中药蛇床子的粉末X衍射分析△
作者：周俊国 吕杨 郑启泰 蔡金娜 王峥涛 徐珞珊
单位：周俊国 吕杨 郑启泰中国协和医科大学中国医学科学院药物研究所(北京100050)；蔡金娜 王峥涛 徐珞珊 中国药科大学
关键词：中药鉴定；蛇床子；粉末X衍射
中草药/990128 摘 要 对3种及不同产地12个样品的中药蛇床子进行了粉末X衍射分析。结果表明：不同产地蛇床子的衍射图谱按其几何拓扑性质大致可分为4类相似衍射模糊图形，与TLC分析的结果基本一致，为中药鉴别提供了新的谱学分析依据。
中药蛇床子为伞形科植物蛇床Cnidium monnieri (L.)Cusson 的干燥成熟果实。具有补肾壮阳、祛风燥湿、杀虫等功效〔1〕。近代研究表明蛇床子具有抗肿瘤、抗诱变、抗真菌、抗变态、抗骨质疏松、抗心率失常等多种药理作用〔2～7〕。蛇床是广布种，具很大的生态幅。作者在80年代对蛇床子类药材进行品种整理和质量评价研究时发现蛇床子种内在不同分布区域及同一居群内不同个体间，其香豆素类成分已发生显著变化〔8〕。如分布于福建、浙江、江苏等亚热带常绿阔叶林区域的居群样品主含蛇床子素和线型呋喃香豆素；分布于辽宁、黑龙江、内蒙古等温带针阔叶混交林区域的居群样品则主含角型呋喃香豆素：而分布于河南、河北、陕西等暖温带落叶阔叶林区域的过渡地带的居群内不同个体植株为或者含有蛇床子素和线形呋喃香豆素，或者同时含有蛇床子素、线形及角型呋喃香豆素的混合类群。X衍射图谱分析可给出待测中药材所含全体成分的衍射图形及衍射峰值，具有信息量大、指纹性特征强，样品不需任何化学处理等特点，是研究中药材品质评价及道地性评估的理想、有效的物理分析方法之一〔9～10〕。我们对不同产地的12个蛇床子样品进行了粉末X衍射分析，为中药蛇床子道地性及种内化学成分变异，提供一种新的谱学分析手段，并为蛇床子种下分类提供更多的科学依据。
, 百拇医药
1 实验部分
1.1 样品来源及处理：实验用的12个样品由中国药科大学生药教研室收集并鉴定，凭证标本存放于中国药科大学中药标本馆。按表1编号进行衍射实验，对实验样品进行研磨，并过100目筛。
表1 供试样品名称及来源 编号(图号)
名称
来源
原植物学名
1#(la)
蛇床子
河北正定
Cnidium monnieri(Cuss.) L.
, 百拇医药
2#(lb)
蛇床子
河北正定(商品)
C.monnieri
3#(lc)
蛇床子
辽宁新民
C.monnieri
4#(ld)
蛇床子
山东济南
C.monnieri
, http://www.100md.com
5#(le)
兴安蛇床
内蒙古海拉尔
C.dahuricum
6#(lf)
碱蛇床
内蒙古东旗
C.salinum
7#(2a)
蛇床子
安微屯溪(商品)
C.monnieri
, http://www.100md.com
8#(2b)
蛇床子
安微亳州(商品)
C.monnieri
9#(2c)
蛇床子
山西太原(商品)
C.monnieri
10#(2d)
蛇床子
陕西镇安县
C.monnieri
, http://www.100md.com
11#(3)
蛇床子
内蒙海拉尔
C.monnieri
12#(4)
蛇床子
江苏高淳
C.monnieri
1.2 衍射实验 仪器：日本理学(Rigaku)D/max-Rc粉末衍射仪。
实验条件：CuKa辐射，管压50 kV，管流80 mA，扫描速度8°/min，扫描范围3°～60°。
将表1所列12 个样品分别进行粉末X衍射实验，获得各自的衍射图谱。
, 百拇医药
2 结果
对蛇床子1＃～12＃12个样品进行X衍射图谱分析。以晶面间距(d)和衍射峰强度(I/I0)表示样品的衍射图谱特征，记为d(I/I0)**。按照衍射图谱的几何拓扑：分析获得如下4类分布：
2.1 第Ⅰ类：包括1＃～6＃样品；相应的衍射图谱如图1如示。
1#和2#样品同产于河北正定。分析衍射图谱，发现二者图形的几何拓扑具有很高的相似程度，且含有40个共同的衍射峰。表明中药蛇床子的成分差异主要来自于不同地区的气候和土壤条件，当药材生长于相近的外界土壤、物候条件下时，则内在成分一致，但含量略有不同。
