专利名称：一种羌活种子和宽叶羌活种子的快速鉴别方法
技术领域：
本发明涉及快速鉴定种子的方法，特别是对于羌活种子和宽叶羌活种子的快速鉴别方法。
背景技术：
羌活是我国传统中藏羌药中的常用药材，始载于《神农本草经》，有数千年的药用历史，味辛、性温，具解表散寒、祛风除湿、止痛之功效，主治风寒感冒，头痛项强，风湿痹痛、肩背酸痛发等症。《中华人民共和国药典》2010年版I部规定其基原为伞形科 (Umbelliferae)宪活属(Notopterygium)植物宪活(Notopterygium incisum Ting ex H. Τ. Chang)和宽叶羌活(Notopterygium franchetii deBoiss.)的干燥根茎及根。主要化学成分为挥发油、香豆素和有机酚酸，除此之外还含有留醇、糖类、氨基酸等成分。现代药理研究表明羌活具有抗炎、解热镇痛、抗心律失常、抗菌和抗氧化作用，改善血液循环及增强肌体免疫功能的作用，对心脑血管疾病也有确切疗效。目前入方成药达280余种，全国关联的制药企业超过七百家。羌活属为中国特有，本属的药用植物仅分布于我国青藏高原东缘的高寒生境，其中，羌活(Notopterygium incisum)主产四川甘孜、阿坝州、及相毗邻的青海南部、西藏东南部的高海拔山地，药材习称“川羌”，也是传统高等级商品药材蚕羌等的主要来源；宽叶羌活(Notopterygium franchetii)主产青海、甘肃及四川产区的较低海拔山地，药材习称“西羌”，质量及商品规格均较川羌低。两种植物来源的药材在商品规格和市场价值上存在较大差距。随着羌活药材需求量的持续增长，加上近年来高强度的掠夺性采挖，羌活的野生资源遭受严重破坏，恢复和更新受到严重制约。为了有效保护和可持续利用该特有的民族药用植物资源，其人工栽培日益受到关注。目前羌活种子发芽育苗技术已取得重大突破，为实现羌活人工种植的产业化提供了技术支撑，优质种子供应是羌活规模化种植必须解决的重要问题，而种子的真实性鉴别成为种子质量检验的基础和核心。目前，种子真实性的鉴定方法主要有种子形态法、快速测定法(借助荧光物质等特定化学试剂显色)、培养生长箱测定法(幼苗鉴定)；电泳法、分子标记技术鉴别。但一方面由于羌活、宽叶羌活及其伪劣种子在形态上无法区分，而采用其他生物技术手段尚未形成稳定而准确的鉴别方法；幼苗鉴定法虽能准确鉴定结果，但前后将耗时9个月以上，难以应用于生产，对羌活种子的真伪实现快速准确的鉴定成为羌活科研和生产实践面临的一个新的瓶颈问题。高效液相色谱电喷雾质谱联用法具有快速、准确、灵敏、经济等特点，能够从化学成分上评价中药材质量，做到安全、有效、可控，目前在中药材的鉴别和质量评价领域中已经广泛应用，有关化学计量学的主成分分析在药材的鉴定领域已有相关报道，因此，这里首次应用高效液相色谱电喷雾质谱联用法结合主成分分析鉴别羌活种子和宽叶羌活种子，效果显著，为羌活属种子的真实性检验提供一种强有力的分析手段
发明内容
本发明为解决羌活种子和宽叶羌活种子的鉴定问题，所以提出了采用高效液相色谱电喷雾质谱联用法结合主成分分析的方法来快速鉴定羌活种子和宽叶羌活种子，不仅可以快速鉴定，而且鉴定结果准确，几乎零误差。本发明的技术方案如下
一种羌活种子和宽叶羌活种子的快速鉴别方法，其特征在于以至少包括异欧前胡素、 珊瑚菜内酯、异戊烯基伞形花内酯、水合氧化前胡素、香叶木素、佛手柑内酯、(-)_氧化前胡素、紫花前胡苷、佛手酚-0- β -D-葡萄糖苷、伞形花内酯、阿拉善苷C和犬尿喹酸在内的12 种化合物为特征对照品，采用高效液相色谱电喷雾质谱法对不同来源的羌活种子和宽叶种子样品进行定性定量分析，并与12种特征对照品进行比较，得出不同来源的羌活种子和宽叶羌活种子样品的共有成分及区别性成分，并运用聚类分析法建立羌活种子和宽叶羌活种子的标准主成分分析模型，通过标准主成份分析模型得到的结果实现对待测的羌活种子和宽叶羌活种子的快速鉴别。所述方法的具体鉴别步骤如下
