中藥鑒定是中藥學(xué)中的一個關(guān)鍵學(xué)科，它在鑒別中藥品種、評價中藥品質(zhì)等方面有著不可替代的作用。隨著新技術(shù)的引入和多學(xué)科的交叉發(fā)展，中藥鑒定學(xué)已經(jīng)走出了外觀鑒別、顯微鑒別、理化鑒別等老方法的局限，發(fā)展出了眾多新技術(shù)方法，為制定中藥現(xiàn)代化標(biāo)準(zhǔn)和中藥品質(zhì)評價提供了有力的工具。紅外指紋圖譜法就是其中的一種。
近日，本網(wǎng)（以下簡稱：Instrument）專門走訪了清華大學(xué)，就利用紅外光譜“指紋”快速識別中藥的有關(guān)問題采訪了清華大學(xué)分析測試中心副主任孫素琴教授（以下簡稱：孫）。
Instrument：孫教授，您好！首先，能否請您談?wù)劄楹尾捎眉t外光譜“指紋”圖譜法來進行中藥鑒定的？
孫：好的。許多的現(xiàn)代儀器分析鑒別和質(zhì)量控制方法如色譜法、質(zhì)譜法和生物DNA技術(shù)的應(yīng)用等，促進了中藥質(zhì)量研究的發(fā)展，但是，仍存在許多困難和不足。色譜法（TLC、GC和HPLC）不僅需要事先破壞試樣或?qū)ζ溥M行分離提取，從而失去了其原本性與配伍性等，更需要以標(biāo)準(zhǔn)品為參照進行鑒別和測定，面對中藥這種復(fù)雜的混合物體系，存在著主要的問題，一個是目前并沒有確定中藥中所有的有效成分，其次要找到所含各種化學(xué)成分的標(biāo)準(zhǔn)品也是很困難的，而且由于在許多情況下分析前要對試樣預(yù)處理，摻入了人為因素，重現(xiàn)性令人不太滿意；另外由于只有部分物質(zhì)具有紫外吸收，況且其指紋性遠(yuǎn)不如紅外，所以紫外光譜分析法不能做到對中藥進行全組分的測定，這些方面都限制了其它分析方法的廣泛使用。當(dāng)務(wù)之急是急需建立一種快速、有效、方便易行的質(zhì)量控制方法。
我們所提出的宏觀指紋鑒定法作為紅外光譜分析法可以對中藥材進行快速無損鑒別及質(zhì)量控制。此鑒別方法有別于其他分析方法的優(yōu)點是：①.更具直接；②.快速；③.不破壞樣品的原性質(zhì)等特點；④.重現(xiàn)性很好；⑤.儀器相對便宜；⑥.方法較易掌握，普適性強；⑦.可數(shù)字化，更具科學(xué)性和便于管理；⑧.更符合中醫(yī)中藥的醫(yī)治原則。

Instrument：但是常規(guī)的紅外光譜法在較長時期內(nèi)卻沒能在中藥質(zhì)量控制和管理中發(fā)揮其應(yīng)有的作用，您是如何看待和解決這一問題的？
孫：紅外光譜是反映分子中所含基團的特征振動形式的。對于單一組分，人們通常利用這些特征頻率來推斷分子內(nèi)的基團，進而推測、判斷和鑒定化合物，這是比較容易進行的，同時，人們還是利用了紅外整體譜形一起來判定的。不過，迄今為止，人們過分地重視和習(xí)慣于以局部分子片斷來推斷分子總體，忽略了難以描述清楚的整體行為來判定。對于幾個組分體系已不便于進行分析和推斷了，因此很少有人用紅外光譜來確定混合物的，對于中藥這一極其復(fù)雜的混合物體系而言更是如此！盡管也有人采用紅外光譜法進行中藥的鑒別研究，其思路是將中藥進行分離提取后對不同提取部分進行紅外測定。但是，眾所周知，中藥講究“君臣佐使，生克乘誨”，只有對中藥進行全組分測定，宏觀的整體分析，才能不破壞它的原本性、配伍性。單一組分分子振動光譜中的峰位、峰形、峰強度代表著體系中所含相應(yīng)各種基團的微觀指紋，其全譜便是它的宏觀指紋。一個混合物的譜則是其所含各種成分的疊加譜，構(gòu)成譜圖的宏觀“指紋”性，顯然它是寓于單組分的微觀指紋的基礎(chǔ)之上的。它貌似“簡單”，卻具有豐富的內(nèi)涵。因此我們堅信利用這樣的宏觀指紋性在當(dāng)今計算機的時代是可以用來鑒定、鑒別復(fù)雜體系的！盡管中藥的紅外光譜組成極為復(fù)雜，譜峰重疊較為嚴(yán)重，但采用計算機輔助解析技術(shù)和數(shù)學(xué)（如高階導(dǎo)數(shù)或二維相關(guān)光譜技術(shù)等）相結(jié)合，便可增強譜圖的“指紋”特征，從而達到分類鑒別的目的。在憑借中藥的宏觀“指紋”特征的同時，將數(shù)學(xué)、計算機、分析化學(xué)、中醫(yī)學(xué)和中藥學(xué)等學(xué)科滲透進來，融合在一起，實現(xiàn)優(yōu)勢互補。我們創(chuàng)立了紅外宏觀指紋鑒定法是可以使紅外光譜法在中藥的鑒定與質(zhì)量控制和管理中發(fā)揮非常強有力的作用的。這一點已為我們所承擔(dān)的國家中醫(yī)藥管理局的重大科技專項“中藥材光譜法快速檢測系統(tǒng)的研究”通過驗收所證實。
目前，我們正在承擔(dān)科技部國家重大科技專項“重要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究”課題“食品中藥與天然藥物有效成分檢測技術(shù)研究”建立中藥紅外光譜篩選方法，并申報國家標(biāo)準(zhǔn)。國家標(biāo)準(zhǔn)方法《中藥篩選紅外光譜方法通則》已起草完畢，進入征求意見階段，預(yù)計2004－2005年實施。