根据样品衍射图形的几何拓扑特征，上述6个样品(1＃～6＃)的衍射图形归为第Ⅰ类。其图谱特征为：3.35特征标记峰的相对强度较弱(<70)，2.14处的峰形不明显。以1#为标准进行分析，2#～6#均与1#的衍射图形的几何拓扑具有相似的模糊性，相互叠合发现该类样品共同的特征标记峰为21个，可以作为河北、山东、辽宁所产蛇床子及兴安蛇床、碱蛇床的共同特征标记峰，并与其它产地的样品进行区别。
, 百拇医药
2.2 第Ⅱ类：7#～10#样品相应的衍射图谱如图1所示。
图1 第Ⅰ类～第Ⅳ类蛇床子X衍射Fourier谱
7#和8#样品同产自安徽，但来源于不同地区，图谱分析发现，二者具有47个共同的衍射峰，衍射图形相似性最高，基本能够重合在一起。进一步证明了中药蛇床子的成分差异主要来自于外界的土壤、物候条件。
对7#～10#的衍射图谱进行分析，其衍射图形的几何拓扑不同于第Ⅰ类，为另一类拓扑图形(第Ⅱ类)。图谱特征表现为3.35 的峰形尖锐，强度增大(>80)，表示该类样品中的某一特定组分具有较好的晶型；另外，2.14附近出现较强的衍射特征峰。对4张图谱进行叠合，有20个相同的衍射峰一致。
2.3 第Ⅲ类：样品为11#，相应的衍射图谱如图1所示。
, http://www.100md.com
分析11#样品的衍射图形，与上述Ⅰ、Ⅱ类样品的衍射图形几何拓扑差异较大，并形成独有的衍射特征标记峰，记为第Ⅲ类。
2.4 第Ⅳ类：样品为12#，相应衍射图谱如图1所示。
对12#样品衍射图形进行分析，与Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类样品的衍射图形几何拓扑差异较大，形成独自的特征标记峰，记为第Ⅳ类。
对4类样品的12张衍射图形进行叠合分析，共有12个衍射峰具有相同的晶面间距d值和相近的衍射强度(I/I0。)值：5.95(58)，4.43(97)，4.27(98)，4.16(94)，3.29(81)，3.66(70)，3.35(70)，3.20(54)，2.96(47)，2.35(38)，2.13(41)，2.09(13)。以此组成中药蛇床子的衍射特征标记峰，可与其它中药进行鉴别。
3 讨论
, 百拇医药
3.1 在干燥的药材粉末内存在着植物生长代谢过程中形成的主成分(纤维素、淀粉、多糖等)及次生代谢产物的细小微晶，以单色X衍射辐射粉末样品时，以非晶态存在的主成分形成弥散的衍射峰，而以微晶存在的次生代谢产物(或其复合物)则体现了晶态粉末的衍射特征峰。二者相互叠合，构成药材粉末的特征图谱，借此可对药材粉末进行鉴别。本实验对不同产地的蛇床子进行了粉末X衍射研究，利用特征标记峰与衍射的整体模糊图形相结合建立了蛇床子的特征图谱。
3.2 粉末X衍射分析可用于种内不同产地的样品的鉴别。药材样品衍射图形表示其所含全部成分在衍射空间分布的总体特征。本文对不同产地(居群)的蛇床子进行粉末X衍射分析，根据X衍射图谱的模糊图形分析，可以把不同居群的蛇床子分成4个类型：1)河北正定(la,lb)，辽宁新民(lc)，山东济南(ld)为一类；2)安徽屯溪(2a)、亳州(2b)，山西太原(2c)，陕西镇安(2d)为另一类；3)内蒙古海拉尔；4)江苏高淳。兴安蛇床、碱蛇床与分布于河北、山东、辽宁的蛇床子具有相似几何拓扑图形与衍射特征标记峰，说明同属植物化学成分的相似性及其亲缘关系。
, 百拇医药
3.3 生态环境(土壤、气候、地理条件)对植物的生长过程起着极其重要的影响，尤其是次生代谢产物。作者曾对我国不同分布区域的48个居群蛇床子样品进行了TLC分析，发现蛇床子香豆素类成分的种内变异与其地理分布直接相关，并可分为3类化学型：即分布于福建、浙江、江苏等亚热带常绿阔叶林区域的居群样品主含蛇床子素和线形呋喃香豆素；分布于辽宁、黑龙江、内蒙古等温带针阔叶混交林区域的居群样品则主含角型呋喃香豆素；而分布于河南、河北、陕西等暖温带落叶阔叶林区域的过渡地带的居群内不同个体植株为或者含有蛇床子素和线形呋喃香豆素，或者同时含有蛇床子素、线型及角型呋喃香豆素的混合类群 ，这一区域可能是蛇床子种内香豆素类成分分化中心。本实验蛇床种内不同居群的X衍射图谱分析与作者TLC分析结果基本一致，如江苏高淳样品主含蛇床子素(osthol)和线形呋喃香豆素，内蒙古海拉尔样品主含角型呋喃香豆素且不含蛇床子素，为南北两个典型类群；但也有一些居群如河北、安徽的X衍射图谱分析与TLC分析的结果不完全一致，这可能与蛇床子种内不同居群的其它成分不完全一致有关。
