中药指纹图谱

中药指纹图谱小组成员

罗斌

尹先珍

赵丹目录定义研究意义分析技术数据分析应用前景定义中药指纹图谱是指运用现代分析手段对中药多维化学及其相关生物信息以图形（图像）的方式进行表征并加以描述。分为三种：色谱指纹图谱，波谱指纹图谱，生物指纹图谱研究意义

作为有着悠久文明史的中药，其安全性、有效性早已经过历史的验证。但中药的均一稳定性——即质量可控的问题则是制约中药发展，走向国际市场的瓶颈问题。中药一般为复方制剂，方剂中有效成份极为复杂，大部分结构、作用机时尚不清楚。在现有条件下，以单一化学成份分析的观点，不适合中药（天然药物）这一复杂成份分析体系。而解决这一难题的有效手段，就是要参照植物药的质量控制方法，借鉴化学药品质量控制模式，借助于建立相应简单理化鉴别，借助于现代的、被国际社会所认可的中药指纹图谱技术。主要技术方法HPLCTLCGLCE

highperformanceliquidchromatographyGasChromatographycapillaryelectrophoresisThinLayerChromatography薄层色谱（TLC）定义原理特点色谱法的基本原理

利用混合物中各组分在某一物质中的吸附或溶解性能的不同，或和其它亲和作用性能的差异，使混合物的溶液流经该种物质，进行反复的吸附或分配等作用，从而将各组份分开。定义薄层色谱又叫薄板层析，属固—液吸附色谱。是在被洗涤干净的玻板（10×3cm左右）上均匀的涂一层吸附剂或支持剂，待干燥、活化后将样品溶液用管口平整的毛细管滴加于离薄层板一端约1cm处的起点线上，凉干或吹干后置薄层板于盛有展开剂的展开槽内，浸入深度为0.5cm。待展开剂前沿离顶端约1cm附近时，将色谱板取出，干燥后喷以显色剂，或在紫外灯下显色。铺板；点样；展开；显色；计算Rf值基本步骤比移值(Rf)是薄层色谱法中原点到斑点中心的距离与原点到溶剂前沿的距离的比值。丹参-不同薄层板薄层色谱图高效液相色谱（HPLC）定义原理检测器特点定义液相色谱法是是以液体为流动动相的色谱法法。根据混合物中中各组分对两两相的亲和力力的不同可分分为液固吸附附色谱；液液液分配色谱法法；离子交换换色谱法；凝凝胶渗透色谱谱法；离子色色谱法；空间间排阻色谱法法。液相色谱仪原原理高效液相色谱谱仪的系统由由储液器、泵、进样器、色色谱柱、检测器、记录仪等几几部分组成。。储液器中的的流动相被高高压泵打入系系统，样品溶溶液经进样器器进入流动相相，被流动相相载入色谱柱柱(固定相)内，由由于样品溶液液中的各组分分在两相中具具有不同的分配系系数，在两相中中作相对运动动时，经过过反复多次的的吸附-解解吸的分配过过程，各组组分在移动速速度上产生较较大的差别，，被分离成成单个组分依依次从柱内流流出，通过过检测器时，，样品浓度度被转换成电电信号传送到到记录仪，数数据以图谱形形式打印出来来。液相色谱仪工工作流程图检测器功能将被分析组在在柱流出液中中浓度的变化化转化为光学学或电学信号号；分类①紫外吸收检检测器②紫外一可见见分光光度检检测器③示差折光化化学检测器④二极管阵列列紫外检测器器⑤荧光检测器器⑥电化学检测测器工作特点优点:高压、高效、、高灵敏度、、分析速度快快，载液流速速快（15-30min)、应用范范围广。此外高效液相相色谱还有色色谱柱可反复复使用、样品品不被破坏、、易回收等.缺点:有“柱外效应应”。在从进进样到检测器器之间，除了了柱子以外的的任何死空间间（进样器、、柱接头、连连接管和检测测池等）中，，如果流动相相的流型有变变化，被分离离物质的任何何扩散和滞留留都会显著地地导致色谱峰峰的加宽，柱柱效率降低。。