宁德市图书馆 内容
中药（天然药物）是多组分复杂体系，其药效是所含的多种化学成分通过多靶点、多环节发挥综合作用的结果，因此，仅分析测定某一种或者某几种主要化学成分来评价其质量是不科学的，尤其是在很多天然药物（如畲药）有效成分尚不明确的情况下，综合的质量评价方法成为客观要求，中药（天然药物）指纹图谱由此应运而生。
中药（天然药物）指纹图谱是指某些药材、提取物或制剂经适当处理后，利用现代信息采集技术和质量分析手段得到的能够显现研究对象性质的图形、图像、图谱及其数据。中药（天然药物）指纹图谱是一种综合的可量化的鉴定手段，它是建立在中药（天然药物）化学成分系统研究的基础上，主要用于评价研究对象的真实性、优良性和稳定性。“整体性”和“模糊性”为其显著特点。利用指纹图谱的整体性，可以鉴别中药（天然药物）的真伪，评价原药材与成方制剂的相关性等。模糊性强调的是待测样品的指纹图谱与对照指纹图谱之间的相似性，而不是相同性。模糊性由药材来源的多样性（产地、采收加工等）、化学成分的复杂性和可变性等特点决定，因此指纹图谱是相对“模糊”的。
以指纹图谱作为中药（天然药物）的质量控制方法，已成为目前国际共识，各种符合中药（天然药物）特色的指纹图谱控制技术体系正在研究和建立。美国食品药品监督管理局（FDA）允许草药保健品申报资料中提供色谱指纹图谱；世界卫生组织《WHO草药评价指南》（1996年）中也规定，如果草药的活性成分不明确，可以提供色谱指纹图谱以证明产品质量的一致；欧洲共同体在草药质量指南中亦称，单靠测定某种有效成分考查质量的稳定性是不够的，因为草药及其制剂是以整体为活性物质。国外指纹图谱的应用，目的在于解决成分复杂，有效成分不明确的植物药质量检测和产品批次间质量差异的问题。德国研制的银杏叶提取物制剂就是一个典型案例。他们应用指纹图谱制定了相应的标准，该图谱体现了制剂所含的33个化学成分（主要为黄酮类和内酯类）和各自的含量。经过30多年的化学成分和药效相关性研究发现，约24％银杏黄酮和约6％银杏内酯组成的提取物具有最佳疗效。此外，釆用“混批勾兑”法，可使最终产品质量稳定，指纹图谱重现性良好，含量浮动范围为5％左右。
狭义的中药（天然药物）指纹图谱主要指中药（天然药物）的化学指纹图谱，广义而言，还包括生物指纹图谱如DNA指纹图谱、基因组和蛋白组指纹图谱等。此外，按照中医药的特点，指纹图谱研究可深化发展成为谱效学，即指纹特征和药效相关性研究的指纹图谱的生物等效性研究。
目前，中药（天然药物）指纹图谱技术已涉及众多方法，包括TLC、HPLC、GC和高效毛细管电泳（HPCE）等色谱法以及紫外光谱（UV）、红外光谱（IR）、近红外光谱（NIR）、MS、核磁共振（NMR）和X射线衍射等光谱法。由于色谱具有分离和鉴别两种功能，加上量化的数据，提供的质量信息一般要比光谱要丰富，因此色谱法尤其是LC，已成为中药（天然药物）指纹图谱技术的首选方法，其他色谱技术如GC、HPCE等也有较多应用。此外，随着HPLC-MS和GC-MS等联用技术的应用，指纹图谱技术更趋完善。
特征图谱是指样品经过适当处理后，釆用一定分析手段和仪器检测得到的能够标识其中各组分群特征的共有峰的图谱。特征图谱是目前中药（天然药物）质量控制方法中一种可量化的、新的综合鉴别手段。特征图谱釆用相似度评价的方式，对指纹图谱中的指纹峰进行区分，也就是将得到的共有峰再次区分为一般指纹峰和特征指纹峰，其中特征指纹峰基本可以代表指纹图谱的整体特征，用于鉴别中药（天然药物）真伪，评价制剂均一性和稳定性。
（一）建立原则
指纹图谱的建立，其目的是全面反映中药（天然药物）所含内在化学成分的种类和数量，进而反映中药（天然药物）质量。因此，应以系统的化学成分研究和药理学研究为依托，并体现系统性、特征性、稳定性三个原则。
系统性指的是指纹图谱所反映的化学成分，应包括中药（天然药物）有效部分所含大部分成分的种类，或指标成分全部。如人参的有效成分多为皂苷类化合物，则其指纹图谱应尽可能多地反映其中的皂苷成分。