, 百拇医药 *Addess:Zhou Junguo,Institute of Materia,Chinese Academy of Medical Sciences ,Chinese Xiehe Medical University,Beijing
△国家自然科学基金资助项目
参 考 文 献
[1] 中华人民共和国卫生部药典委员会编.中华人民共和国药典.一部.广州：广东科技出版社，1995：276
[2] 廖进明，等.中草药，1997，28(6)：346
[3] 张志祖，等.中国中药杂志，1995，20(2)：114
[4] Gisho H.et al，Shoyadugaku Zasshi,1984，38：22
, http://www.100md.com
[5] 陈志春，等.药学学报，1998，23：96
[6] 刘德祥，等.中药通报，1998，13(11)：40
[7] Hideji I， et al，Shoyadugaku Zasshi,1982，36：145
[8] 蔡金娜，等.常用中药材品种整理和质量研究(南方片).第一册.福州：福建科学技术出版社，1994：648
[9] 吕 扬.药学学报，1997，38(193)：193
[10] 吕 扬.中国医药科学院学报，1997，19(5)：331
(1998-04-13收稿), http://www.100md.com
单位：周俊国 吕杨 郑启泰中国协和医科大学中国医学科学院药物研究所(北京100050)；蔡金娜 王峥涛 徐珞珊 中国药科大学
关键词：中药鉴定；蛇床子；粉末X衍射
中草药/990128 摘 要 对3种及不同产地12个样品的中药蛇床子进行了粉末X衍射分析。结果表明：不同产地蛇床子的衍射图谱按其几何拓扑性质大致可分为4类相似衍射模糊图形，与TLC分析的结果基本一致，为中药鉴别提供了新的谱学分析依据。
中药蛇床子为伞形科植物蛇床Cnidium monnieri (L.)Cusson 的干燥成熟果实。具有补肾壮阳、祛风燥湿、杀虫等功效〔1〕。近代研究表明蛇床子具有抗肿瘤、抗诱变、抗真菌、抗变态、抗骨质疏松、抗心率失常等多种药理作用〔2～7〕。蛇床是广布种，具很大的生态幅。作者在80年代对蛇床子类药材进行品种整理和质量评价研究时发现蛇床子种内在不同分布区域及同一居群内不同个体间，其香豆素类成分已发生显著变化〔8〕。如分布于福建、浙江、江苏等亚热带常绿阔叶林区域的居群样品主含蛇床子素和线型呋喃香豆素；分布于辽宁、黑龙江、内蒙古等温带针阔叶混交林区域的居群样品则主含角型呋喃香豆素：而分布于河南、河北、陕西等暖温带落叶阔叶林区域的过渡地带的居群内不同个体植株为或者含有蛇床子素和线形呋喃香豆素，或者同时含有蛇床子素、线形及角型呋喃香豆素的混合类群。X衍射图谱分析可给出待测中药材所含全体成分的衍射图形及衍射峰值，具有信息量大、指纹性特征强，样品不需任何化学处理等特点，是研究中药材品质评价及道地性评估的理想、有效的物理分析方法之一〔9～10〕。我们对不同产地的12个蛇床子样品进行了粉末X衍射分析，为中药蛇床子道地性及种内化学成分变异，提供一种新的谱学分析手段，并为蛇床子种下分类提供更多的科学依据。
, 百拇医药
1 实验部分
1.1 样品来源及处理：实验用的12个样品由中国药科大学生药教研室收集并鉴定，凭证标本存放于中国药科大学中药标本馆。按表1编号进行衍射实验，对实验样品进行研磨，并过100目筛。
表1 供试样品名称及来源 编号(图号)
名称
来源
原植物学名
1#(la)
蛇床子
河北正定
Cnidium monnieri(Cuss.) L.
