中药指纹图谱研究进展

1、LOGO中药指纹图谱的研究进展中药指纹图谱的研究进展本次介绍的主要内容与结构本次介绍的主要内容与结构u第一部分第一部分：基本概念和起源u第二部分第二部分：中药图谱技术研究的现状u第三部分第三部分：中药图谱技术研究的展望u第四部分第四部分：综合讨论n基本概念：基本概念：中药指纹图谱是指某种中药指纹图谱是指某种( (或某或某产地产地) )中药材或中成药经适当处理后中药材或中成药经适当处理后, ,采用采用一定的分析手段一定的分析手段, ,提取其化学信息并加以提取其化学信息并加以描述描述, ,得到的能够标志该中药材或中成药得到的能够标志该中药材或中成药特性的共有峰的图谱。它的建立得益于色特性的共有峰的

2、图谱。它的建立得益于色谱技术的发展。谱技术的发展。 基本概念和起源基本概念和起源基本概念和起源基本概念和起源n指纹图谱的起源指纹图谱的起源：在在1919世纪末世纪末2020世纪初，出现了世纪初，出现了“指纹指纹”鉴定这个概念鉴定这个概念. .最初指纹鉴定运用于法医和最初指纹鉴定运用于法医和犯罪领域里犯罪领域里, ,是根据每个人的手纹的结构有着绝对唯是根据每个人的手纹的结构有着绝对唯一的差别来区分个体身份的一的差别来区分个体身份的. .也因此也因此“指纹指纹”技术也技术也成了当时一个标志性的词汇成了当时一个标志性的词汇. .后来随着仪器和分子生后来随着仪器和分子生物学的快速发展在生命科学的研究领

3、域里也开始使物学的快速发展在生命科学的研究领域里也开始使用指纹分析技术来进行研究用指纹分析技术来进行研究, ,之后发展了蛋白组学指之后发展了蛋白组学指纹分析技术纹分析技术, ,即利用种群和种群间的共性以及种群内即利用种群和种群间的共性以及种群内部个体间的差异来进行物种的鉴定的随着技术的迅部个体间的差异来进行物种的鉴定的随着技术的迅速发展中药指纹图谱技术也应运而生速发展中药指纹图谱技术也应运而生. .中药指纹图谱技术研究的现状中药指纹图谱技术研究的现状n一、化学指纹图谱一、化学指纹图谱n二、二、X X射线衍射图谱射线衍射图谱n三、三、DNADNA指纹图谱指纹图谱1 光谱光谱2 色谱色谱3 HPC

4、EHPCE色谱技术色谱技术一、化学指纹图谱一、化学指纹图谱一、一、IR指纹图谱指纹图谱 IRIR是对整个化合物分子的鉴别，比对单是对整个化合物分子的鉴别，比对单纯的官能团化学定性鉴别专一性更强。在纯的官能团化学定性鉴别专一性更强。在IRIR指纹图谱中，不用将混合物的各主要吸收峰指纹图谱中，不用将混合物的各主要吸收峰归属，只需在归属，只需在4000400cm4000400cm-1-1范围内比较光范围内比较光谱的差异即可。既可用于中药材的鉴别，如谱的差异即可。既可用于中药材的鉴别，如甘草、延胡与全叶延胡索、粉葛与野葛等药甘草、延胡与全叶延胡索、粉葛与野葛等药材的鉴别；还可用于成药的鉴别，有人对同材

5、的鉴别；还可用于成药的鉴别，有人对同仁乌鸡白凤丸与消栓再造丸的指纹图谱进行仁乌鸡白凤丸与消栓再造丸的指纹图谱进行了研究，结果两种样品都具有独特而稳定的了研究，结果两种样品都具有独特而稳定的指纹图谱，可作为质量控制和真伪鉴别的依指纹图谱，可作为质量控制和真伪鉴别的依据。据。二、二、MSMS指纹图谱指纹图谱 将中药提取液置质谱仪中进行电子轰击电将中药提取液置质谱仪中进行电子轰击电离，可获得提取液中化学成分的离，可获得提取液中化学成分的EI-MS图，不图，不同中药提取液所含成分不同，所得质谱显示的同中药提取液所含成分不同，所得质谱显示的分子离子峰及进一步的裂解碎片也不一致，可分子离子峰及进一步的裂解

