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尼高力红外光谱仪鉴别研究天麻

1 实验部分

1.1 材料与仪器

天麻为兰科植物天麻Gast rodia el ata Bl1 的干燥块根,产地分别为陕西(野生、种植) 、浙江磐安(种植) 、吉林长白山(野生) ; 芭蕉芋为美人蕉科植物芭蕉芋Canna edul is Ker2Gawl 的干燥块茎; 芋为天南星科植物芋Colocasia esculenta(L1) Schott 的干燥块茎; 马铃薯为茄科植物马铃薯S olanumtuberosum L1 的干燥块茎。所有样品均为饮片。

美国Nicolet 公司生产的NEXUS 670 傅里叶变换红外光谱仪, DTGS 检测器, OMNIC E1 S1 P1511 智能操作软件, HATR , 光谱范围4 000650 cm- 1 , 分辨率4 cm- 1 , 扫描累加次数32 次。

1.2 光谱测定

在采集数据前, 根据仪器测试要求把HATR 水平放置在傅里叶变换红外光谱仪的样品仓中, 采用单面刀分别在距表皮一半处切取样品并置于玛瑙研钵中粉碎并磨细约为200目的颗粒, 分别置于傅里叶变换红外光谱仪HATR 的金刚石与校正压力装置之间, 按照所给定的测试条件直接测定样品的HATR2FTIR。为了降低测定误差, 图谱采用自动校正法进行基线校正。

1.3 傅里叶自解卷积变换分析

通过测定, 得到天麻及其伪品共7 个样品的FTIR。根据吸收峰的吸光度值特点, 采用Fourier Self2deconvolution软件进行自解卷积变换分析。在各种带宽因子(Bandwidth)及增强因子( Enhancement) 下观察天麻的真伪品自解卷积红外光谱的差异程度, 从中选择一个差异程度最为明显的带宽因子及增强因子来区分天麻真伪品。在本实验中对所给定的天麻真伪品的红外光谱进行自解卷积变换时, Bandwidth7510 7610 , Enhancement 312 作为自解卷积变换标准。为了方便比较, 傅里叶自解卷积红外光谱只选择正峰值部分。

2 结果与分析

2.1 同产地种植天麻与野生天麻的比较

1 为产自陕西的种植天麻与野生天麻的FTIR 光谱图。

  从图1 中可以发现两者的吸收非常相似, 为了更好地区别种植天麻与野生天麻, 本文进行了傅里叶自解卷积的变换, 结果见图2

  从图2 可以发现, 720790 cm- 1 红外吸收区域, 野生天麻有727 , 756 782 cm- 1 三个吸收峰, 种植天麻只有738 767 cm- 1两处吸收峰, 而野生天麻在814 cm- 1处的吸收峰明显高于种植天麻819 cm- 1的峰, 这是由于天麻所含天麻素、对羟基苯甲醇、对羟基苯甲醛42(42 羟基苄基) 甲醚等分子中对二取代苯的特征吸收峰, 说明野生天麻所含天麻素比种植天麻相对比较高。

2.2 不同产地种植天麻之间的比较

3 为陕西和磐安种植天麻的傅里叶变换红外光谱。

从图3 可以看出, 不同产地天麻稍有差异, 但区别不大。图4 是陕西和磐安种植天麻的傅里叶自解卷积红外光谱。


  从图4 可以发现, 自解卷积红外图谱已将FTIR 中的细微差别显现了出来。磐安种植天麻在指纹区650950 cm- 1吸收峰比陕西种植天麻多, 陕西天麻在738118 cm- 1 处多出1 个小峰, 磐安天麻比陕西天麻在779 837 cm- 1 处多2 小峰。在1 200 cm- 1 处陕西天麻有1 189 1 203 cm- 1 双峰,而磐安天麻只有1 189 cm- 1一个吸收峰。陕西天麻在1 260 ,1 296 , 1 577 , 1 603 1 721 cm- 1等处比磐安天麻多出几处峰。

2.3 天麻与伪品的比较

为了比较方便, 本文以磐安种植天麻为代表, 与伪品芭蕉芋、芋及马铃薯进行了比较, 结果见图5

从图5 , 我们可以观察到正品与伪品的FTIR 有明显的不同。对比磐安天麻而言, 芭蕉芋在1 078 cm- 1 处无明显的吸收峰, 1 2001 450 cm- 1范围内却有4 个明显的吸收峰, 1 723 cm- 1处吸收峰不明显。芋在1 200 cm- 1之前与正品差别不大, 1 643 cm- 1处有强吸收并在左边有一个明显的肩峰。马铃薯在1 239 , 1 405 , 1 536 1 640 cm- 1 4 处有明显的吸收峰, 1 640 cm- 1处吸收峰很强。三种伪品与天麻最大的区别在于1 631 cm- 1处伪品吸收峰很强, 而天麻的吸收非常弱, 这是淀粉的羰基吸收, 说明3 种伪品比天麻含有较多的淀粉。

对四种正伪品的FTIR 进行自解卷积变换, 结果见图6


从图6 中可以发现正伪品的FSD2FTIR 有明显的区别,伪品的吸收峰较多且吸光度明显较大。

4  结 论

  由于中药是一复合物, FTIR 法所测得的红外光谱是中药混合物中各组分红外光谱的叠加, 傅里叶自解卷积能够达到分峰的目的, 可以使一些隐含的信息得以显现, 且保留了吸收峰的积分面积, 从而可以从吸收峰上更能准确判断某一成分含量的大小。傅里叶自解卷积还可以消除波长一次项的误差, 减少来自散射、基体及其他吸收物的干扰影响, 使分析结果更准确。研究结果表明, 采用FSD2IR 可以较好地对不同天麻如野生与种植天麻、不同产地天麻, 以及正品天麻与非正品进行鉴别。中药历来讲究地道, 通过对不同产地的天麻的分析, 可以为异地引种中药材提供科学依据。

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