中药鉴别方法与技术探究

2018-01-23 23:31魏晓楠郝铁成刘庆华谢国勇
中国野生植物资源 2018年4期
关键词:显微镜质谱药材

魏晓楠,郝铁成,刘庆华,谢国勇

(1. 衡水市冀州区医院,河北 衡水 053200;2. 中国药科大学中药资源学教研室,江苏 南京 211198)

目前,中药鉴定的方法主要有:来源(原植物、动物和矿物)鉴定、性状鉴定、显微鉴定、理化鉴定和生物鉴定等方法。同时,随着现代科学技术的发展,对中药研究的加深,一些新方法新技术在中药鉴定中的应用也越来越广泛。

1 基源鉴定法[5]

中药基源鉴定法是应用植物学或动物学或矿物学分类知识,对中药的来源进行鉴定,确定其正确的学名,以保证在应用中品种准确无误。

2 性状鉴定法[6]

直观性状鉴定是一种经验鉴别法,具有简单 、易行 、迅速的特点 。采用最直接的眼看、手摸、鼻闻、口尝、或者水试、火试等十分简便的鉴定方法来鉴别中药的品种、纯度或质量。关于中药性状方面的鉴别,近几年出现了一些新的方法和技术,如中药微性状鉴定法[7],电子鼻,电子舌,组织化学定位法等。

2.1 中药微性状鉴定法

中药微性状鉴定法是介于性状鉴别和显微鉴别之间的一类新的鉴别方法,它是借助放大镜、扫描仪、体视显微镜等仪器,观察中药材细微的外观性状以达到鉴别的目的,填补了肉眼和显微镜之间对性状观察的盲区,尤适用于花、果实、种子、叶、全草及动物类药材。

2.2 电子鼻,电子舌

电子鼻又称仿生鼻或仿生嗅觉系统,是由选择性的电化学传感器阵列和适当的识别方法组成的仪器,能识别简单和复杂的气味[8],可得到与人的感官品评相一致的结果。它可以在几小时、几天甚至数月的时间内连续地、实时地监测特定位置的气味状况,弥补人们凭借嗅觉对药材的气味特征进行评定的某些缺陷。电子舌又称味觉芯片,味觉感受器或味觉感受系统[9],它是模拟人的舌头对待测样品进行分析、识别和判断,用多元统计方法对得到的数据进行处理,快速地反映出样品整体的质量信息,实现对样品的识别和分类。李文敏[10]等对电子鼻和电子舌技术在中药加工炮制中的火候监测方面及炮制成品外观性状质量检测方面的应用进行了展望。

2.3 组织化学定位法

组织化学定位(histochemistry)是建立在形态学之上的组织化学属边缘科学范畴,是研究细胞和组织中的化学组成、定位与定量以及代谢状态的科学。中药化学成分贮藏在特定的细胞和组织中,而这些化学成分是中药防病治病的物质基础[11],通过研究中药活性成分在不同组织结构中的分布,明确中药性状特征与质量和药效的关系,为性状鉴别提供参考依据[12]。钟霞君[13]等以庐山石韦和柔软石韦营养叶片为研究对象,运用组织化学定位法研究皂苷类化合物、蒽醌类化合物及多糖物质在不同组织中的分布情况,为合理开发利用石韦资源提供参考依据。

此外,利用现代数码、信息及计算机技术,中药性状鉴定技术与之结合,发展了一些新方法。如:中药脉序图谱鉴别法、中药形态结构计算机三维重建与实时动态显示技术、仿生识别法等。肖小河[14]等以中药附子为研究对象,进行连续切片的三维重建与动态显示,为其鉴定提供了具有生动性和立体感的三维图像技术和资料。

本次评估工作,将评价目标根据评估对象的特点划分为二级评估指标,一级评估指标包含A建筑防火特性、B消防设施设备、C消防安全管理、D人员消防安全素养共4项,每项划分为若干二级指标,本次评估目标共计划分为18个二级指标,如图2所示。

3 显微鉴定法

显微鉴定技术(microscopical identification technology)是利用光学系统或电子光学系统设备,观察肉眼所不能分辨的微小物体形态结构及其特征的技术[15], 即利用显微镜对药材及成方制剂组成药味的组织、细胞或细胞内含物等特征进行鉴别,以此来鉴别制剂的处方组成以及药材真伪,具有简便、快速、准确的优点,是中药检验不可缺少的手段。它是一项专门的技术,需要以植(动)物解剖学、矿物晶体光学、植物显微化学等知识作为基础,以生物显微制片技术、显微镜及其图象描绘或摄影技术作为支撑。通常适用于性状或理化鉴别不易识别的药材,如多来源药材、破碎或粉末药材、以及粉末药材制成的成方制剂的鉴定。中药组成、中药材来源是应用显微鉴定的先天条件,显微特征可作为定性鉴别甚至有时可作为限量检查标准、 显微鉴定技术的理论依据和技术支撑。