Instrument：就紅外光譜“指紋”而言，中藥鑒別相對于西藥鑒別有哪些區(qū)別和難點？
孫：由于西藥是單一組分的物質(zhì)，其紅外光譜“指紋”特征性可視為該單分子的微觀行為，比較簡單，大體上是可以從紅外理論來分析預(yù)言的，比較容易指認(rèn)和辨認(rèn)。以紅外光譜具有的“指紋”特性作為西藥鑒定的依據(jù)，是各國藥典多年以來共同采用的方法。中藥材、中藥飲片和中成藥本身都是遠(yuǎn)比西藥復(fù)雜得多得多的混合物體系，譜圖解析的困難，使常規(guī)紅外光譜法在較長時間內(nèi)未能在中藥質(zhì)量控制和管理中發(fā)揮其應(yīng)有的作用。中藥的特殊性就要求我們在解析其紅外光譜圖時，既要結(jié)合以往的解析經(jīng)驗，又要突破傳統(tǒng)的分析思路，因此我們在重視微觀指紋性的同時更注重其宏觀指紋性，進行譜圖的宏觀整體解析。這一點是至今沒有人敢想敢做的。
另外，充分利用與其它學(xué)科之間的相互滲透，也使得我們的紅外宏觀指紋圖譜法大放異彩，它不僅能得到中藥的數(shù)字化的描述，而且它與中醫(yī)緊密配合，使它迅速進入實用階段。當(dāng)然，如何建立起中藥的宏觀指紋特征性也是我們的難點。

Instrument：那么，紅外光譜“指紋”在中藥鑒定過程中具體能完成哪些任務(wù)呢？
孫：經(jīng)我們研究表明，主要有如下幾種用途：中藥材及其制劑的真?zhèn)舞b定；野生和栽培藥材的聚類分析和識別；藥材品種的分類與鑒定；判定輔料的用量；制藥工藝的穩(wěn)定性檢查等。我們知道，因中藥材成分復(fù)雜，且生長環(huán)境(如地質(zhì)、氣候條件和地形等)、栽培期不同，其功效也有明顯區(qū)別，如：野生和栽培丹參從外觀形態(tài)不易辨認(rèn)，但對比兩者的中紅外和遠(yuǎn)紅外譜，則能很好地將兩者區(qū)分開來；另外，通過比較產(chǎn)品的二維相關(guān)紅外光譜圖，還可推斷產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中是否發(fā)生氧化，從而監(jiān)控生產(chǎn)過程和生產(chǎn)工藝。

