一种快速鉴别车前子和葶苈子的方法与流程

本发明涉及一种快速鉴别车前子和葶苈子的方法，特别是涉及一种差热热重技术快速鉴别车前子和葶苈子的方法，属于中药材鉴定技术领域。

背景技术：

热分析方法是研究在程序控制温度下物质发生熔化、凝固、晶型转变、分解、化合、吸附、脱吸附等物理变化或化学变化与温度关系的一种分析技术，其所得图谱简单、易解析，不同物质的特征曲线各有差异。根据原理和仪器的不同，热分析法分为多种方法，其中包括差热分析法(differentialthermalanalysis，dta)、差示扫描量热法(differentscanningcalorimetry，dsc)和热重法(thermogravimetry，tg)。热重分析(tg)是在程序控制温度下，测量物质的重量与温度关系的一种技术，测量物质质量发生变化的方法。微商热重(dtg)是tg曲线对温度或时间的一阶导数，dtg曲线上峰顶点(失重速率最大值点)与tg曲线的失重拐点相对应，dtg曲线上的峰与tg曲线的台阶相对应，dtg曲线峰面积与失重量成正比。差热分析(dta)是一种在程序控制温度下，测定样品与参比物之间温度差与温度(或时间)关系的技术。对于中药材的鉴别来说，因该方法具有操作简单、样品用量少、不需要预处理、不需要药品和试剂以及图谱简单易分析的特点，已经越来越多地被用于中药材真伪的鉴定中，显示出较好的应用前景。

车前子为车前科车前属植物车前(plantagoasiatica)或平车前(depressedplantain)的干燥成熟种子，其性味甘寒，入肾、膀胱、肝、肺经，能利尿通淋、渗湿止泻、清肝明目、清热祛痰，主要用于热淋涩痛、水肿胀满、暑湿泄泻、目赤肿痛、痰热咳嗽等。葶苈子为十字花科独行菜属植物独行菜(lepidiumapetalum)或播娘蒿属植物播娘蒿(descurainiasophia)的成熟种子，前者称“北葶苈”，后者称“南葶苈”，其性大寒，味辛苦，能泻肺平喘、利水消肿，用于痰涎壅滞、咳喘痰多、胸胁胀满、不得平卧、胸腹水肿、小便不利等。车前子和葶苈子是化学成分、药用功效都不同的两种药材，但由于二者颜色相近都为黄棕色至黑褐色，形态细小，用肉眼难以分辨，市场上出现不法商贩以低廉的葶苈子冒充昂贵的车前子进行销售获取利益的不良现象。为保证安全用药、避免出现事故，很多学者已详细研究了二者的性状鉴别、显微鉴别、理化鉴别、性味功效、薄层层析等方面的不同，并采用高效毛细管电泳(hpce)法、hpce结合聚合酶链式反应(pcr)法、高效液相色谱(hplc)指纹图谱鉴别法等方法进行鉴别。但传统方法存在操作困难、不易识别、对操作人员的技术要求高等限制条件，而现代方法对仪器的专业性要求高。

因此，鉴于目前鉴别车前子与葶苈子的方法存在的不足，亟需研究一种快速鉴别车前子与葶苈子的新方法。

技术实现要素：

针对上述现有技术，本发明提供一种差热热重技术快速鉴别车前子和葶苈子的方法，具有操作简单、测量快速、试剂用量少、谱图易解析的特点。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种快速鉴别车前子与葶苈子的方法，包括以下步骤：

建立标准样品数据库：将标准样品车前子与葶苈子分别进行干燥，粉碎，然后同时进行热重和差热分析，分别得到车前子与葶苈子的热重曲线、微商热重曲线和差热分析曲线，建立标准样品数据库；

其中测试条件为：升温速率为10～40℃·min^-1，参比物为α-al2o3，n2气氛，其流速为100～120ml·min^-1，温度范围为30～600℃；

鉴别鉴定：将待测样品进行干燥，粉碎，然后在上述同样的测试条件下同时进行热重和差热分析，得到待测样品的热重图谱、微商热重图谱和差热分析曲线；然后与标准样品数据库中的热重曲线、微商热重曲线和差热分析曲线分别进行对比，判定得到待测样品的品种。