(1) 荧光显微镜的应用

细胞组织中自然存在的某些物质可被激发产生荧光;某些物质经一定的化学处理,可转化成荧光色团,由此被诱发产生荧光;应用含荧光色团的物质作为染料,使之与生物组织中和该物质有特殊亲和力的成分相结合,即可被激发荧光。因此,荧光显微技术就是基于荧光对这类物质进行镜检的显微光学观测技术,荧光显微镜根据观察物体的大小及原理可分为体式荧光显微镜、荧光显微镜和激光共聚焦扫描显微镜等。它不仅能够观察到普通光学显微镜下药材组织、细胞及内含物所呈现的特征,还能够直接显示细胞内的化学成分,并且显示的彩色效果很明亮,极易观察,极易进行定量分析,而且能以极低浓度的染料检测出含量极微的物质,从而为中药真伪鉴定提供科学依据。

(2) 偏光显微镜的应用

偏光显微镜又名极化显微镜、偏振光显微镜,它是利用自然光在通过各向异性透明体时, 可产生偏振光的作用原理, 在普通光学显微镜中增加偏振装置, 使得偏振光线在通过各向同性的样品时呈现暗视野, 而各向异性的物质呈现不同的色彩[16]。偏光显微鉴别技术用于鉴别具有双折性的物质,适用于大多数植物类、动物类及矿物类药材的鉴别。刘嵘[17]等利用偏光显微镜,对毛竹纤维细胞特征进行定性分析后,并进行了简单分类,将竹纤维细胞分为3种类型:Ⅰ型单厚壁型、Ⅱ型细胞和Ⅲ型多厚壁细胞,并将侧方纤维帽分为3个区域,统计了各类型纤维细胞在各区域内的分布规律。

(3) 扫描电镜的应用

扫描电镜是一种近年来发展迅速的电子光学仪器,样品制备简单,分辨率高,可连续调节放大倍数,图像立体感强,可清晰的观察到物体表面亚显微结构,在中药鉴定方面应用较广泛。扫描电镜与其他仪器联用,也发展了一些新的技术:扫描电镜-X射线能谱仪联用;扫描电镜与电子微区分析仪联用;扫描电镜与扫描隧道显微镜联用等。吴莹[18]等利用扫描电镜对中药饮片浙贝母的真伪进行了鉴别,发现与浙贝饮片相比,假药模型呈表皮破裂,向外凸出,表皮及横切面的淀粉粒已被提取出,均较少见。

(4) 数码显微成像技术

数码显微成像技术是数码照相技术与显微摄影技术相结合,一种观察和记录生物、物理和化学显微材料的新技术。采用数码相机拍摄的显微图片可以真实地反映鉴别对象的各种显微特征。该技术快捷方便, 容易操作,在中药显微鉴定中已有应用。数码显微成像技术使中药材和粉末的显微特征图谱逐渐告别手绘图形,2009年,出版了《中华人民共和国药典中药材显微鉴别彩色图鉴》[19]等大量彩色数码显微特征图谱的专著。徐艳琴[20]等利用数码显微摄影技术对10省16个箭叶淫羊藿同质园栽培居群的叶背非腺毛性状进行了比较研究。

4 理化鉴定

理化鉴别是利用某些物理的、化学的或仪器分析方法,分析中药中所含的主要化学成分或有效成分,以此来鉴定中药的真实性、 纯度和品质优劣。一般理化鉴别常用的方法有沉淀法、显色法、升华法、荧光法、结晶法等。

20世纪50年代,色谱和光谱技术在中药理化鉴定中的应用和推广,使得理化鉴定的方法日趋完善。薄层色谱是最早应用于中药理化鉴定的,以涂布于支持板上的支持物作为固定相,以合适的溶剂为流动相,对混合样品进行分离、鉴定和定量。随着色谱分离、分析技术的发展,高效液相色谱法、气相色谱法、高效毛细管电泳法和凝胶电泳等方法,能够更准确和精细地反映中药中的化学成分和数量分布等特征,成为中药鉴定和质量控制的有效方法。一些联用技术,如高效液相色谱-质谱、红外光谱-质谱、质谱-质谱、气相色谱-质谱、高效毛细管电泳-质谱、气相色谱-付里叶变换红外光谱等是新技术的迅速发展和中药理化鉴定方法不断创新的结果。何丹[21]等建立液质联用对瑞香狼毒、狼毒大戟及月腺大戟3种狼毒药材的来源进行鉴定,从3种狼毒药材提取物的液相色谱及质谱图中选择18 个紫外吸收及质谱响应较好的色谱峰, 并对其定性, 可作为不同种属狼毒药材鉴别的特征峰。