Instrument：能談?wù)勀膶嶒炇以诶眉t外光譜“指紋”進行中藥識別方面所取得的理論和應(yīng)用方面的進展嗎？
孫：目前紅外光譜“指紋”識別中藥在理論方面的最大進展是從“微觀”指紋法鑒定發(fā)展到“宏觀”指紋法鑒定。也就是說，我們不僅可以利用紅外光譜本身，可以利用其導(dǎo)數(shù)譜等靜態(tài)譜的各種信息外，還可以利用對體系引入可能導(dǎo)致影響其紅外微觀行為的各種外界微擾而呈現(xiàn)的動態(tài)譜的更廣泛、更新的有用的信息；同時，還可以借助于數(shù)學(xué)和計算機技術(shù)等一起對圖譜進行整體考察，即構(gòu)成了識別中藥的現(xiàn)代紅外光譜技術(shù)。
目前我們已提出了紅外光譜的“三級鑒定”法。它利用了一維紅外光譜、二階導(dǎo)數(shù)譜和二維相關(guān)紅外光譜。差異性較大的不同種藥材僅需要一般的紅外圖譜就能夠簡單地做出判定，我們稱其為一級鑒定。當(dāng)藥品的差異性較小，用普通的一維紅外圖譜顯示不出它們的差異性，我們可以采用導(dǎo)數(shù)光譜對其進行特征提取，在中藥分析中常用的導(dǎo)數(shù)光譜為二階導(dǎo)數(shù)譜，這是因為在二階導(dǎo)數(shù)譜中半峰寬只有原譜的1/3左右，大大提高了譜圖的分辨率。采用紅外光譜圖和二階導(dǎo)數(shù)譜圖相結(jié)合，稱其為二級鑒定。至于四階導(dǎo)數(shù)譜的半峰寬更窄，譜圖的分辨率更高于二階導(dǎo)數(shù)譜，但它對原譜的質(zhì)量要求更高，且噪音的影響較大，所以通常不便使用。在當(dāng)紅外光譜和二階導(dǎo)數(shù)圖譜差異性較小而不足以作判斷時，則可憑借二維相關(guān)紅外光譜加以判定，稱為三級鑒定。目前我們暫且選用了熱微擾來得到藥材的二維相關(guān)譜。
至此，我們已經(jīng)利用這三種手段相互結(jié)合、互相映證，對不同種的中藥材300種進行了鑒定，其中包括了中藥材的真?zhèn)?、產(chǎn)地鑒別4種、保健品 5種、配方顆粒430種和中藥注射劑10種的質(zhì)量控制以及跟蹤中藥10種炮制過程的物理化學(xué)變化等等方面都得到了廣泛應(yīng)用。目前，我們的紅外光譜技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于首創(chuàng)大地藥業(yè)有限公司和培力藥業(yè)有限公司的實際生產(chǎn)中，用于控制藥材原料、中間品和產(chǎn)品的質(zhì)量。
盡管我們已提出了中藥宏觀指紋的三級鑒定方法并相應(yīng)作了大量的分析、歸納的工作，但仍有大量的工作需要仔細(xì)研究并加以推廣。
Instrument：您認(rèn)為該項目下一步急需開展的工作是什么？
孫：我們認(rèn)為在這個方面還有極其大量的工作要做，既要做深，還要做廣。當(dāng)前急需要開展的工作有以下幾點：
1. 盡快建立起“中藥材紅外光譜數(shù)據(jù)庫”：自然界的中藥材是成千上萬，我們目前所做的藥材僅僅占據(jù)了非常小的一部分，我們想大量采集不同種的中藥材，包括同科同屬不同種不同生態(tài)環(huán)境和真?zhèn)嗡幉牡?，然后通過規(guī)范化的檢測條件，包括實驗室條件、樣品制備要求和儀器參數(shù)設(shè)置等，獲得各種藥材的標(biāo)準(zhǔn)譜圖，盡快建立起“中藥材紅外光譜數(shù)據(jù)庫”；
2. 盡快確定中藥制劑的紅外對照參考圖譜：包括配方顆粒、中藥注射劑和保健品等的紅外對照參考圖譜，用于識別真?zhèn)蝺?yōu)劣和質(zhì)量穩(wěn)定性控制；
3. 中藥炮制學(xué)的紅外研究：中藥炮制是影響中藥用藥療效的關(guān)鍵所在，我們想通過做不同的炮制品，來追蹤炮制過程的物理化學(xué)變化，為傳統(tǒng)的炮制標(biāo)準(zhǔn)提供一個科學(xué)客觀的理論依據(jù)和評價體系；
4. 紅外光譜技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)譜圖逐漸納入國家藥典：希望我們的紅外光譜技術(shù)能夠成為一項中藥質(zhì)量控制和管理的標(biāo)準(zhǔn)方法，逐漸將中藥的紅外標(biāo)準(zhǔn)光譜納入國家藥典。更廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)實際，加快我國中藥現(xiàn)代化、國際化和標(biāo)準(zhǔn)化的步伐！為弘揚與發(fā)展我國中醫(yī)學(xué)、中藥學(xué)貢獻一份力量！
整個采訪過程中，孫教授笑稱搞了五年的中藥鑒定，自己從對中藥一竅不通，到現(xiàn)在也快成中藥專家了，談起紅外光譜分析來更是如數(shù)家珍，特別是孫教授的憂患意識，令人肅然起敬。從FDA到COS，中國的制藥企業(yè)戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢地應(yīng)付著各種不同的規(guī)則，而對規(guī)則的制定卻沒有半點發(fā)言權(quán)。“西藥”，也許我們無能為力，但“中藥”是中華民族的瑰寶，沉淀了華夏神州千年文化的底蘊，我們沒有理由放棄而把規(guī)則的制定權(quán)再次拱手讓與他人，“中藥”— 這一古老的中國文化在走向世界的漫漫征程中，中國人的聲音理應(yīng)得到世界的尊重。

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北京100084 清華大學(xué)化學(xué)系 孫素琴 郵編：100084
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[來源：91儀器信息網(wǎng)] 中藥