(1)选取至少30个来源确切的羌活种子和至少30个来源确切的宽叶羌活种子标准样品，羌活种子标准样品为伞形科羌活属植物羌活Notopterygium incisum Ting ex H. Τ. Chang，宽叶羌活种子标准样品为宽叶羌活Notopterygium franchetii deBoiss.的种子；
(2)配制12种特征对照品溶液，建立该12种特征对照品的高效液相色谱电喷雾质谱图；12种特征对照品是我们从鉴定为羌活Notopterygium incisum种子和宽叶羌活 Notopterygium franchetii种子的样品中分离得到，并经UV、MS、1H-WI^13C-WR等现代波谱解析技术进行结构确定，纯度> 98% ；(3)采用高效液相色谱电喷雾质谱法对已知的不同来源的羌活种子和宽叶种子样品进行定性定量分析，得到已知来源羌活种子和宽叶羌活种子的高效液相色谱电喷雾质谱图；(4)将步骤C3)所得到的已知来源羌活种子和宽叶羌活种子的高效液相色谱电喷雾质谱图与步骤( 得到的12种特征对照品的高效液相色谱电喷雾质谱图进行比较，得出羌活种子和宽叶羌活种子样品的共有成分及区别性成分；
(5)对步骤( 所得到的已知来源的羌活种子和宽叶羌活种子的高效液相色谱电喷雾质谱图用聚类分析法建立羌活种子和宽叶羌活种子的标准主成分分析模型；
(6)采用高效液相色谱电喷雾质谱法对待测种子进行定性定量分析，将分析得到的结果与步骤( 得到的标准主成分分析模型进行比对，快速鉴定待测种子的真实性。建立步骤( 中所述该12种特征对照品的高效液相色谱电喷雾质谱图过程如下 首先，配制特征对照品溶液分别精密(用千分之一的分析天平)称取12种特征对照品适量，加入甲醇，分别配制成每ImL甲醇含Img特征对照品的溶液；
然后，分别精密吸取以上12种特征对照品溶液各20 μ L注入高效液相色谱电喷雾质谱联用仪，采用高效液相色谱电喷雾质谱法对12种特征对照品溶液进行测定，得到12种特征对照品的高效液相色谱电喷雾色谱图。建立步骤(3)中所述已知来源羌活种子和宽叶羌活种子的高效液相色谱电喷雾质谱图过程如下
首先，按照20目-90目粉碎，精密称取已知来源羌活种子和宽叶羌活种子适量，浸泡在浓度为50% -100%的甲醇中，得到每20mL甲醇含0. 5g的供试样品溶液10ml_50ml，超声提取20min-60min，过滤得第一次滤渣，第一次滤渣继续加入同样体积同样浓度的甲醇，超声提取20min-60min，过滤得第二次滤渣，第二次滤渣继续加入同样体积同样浓度的甲醇，超声提取20min-60min，合并滤液，减压浓缩，定容到IOml-IOOml容量瓶中，取2mL样品溶液用 0. 45 μ m微孔滤膜滤过，配制完成；
然后，精密吸取供试样品溶液10μ L，采用高效液相色谱电喷雾质谱法进行测定，得到供试样品的高效液相色谱电喷雾质谱图。所述高效液相色谱电喷雾质谱法采用的色谱柱为TIANHE kromasil C18， 5 μ m, 250mmX4. 6mm ；或依禾丨J 特 Hypersil C18, 5 μ m, 250mmX4. 6mm ；或 Agilent Zorbax SB-AqC18, 5 μ m, 150mmX 3. Omm ；或 Inertsil 0DS-3C18, 5 μ m, 250mmX 4. 6mm ；或 AichromBond-AQ C18，5 μ m，250mmX4. 6mm ；流动相条件甲醇和0. 的乙酸水溶液梯度洗脱，或者甲醇和0.2%的乙酸水溶液梯度洗脱，或者甲醇和0.3%的乙酸水溶液梯度洗脱；或者甲醇和0. 甲酸水溶液梯度洗脱，或者甲醇和0. 2%甲酸水溶液梯度洗脱，或者甲醇和0. 3%甲酸水溶液梯度洗脱；或者甲醇和0. 磷酸水溶液梯度洗脱。所述梯度洗脱过程为初始为0分钟时，甲醇比例为35% ；经过IOmin后(即在 O-IOmin内)，甲醇比例由35%升至Ij 40% ；再经过IOmin后(即10_20min内)，甲醇比例由 40%升到55%;再经过25min后(即20_45min内)，甲醇比例由55%升到75% ；甲醇比例为 75%时，保持5min(即45_50min内)；再经过5min后(即50_55min内)，甲醇比例由75% 升到87. 5% ；所述比例均为体积比。所述高效液相色谱电喷雾质谱法采用的色谱柱柱温20 35°C;检测波长220 240nm 和 300 340nm ；流速0. 7 1. OmL/min ；进样量20 μ L ；
