李繼睿，徐祥斌，禹練英

（湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南株洲 412000）

1 中藥成分分析概述

中藥的研究在我國(guó)具有悠久的歷史，最早可以追溯到2 600年前，《詩經(jīng)》中就有相關(guān)的記錄。但是對(duì)中藥成分的現(xiàn)代分析還是最近一百多年的事情，因?yàn)橹兴幊煞址浅?fù)雜，所以對(duì)中藥成分的研究一直在進(jìn)行，而電化學(xué)振蕩、HPLC-DAD、GC/MS、GC、GC和LC都是中藥成分分析中非常有效的解析與精密檢測(cè)方法[1]，可以用于中藥提取物的定性和定量分析，也是目前廣泛應(yīng)用于中藥提取物成分的分析與檢測(cè)的方法。

2 中藥分析檢測(cè)方法

中藥提取物成分復(fù)雜，而且即便是同一種藥材的提取物，也會(huì)因藥材的產(chǎn)地等而導(dǎo)致成分有所區(qū)別，中藥提取物是一個(gè)復(fù)雜的混合物體系。通常來說，中藥提取物分析體系不外乎以下三種情況[2]：①“白色分析體系”：組分定性組成已知，分析檢測(cè)的目的只在于對(duì)各種組分（或組分的不同形態(tài)）進(jìn)行定量分析，這樣的分析包含已知藥物片劑分析和某些已知有機(jī)反應(yīng)的過程分析。因需要分析體系的定性組成已完全清楚或基本完全清晰，在通常情況下，除所謂“病態(tài)體系”和少數(shù)非線性外，通過多元校正法均可給出能滿足要求的解析結(jié)果[3]；②“黑色分析體系”：即對(duì)于所需分析的中藥提取物沒有驗(yàn)前信息，即里面所含化學(xué)物種及其濃度均不清楚，分析化學(xué)的任務(wù)是首先是進(jìn)行定性分析，確定其物種數(shù)，可以通過解析光譜、波譜等，即先將這種黑色體系轉(zhuǎn)化成為白色分析體系。在進(jìn)行完定性分析后再進(jìn)行定量分析。對(duì)于中藥成分分析這樣的化學(xué)成分分析，這類分析體系是最難解析的一類體系，故稱之為“黑色分析體系”，這些組分的分析往往需要耗費(fèi)大量的精力才能完成。化學(xué)計(jì)量學(xué)家已研究出并且還在研究基于張量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和矩陣數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的化學(xué)計(jì)量學(xué)解析方法，尤其是采用電化學(xué)振蕩法和對(duì)于色譜聯(lián)用儀器所產(chǎn)生的矩陣數(shù)據(jù)，已發(fā)展出了一系列行之有效的解析新方法，為當(dāng)前“黑色分析體系”的研究提供了途徑；③“灰色分析體系”，其基本特征為：對(duì)待測(cè)樣品里面的部分成分是清楚的，但里面是否存在別的未知干擾卻不清楚，分析檢測(cè)的目的是在無法確定未知干擾是否存在的情況下，直接對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行定量分析。此類分析體系因其定性（定量）組成僅部分已知，介乎于“白色”與“黑色”分析體系之間，故稱之為“灰色體系”。對(duì)于這一類分析體系，在具備矩陣類型的數(shù)據(jù)等情況下，通過多元分辨與多元校正的研究，也可能得到其組成成分情況，這也是當(dāng)前研究的一大熱點(diǎn)，也是現(xiàn)代分析化學(xué)基礎(chǔ)理論研究的重要組成部分。

文獻(xiàn)報(bào)道的中藥分析方法主要有：薄層色譜法、氣相色譜法、高效液相色譜法、毛細(xì)管電泳法、電化學(xué)分析技術(shù)、紫外分光光度法、紅外光譜法和經(jīng)驗(yàn)法等。電化學(xué)振蕩法、HPLC-DAD、GC/MS等二維聯(lián)用儀器[4]，作為當(dāng)前非常有效的分析與精密檢測(cè)方法，對(duì)中藥提取物中的常量、微量乃至痕量物質(zhì)均能進(jìn)行分析與檢測(cè)，非常適合于中藥提取物成分的分析與檢測(cè)。目前國(guó)內(nèi)已有多家企業(yè)或研究機(jī)構(gòu)開始利用中藥提取物電化學(xué)振蕩圖譜、GC/MS圖譜庫的對(duì)比作為監(jiān)控檢測(cè)中藥提取物成分的重要方法，該方法使得中藥提取物的檢測(cè)更科學(xué)、更完善。總之，建立一個(gè)完善的、科學(xué)的中藥提取物的品質(zhì)控制體系及建立相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)也是十分必要的。