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2#(lb)
蛇床子
河北正定(商品)
C.monnieri
3#(lc)
蛇床子
辽宁新民
C.monnieri
4#(ld)
蛇床子
山东济南
C.monnieri
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5#(le)
兴安蛇床
内蒙古海拉尔
C.dahuricum
6#(lf)
碱蛇床
内蒙古东旗
C.salinum
7#(2a)
蛇床子
安微屯溪(商品)
C.monnieri
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8#(2b)
蛇床子
安微亳州(商品)
C.monnieri
9#(2c)
蛇床子
山西太原(商品)
C.monnieri
10#(2d)
蛇床子
陕西镇安县
C.monnieri
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11#(3)
蛇床子
内蒙海拉尔
C.monnieri
12#(4)
蛇床子
江苏高淳
C.monnieri
1.2 衍射实验 仪器：日本理学(Rigaku)D/max-Rc粉末衍射仪。
实验条件：CuKa辐射，管压50 kV，管流80 mA，扫描速度8°/min，扫描范围3°～60°。
将表1所列12 个样品分别进行粉末X衍射实验，获得各自的衍射图谱。
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2 结果
对蛇床子1＃～12＃12个样品进行X衍射图谱分析。以晶面间距(d)和衍射峰强度(I/I0)表示样品的衍射图谱特征，记为d(I/I0)**。按照衍射图谱的几何拓扑：分析获得如下4类分布：
2.1 第Ⅰ类：包括1＃～6＃样品；相应的衍射图谱如图1如示。
1#和2#样品同产于河北正定。分析衍射图谱，发现二者图形的几何拓扑具有很高的相似程度，且含有40个共同的衍射峰。表明中药蛇床子的成分差异主要来自于不同地区的气候和土壤条件，当药材生长于相近的外界土壤、物候条件下时，则内在成分一致，但含量略有不同。
根据样品衍射图形的几何拓扑特征，上述6个样品(1＃～6＃)的衍射图形归为第Ⅰ类。其图谱特征为：3.35特征标记峰的相对强度较弱(<70)，2.14处的峰形不明显。以1#为标准进行分析，2#～6#均与1#的衍射图形的几何拓扑具有相似的模糊性，相互叠合发现该类样品共同的特征标记峰为21个，可以作为河北、山东、辽宁所产蛇床子及兴安蛇床、碱蛇床的共同特征标记峰，并与其它产地的样品进行区别。
, 百拇医药
2.2 第Ⅱ类：7#～10#样品相应的衍射图谱如图1所示。
图1 第Ⅰ类～第Ⅳ类蛇床子X衍射Fourier谱
7#和8#样品同产自安徽，但来源于不同地区，图谱分析发现，二者具有47个共同的衍射峰，衍射图形相似性最高，基本能够重合在一起。进一步证明了中药蛇床子的成分差异主要来自于外界的土壤、物候条件。
对7#～10#的衍射图谱进行分析，其衍射图形的几何拓扑不同于第Ⅰ类，为另一类拓扑图形(第Ⅱ类)。图谱特征表现为3.35 的峰形尖锐，强度增大(>80)，表示该类样品中的某一特定组分具有较好的晶型；另外，2.14附近出现较强的衍射特征峰。对4张图谱进行叠合，有20个相同的衍射峰一致。
2.3 第Ⅲ类：样品为11#，相应的衍射图谱如图1所示。
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分析11#样品的衍射图形，与上述Ⅰ、Ⅱ类样品的衍射图形几何拓扑差异较大，并形成独有的衍射特征标记峰，记为第Ⅲ类。
2.4 第Ⅳ类：样品为12#，相应衍射图谱如图1所示。
对12#样品衍射图形进行分析，与Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类样品的衍射图形几何拓扑差异较大，形成独自的特征标记峰，记为第Ⅳ类。