当待测样品的热重曲线、微商热重曲线和差热分析曲线与标准样品数据库中曲线数据一一对应时，可确定待测样品的种类。

本发明采用差热热重分析技术，可对车前子和葶苈子进行了鉴别分析并具有以下优点：

1.操作费用低：车前子与葶苈子样品只需要进行干燥、粉碎过筛处理后即可进行测定，操作费用低，仪器的高度自动化降低了对操作者的技能要求。

2.分析过程简单：车前子与葶苈子样品进行差热热重测定，能够直接分析得到其峰值及出峰面积，方便进行结果比较。

3.样品量少，不使用试剂，故不会污染环境：差热热重测定所用的样品量很少，只需要几毫克，并且测试过程中不需要其他试剂，不会产生任何污染。

4.测试速度快：差热热重测定的信息由计算机进行数据处理及统计分析，一般一个样品可以在1～2个小时内即可得到测试及分析结果。

本发明的积极效果在于：采用差热热重技术对车前子与葶苈子进行了鉴别分析，结果表明差热热重技术能够实现对车前子与葶苈子的准确鉴别。与繁琐复杂的传统方法相比，差热热重技术的分析效率更高，样品只需要进行粉碎过筛处理后即可进行测定，操作费用低，并且所用的样品量很少，测试过程中不需要其他试剂。

附图说明

构成本发明的一部分说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为车前子与葶苈子升温速率为10℃·min^-1的热重曲线和微商热重曲线。

图2为车前子与葶苈子升温速率为10℃·min^-1的差热分析曲线。

图3为车前子与葶苈子升温速率为20℃·min^-1的热重曲线和微商热重曲线。

图4为车前子与葶苈子升温速率为20℃·min^-1的差热分析曲线。

图5为车前子与葶苈子升温速率为40℃·min^-1的热重曲线和微商热重曲线。

图6为车前子与葶苈子升温速率为40℃·min^-1的差热分析曲线。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中鉴别车前子与葶苈子的方法存在一定的不足，由于热分析方法具有一定的技术优势，所以本发明人为了解决如上的技术问题，首先尝试采用热分析方法对以上两类样品进行分析鉴定，热分析方法的种类多种多样，包括差热分析(dta)、等压质量变化测定法、放射热分析法、热微粒分析法、加热曲线分析法、差热扫描量热法(dsc)、热膨胀法、热机械分析法(tma)、动态热机械分析法(dma)、热重法(tg)等等。每种热分析方法都有各自的特点，不同的热分析方法适用于不同的样品分析。本发明人选择了多种热分析方法进行分析鉴定，结果发现，不同的热分析方法得到的检测效果不相同，之后本发明人根据车前子与葶苈子的自身特点，从中选取了检测效果最好的热重分析和差热分析进行快速鉴定。该方法具体包括以下步骤：

(1)建立标准样品数据库：将标准样品车前子与葶苈子分别进行干燥，粉碎，然后同时进行热重和差热分析，分别得到车前子与葶苈子的热重曲线、微商热重曲线和差热分析曲线，建立标准样品数据库；

其中测试条件为：升温速率为10～40℃·min^-1，参比物为α-al2o3，n2气氛，其流速为100～120ml·min^-1，温度范围为30～600℃；

(2)鉴别鉴定：将待测样品进行干燥、粉碎，然后在上述同样的测试条件下同时进行热重和差热分析，得到待测样品的热重图谱、微商热重图谱和差热分析曲线；然后与标准样品数据库中的热重曲线、微商热重曲线和差热分析曲线分别进行一一对比，判定得到待测样品的品种。

步骤(1)中，本发明对测试条件进行了筛选优化，测试气氛对热分析曲线具有显著的影响，经过筛选优化，本发明选择氮气气氛，氮气流速最优选为100ml·min^-1，经过试验验证，该流速对传热和溢出气体有利。

当升温速率选择为10℃·min^-1时，车前子的微商热重曲线的失重最快的峰形拐点温度是266.18～319.62℃，最优选的是291.68℃，失重百分比为7.91％；当升温速率选择为20℃·min^-1时，车前子的微商热重曲线的失重最快的峰形拐点温度是262.82～271.57℃，最优选的是265.73℃，失重百分比为11.38％；当升温速率选择为40℃·min^-1时，车前子的微商热重曲线的失重最快的峰形拐点温度是268.66～287.63℃，最优选的是278.23℃，失重百分比为11.11％。