特征性指的是指纹图谱中反映的化学成分信息（具体表现为保留时间、位移值等）是具有高度选择性的，这些信息的综合结果，将能特征地区分中药（天然药物）的真伪与优劣，成为中药（天然药物）自身的“化学条形码”。
稳定性指的是所建立的指纹图谱在规定的方法和条件下，不同的操作者和不同的实验室应能做出相同的指纹图谱，其误差应在允许范围内，这样才能保证指纹图谱的使用具有通用性和实用性，也是作为标准方法必备的特征之一。
（二）建立方法与步骤
中药（天然药物）指纹图谱的建立方法应当遵循系统性、特征性和稳定性三个原则。建立指纹图谱的主要过程包括样品的收集、制备方法、分析方法以及结果处理。
1.样品的收集
由于中药（天然药物）来源广泛，所含化学成分的种类和数量不仅因品种而异，也常与其生长环境（气温、土质、施肥、降雨量等）、采收时间、炮制工艺、储存等有关。因此，为了确保指纹图谱的系统性，样品的收集必须具有广泛代表性，尤其对于不同产地、不同采收期及加工方式的样品的收集。通过对具有不同代表性的大量样品的分析，可以从中提取出同种药材稳定的共有信息。
2.样品的制备方法
通过采用适宜的制备方法，将样品中的化学成分提取、富集是保证指纹分析的前提。在建立制备方法时，一般要考察提取溶剂、粗分或者精制过程，通过比较，选择可以避免成分干扰，同时又能全面反映成分信息的制备方法。
3.分析方法
在指纹图谱研究中，液相色谱法、气相色谱法、薄层色谱法等色谱方法是常用的分析手段。目前应用最多的是液相色谱法，如HPLC、UPLC等。
指纹图谱的色谱条件选择是整个研究检测方法中最重要的内容，以HPLC为例，色谱柱、流动相、检测器、进样量、柱温等均是影响指纹图谱建立的重要因素。此外，指纹图谱的测定方法应进行仪器精密度、方法重现性、样品稳定性等方法学验证，以保证方法结果的可靠性、可重复性和耐用性。
4.结果处理
1）指纹特征的选择
为了保证结果的准确性，液相色谱的指纹图谱中一般要加入内标物或指认某一对照品，釆用相对保留时间和相对积分面积作为评价指纹图谱中色谱峰的参数，通过对大量样品的指纹图谱分析，提取岀共有峰，并确定这些共有峰与内标物或对照品的相对保留时间和相对积分面积，利用数据处理，得出参数的变动范围。
2）数据处理及评价
指纹图谱给出的有关质量信息量远比任何单一成分或多指标测定所得的信息量要多，因此需要通过化学计量学手段评价指纹图谱的复杂体系，常用的方法有相似度评价方法、化学模式识别法等。
相似度评价方法是目前指纹图谱评价中的主流方法，利用相似度来判定指纹图谱的相似情况，被认为符合指纹图谱的整体性和模糊性特征。可供选择的相似度算法很多，包括相关系数法、夹角余弦法、距离算法（马氏距离、欧氏距离）等。国家药典委员会颁布的“中药色谱指纹图谱相似度评价系统”软件具有对指纹图谱的相关参数进行自动匹配，标定药材共有色谱峰，给出对照指纹图谱，计算相似度等功能。
化学模式识别法是根据物质所含的化学成分用计算机对其进行分类或描述。由于指纹图谱数据复杂，人工釆样难免影响结果的准确性，若将其与数理统计学、计算机图谱解析和识别技术结合起来，根据化学计量学的理论依据，一些新的定量评价化学特征指纹图谱的方法开始得到应用，方法主要有：主成分分析法、聚类分析、人工神经网络等。
中药（天然药物）指纹图谱是指某些药材、提取物或制剂经适当处理后，利用现代信息采集技术和质量分析手段得到的能够显现研究对象性质的图形、图像、图谱及其数据。中药（天然药物）指纹图谱是一种综合的可量化的鉴定手段，它是建立在中药（天然药物）化学成分系统研究的基础上，主要用于评价研究对象的真实性、优良性和稳定性。“整体性”和“模糊性”为其显著特点。利用指纹图谱的整体性，可以鉴别中药（天然药物）的真伪，评价原药材与成方制剂的相关性等。模糊性强调的是待测样品的指纹图谱与对照指纹图谱之间的相似性，而不是相同性。模糊性由药材来源的多样性（产地、采收加工等）、化学成分的复杂性和可变性等特点决定，因此指纹图谱是相对“模糊”的。