所述高效液相色谱电喷雾质谱法采用的质谱ESI源电压2. 5 4kV ；正、负离子检测；以氮气作为鞘气，流速20 SOau ；辅助气为N2，流速10 40au ；毛细管温度280 3200C ；毛细管电压士3 士6V ；扫描范围m/z 50 2000。所述已知来源羌活种子和宽叶羌活种子的高效液相色谱电喷雾质谱图与特征对照品的高效液相色谱电喷雾质谱图进行比对后，其中异欧前胡素、香叶木素、紫花前胡苷、 佛手酚-O-β -D-葡萄糖苷、阿拉善苷C为羌活种子和宽叶羌活种子两者的共有成分，珊瑚菜内酯、异戊烯基伞形花内酯、佛手柑内酯、(-)_氧化前胡素和伞形花内酯在宽叶羌活种子样品中含量较大，而羌活种子中水合氧化前胡素和犬尿喹酸含量比宽叶羌活种子大。步骤(5)中所述用聚类分析法建立羌活种子和宽叶羌活种子的标准主成分分析模型，是采用SIMCA模式识别法(UMETRICS公司的SIMCA-P 12版本)对羌活种子和宽叶羌活种子高效液相色谱电喷雾质谱法获得的定性定量数据进行主成分分析，进一步确认羌活种子和宽叶羌活种子。本发明的有益效果如下
采用高效液相色谱电喷雾质谱法可以对羌活和宽叶羌活种子中主要化学成分进行定性定量分析，在此基础上结合主成分分析法可以实现对两者的快速鉴别；本方法具有快速、 准确、稳定性和重复性良好等优点，为快速客观区分形态和解剖手段难以鉴别的种子来源及真伪提供了一种新的技术手段，适合特别近似或者容易混淆的种子样品的快速鉴别，有较高的可靠性和实际应用价值。
图1为本发明在240nm下混标溶液、两种羌活种子样品(NilOl和Nil52)和两种宽叶羌活种子样品(Nf239-8mu和Nf228-A)的液相色谱图
图2为本发明确定的12种特征对照品的结构图
图3为本发明对羌活种子和宽叶羌活种子样品进行主成分分析的SIMCA聚类分析二维
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图4为本发明对羌活种子和宽叶羌活种子样品进行主成分分析的SIMCA聚类分析三维
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其中，图3中的“▲”代表羌活种子样品(1-37) ；“ ”代表宽叶羌活种子样品(38- 68)。
具体实施例方式高效液相色谱法作为一种分离分析的手段已经广泛应用在药物化学、食品安全、 环境监测等领域，与质谱联用也越来越受到大家的青睐，不论是定性还是定量都达到了非常好的效果。为了从化学成分上对羌活种子和宽叶羌活种子进行区分，首先分别对两者进行了化学成分的分离和鉴定，结果显示主要还是以香豆素类、黄酮类为主，与根茎部位差异较大的是种子部分含有较多的生物碱类化合物。因此选取了异欧前胡素(1)、珊瑚菜内酯 O)、异戊烯基伞形花内酯(o-prenyl-umbelliferone) (3)、水合氧化前胡素G)、香叶木素 (5)、佛手柑内酯(6)、(-)_氧化前胡素(7)、紫花前胡苷(8)、佛手酚-0-β-D-葡萄糖苷 (9)、伞形花内酯(10)、阿拉善苷CMaschanioside C) (11)和犬尿喹酸(12)这12个含量较大并具有生物活性的化合物作为特征对照品，结构如图2所示，并测定了这12个化合物在68个羌活和宽叶羌活种子样品中的含量。通过分离得到这12个对照品，经4大光谱(UV、M S, 1H-NMR, 13C-NMR)分析，与文献化学光谱数据查对确定结构。HPLC检测12个对照品质量分数为98%以上。利用本发明进行鉴别的具体过程如下
