中药指纹图谱

中药指纹图谱小组成员罗斌尹先珍赵丹目录•定义•研究意义•分析技术•数据分析•应用•前景定义中药指纹图谱是指运用现代分析手段对中药多维化学及其相关生物信息以图形（图像）的方式进行表征并加以描述。分为三种：色谱指纹图谱，波谱指纹图谱，生物指纹图谱研究意义作为有着悠久文明史的中药，其安全性、有效性早已经过历史的验证。但中药的均一稳定性——即质量可控的问题则是制约中药发展，走向国际市场的瓶颈问题。中药一般为复方制剂，方剂中有效成份极为复杂，大部分结构、作用机时尚不清楚。在现有条件下，以单一化学成份分析的观点，不适合中药（天然药物）这一复杂成份分析体系。而解决这一难题的有效手段，就是要参照植物药的质量控制方法，借鉴化学药品质量控制模式，借助于建立相应简单理化鉴别，借助于现代的、被国际社会所认可的中药指纹图谱技术。主要技术方法HPLCTLCGLCEhighperformanceliquidchromatographyGasChromatographycapillaryelectrophoresisThinLayerChromatography薄层色谱（TLC）•定义•原理•特点色谱法的基本原理利用混合物中各组分在某一物质中的吸附或溶解性能的不同，或和其它亲和作用性能的差异，使混合物的溶液流经该种物质，进行反复的吸附或分配等作用，从而将各组份分开。定义薄层色谱又叫薄板层析，属固—液吸附色谱。是在被洗涤干净的玻板（10×3cm左右）上均匀的涂一层吸附剂或支持剂，待干燥、活化后将样品溶液用管口平整的毛细管滴加于离薄层板一端约1cm处的起点线上，凉干或吹干后置薄层板于盛有展开剂的展开槽内，浸入深度为0.5cm。待展开剂前沿离顶端约1cm附近时，将色谱板取出，干燥后喷以显色剂，或在紫外灯下显色。铺板；点样；展开；显色；计算Rf值基本步骤比移值(Rf)是薄层色谱法中原点到斑点中心的距离与原点到溶剂前沿的距离的比值。丹参-不同薄层板薄层色谱图高效液相色谱（HPLC）•定义•原理•检测器•特点定义液相色谱法是以液体为流动相的色谱法。根据混合物中各组分对两相的亲和力的不同可分为液固吸附色谱；液液分配色谱法；离子交换色谱法；凝胶渗透色谱法；离子色谱法；空间排阻色谱法。液相色谱仪原理高效液相色谱仪的系统由储液器、泵、进样器、色谱柱、检测器、记录仪等几部分组成。储液器中的流动相被高压泵打入系统，样品溶液经进样器进入流动相，被流动相载入色谱柱(固定相)内，由于样品溶液中的各组分在两相中具有不同的分配系数，在两相中作相对运动时，经过反复多次的吸附-解吸的分配过程，各组分在移动速度上产生较大的差别，被分离成单个组分依次从柱内流出，通过检测器时，样品浓度被转换成电信号传送到记录仪，数据以图谱形式打印出来。液相色谱仪工作流程图检测器•功能将被分析组在柱流出液中浓度的变化转化为光学或电学信号；•分类①紫外吸收检测器②紫外一可见分光光度检测器③示差折光化学检测器④二极管阵列紫外检测器⑤荧光检测器⑥电化学检测器工作特点优点:高压、高效、高灵敏度、分析速度快，载液流速快（15-30min)、应用范围广。此外高效液相色谱还有色谱柱可反复使用、样品不被破坏、易回收等.缺点:有“柱外效应”。在从进样到检测器之间，除了柱子以外的任何死空间（进样器、柱接头、连接管和检测池等）中，如果流动相的流型有变化，被分离物质的任何扩散和滞留都会显著地导致色谱峰的加宽，柱效率降低。高效液相色谱检测器的灵敏度不及气相色谱。而且需要严格的样品预处理，很难表达被固定相吸附的样品和高粘度的样品。气相色谱（GL）•定义•原理•检测器•特点定义用气体作为移动相的色谱法。根据所用固定相的不同可分为两类：固定相是固体的，称为气固色谱法；固定相是液体的则称为气液色谱法。气相色谱仪原理气相色谱仪中有一根流通型的狭长管道，这就是色谱柱。在色谱柱中，不同的样品因为具有不同的物理和化学性质，与特定的柱填充物（固定相）有着不同的相互作用而被载气（流动相）以不同的速率带动。当化合物从柱的末端流出时，它们被检测器检测到，产生相应的信号，并被转化为电信号输出。在色谱柱中固定相的作用是分离不同的组分，使得不同的组分在不同的时间从柱的末端流出。检测器气相色谱法中可以使用的检测器有很多种，最常用的有热导检测器（TCD）与火焰电离检测器（FID）。这两种检测器对很多种分析成分有灵敏的响应，同时可以测定一个很大的范围内的浓度。TCD从本质上来说是通用性的，可以用于检测除了载气之外的任何物质（只要它们的热导性能在检测器检测的温度下与载气不同）。FID对烃类的检测比TCD更灵敏，但却不能用来检测水。两种检测器都很强大。由于TCD的检测是非破坏性的，它可以与破坏性的FID串联使用（连接在FID之前），从而对同一分析物给出两个相互补充的分析信息。有一些气相色谱仪与质谱仪相连接而以质谱仪作为它的检测器，这种组合的仪器称为气相色谱-质谱联用（GC-MS，简称气质联用）工作特点气相色谱法是一种在有机化学中对易挥发而不发生分解的化合物进行分离与分析的色谱技术。