此外,紫外、中红外、近红外、拉曼光、荧光光谱及等离子体光谱(ICP) 等光谱技术被大量成功应用到中药材和中药饮片的鉴定研究中[22],沈海龙[23]利用近红外漫反射光谱法建立了准确区分正品地骨皮和伪品荃皮、大青根皮的方法。

5 生物鉴定法

生物鉴定法是近年来兴起的一种中药品质鉴定新方法,具有先进性、适用性、可操作性和专属性强等特征,并且能够突出中药的药效学作用,准确度高。它是对中药所含化学物质的生物效应(药效、活力或毒力) 测定或对生命信息物质(核酸、蛋白质、细胞结构等) 的识别,以达到品质鉴定目的的一种方法[24]。常见的有生物效应鉴定法和基因鉴定法两大类,生物效应鉴定法包括免疫鉴定法、细胞生物学鉴定法、生物效价测定法、单纯指标测定法等,基因鉴定法包括DNA 分子鉴定法、mRNA 差异显示鉴定法等。

5.1 免疫鉴定法

免疫鉴定法是利用中药含有的特异蛋白为抗原制备的特异抗体,与供试品中特异抗原结合产生沉淀反应的一种方法,可准确的鉴别中药品种。该技术适用于动物药材的鉴别,尤其是亲缘关系比较接近的动物药间的鉴别[25]。丁培贤等[26]采用采用对流免疫电泳法及琼脂免疫扩散法准确鉴定了虎、豹、猞猁、原猫、黄牛、猪等多种动物的骨骼,并进而将豹骨进一步鉴定为金钱豹、云豹、雪豹。

5.2 生物效价测定法

生物效价测定法是测定药物对生物机体某方面作用的强度的一种方法,常用的有抗菌效价、抗凝血活性、免疫作用、降压物质的测定、异常毒性、溶血与凝聚检查法、过敏反应检查法等。王盛民等[27]建立了穿心莲对照药材对敏感菌株的剂量效应曲线,并以穿心莲对照药材为标准品,对穿心莲药材及含穿心莲的中成药进行了生物检定,表明方法可行。

5.3 细胞生物学鉴定法

细胞生物学鉴定法是通过对染色体进行分类,从而对中药进行鉴别的一种方法。中药某个特定种属的生物体细胞中的染色体形态和组型是固定不变的,根据其特定的细胞特征就可鉴定中药的品种,该方法适用于果实及种子类药材。

5.4 单纯指标测定法

单纯指标测定法是测定某个药物或者某类药物的某一特性或某一药理作用强弱的方法。如对苦味中药苦味指数的测定;使用溶血法鉴定柴胡和大叶柴胡;对含蒽醌类成分大黄泻下作用的测定等。

5.5 DNA分子鉴定技术

DNA分子鉴定技术主要是运用分子遗传学技术,如对鸡内金与鸭内金的鉴别,可利用微量DNA提取技术,从测试药材中提取DNA,进行DNA碱基序列测定,从而鉴别出真伪。中药DNA分子鉴定以PFLP、PAPD和DNA barcoding技术为代表,形成了三大DNA鉴定技术:分子杂交信号、PCR扩增指纹及核酸序列分析[28]。

5.6 蛋白质标记技术

蛋白质标记技术分为蛋白质电泳鉴别技术、抗血清鉴别技术、同工酶鉴别技术和蛋白质飞行时间质谱鉴定技术等。李明[29]利用过氧化物同工酶电泳方法,对当归及其混伪品欧当归、独活进行了鉴别。张烨[30]等利用蛋白芯片结合激光解析/离子化-飞行时间质谱对羚羊角水溶液中的蛋白质/肽成分进行了蛋白质组分析。

5.7 mRNA 差异显示鉴定法

mRNA 差异显示鉴定法是利用中药不同组织和细胞在基因表达上的差异进行鉴别的一种方法,采用该方法可鉴别栽培和野生、道地与普通药材之间的特征,可广泛用于中药品种的鉴定。张西玲[31]等对当归、大黄种子中rRNA基因内转录间隔区进行了碱基序列测定,结果表明具有明显的差异和可对比性。

中药的历史悠久,品种繁多,来源广泛,产区分散,形态组织各异,化学成分多种多样,只有对每种中药进行系统的比较和分析,掌握其本质的鉴别特征,才能有效的区分和鉴别它们。随着现代科学、网络和信息技术的飞速发展,中药的系统鉴别方法逐步趋于信息化和数据化,在“四大鉴别法”的基础上,形成了一套以生物技术结合理化分析为重点,更为科学、完善和先进的中药鉴定理论,并不断的推广和市场化,推进中药事业的发展。

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