黄芩中药饮片的拉曼光谱检测及分析

逯美红，郝 阳，刘智星，张智敏

（长治学院 电子信息与物理系，山西 长治 046011）

我国中药材种类繁多、含量充足，且相对西药无副作用。近年来人们对天然药物的需求日益增强。但由于中草药具有类同品、代用品繁多，同科属外形相似等特点，使得滥竽充数、以假乱真等不良现象时有发生，严重扰乱了中草药市场秩序，影响了药品的安全性和有效性，所以，建立一套完整快速有效的中草药质检体系迫在眉睫。

拉曼光谱作为表征分子振动能级的指纹光谱，其技术与其他传统技术相比，具有检测灵敏度高、时间短、所需样品量少、样品无需制备、具有非破坏性以及不受水的干扰等优点，被广泛应用于材料、化学等领域[1-5]。随着国际社会对中草药的质量监督越来越重视，具有诸多优点的拉曼光谱技术将在中草药的质检、鉴定中发挥其巨大的潜力。目前，已有部分研究者在中草药的鉴定方面进行了定性的研究[6-7]，但拉曼光谱技术在中草药方面的系统应用研究还有待进一步发展，特别是黄芩中草药的拉曼光谱还未见报道。

文章利用显微拉曼光谱技术对四个不同产地的黄芩中药饮片进行检测研究，得到其拉曼光谱及一阶导数谱并对特征峰振动模式进行归属。

1 实验仪器及方法

1.1 测试样品介绍

实验测试所用的黄芩（Scutellaria baicalensis）中药饮片均购于正规药店,分别产自安徽、河南、内蒙、山西四个产地。

1.2 测试仪器和方法

实验测试仪器为德国布鲁克公司生产的共焦显微拉曼光谱仪，其激光光源的激发波长为785 nm，测量时的分辨率为3-5 cm-1，积分时间为100 s，显微镜镜头为50倍，样品表面的激光功率为50 mw，淬灭功率为100 mw，光澜为25*1000 um，光谱测量范围为102-3775 cm-1，样品的拉曼散射光由CCD采集信号，实时输入计算机，测得光谱图。

2 拉曼光谱检测的实验结果与振动模式归属

2.1 黄芩的拉曼光谱实验结果

在785 nm波长下，分别对安徽、河南、内蒙、山西四个产地的黄芩中药饮片进行拉曼光谱检测,得到的拉曼光谱图及一阶导数谱分别如图1-5所示。可以看出，拉曼特征峰主要集中在在800-2000 cm-1光谱范围内，不同产地的黄芩中药饮片的拉曼光谱表现出很强的相似性，在1001 cm-1，1248 cm-1，1451 cm-1，1500 cm-1，1571 cm-1，1603 cm-1，附近处均出现明显的特征峰，峰位有一定的偏移，偏差不超过5 cm-1，说明不同产地黄芩中药的化学成分基本相同。但河南产地的黄芩拉曼光谱在1349 cm-1处少了一个散射峰，山西产地的黄芩在1655处的特征峰也极弱，很不明显，这一差异可以作为区分不同产地的依据。另外，作为黄芩拉曼特征峰位置的更精确分析的补充，黄芩拉曼一阶导数谱在996 cm-1，1238 cm-1，1597 cm-1附近处出现尖锐程度更高的特征峰，分辨率更高，可以作为鉴定和识别黄芩中药的特征峰。

图1 安徽产地黄芩的拉曼光谱图

图2 河南产地黄芩的拉曼光谱图

图3 山西产地黄芩的拉曼光谱

图4 内蒙产地黄芩的拉曼光谱图

图5 四种不同产地的黄芩拉曼光谱对比图

2.2 振动模式归属与分析

中药材成分复杂，拉曼光谱图反应的是多种生化物质叠加的整体效应。理论上药材的产地及环境条件的差异，药材中所含主要成分的含量会有所不同，其拉曼光谱的特征峰的强度及峰位就会有偏差。而且，由于化合物分子间的相互作用，含多种成分的中药拉曼特征峰和其主要成分的相比，特征峰会有所偏移。对照特征拉曼频率初步指定表可知[8-13]，黄芩拉曼光谱中：1655 cm-1，1603 cm-1，1571 cm-1，1500 cm-1，1248 cm-1处对应的峰值为黄芩苷的特征峰，1001 cm-1对应的为黄芩素的特征峰，其中黄芩苷（A）和黄芩素（B）的分子结构式如图7所示。1655 cm-1为C=O伸缩振动峰，很弱；1603 cm-1处的强峰和1571 cm-1处的肩峰为C环C=C伸缩振动峰；1500 cm-1为C环HCC弯曲振动峰，中等强度；1248 cm-1为A环HC=C弯曲振动峰，中等强度；位于1001 cm-1处的峰对应为黄芩素的面内振动模式，归属为B环的面内变形振动。

图6 四种不同产地的黄芩拉曼一阶导数谱

图7 黄芩苷（A）和黄芩素（B）的分子结构示意图

3 结论

利用共聚焦显微拉曼光谱仪测试黄芩中药饮片的拉曼光谱,并得到其拉曼一阶导数谱。通过拉曼光谱分析可知,996.5 cm-1，1001 cm-1，1238 cm-1，1248 cm-1，1597 cm-1，1603 cm-1特征峰可以作为鉴定和识别黄芩中药的依据，且通过振动模式归属确认其主要生化成分与已有的研究结果相符。研究表明，激光拉曼光谱及其一阶导数谱技术可为中药质量监控提供更为准确、直接、有效的方法。