2.1 中藥提取物成分分析和品控

由于中藥提取物成分復(fù)雜，目前并非所有中藥提取物進(jìn)行成分分析的方法都是成熟的，很多中藥提取物的成分分析和控制尚缺有效、可靠、合理的方法。要檢測(cè)某種中藥提取物的成分，需要先解決這一復(fù)雜樣品的組分分析，才有可能建立其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。相同的中藥具有基本特定的整體化學(xué)信息，但是又不完全相同。所以一般先確定某種中藥的化學(xué)成分，一般的分析具體思路見圖1。

圖1 分析中藥基本成分的主要思路圖

2.2 “黑色分析體系”研究方法

“黑色分析體系”的分辨算法以張量分辨算法和矩陣分辨算法為主線展開。從理論分析可知，基于矩陣分辨的方法往往得到的不是物理意義的唯一解。但是，可以結(jié)合現(xiàn)有文獻(xiàn)和一些特殊的條件數(shù)據(jù)等外部信息，以及色譜聯(lián)用儀器所產(chǎn)生的二維數(shù)據(jù)來進(jìn)行判斷，以獲得唯一解。這些方法或儀器包括電化學(xué)振蕩法、氣相色譜與紅外光譜聯(lián)用儀（GC-IR）、氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）、液相色譜與二極管陣列聯(lián)用儀（HPLC-DAD）等。因這些數(shù)據(jù)不但同時(shí)包含了保留時(shí)間的信息和光譜信息，而且色譜還可以實(shí)現(xiàn)組分的分離，具備很強(qiáng)的分離特性，可使一個(gè)很復(fù)雜的混合體系分離為多種相對(duì)簡(jiǎn)單的體系，再分別對(duì)這些子體系進(jìn)行研究，進(jìn)而降低分析的難度。而且這些子系統(tǒng)同時(shí)還具有一些別的有用的特征，這就提供了進(jìn)一步分析的基礎(chǔ)。近幾年來，分析化學(xué)計(jì)量學(xué)家們基于自模式曲線分辨方法（Selfmodeling Curve Resolution Method），提出了很多的新算法，對(duì)于絕大部分色譜重疊峰，均得到令人滿意的結(jié)果，如直觀推導(dǎo)式演進(jìn)特征投影法（Heuristic Evolving Latent Projections）、窗口因子分析法（Window Factor Analysis）、漸進(jìn)因子分析法（Evolving Factor Analysis）等。

2.3 電化學(xué)振蕩法

以沉淀平衡、電離平衡和配合平衡等為研究?jī)?nèi)容的都是平衡態(tài)下的線性化學(xué)。電化學(xué)振蕩（electrochemical oscillation）是體系在遠(yuǎn)離平衡的電化學(xué)體系中出現(xiàn)的隨時(shí)間振蕩現(xiàn)象，最早的B-Z振蕩體系是在1958年被發(fā)現(xiàn)的，但是在之后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，對(duì)這種方法的研究工作進(jìn)展卻十分緩慢，所取得的研究成果也比較少。按照經(jīng)典化學(xué)熱力學(xué)的觀點(diǎn)，包括電化學(xué)反應(yīng)體系在內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)體系應(yīng)該不可逆地、單向地趨于平衡態(tài)而不應(yīng)該出現(xiàn)任何自組織花樣。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)體系中觀察到化學(xué)振蕩周期現(xiàn)象大大出乎人們意料[5]。起初研究者只是簡(jiǎn)單地將振蕩現(xiàn)象的出現(xiàn)歸因于實(shí)驗(yàn)條件控制的誤差，并沒有認(rèn)真地、系統(tǒng)地探討其產(chǎn)生的根本原因。