当升温速率选择为10℃·min^-1时，葶苈子的微商热重曲线的失重最快的峰形拐点温度是242.43～247.05℃，最优选的是245.27℃，失重百分比为5.40％；当升温速率选择为20℃·min^-1时，葶苈子的微商热重曲线的失重最快的峰形拐点温度是238.73～250.41℃，最优选的是244.38℃，失重百分比为11.72％；当升温速率选择为40℃·min^-1时，葶苈子的微商热重曲线的失重最快的峰形拐点温度是229.24～240.19℃，最优选的是234.05℃，失重百分比为5.74％。

步骤(1)和步骤(2)中，由于样品的粒径对热传导、气体扩散有着较大的影响，从而影响检测结果，粒度较大，样品内部温度梯度大，产生的热效应会使样品温度偏离线性程序升温，使tg曲线发生变化，从而影响检测结果的准确性。本发明中优选的粉末粒径为200～250目，优选的粒径为200目。

步骤(2)中，当升温速率选择为10℃·min^-1时，车前子的差热分析曲线呈现为1个明显的放热峰，峰形的拐点温度是262.24～326.66℃，最优选为295.23℃；当升温速率选择为20℃·min^-1时，车前子的差热分析曲线呈现为2个明显的放热峰，峰形的拐点温度分别为268.67～347.57℃和380.67～533.53℃，最优选为308.00℃和473.68℃；当升温速率选择为40℃·min^-1时，车前子的差热分析曲线呈现为2个明显的放热峰，峰形的拐点温度分别为44.58～92.97℃和191.27～423.70℃，最优选为66.92℃和321.97℃。

当升温速率选择为10℃·min^-1时，葶苈子的差热分析曲线表现出1个放热峰，峰形的拐点温度为332.64～409.02℃，最优选为367.74℃；当升温速率选择为20℃·min^-1时，葶苈子的差热分析曲线表现出3个放热峰，峰形的拐点温度分别为191.89～243.31℃、243.31～294.74℃和334.18～434.21℃，最优选为215.26℃、260.53℃和384.48℃；当升温速率选择为40℃·min^-1时，葶苈子的差热分析曲线表现出1个放热峰，峰形的拐点温度为337.53～501.91℃，最优选为430.82℃。

本发明选取热重和差热分析方法相结合的技术进行鉴定车前子与葶苈子，只有待测样品的热重曲线、微商热重曲线和差热分析曲线与标准样品数据库中曲线数据一一对应时，可确定待测样品的种类。若是待测样品只与其中一种曲线对应时，并不能判断其属于车前子或葶苈子品种，因为现有技术中还存在其他品种的车前子或葶苈子(假冒车前子或葶苈子)。

本发明采用差热热重分析技术研究了车前子与葶苈子的热化学性质，为快速鉴别车前子与葶苈子提供试验依据。这一研究对于车前子这一昂贵药材的快速鉴别奠定基础，具有较大的理论意义和应有前景。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例详细说明本发明的技术方案。

实施例1

一种快速鉴别车前子与葶苈子的方法，包括以下步骤：

(1)仪器与材料

diamondtg/dta6300综合热分析仪(日本精工电子纳米科技有限公司)。

标准样品包括车前科车前属植物车前(plantagoasiatica)或平车前(depressedplantain)的干燥成熟种子和十字花科独行菜属植物独行菜(lepidiumapetalum)或播娘蒿属植物播娘蒿(descurainiasophia)的成熟种子，二者的性状非常相似，颜色基本一致。两类样品各分成3份，其中1份为分析样品，2份作为验证样品。

(2)建立标准样品数据库

将标准样品车前子和葶苈子样品进行干燥、粉碎，并用玛瑙研钵研细并过200目药典筛，得到实验用粉末，取2-5mg放入diamondtg/dta6300综合热分析仪的氧化铝坩埚中，在升温速率10℃·min^-1，参比物为α-al2o3，n2气氛(流速为100ml·min^-1)，温度范围30～600℃下进行差热和热重分析，每个样品重复3次，扫描样品重现性良好，分别得到车前子与葶苈子的热重曲线、微商热重曲线和差热分析曲线，如图1和图2，建立标准样品数据库。