(1)选取不同来源的羌活和宽叶羌活种子共68份，见表1。其中1-37号为37份不同来源的羌活种子，37-68号为31份不同来源的宽叶羌活种子。取种子样品用毛刷刷净泥土， 放入烘箱，40°C恒温烘干至恒重，去种皮，粉碎，过60目筛，将样品包装好后放于恒温烘箱或干燥器内保存，用于高效液相色谱电喷雾质谱联用仪测定。表1两种羌活种子的种质来源、采收时间和目数大小
权利要求
1.一种羌活种子和宽叶羌活种子的快速鉴别方法，其特征在于以至少包括异欧前胡素、珊瑚菜内酯、异戊烯基伞形花内酯、水合氧化前胡素、香叶木素、佛手柑内酯、(-)_氧化前胡素、紫花前胡苷、佛手酚-O-β -Y)-葡萄糖苷、伞形花内酯、阿拉善苷C和犬尿喹酸在内的12种化合物为特征对照品，采用高效液相色谱电喷雾质谱法对不同来源的羌活种子和宽叶种子样品进行定性定量分析，并与12种特征对照品进行比较，得出不同来源的羌活种子和宽叶羌活种子样品的共有成分及区别性成分，并运用聚类分析法建立羌活种子和宽叶羌活种子的标准主成分分析模型，通过标准主成份分析模型得到的结果实现对待测的羌活种子或宽叶羌活种子的快速鉴别。
2.根据权利要求1所述的快速鉴别方法，其特征在于具体鉴别步骤如下(1)选取来源确切的羌活种子和宽叶羌活种子标准样品；(2)配制12种特征对照品溶液，建立该12种特征对照品的高效液相色谱电喷雾质谱图；(3)采用高效液相色谱电喷雾质谱法对已知的不同来源的羌活种子和宽叶种子样品进行定性定量分析，得到已知来源羌活种子和宽叶羌活种子的高效液相色谱电喷雾质谱图；(4)将步骤(3)所得到的已知来源羌活种子和宽叶羌活种子的高效液相色谱电喷雾质谱图与步骤(2)得到的12种特征对照品的高效液相色谱电喷雾质谱图进行比较，得出羌活种子和宽叶羌活种子样品的共有成分及区别性成分；(5)对步骤(3)所得到的已知来源的羌活种子和宽叶羌活种子的高效液相色谱电喷雾质谱图用聚类分析法建立羌活种子和宽叶羌活种子的标准主成分分析模型；(6)采用高效液相色谱电喷雾质谱法对待测种子进行定性定量分析，将分析得到的结果与步骤(5)得到的标准主成分分析模型进行比对，快速鉴定待测种子的真实性。
3.根据权利要求2所述的快速鉴别方法，其特征在于步骤(1)中所述已知来源的羌活种子和宽叶羌活种子标准样品分别为伞形科羌活属植物羌活incisum Ting ex H. Τ. Chang 禾口宽叶宪活 Abio^ierj^"/腫 franchetii deBoiss.的禾中子。
4.根据权利要求2所述的快速鉴别方法，其特征在于步骤(1)中所述已知来源的羌活种子和宽叶羌活种子标准样品分别至少为30个。
5.根据权利要求2所述的快速鉴别方法，其特征在于建立步骤(2)中所述该12种特征对照品的高效液相色谱电喷雾质谱图过程如下首先，配制特征对照品溶液分别精密称取12种特征对照品适量，加入甲醇，分别配制成每ImL甲醇含Img特征对照品的溶液；然后，分别精密吸取以上12种特征对照品溶液各20μ 注入高效液相色谱电喷雾质谱联用仪，采用高效液相色谱电喷雾质谱法对12种特征对照品溶液进行测定，得到12种特征对照品的高效液相色谱电喷雾色谱图。
6.根据权利要求2所述的快速鉴别方法，其特征在于建立步骤(3)中所述已知来源羌活种子和宽叶羌活种子的高效液相色谱电喷雾质谱图过程如下首先，按照20目-90目粉碎，精密称取已知来源羌活种子和宽叶羌活种子适量，浸泡在浓度为50%-100%的甲醇中，得到每20mL甲醇含0. 5g的供试样品溶液10ml_50ml，超声提取20min-60min，过滤得第一次滤渣，第一次滤渣继续加入同样体积同样浓度的甲醇，超声提取20min-60min，过滤得第二次滤渣，第二次滤渣继续加入同样体积同样浓度的甲醇，超声提取20min-60min，合并滤液，减压浓缩，定容到IOml-IOOml容量瓶中，取2mL样品溶液用 0. 45 Mm微孔滤膜滤过，配制完成；然后，精密吸取供试样品溶液20 μ L，采用高效液相色谱电喷雾质谱法进行测定，得到供试样品的高效液相色谱电喷雾质谱图。