高效液相色色谱检测器的的灵敏度不及及气相色谱。。而且需要严严格的样品预预处理，很难难表达被固定定相吸附的样样品和高粘度度的样品。气相色谱（GL）定义原理检测器特点定义用气体作为移移动相的色谱谱法。根据所用固定定相的不同可可分为两类：固定相是固体体的，称为气气固色谱法；；固定相是液体体的则称为气气液色谱法。。气相色谱仪原原理气相色谱仪中中有一根流通通型的狭长管管道，这就是是色谱柱。在在色谱柱中，，不同的样品品因为具有不不同的物理和和化学性质，，与特定的柱填充物（固定相）有有着不同的相相互作用而被被载气（流动动相）以不同的速率带带动。当化合物从柱柱的末端流出出时，它们被被检测器检测到，产生生相应的信号号，并被转化化为电信号输输出。在色谱谱柱中固定相相的作用是分分离不同的组组分，使得不不同的组分在在不同的时间从柱的末端流流出。检测器气相色谱法中中可以使用的的检测器有很很多种，最常常用的有热导检测器（（TCD）与火焰电离检测测器（FID）。这两种检测测器对很多种种分析成分有有灵敏的响应应，同时可以以测定一个很很大的范围内内的浓度。TCD从本质质上来说是通通用性的，可可以用于检测测除了载气之之外的任何物物质（只要它它们的热导性能在检测器检测测的温度下与与载气不同））。FID对烃类类的检测比TCD更灵敏敏，但却不能能用来检测水水。两种检测测器都很强大大。由于TCD的检测是是非破坏性的，它可以与与破坏性的FID串联使用（连接在在FID之前前），从而对对同一分析物物给出两个相相互补充的分分析信息。有有一些气相相色谱仪与质质谱仪相连接接而以质谱仪仪作为它的检检测器，这种种组合的仪器器称为气相色谱-质质谱联用（GC-MS，，简称称气质质联用用）工作特特点气相色色谱法法是一一种在在有机机化学学中对对易挥发发而不发发生分分解的的化合合物进进行分分离与与分析析的色色谱技技术。。气相色色谱的的典型型用途途包括括测试试某一一特定定化合合物的的纯度与对混混合物物中的的各组组分进进行分离，同时时测定定各组组分的的相对含量。在微型化化学实验中中，气相色色谱可以用用于从混合合物中制备备纯品。毛细管电泳泳（CE））定义分类检测器特点定义是以弹性毛细管为分分离通道、、以高压直直流电场为为驱动力，依据样品品中各组分分的淌度（（单位电场场强度下的的迁移速度度）和/或或分配行为为的差异而而实现分离离的一种分分析方法。。通过改变操操作模式和和缓冲液成成分，可以以对性质不不同的各种种成分进行行有效分离离和定量测测定。分类1.分离模式2.操作方式重新分为手手动、半自自动及全自自动型毛细细管电泳。。3.分离通道形形状分为圆形、、扁形、方方形毛细管管电泳等。。4.缓冲液的介介质分为水相毛毛细管与非非水相毛细细管毛细管电泳泳仪由温度度控制系统统，高压电电源，高压压电极槽，，毛细管，，检测器，低压电极极槽，铂丝丝电极，记记录数据处处理。检测器由于毛细管管内径的限限制，检测测信号是CE系统最最突出的问问题。紫外外可见法（（UV）是是CE常用用的检测方方法，但是是受到仪器器、单波长长等因素的的限制。目目前应用最最广泛的是是二极管阵阵列（PDA）检测测器。常规规的检测器器还有灵敏敏度很高的的激光光热热（LIP）和荧光光（FL））检测器。。近些年，在在实际应用用中还产生生了激光诱诱导荧光（（LIF））、有良好好选择性的的安培（EC）、通通用性很好好的电导（（CD）助助以及可以以获得结构构信息的质质谱（MS）等多种种检测器。。