图1为车前子和葶苈子的热重曲线。采用热重分析技术对车前子和葶苈子进行扫描，获得车前子和葶苈子的热重图谱和微商热重图谱。在242.43℃以前主要是车前子和葶苈子粉末中吸附水和结晶水的失重，两者差别不是特别的明显，车前子的含水量稍微高一些。当温度上升到242.43℃左右时，葶苈子开始分解，而到266.18℃左右时，车前子才开始分解。两者的分解温度明显不同。随着温度的不断上升，车前子的微商热重曲线呈现为1个峰，峰形的拐点为291.68℃，为失重最快的点，失重百分数为7.91％。而葶苈子的微商热重曲线呈现为2个峰，峰形的拐点分别是245.27℃和398.90℃，失重百分分别比为5.40％和4.63％，显示出葶苈子具有2个明显的失重阶段。由此可见，车前子和葶苈子的热重分析曲线具有明显的不同，能够进行快速分析。

图2为车前子和葶苈子的差热分析曲线。采用热分析技术对车前子和葶苈子进行扫描，获得车前子和葶苈子的差热分析图谱，曲线的纵坐标为样品与参比物的温度差，曲线波峰向上表示放热反应，向下表示吸热反应。随着温度的升高，车前子的差热分析曲线呈现为1个明显的放热峰，峰形的拐点为295.23℃，为温度改变的最大点。而葶苈子的差热分析曲线则表现出1个放热峰，峰形的拐点为367.74℃，为温度改变的最大点。由此可见，车前子和葶苈子的差热分析曲线具有明显的不同，能够进行快速鉴别分析。

(3)鉴别鉴定：将待测样品进行干燥、粉碎，然后在上述同样的测试条件下同时进行热重和差热分析，得到待测样品的热重图谱、微商热重图谱和差热分析曲线；然后与标准样品数据库中的热重曲线、微商热重曲线和差热分析曲线分别进行一一对比，判定得到的待测样品的品种。

实施例2：

(1)仪器与材料

diamondtg/dta6300综合热分析仪(日本精工电子纳米科技有限公司)。

标准样品包括车前科车前属植物车前(plantagoasiatica)或平车前(depressedplantain)的干燥成熟种子和十字花科独行菜属植物独行菜(lepidiumapetalum)或播娘蒿属植物播娘蒿(descurainiasophia)的成熟种子，二者的性状非常相似，颜色基本一致。两类样品各分成3份，其中1份为分析样品，2份作为验证样品。

(2)建立标准样品数据库

将标准样品车前子和葶苈子样品进行干燥、粉碎，并用玛瑙研钵研细并过200目药典筛，得到实验用粉末，取2-5mg放入diamondtg/dta6300综合热分析仪的氧化铝坩埚中，在升温速率20℃·min^-1，参比物为α-al2o3，n2气氛(流速为100ml·min^-1)，温度范围30～600℃下进行差热和热重分析，每个样品重复3次，扫描样品重现性良好，分别得到车前子与葶苈子的热重曲线、微商热重曲线和差热分析曲线，如图3和图4，建立标准样品数据库。

图3为车前子和葶苈子的热重曲线。采用热重分析技术对车前子和葶苈子进行扫描，获得车前子和葶苈子的热重图谱和微商热重图谱。在238.73℃以前主要是车前子和葶苈子粉末中吸附水和结晶水的失重，两者差别不是特别的明显，车前子的含水量稍微高一些。当温度上升到238.73℃左右时，葶苈子开始分解，而到262.82℃左右时，车前子才开始分解。两者的分解温度明显不同。随着温度的不断上升，车前子的微商热重曲线呈现为3个峰，峰形的拐点分别为265.73℃、305.82℃和418.19℃，失重百分数分别为11.38％、6.73％和8.40％，显示出车前子具有3个明显的失重阶段。而葶苈子的微商热重曲线呈现为2个峰，峰形的拐点分别为244.38℃和418.00℃，失重百分比为11.72％和23.70％，显示出葶苈子具有2个明显的失重阶段。由此可见，车前子和葶苈子的热重分析曲线具有明显的不同，能够进行快速分析。

图4为车前子和葶苈子的差热分析曲线。采用热分析技术对车前子和葶苈子进行扫描，获得车前子和葶苈子的差热分析图谱，曲线的纵坐标为样品与参比物的温度差，曲线波峰向上表示放热反应，向下表示吸热反应。随着温度的升高，车前子的差热分析曲线呈现为2个明显的放热峰，峰形的拐点分别为308.00℃和473.68℃；而葶苈子的差热分析曲线则表现出3个放热峰，峰形的拐点分别为215.26℃、260.53℃和384.48℃。由此可见，车前子和葶苈子的差热分析曲线具有明显的不同，能够进行快速鉴别分析。