气相色谱的典型用途包括测试某一特定化合物的纯度与对混合物中的各组分进行分离，同时测定各组分的相对含量。在微型化学实验中，气相色谱可以用于从混合物中制备纯品。毛细管电泳（CE）•定义•分类•检测器•特点定义是以弹性毛细管为分离通道、以高压直流电场为驱动力，依据样品中各组分的淌度（单位电场强度下的迁移速度）和/或分配行为的差异而实现分离的一种分析方法。通过改变操作模式和缓冲液成分，可以对性质不同的各种成分进行有效分离和定量测定。分类1.分离模式2.操作方式重新分为手动、半自动及全自动型毛细管电泳。3.分离通道形状分为圆形、扁形、方形毛细管电泳等。4.缓冲液的介质分为水相毛细管与非水相毛细管毛细管电泳仪由温度控制系统，高压电源，高压电极槽，毛细管，检测器，低压电极槽，铂丝电极，记录数据处理。检测器由于毛细管内径的限制，检测信号是CE系统最突出的问题。紫外可见法（UV）是CE常用的检测方法，但是受到仪器、单波长等因素的限制。目前应用最广泛的是二极管阵列（PDA）检测器。常规的检测器还有灵敏度很高的激光光热（LIP）和荧光（FL）检测器。近些年，在实际应用中还产生了激光诱导荧光（LIF）、有良好选择性的安培（EC）、通用性很好的电导（CD）助以及可以获得结构信息的质谱（MS）等多种检测器。工作特点优点：高效塔板数目在105-106片/m间，当采用CGE时，塔板数目可达107片/m以上；快速一般在十几分钟内完成分离；微量进样所需的样品体积为nL级；多样性可根据需要选用不同的分离模式且仅需一台仪器；经济实验消耗不过几毫升缓冲溶液，维持费用很低；缺点：由于进样量少，因而制备能力差；由于毛细管直径小，使光路太短，用一些检测方法（如紫外吸收光谱法）时，灵敏度较低；电渗会因样品组成而变化，进而影响分离重现性。No.1主要成分分析No.2聚类分析法No.3相似度评价法主要解析方法No.4人工神经网络用依利特P1201液相色谱仪分析三聚氰胺No.1主要成分分析又称主分量分析，在尽可能保留原有信息基础上，用综合指标解释多变量的方差-协方差结构，把给定的一组相关变量通过线性变换转换成另一组不相关的变量，这些新变量按照方差依次递减的顺序排列起来对多变量进行降维处理。该方法具有变差最优，信息损失最小，相关性最优等特点。No.2聚类分析法又称群分析，是根据实验数据本身的定性或定量特征，变量域之间的相似性而逐步归群成类的方法。其结果能客观反映些变量或区域之间的内在组合关系。可分为系统聚类分析(hierarchicalclusteringanalysis,HCA)和模糊聚类分析（fuzzyclusteringanalysis,FCA)。No.3相似度评价法相似度评价是将一张指纹图谱的数据用多维向量表示，计算多张图谱之间的相似度值，如此量化描述指纹图谱的相似性，即客观地数字化描述。常见的有距离系数法，夹角余弦，相关系数法，Nei系数法，改进Nei系数法。No.4人工神经网络简称神经网络（NNs)或称作连接模型（ConnectionistModle),是一种模仿动物神经网络的行为，并进行分布式信息处理的数字模型。其数据处理过程包括信号获取，特征提取和信号检测三个步骤。应用•在人参鉴定中的应用•在茶叶分析中的应用园参红参人参中的应用利用色谱指纹图谱对人参中的成分进行分析，可以得到各模式指纹图谱中的主要色谱峰。通过对色谱峰的分析可以很好的反映人参中所含的化学物质，准确的对人参进行鉴别和质量控制。应用光谱技术对不同种属、不同种植类型和不同种植年份的人参进行分析，对得到的指纹图谱谱图进行分析，可用来判断人参的真伪，还可用来区分人参的不同种属、不同产地、不同年份等。还可对人参进行质量控制。安溪铁观音西湖龙井茶叶中的应用HPLC化学指纹图谱法主要通过测定茶叶中的自由氨基酸含量、儿茶素、咖啡因及黄酮（苷）类等化学成分含量，提取茶特征成分与模式识别方法相结合判别茶叶品种和产地。此方法的关键是模型的构建。不同地区、不同品种的茶叶有不同的判别模型。例如用人工神经网络（BP-ANN）模型判别高绿（浙江）、毛尖（福建）、云雾绿茶（黄山）、青峰（茅山）、和炒青绿茶（镇江）5种不同品种和产地的绿茶。此外，也可利用光谱技术和矿质元素分析方法对茶叶中的成分进行分析，根据建立的模型对茶叶的品种进行鉴别。。中国药典高效液相色谱方法图谱库前景中药指纹图谱质控技术是中药质量标准现代化的突破口，将现代分析学的优秀成果与中医药整体综合观有机融合，有效地运用了全面质量管理的理念，能对中药复杂体系特性作出科学的表达。可用于成品质量、工艺操作、原料材料的质量控制和监测，使其符合GAP的质量要求。这对企业的发展提高竞争力是极为有利的，也是我们推行中药指纹图谱技术，提高中药质量评价技术水平和科技含量，使其为国际社会所公认，实现与国际双向接轨，挤身国际市场，把中药产业做大做强的根本目的之所在。指纹图谱的建立虽然处于初步的探索阶段，还存在着许多困难，如中药化学成分的不确定性，与药理作用的相关性和与实验条件的一致性等等。但是随着中医药现代化的发展，必然将发挥更大的作用。谢谢观赏！！