三种城市环境下蒲公英药材红外光谱分析

　　[摘要]目的了解三种有代表性的城市环境对蒲公英体内化学成分的影响情况。方法利用红外光谱仪测定蒲公英样品的红外光谱，根据所得谱图，对特征吸收峰的波数进行筛选，然后，利用EXCEL的统计分析功能，判断不同城市环境下蒲公英样品化学成分的相关显著性。结果不同城市环境对蒲公英总体的化学成分有影响，但这种影响不显著。结论就总体化学成分来看，生长在三种不同城市环境下的蒲公英仍可供药用和食用。
　　
　　蒲公英是一味重要的临床常用中草药，2010年版中国药典记载蒲公英为菊科（Compositae）植物蒲公英（TaraxacummongolicumHand.-Mazz.）、华蒲公英（TaraxacumsinicumKitag.）及同属多种植物的干燥全草[1]。味苦、甘，性寒，入肝胃二经。具有淸热解毒、消肿散结和利尿通淋的功效。临床上主要用于乳痈、瘰疬、疔疮肿毒、咽痛、肺痈、肠痈、目赤、湿热黄疸和热淋涩痛等症[2]。药理试验证明，中药蒲公英具有广谱抗菌、保肝利胆、抗内毒素、健胃和免疫促进作用[3]。
　　蒲公英属植物不仅能够药用，而且也是人们非常喜欢的绿色蔬菜，所含化学成分具有非常高的药用价值和营养价值。可以通过食用达到预防或治疗疾病地目的是人们乐于接受的一种治疗方式。
　　1.材料与方法
　　1.1样品与仪器
　　蒲公英样品采自吉林省吉林市，样品分别采自吉林市的污染区（工业污染区、交通繁忙区）、相对洁净区（校园、居民区）和洁净区（公园、郊外），每个生态环境选5处有代表性的采集点。VECTOR22傅立叶变换红外光谱仪，中红外三甘氨酸硫酸酯（DTGS）检测器，扫描次数16次，OPD速度0.2cm/s，分辨率4cm-1。
　　1.2方法
　　蒲公英样品经80℃烘干24h，粉碎，过100目筛后与KBr（碎晶）充分研磨使混合均匀，然后压片成约1～2mm厚度的透明薄片，将薄片放入红外光谱仪，测定样品的红外光谱。测试条件：光谱范围4000～400cm-1，扫描16次。根据所得谱图，对特征吸收峰的波数进行筛选，然后，利用EXCEL的统计分析功能，判断不同生态环境下同种药用园林植物药用部位化学成分的相关显著性。
　　2.结果
　　吉林市三种城市环境下蒲公英样品的红外光谱见图2-1、图2-2、图2-3和图2-4，图2-4为前3个谱图的叠加图。
　　从叠加图2-4不难看出，不同城市环境中蒲公英的红外光谱图在波数为4000cm-1～1300cm-1之间的特征吸收位置的重叠性不是很好。在1800cm-1～400cm-1区域内，可以明显看到，图2-1、图2-2和图2-3之间红外光谱的特征吸收位置也有较大差异，这种差异是否具有显著的相关性，还要进一步进行分析才可以明确判定。
　　从图2-1、图2-2和图2-3中可以得到不同城市环境条件下蒲公英的红外光谱相对应特征吸收位置的波数，见表2-1。把所得相对应特征吸收位置的波数值转到EXCEL工作表中，然后进行数据间相关性分析，分析结果见表2-2。
　　表2-2中，所有r的值都非常接近于1，表明了街边与居民区、街边与公园及图居民区与公园相对应特征吸收位置的波数之间具有非常强的相关性。R2的值也都非常接近于1，表明三组数据之间的回归分析对彼此的数据点的拟合解释较好。由于F检验统计量的值都很大，表明所采集到的3组数据之间具有显著的线性关系。在把握程度为99%的情况下，SignificanceF和P-value的值都明显小于0.01，更进一步佐证了3组数据之间显著性的线性相关关系。所以，可以进一步解释为不同城市环境条件下蒲公英总的化学成分水平不存在显著性差异，不同城市环境条件下蒲公英的化学成分没有发生显著变化。
　　
　　图2-1街边蒲公英的红外光谱
　　
　　图2-2居民区蒲公英的红外光谱
　　
　　图2-3公园蒲公英的红外光谱
　　
　　图2-4三种环境下蒲公英的红外光谱叠加
　　表2-1三种城市环境蒲公英的红外光谱对应特征吸收位置的波数
　　光谱图 相对应特征吸收波数（单位：cm-1）
　　图3-13 3384.88，2923.02，1740.30，1624.59，1419.75，1241.00，1030.84，816.35，530.72
　　图3-14 3379.49，2925.33，1744.38，1632.65，1416.55，1245.67，1032.62，818.48，534.48
　　图3-15 3394.44，2926.58，1735.77，1624.63，1420.15，1244.25，1030.60，817.80，538.40
　　表3-8蒲公英特征吸收峰位置的相关性分析结果
　　相关组 r R2 标准误差 F 把握程度 SignificanceF P-value
　　3-13与3-14 0.99999 0.9999 3.8794 379759.84 0.99 3.5066E-18 3.51E-18
　　3-13与3-15 0.99999 0.9999 4.3507 355314.02 0.99 7.82472E-18 7.82E-18
　　3-14与3-15 0.99997 0.9999 6.7073 159148.43 0.99 1.64213E-16 1.64E-16
　　其中：r——简单相关系数。
　　R2——判定系数。
　　F——是回归分析显著性检验的检验统计量值。
　　SignificanceF——是F统计量值在原假设成立时发生的概率。
　　t——是回归系数显著性检验中统计量的值；
　　P-value——是t统计量值在假设成立时发生的概率。
　　3.结论与讨论
　　本文利用红外光谱法，对采自不同城市环境下蒲公英进行了红外光谱检测，然后对所得红外光谱的特征吸收峰进行采集，统计分析三种不同城市环境下相对应特征吸收峰之间的相关性，以此来判断不同城市生态环境对蒲公英化学成分的影响情况。结果显示，城市污染区、相对洁净区和洁净区三种不同城市环境确实对这蒲公英的化学成分有影响，但都没有产生显著性影响。由此可以推断，蒲公英所含的药用成分也不会受到城市生态环境的显著性影响，也就是说，开发生长在城市生态环境中的蒲公英的药用和食用价值是可行的。
　　参考文献
　　1 中华人民共和国药典委员会.中华人民共和国药典（S）.2010年版一部.北京:化学工业出版社，2010：244-245.
　　2 张志明.人间仙草蒲公英[J].家庭医学.新健康，2006，(1)：56-57.
　　3 周震.蒲公英药理研究与临床应用[B].光明中医，2009，24（9）：1801-1802..
　　4 何淑华,孙瑞岩,任玉秋,等.近红外漫反射光谱法对吉林人参的分类探讨.吉林大学自然科学学报,2003-01:96～98.
　　5 陈斌,赵龙莲,李军会,等.近红外光谱法快速分析葛根中的有效成分.光谱学与光谱分析,2002,22(6):976～979.

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