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石斛是一种常用的“食药兼用”的名贵中药材,为补阴清热药,具有益胃生津、滋阴清热等功效。近年来,随着人们养生保健意识的增强使得石斛类药材的市场需求量不断增大,但是石斛属植物多数对生长环境要求苛刻,加之人们过度采挖,野生资源匮乏,导致石斛资源供不应求。目前铁皮石斛和金钗石斛已有一定规模的种植面积,但石斛属植物总体来源少、价格较高,且种内也存在变异,保证质量稳定的石斛和铁皮石斛药材供应市场,完善其质量评价体系是亟需解决的问题。本课题收集不同种、不同产地和不同年限的石斛样品,运用“多级红外光谱宏观指纹分析法”对其种类、年限、产地、提取物等样品进行测定分析,并建立石斛类药材的专家识别模型,其主要研究结果如下:(1)不同种、产地、生长年限的石斛类药材的红外光谱三级鉴定分析不同年限、产地的铁皮石斛药材一维红外光谱图差异不明显,主要是在特征峰出峰位置相差0-3个波数。不同种石斛样品的经典红外光谱中峰强度有一定的差异,根据1737cm-1附近峰与1426 cm-1、1377 cm-1、1329 cm-1、1248 cm-1附近的这一组峰的相对强度不同,再结合原植物茎的形态把这13种石斛样品分成3组,组1为霍山石斛、河南石斛和曲茎石斛;组2为铁皮石斛、金钗石斛、鼓槌石斛、铜皮石斛、广东石斛、重唇石斛以及细叶石斛;组3为细茎石斛、钩状石斛和罗河石斛。各组内的石斛样品在一维红外光谱中差异很小,但是各种石斛样品的二阶导数和二维相关红外光谱组内和组间都有显著的指纹特征。因此可以通过分辨率不断提高的“三级鉴别”对石斛药材进行快速鉴定。(2)不同种石斛药材红外光谱整体解析分析以淀粉和油脂的标准红外光谱作为参考谱图与铁皮石斛、金钗石斛和鼓槌石斛的红外光谱进行比对,以淀粉红外光谱中的3个特征吸收峰1155 cm-1、1081 cm-1、1019 cm-1和油脂红外光谱中的3个特征吸收峰2926 cm-1、2854 cm-1、1745 cm-1为参考峰,结果显示三种石斛都含有淀粉和油脂类的成分,并且金钗石斛中油脂类成分含量最高,铁皮石斛多糖成分含量最高。以草酸钙的红外光谱作为参考谱图与三种石斛红外光谱比对,三种石斛一维红外光谱中观察不到草酸钙的参考峰1318 cm-1和782 cm-1,但是二阶导数图谱中均含有草酸钙的特征峰,说明三种石斛中含有草酸钙成分。铁皮石斛、金钗石斛和鼓槌石斛的经典红外光谱中都有芳香类成分的指纹特征峰,即非共轭C=O伸缩振动和苯环骨架伸缩振动吸收峰,且鼓槌石斛还出现了 1658 cm-1共轭C=O伸缩振动吸收峰。在二阶导数谱中,随着分辨率增高,芳香类成分的指纹特征峰位置差异更加明显。以淀粉的标准红外光谱作为参考谱图与铁皮石斛、金钗石斛和鼓槌石斛水提醇沉提取物红外光谱比对,发现金钗石斛和鼓槌石斛多糖成分种类以淀粉为主。以黏多糖的标准红外光谱谱图与铁皮石斛水提醇沉提取物红外光谱比对,结果铁皮石斛多糖成分主要以黏多糖为主。以油脂的标准红外光谱谱图与铁皮石斛、金钗石斛和鼓槌石斛无水乙醇提取物红外光谱进行比对,三种石斛都含有油脂类成分,且三种提取物中鼓槌石斛提取物中油脂成分含量相对较高。同时三种石斛无水乙醇提取物中还有芳香类成分的指纹特征峰,且鼓槌石斛提取物中芳香类成分含量相对较高。提取物中成分种类和含量跟原药材有所差异,这可能是因为原药材中化学成分复杂,因此红外光谱特征峰代表的是混合物的特征峰,与提取后较纯的化学成分会有差异。(3)红外光谱专家识别快速鉴别铁皮石斛和金钗石斛利用红外光谱主成分分析方法对不同产地、不同生长年限的铁皮石斛和金钗石斛样品进行聚类分析,从主成分聚类结果和其分布结果可以看出,通过运用主成分分析程序对石斛样品的红外光谱数据进行运算,铁皮石斛和金钗石斛样品被准确的分成两部分,即被鉴别出来。并且两种石斛样品并不是完全聚集到一起的,成不规则分散状态,这可能是与不同产地、不同生长年限有关系。不同品种的石斛药材因为受地理、人为因素的影响,其化学成分的积累程度是有差异的,因此在主成分聚类图中呈现分散聚集状态。两种石斛样本能很好地归类在一起,说明主成分聚类结果是有意义的,能正确判断出石斛样品的化学成分的变化。本研究结果说明,“多级红外光谱宏观指纹分析法”对于石斛类药材的化学成分分析具有重要的意义。不仅可以区分不同种、不同年限、不同产地的石斛药材,还可以对石斛类药材化学成分种类、含量进行评价,因此可以利用该方法对石斛类药材进行简单、快速、有效地鉴别,为研究石斛类药材的种类和质量控制提供科学依据,从而为中药质量控制提供了新的思路。