7.根据权利要求2所述的快速鉴别方法，其特征在于所述高效液相色谱电喷雾质谱法采用的色谱柱为TIANHE kromasil C18，5Mm，250mmX 4. 6mm ；或依利特 Hypersil C18, 5Mm, 250mmX4. 6mm ；或 Agilent Zorbax SB-Aq C18, 5Mm, 150mmX 3. Omm ；或 Inertsil 0DS-3 C18，5Mm，250mmX4. 6mm ；或 AichromBond-AQ C18，5Mm，250mmX 4. 6mm ；流动相条件 甲醇和0. 1%的乙酸水溶液梯度洗脱，或者甲醇和0. 2%的乙酸水溶液梯度洗脱，或者甲醇和0.3%的乙酸水溶液梯度洗脱；或者甲醇和0. 1%甲酸水溶液梯度洗脱，或者甲醇和0. 2%甲酸水溶液梯度洗脱，或者甲醇和0. 3%甲酸水溶液梯度洗脱；或者甲醇和0. 1%磷酸水溶液梯度洗脱；所述梯度洗脱过程为初始为0分钟时，甲醇比例为35% ；经过IOmin后，甲醇比例由 35%升至Ij 40% ；再经过IOmin后，甲醇比例由40%升到55% ；再经过25min后，甲醇比例由55% 升到75% ；甲醇比例为75%时，保持5min ；再经过5min后，甲醇比例由75%升到87. 5% ；所述比例均为体积比。
8.根据权利要求7所述的快速鉴别方法，其特征在于所述高效液相色谱电喷雾质谱法采用的色谱柱柱温20 35 °C ；检测波长220 240nm和300 340nm ；流速0. 7 1.OmL/min ；进样量:5 40 μ L ；所述高效液相色谱电喷雾质谱法采用的质谱ESI源电压2. 5 4kV ；正、负离子检测；以氮气作为鞘气，流速20 SOau ；辅助气为N2，流速10 40au ；毛细管温度280 3200C ；毛细管电压士3 士6V ；扫描范围·μι/Ζ 50 2000。
9.根据权利要求2或5所述的快速鉴别方法，其特征在于所述已知来源羌活种子和宽叶羌活种子的高效液相色谱电喷雾质谱图与特征对照品的高效液相色谱电喷雾质谱图进行比对后，其中异欧前胡素、香叶木素、紫花前胡苷、佛手酚-O-β -D-葡萄糖苷、阿拉善苷C为羌活种子和宽叶羌活种子两者的共有成分，珊瑚菜内酯、异戊烯基伞形花内酯、 佛手柑内酯、(-)_氧化前胡素和伞形花内酯在宽叶羌活种子样品中含量较大，而羌活种子中水合氧化前胡素和犬尿喹酸含量比宽叶羌活种子大。
10.根据权利要求2所述的快速鉴别方法，其特征在于步骤(5)中所述用聚类分析法建立羌活种子和宽叶羌活种子的标准主成分分析模型，是采用SIMCA模式识别法对羌活种子和宽叶羌活种子高效液相色谱电喷雾质谱法获得的定性定量数据进行主成分分析，进一步确认羌活种子和宽叶羌活种子。
全文摘要
本发明公开了一种羌活种子和宽叶羌活种子的快速鉴别方法，是运用高效液相色谱电喷雾质谱法结合聚类分析对羌活种子进行真实性鉴定的方法，包括以下步骤选取来源确切的羌活种子和宽叶羌活种子标准样品；对标准样品以12种标准化合物为特征对照品，采用高效液相色谱电喷雾质谱法进行定性定量分析，建立标准样品的标准高效液相色谱电喷雾质谱图；对得到的标准高效液相色谱电喷雾质谱图用聚类分析法建立羌活种子和宽叶羌活种子的标准主成分分析模型；运用标准高效液相色谱电喷雾质谱图确定特征对照品，并结合标准主成分分析模型对通过高效液相色谱电喷雾质谱法对待测种子进行分析、鉴定；该方法可实现对羌活属种子真实性的快速鉴定。
文档编号G01N30/88GK102539597SQ20111013537
公开日2012年7月4日 申请日期2011年5月24日 优先权日2011年5月24日
发明者丁立生, 周毅, 周燕, 孙辉, 张磊, 张艳侠, 徐凯节, 王建, 蒋舜媛 申请人:四川省中医药科学院, 四川诺托璞生态药材有限公司