钵中充分研细，分散均匀，置压片机中压制成透明薄片，然后置红外分光光度计4000 cm^-1～400 cm^-1扫描测定。

3.如权利要求1所述的矿物药禹余粮的傅里叶变化红外光谱指纹图谱的建立方法，其特征在于：步骤1）中的实际盲样测定时样品平行测定16~32次。

4.如权利要求1~3中任一项所述的矿物药禹余粮的傅里叶变化红外光谱指纹图谱的建立方法，其特征在于：步骤1）中FTIR指纹图谱中部分非共有峰的归属如下：由于禹余粮矿物组成的特点，谱图为各组成矿物的叠加，3695 cm^-1±、3619 cm^-1±一对锐峰为高岭石的OH-伸缩振动峰；3670 cm^-1±和3650 cm^-1±两峰也是高岭石的另一组OH-伸缩振动峰，但很弱或呈肩状；910 cm^-1±峰是高岭石的OH摆动所引起的；3400 cm^-1±和3100 cm^-1±两个弱峰为氢氧化物类矿物的OH—伸缩振动带；1033 cm^-1±和1010 cm^-1±成对吸收峰是高岭石Si-O伸缩振动的反映，两个峰的分裂深度和1010 cm^-1±峰的强度与该矿物的结晶度及相对含量有关；在800 cm^-1±与780 cm^-1±锐双峰是石英的特征峰，强度中等，高频峰比低频峰略强，同时可因石英的结晶程度和含量发生峰分裂程度和强度的改变；694 cm^-1±是高岭石的另一特征峰；664 cm^-1±、580 cm^-1±的弱峰是褐铁矿的部分特征峰，其他峰包括890 cm^-1±、800 cm^-1±多被掩盖；1450 cm^-1±宽带为方解石的特征吸收峰。

5.用权利要求1~4中任一项方法所建立的矿物药禹余粮的傅里叶变化红外光谱标准指纹图谱。

6.如权利要求5所述的禹余粮标准指纹图谱的应用方法，其特征在于：将待测定样品扫描FTIR光谱图，与所述禹余粮的傅里叶变化红外光谱标准指纹图谱中所含有的特征峰及其波数进行比较，以此鉴定该样品的真伪或矿物来源是否符合禹余粮的临床应用要求。

7.如权利要求6所述的禹余粮标准指纹图谱的应用方法，其特征在于：所述待测样品平行测定2次。