(3)鉴别鉴定：将待测样品进行干燥，粉碎，然后在上述同样的测试条件下同时进行热重和差热分析，得到待测样品的热重图谱、微商热重图谱和差热分析曲线；然后与标准样品数据库中的热重曲线、微商热重曲线和差热分析曲线分别进行一一对比，判定得到的待测样品的品种。

实施例3

(1)仪器与材料

diamondtg/dta6300综合热分析仪(日本精工电子纳米科技有限公司)。

标准样品包括车前科车前属植物车前(plantagoasiatica)或平车前(depressedplantain)的干燥成熟种子和十字花科独行菜属植物独行菜(lepidiumapetalum)或播娘蒿属植物播娘蒿(descurainiasophia)的成熟种子，二者的性状非常相似，颜色基本一致。两类样品各分成3份，其中1份为分析样品，2份作为验证样品。

(2)建立标准样品数据库

将标准样品车前子和葶苈子样品进行干燥、粉碎，并用玛瑙研钵研细并过200目药典筛，得到实验用粉末，取2-5mg放入diamondtg/dta6300综合热分析仪的氧化铝坩埚中，在升温速率40℃·min^-1，参比物为α-al2o3，n2气氛(流速为100ml·min^-1)，温度范围30～600℃下进行差热和热重分析，每个样品重复3次，扫描样品重现性良好，分别得到车前子与葶苈子的热重曲线、微商热重曲线和差热分析曲线，如图5和图6，建立标准样品数据库。

图5为车前子和葶苈子的热重曲线。采用热重分析技术对车前子和葶苈子进行扫描，获得车前子和葶苈子的热重图谱和微商热重图谱。在229.24℃以前主要是车前子和葶苈子粉末中吸附水和结晶水的失重，两者差别不是特别的明显，车前子的含水量稍微高一些。当温度上升到229.24℃左右时，葶苈子开始分解，而到268.66℃左右时，车前子才开始分解。两者的分解温度明显不同。随着温度的不断上升，车前子的微商热重曲线呈现为3个峰，峰形的拐点分别为278.23℃、312.83℃和432.56℃，失重百分数分别为11.11％、6.16％和9.37％，显示出车前子具有3个明显的失重阶段。而葶苈子的微商热重曲线呈现为3个峰，峰形的拐点分别是234.05℃、247.44℃和423.95℃，失重百分比为5.74％、9.55％和23.88％，显示出葶苈子具有3个明显的失重阶段。由此可见，车前子和葶苈子的热重分析曲线具有明显的不同，能够进行快速分析。

图6为车前子和葶苈子的差热分析曲线。采用热分析技术对车前子和葶苈子进行扫描，获得车前子和葶苈子的差热分析图谱，曲线的纵坐标为样品与参比物的温度差，曲线波峰向上表示放热反应，向下表示吸热反应。随着温度的升高，车前子的差热分析曲线呈现为2个明显的放热峰，峰形的拐点分别为66.92℃和321.97℃，；而葶苈子的差热分析曲线则表现出1个放热峰，峰形的拐点为430.82℃。由此可见，车前子和葶苈子的差热分析曲线具有明显的不同，能够进行快速鉴别分析。

(3)鉴别鉴定：将待测样品进行干燥，粉碎，然后在上述同样的测试条件下同时进行热重和差热分析，得到待测样品的热重图谱、微商热重图谱和差热分析曲线；然后与标准样品数据库中的热重曲线、微商热重曲线和差热分析曲线分别进行一一对比，判定得到的待测样品的品种。

本发明采用大量不同批次的样品种类，经过大量的试验验证和研究，建立了一套标准化的快速鉴别车前子与葶苈子的方法：

(1)测试粉末的粒径为200目；

(2)测试条件为：升温速率为10～40℃·min^-1，参比物为α-al2o3，n2气氛，其流速为100ml·min^-1，温度范围为30～600℃。

通过以上条件的确立，各个批次的样品的热分析曲线的重合度较高，重现性良好，车前子与葶苈子的鉴定十分简单和准确可靠，即使是不同批次的样品种类也能较好的鉴定分析。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。