6、碎片也不一致，可资鉴别。天麻主要化学成分为对羟苯甲醇衍生资鉴别。天麻主要化学成分为对羟苯甲醇衍生物，天麻甲醇提取物的物，天麻甲醇提取物的EI-MS指纹图谱特征性指纹图谱特征性强，而作为商业用天麻伪品的植物却均不含对强，而作为商业用天麻伪品的植物却均不含对羟基苯甲醇衍生物，故其羟基苯甲醇衍生物，故其EI-MS图与真品有显图与真品有显著区别。著区别。色谱色谱TLCTLC指纹图谱指纹图谱HPLCHPLC指纹图谱指纹图谱 高效液相色谱高效液相色谱(HPLC)(HPLC)由于具有分离效能高、由于具有分离效能高、分析速度快、方法重现性好、适用的样品类型广分析速度快、方法重现性好、适用的样品类型广泛等优点泛

7、等优点, ,已经普遍应用于中药材及制剂的分析已经普遍应用于中药材及制剂的分析检测检测, ,特别是三维高效液相色谱法特别是三维高效液相色谱法, ,近年来发展很近年来发展很快快, ,非常适合构建中药指纹图谱。非常适合构建中药指纹图谱。GC指纹图谱指纹图谱 气相色谱技术具体应用时多与质谱气相色谱技术具体应用时多与质谱( () )联联用用, ,以获得各色谱峰的分子结构信息。以获得各色谱峰的分子结构信息。- -联用具有分离效能及灵敏度高的特点联用具有分离效能及灵敏度高的特点, ,适用于中适用于中药易挥发性成分的分析药易挥发性成分的分析, ,但对高沸点物质的分析但对高沸点物质的分析比较困难。比较困难。HP

8、CEHPCE指纹色谱技术指纹色谱技术 是以高压电场为驱动、毛细管为分离通是以高压电场为驱动、毛细管为分离通道，依据样品中各组分的淌度和分配行为上道，依据样品中各组分的淌度和分配行为上的差异而实现高效快速分离的新型电泳技术的差异而实现高效快速分离的新型电泳技术。王刚力等采用该法对。王刚力等采用该法对18个卷百柏属植物个卷百柏属植物样品的乙酸乙酯提取物进行测定，建立了样品的乙酸乙酯提取物进行测定，建立了18个样品的指纹图谱。个样品的指纹图谱。二、X射线衍射图谱 中药材的衍射图谱是药材中所含各种成分衍中药材的衍射图谱是药材中所含各种成分衍射谱的叠加，从总体上反映一般成分和主要成射谱的叠加，从总体上反

9、映一般成分和主要成分的分布概况，从而可能提供较全面的、有鉴分的分布概况，从而可能提供较全面的、有鉴别意义的数据。衍射指纹图谱具有专属性强、别意义的数据。衍射指纹图谱具有专属性强、信息量大、所需样品量小等诸多优点。吴云山信息量大、所需样品量小等诸多优点。吴云山等应用粉末射线衍射图谱鉴定法对等应用粉末射线衍射图谱鉴定法对5个白芍的个白芍的中药材样品进行分析，获得了白芍的标准射线中药材样品进行分析，获得了白芍的标准射线衍射图谱及特征标记峰值。衍射图谱及特征标记峰值。三，三，DNADNA指纹图谱指纹图谱 不同生物体均有各自相对稳定的序列，不同生物体均有各自相对稳定的序列，利用聚合酶链反应从不同生物样品

10、中人工合利用聚合酶链反应从不同生物样品中人工合成片断，而这种片断的大小、数目可因不同成片断，而这种片断的大小、数目可因不同的生物而异，因此称为指纹图谱法。的生物而异，因此称为指纹图谱法。该技术该技术具有重复性好、灵敏度高的优点。目前应用具有重复性好、灵敏度高的优点。目前应用于中药质量研究的分析技术主要有分子杂交于中药质量研究的分析技术主要有分子杂交和和PCRPCR两种，前者有以低拷贝序列基因为对两种，前者有以低拷贝序列基因为对象的象的RFLDRFLD，及以中度重复序列为对象的卫星，及以中度重复序列为对象的卫星指纹图；后者有指纹图；后者有RAPDRAPD，AFLPAFLP和测序等和测序等。中药指