对4类样品的12张衍射图形进行叠合分析，共有12个衍射峰具有相同的晶面间距d值和相近的衍射强度(I/I0。)值：5.95(58)，4.43(97)，4.27(98)，4.16(94)，3.29(81)，3.66(70)，3.35(70)，3.20(54)，2.96(47)，2.35(38)，2.13(41)，2.09(13)。以此组成中药蛇床子的衍射特征标记峰，可与其它中药进行鉴别。
3 讨论
, 百拇医药
3.1 在干燥的药材粉末内存在着植物生长代谢过程中形成的主成分(纤维素、淀粉、多糖等)及次生代谢产物的细小微晶，以单色X衍射辐射粉末样品时，以非晶态存在的主成分形成弥散的衍射峰，而以微晶存在的次生代谢产物(或其复合物)则体现了晶态粉末的衍射特征峰。二者相互叠合，构成药材粉末的特征图谱，借此可对药材粉末进行鉴别。本实验对不同产地的蛇床子进行了粉末X衍射研究，利用特征标记峰与衍射的整体模糊图形相结合建立了蛇床子的特征图谱。
3.2 粉末X衍射分析可用于种内不同产地的样品的鉴别。药材样品衍射图形表示其所含全部成分在衍射空间分布的总体特征。本文对不同产地(居群)的蛇床子进行粉末X衍射分析，根据X衍射图谱的模糊图形分析，可以把不同居群的蛇床子分成4个类型：1)河北正定(la,lb)，辽宁新民(lc)，山东济南(ld)为一类；2)安徽屯溪(2a)、亳州(2b)，山西太原(2c)，陕西镇安(2d)为另一类；3)内蒙古海拉尔；4)江苏高淳。兴安蛇床、碱蛇床与分布于河北、山东、辽宁的蛇床子具有相似几何拓扑图形与衍射特征标记峰，说明同属植物化学成分的相似性及其亲缘关系。
, 百拇医药
3.3 生态环境(土壤、气候、地理条件)对植物的生长过程起着极其重要的影响，尤其是次生代谢产物。作者曾对我国不同分布区域的48个居群蛇床子样品进行了TLC分析，发现蛇床子香豆素类成分的种内变异与其地理分布直接相关，并可分为3类化学型：即分布于福建、浙江、江苏等亚热带常绿阔叶林区域的居群样品主含蛇床子素和线形呋喃香豆素；分布于辽宁、黑龙江、内蒙古等温带针阔叶混交林区域的居群样品则主含角型呋喃香豆素；而分布于河南、河北、陕西等暖温带落叶阔叶林区域的过渡地带的居群内不同个体植株为或者含有蛇床子素和线形呋喃香豆素，或者同时含有蛇床子素、线型及角型呋喃香豆素的混合类群 ，这一区域可能是蛇床子种内香豆素类成分分化中心。本实验蛇床种内不同居群的X衍射图谱分析与作者TLC分析结果基本一致，如江苏高淳样品主含蛇床子素(osthol)和线形呋喃香豆素，内蒙古海拉尔样品主含角型呋喃香豆素且不含蛇床子素，为南北两个典型类群；但也有一些居群如河北、安徽的X衍射图谱分析与TLC分析的结果不完全一致，这可能与蛇床子种内不同居群的其它成分不完全一致有关。
, 百拇医药 *Addess:Zhou Junguo,Institute of Materia,Chinese Academy of Medical Sciences ,Chinese Xiehe Medical University,Beijing
△国家自然科学基金资助项目
参 考 文 献
[1] 中华人民共和国卫生部药典委员会编.中华人民共和国药典.一部.广州：广东科技出版社，1995：276
[2] 廖进明，等.中草药，1997，28(6)：346
[3] 张志祖，等.中国中药杂志，1995，20(2)：114
[4] Gisho H.et al，Shoyadugaku Zasshi,1984，38：22
, http://www.100md.com
[5] 陈志春，等.药学学报，1998，23：96
[6] 刘德祥，等.中药通报，1998，13(11)：40
[7] Hideji I， et al，Shoyadugaku Zasshi,1982，36：145
[8] 蔡金娜，等.常用中药材品种整理和质量研究(南方片).第一册.福州：福建科学技术出版社，1994：648
[9] 吕 扬.药学学报，1997，38(193)：193
[10] 吕 扬.中国医药科学院学报，1997，19(5)：331
(1998-04-13收稿), http://www.100md.com