工作特点优点：高效塔板数目在在105-106片片/m间间，当采采用CGE时，塔塔板数目可可达107片/m以上；；快速一般在十几几分钟内完完成分离；；微量进样所需的的样品体积积为nL级级；多样性可根据需要要选用不同同的分离模模式且仅需需一台仪器器；经济实验消耗不不过几毫升升缓冲溶液液，维持费费用很低；；缺点：由于进样量量少，因而而制备能力差差；由于毛细管管直径小，，使光路太太短，用一一些检测方方法（如紫紫外吸收光光谱法）时时，灵敏度较低低；电渗会因样样品组成而而变化，进进而影响分离重现性性。No.1主要成分分析No.2聚类分析法No.3相似度评价法主要解析方方法No.4人工神经网网络用依利特P1201液相色谱谱仪分析三三聚氰胺No.1主要成分分分析又称主分量量分析，在在尽可能保保留原有信信息基础上上，用综合合指标解释释多变量的的方差-协协方差结构构，把给定定的一组相相关变量通通过线性变变换转换成成另一组不不相关的变变量，这些些新变量按按照方差依依次递减的的顺序排列列起来对多多变量进行行降维处理理。该方法具具有变差差最优，，信息损损失最小小，相关关性最优优等特点点。No.2聚类分析析法又称群分分析，是是根据实实验数据据本身的的定性或或定量特特征，变变量域之之间的相相似性而而逐步归归群成类类的方法法。其结果能能客观反反映些变变量或区区域之间间的内在在组合关关系。可分为系系统聚类类分析(hierarchicalclusteringanalysis,HCA)和模模糊聚类类分析（（fuzzyclusteringanalysis,FCA)。No.3相似度评评价法相似度评评价是将将一张指指纹图谱谱的数据据用多维维向量表表示，计计算多张张图谱之之间的相相似度值值，如此此量化描述指纹纹图谱的的相似性性，即客客观地数数字化描描述。常见的有有距离系系数法，，夹角余余弦，相相关系数数法，Nei系系数法，，改进Nei系系数法。。No.4人工神经经网络简称神经经网络（（NNs)或称称作连接接模型（（ConnectionistModle),是一种种模仿动动物神经经网络的的行为，，并进行行分布式式信息处处理的数数字模型型。其数据处处理过程程包括信信号获取取，特征征提取和和信号检检测三个个步骤。。应用在人参鉴鉴定中的的应用在茶叶分分析中的的应用园参红参人参中的的应用利用色谱谱指纹图图谱对人人参中的的成分进进行分析析，可以以得到各各模式指指纹图谱谱中的主主要色谱谱峰。通通过对色色谱峰的的分析可可以很好好的反映映人参中中所含的的化学物物质，准准确的对对人参进进行鉴别别和质量量控制。。应用光光谱技术术对不同同种属、、不同种种植类型型和不同同种植年年份的人人参进行行分析，，对得到到的指纹纹图谱谱谱图进行行分析，，可用来来判断人人参的真真伪，还还可用来来区分人人参的不不同种属属、不同同产地、、不同年年份等。。还可对对人参进进行质量量控制。。安溪铁观观音西湖龙井井茶叶中的的应用HPLC化学指指纹图谱谱法主要要通过测测定茶叶叶中的自自由氨基基酸含量量、儿茶茶素、咖咖啡因及及黄酮（（苷）类类等化学学成分含含量，提提取茶特特征成分分与模式式识别方方法相结结合判别别茶叶品品种和产产地。此此方法的的关键是是模型的的构建。。不同地地区、不不同品种种的茶叶叶有不同同的判别别模型。。例如用人工工神经经网络络（BP-ANN））模型型判别别高绿绿（浙浙江））、毛毛尖（（福建建）、、云雾雾绿茶茶（黄黄山））、青青峰（（茅山山）、、和炒炒青绿绿茶（（镇江江）5种不不同品品种和和产地地的绿绿茶。。此外外，也也可利利用光光谱技技术和和矿质质元素素分析析方法法对茶茶叶中中的成成分进进行分分析，，根据据建立立的模模型对对茶叶叶的品品种进进行鉴鉴别。。。前景景中药指指纹图图谱质质控技技术是是中药药质量量标准准现代代化的的突破破口，，将现现代分分析学学的优优秀成成果与与中医医药整整体综综合观观有机机融合合，有有效