11、纹图谱技术的展望中药指纹图谱技术的展望u基因芯片技术基因芯片技术u分子生物色谱指纹技术分子生物色谱指纹技术u多维多息特征谱多维多息特征谱基因芯片技术基因芯片技术 基因芯片将是高通量、高效率地从分子水平上研究基因芯片将是高通量、高效率地从分子水平上研究中药的最新技术手段。基因芯片也叫芯片，它是中药的最新技术手段。基因芯片也叫芯片，它是运用计算机芯片的制备技术，采用原位合成或显微打印运用计算机芯片的制备技术，采用原位合成或显微打印技术，将数以万计的探针化于支持物表面上，产技术，将数以万计的探针化于支持物表面上，产生二维探针陈列，然后与标记样本杂交，通过化生二维探针陈列，然后与标记样本杂交，通过化学

12、荧光法、酶标法、同位素法或电化学法等方法检测杂学荧光法、酶标法、同位素法或电化学法等方法检测杂交信号来实现对生物品的快速、并行、高效地检测或医交信号来实现对生物品的快速、并行、高效地检测或医学检测。基因芯片技术主要应用于基因表达谱分析、新学检测。基因芯片技术主要应用于基因表达谱分析、新基因发现、基因突变、多态性分析及检测基因组整体转基因发现、基因突变、多态性分析及检测基因组整体转录表达情况，也为探索中药作用靶点、药物筛选、中药录表达情况，也为探索中药作用靶点、药物筛选、中药成分鉴定、道地药材鉴别等现代中医研究开辟了新的领成分鉴定、道地药材鉴别等现代中医研究开辟了新的领域。域。现代分子生物学的发

13、展，逐步阐明了神经介质酶、受体在生命活动中所起的调节作用。分子生物色谱是把生物体内活性物质（如酶、受体、传输蛋白等）固定于色谱填料中，利用中药中活性成分与其相互作用，将色谱分离与分子生物学二者的新成果紧密结合起来，建立有效成分的指纹分子质量控制方法，并为组合中药的研究提供有效分子的结构信息。由于分子生物色谱以生物活性分子间广谱的相互作用为基础，也可利用其指纹分析法对有效成分尚不清楚的中药进行快速的质量监控。分子生物色谱指纹技术分子生物色谱指纹技术多维多息特征谱多维多息特征谱所谓多维，即采用多种分析仪器联用模式；所谓多维，即采用多种分析仪器联用模式；所谓多息，即特征峰应努力做到包括化学和药效所谓

14、多息，即特征峰应努力做到包括化学和药效两方面的信息。中药多维多息特征谱主要应用于两方面的信息。中药多维多息特征谱主要应用于中药分析鉴定以及确定中药中微量活性成分或未中药分析鉴定以及确定中药中微量活性成分或未知活性成分。建立多维多息特征谱的最大优点在知活性成分。建立多维多息特征谱的最大优点在于较系统、较完整地解决了中药及其制剂面临的于较系统、较完整地解决了中药及其制剂面临的保证药效和质量的难题，而且为解决中药研究中保证药效和质量的难题，而且为解决中药研究中缺乏标准品的难题提供了一条可行之路。缺乏标准品的难题提供了一条可行之路。总结与讨论总结与讨论中药指纹图谱研究技术是在现代仪器分析技中药指纹图谱研究技术是在现代仪器分析技术基础上发展起来的术基础上发展起来的, ,沿用了法医学的概念沿用了法医学的概念, ,为中为中药材和中成药制作药材和中成药制作“指纹指纹”, ,进而对其进行真伪进而对其进行真伪优劣鉴定和质量控制。研究方法也有多种优劣鉴定和质量控制。研究方法也有多种, ,分别分