理論上來說，幾乎所有的過渡金屬離子都可以用作B-Z振蕩體系的催化劑，對(duì)于有機(jī)底物，要求電極電位要低于1.0V，電極反應(yīng)過程是物理化學(xué)中研究最多的不可逆過程之一，電化學(xué)振蕩也自然而然地成為研究者關(guān)注的重點(diǎn)。近年來，研究者不斷探索電化學(xué)振蕩，并努力實(shí)現(xiàn)對(duì)電化學(xué)振蕩的控制，并拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。

自從化學(xué)振蕩現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)以來，研究者就一直致力于其應(yīng)用研究。目前，在分析檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用有：痕量無機(jī)離子、痕量金屬離子及其配合物、氨基酸、維生素、藥物分析尤其是中藥成分分析、氣體分析等方面的檢測(cè)。

振蕩化學(xué)體系可用于檢測(cè)維生素、氨基酸及藥物等有機(jī)分子，Gang Hu等[6]研究了化學(xué)振蕩技術(shù)用于有機(jī)配合物的測(cè)定，他們測(cè)定了四氮雜環(huán)配合物的濃度，測(cè)定線性范圍為1.5×10-6～1×10-4mol/L，相關(guān)性系數(shù)r=0.9959，RSD=1.2%。Jinzhang Gao等[7]將化學(xué)振蕩用于甲苯胺的測(cè)定，測(cè)定的線性范圍為7.08×10-5～7.08×10-6mol/L，相關(guān)性系數(shù)為0.9957。在藥物分析方面，Natasa D Pejic等[8]利用分析擾動(dòng)技術(shù)在B-Z振蕩體系中測(cè)定了嗎啡，測(cè)定的線性范圍為4×10-7～1.8×10-5mol/L，檢出限為1×10-7mol·L-1，RSD=1.6%。李繼睿等[9]使用電化學(xué)振蕩法進(jìn)行中藥成分的鑒定，獲取了部分中藥的指紋圖譜。

2.4 色譜法

色譜法主要包括氣相色譜、高效液相色譜、薄層色譜等，是目前廣泛應(yīng)用于中藥鑒別的方法。陸繼偉等[10]建立薄荷素油的GC指紋圖譜測(cè)定法，為其進(jìn)行質(zhì)量控制提供依據(jù)；趙春芳等[11]利用HPLC指紋圖譜對(duì)返魂草進(jìn)行了成分分析；黃琦等[12]建立了蒼術(shù)的薄層色譜指紋圖譜，得到不同地區(qū)10批蒼術(shù)藥材的薄層色譜指紋圖譜，具有共同的特征熒光色譜圖像；王麗峰等[13]用反相高效液相色譜法研究峨眉野連、柿葉、中藥連翹中有效成分的含量測(cè)定方法。

但對(duì)于中藥指紋圖譜，色譜法還是存在較大的局限性。如薄層色譜由于其在一個(gè)相對(duì)開放的系統(tǒng)中展開，對(duì)溫度、濕度等外界條件較為敏感，外界條件稍有變化，對(duì)其結(jié)果就會(huì)產(chǎn)生較大影響，不確定性更大。所以薄層色譜只能用于初步的中草藥檢測(cè)與鑒定；而氣相色譜要求樣品必須具有一定揮發(fā)性和熱穩(wěn)定性，但一般中藥成分復(fù)雜并且揮發(fā)成分相對(duì)較少，由此也限制了它的應(yīng)用；而高效液相色譜前處理工序復(fù)雜，待測(cè)物要求較高，不能是懸浮液或乳濁液，并且色譜柱重現(xiàn)性較差，雜質(zhì)峰多，易受污染，運(yùn)行成本高，色譜條件過于嚴(yán)格，極大地限制了它的應(yīng)用。另外，毛細(xì)管電泳法必須提供多種標(biāo)準(zhǔn)樣品，才能對(duì)待檢樣品進(jìn)行指紋鑒別等。

3 結(jié)語

中藥及其提取物以其純天然屬性、綠色環(huán)保、成本低廉、毒副作用少、治標(biāo)又治本等特點(diǎn)深受歡迎。但長(zhǎng)久以來中藥及其提取物的組分不明確制約了中藥的發(fā)展，中藥是一種十分復(fù)雜的“黑色分析體系”，其藥效是多組分協(xié)同作用的結(jié)果，如何分析檢測(cè)里面的組分，以及探清各組分之間協(xié)同作用的機(jī)理，需要研究者的繼續(xù)努力，期待中藥及其組分更廣闊的應(yīng)用空間。