物理分析技术在中药研究中的应用

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1、物理分析技术在中药研究中的应用【摘要】目的：介绍物理分析技术在中药分析和研究开发中的应用。方法：运用X射线谱分析和原子光谱分析技术在中药研究中的方法。结果：认为这些方法可以用于中药的分析鉴定。结论：物理分析技术在中药分析和鉴定领域具有广阔的应用前景。【关键词】物理；分析技术；中药分析在中药分析和鉴定的研究中，主要是测定中药的成份和含量。而中药的物理性质（参数）是分析和鉴定中药研究的基础，因此，利用物理分析技术测定物性参数，是中药研发的重要组成部分。对于医学院校的学生了解这方面的知识是很有必要的，现就这方

2、面的应用的原理和方法［1］列举两例加以综述。.L.编辑。1X射线谱对中药的研究X射线作为光波在同物质相互作用时可以产生折射、反射、衍射、吸收、偏振和受激辐射等物理效应，其中以X射线作光源辐照样品时产生的衍射效应即构成X射线衍射分析；若以X射线作激发源使样品受激辐射产生的二次X荧光，此即X荧光分析。下面我们主要介绍X射线衍射分析。X射线衍射分析所用的光源就是某些元素的特征X射线，常用的元素是Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、的粉状体以供衍射分析。这样细的粉末在1mg样品中约有五千万个晶粒，若样品取100

3、mg，则大约有50亿个晶粒，如此多的晶粒在空间上是任意排列的，故从统计学的观点来看任一晶面（hkl）均可在空间的任意取向上出现。当一束单色X射线照射样品时总会有许多晶面面网符合布拉格定律而发生衍射，注意，衍射线方向同入射线方向的夹角是入射角的两倍，即2θ。若用一支带测角仪的检测器以入射线同样品的交点为中心旋转，则可接收一系列的（hkl）衍射线并可同时测出其衍射角θ和2θ。由θ即计算d值而鉴定中药，这即是用粉末衍射法鉴定中药的原理。例如王钢力等［2］应用粉末X射线衍射分析技术，对中药材肉桂、与川桂、少花桂

4、及其伪品三钻风等10个样品进行鉴定，分析结果表明：10个样品各自具有表现其化学成分总体特征的衍射图谱，并构成衍射模糊图形（定性）与特征标记峰（定量）和图谱特征。被测肉桂样品具有4类衍射拓扑图形，表示了产地、来源的差异，衍射特征标记峰的相同程度反映了所含化学成分的一致性。根据这些特征达到在衍射空间对中药材肉桂及其伪品进行鉴定的目的。图1NaCl的衍射谱1.2衍射谱（衍射曲线）典型的衍射谱如图1所示。横坐标是2θ，纵坐标是相对衍射强度，符号为I，它是以样品中最强（最高）的衍射峰为100来计算的。每个衍射峰上

5、可标注（hkl）和d值。在取得衍射曲线后即可进行线形分析，包括：1.2.1去除本底，突出有用线形当衍射峰比较尖锐时，只要作峰两侧线形根部平缓区的连线即可；若线形复杂，则需用标准物质作参考。这一分析又叫确背景线或基线。1.2.2确定峰位和求2θ一般用图解法，如图2所示，先找出峰的最高点（B）、峰侧边延长线的交点（A）或峰半高处弦长之中点（C），这3点中任一点上横坐标的垂线所对应的2θ即所求之2θ值。谱线越对称，则3种方法所求的2θ越相近，目前多由计算机用曲线拟合法和重心法求2θ，然后自动输出。图2图解法确

6、定2θ1.2.3求衍射强度常用峰高法求衍射强度，参见图1和图2，将图上最高衍射峰定为主峰并令其为100，其余按峰高比例定相对强度。目前多用计算机按积分法求衍射强度值。2原子光谱分析在中药研究中的应用中药样品处在2000~6000K的温度下原子受热能激发其外层电子跃迁所产生的光谱统称为原子光谱，波长范围大约为10nm至3000nm或更大，覆盖紫外、可见、红外3个光谱区。根据量子力学，原子光谱遵守下列规律：1λ=Z2R∞（1n2J-1n2K)式中Z是原子序数，R∞是里德伯常数，nJ、nK是对应J、K能级的主

7、量子数，并且J表示初态，K表示末态。显然每种元素的原子光谱都有自己的特征光谱。当我们测知特征光谱后就可知道相应的元素名称，这是原子光谱分析的基本依据。在原子光谱分析中，由光源和中药样品的关系不同而构成了原子发射光谱分析、原子吸收光谱分析和原子荧光光谱分析。3种原子光谱分析记录方法是相同的，即均是通过分光镜将光谱色散，经检测器转变成电信号送入记录仪绘出光谱曲线。3种原子光谱的产生和分析模式综合对比如图3。下面分别介绍这3种分析方法。2.1原子发射光谱分析该分析方法是将中药样品放置在乙炔火焰、电弧、电火花或

8、等离子光源（ICP）中在2000~6500K的高温下直接气化成原子状态并同时激发中药样品产生光辐射。中药样品同光源重叠或一致。用各元素的特征辐射谱线作元素定性分析，用辐射强度（光谱峰高或照相底片的感光度）作定量分析。发射光谱测定的元素范围如下表所示。原子发射光谱分析是一种半定量分析法，其中等离子源光谱分析精度较高，适宜于稀土元素的分析。发射光谱分析法的特点是速度快，用样少（几毫克至几十毫克），分析的元素多，故应用广泛。2.2原子吸收光谱分析