以指纹图谱作为中药（天然药物）的质量控制方法，已成为目前国际共识，各种符合中药（天然药物）特色的指纹图谱控制技术体系正在研究和建立。美国食品药品监督管理局（FDA）允许草药保健品申报资料中提供色谱指纹图谱；世界卫生组织《WHO草药评价指南》（1996年）中也规定，如果草药的活性成分不明确，可以提供色谱指纹图谱以证明产品质量的一致；欧洲共同体在草药质量指南中亦称，单靠测定某种有效成分考查质量的稳定性是不够的，因为草药及其制剂是以整体为活性物质。国外指纹图谱的应用，目的在于解决成分复杂，有效成分不明确的植物药质量检测和产品批次间质量差异的问题。德国研制的银杏叶提取物制剂就是一个典型案例。他们应用指纹图谱制定了相应的标准，该图谱体现了制剂所含的33个化学成分（主要为黄酮类和内酯类）和各自的含量。经过30多年的化学成分和药效相关性研究发现，约24％银杏黄酮和约6％银杏内酯组成的提取物具有最佳疗效。此外，釆用“混批勾兑”法，可使最终产品质量稳定，指纹图谱重现性良好，含量浮动范围为5％左右。
狭义的中药（天然药物）指纹图谱主要指中药（天然药物）的化学指纹图谱，广义而言，还包括生物指纹图谱如DNA指纹图谱、基因组和蛋白组指纹图谱等。此外，按照中医药的特点，指纹图谱研究可深化发展成为谱效学，即指纹特征和药效相关性研究的指纹图谱的生物等效性研究。
目前，中药（天然药物）指纹图谱技术已涉及众多方法，包括TLC、HPLC、GC和高效毛细管电泳（HPCE）等色谱法以及紫外光谱（UV）、红外光谱（IR）、近红外光谱（NIR）、MS、核磁共振（NMR）和X射线衍射等光谱法。由于色谱具有分离和鉴别两种功能，加上量化的数据，提供的质量信息一般要比光谱要丰富，因此色谱法尤其是LC，已成为中药（天然药物）指纹图谱技术的首选方法，其他色谱技术如GC、HPCE等也有较多应用。此外，随着HPLC-MS和GC-MS等联用技术的应用，指纹图谱技术更趋完善。
特征图谱是指样品经过适当处理后，釆用一定分析手段和仪器检测得到的能够标识其中各组分群特征的共有峰的图谱。特征图谱是目前中药（天然药物）质量控制方法中一种可量化的、新的综合鉴别手段。特征图谱釆用相似度评价的方式，对指纹图谱中的指纹峰进行区分，也就是将得到的共有峰再次区分为一般指纹峰和特征指纹峰，其中特征指纹峰基本可以代表指纹图谱的整体特征，用于鉴别中药（天然药物）真伪，评价制剂均一性和稳定性。
（一）建立原则
指纹图谱的建立，其目的是全面反映中药（天然药物）所含内在化学成分的种类和数量，进而反映中药（天然药物）质量。因此，应以系统的化学成分研究和药理学研究为依托，并体现系统性、特征性、稳定性三个原则。
系统性指的是指纹图谱所反映的化学成分，应包括中药（天然药物）有效部分所含大部分成分的种类，或指标成分全部。如人参的有效成分多为皂苷类化合物，则其指纹图谱应尽可能多地反映其中的皂苷成分。
特征性指的是指纹图谱中反映的化学成分信息（具体表现为保留时间、位移值等）是具有高度选择性的，这些信息的综合结果，将能特征地区分中药（天然药物）的真伪与优劣，成为中药（天然药物）自身的“化学条形码”。
稳定性指的是所建立的指纹图谱在规定的方法和条件下，不同的操作者和不同的实验室应能做出相同的指纹图谱，其误差应在允许范围内，这样才能保证指纹图谱的使用具有通用性和实用性，也是作为标准方法必备的特征之一。
（二）建立方法与步骤
中药（天然药物）指纹图谱的建立方法应当遵循系统性、特征性和稳定性三个原则。建立指纹图谱的主要过程包括样品的收集、制备方法、分析方法以及结果处理。
1.样品的收集
由于中药（天然药物）来源广泛，所含化学成分的种类和数量不仅因品种而异，也常与其生长环境（气温、土质、施肥、降雨量等）、采收时间、炮制工艺、储存等有关。因此，为了确保指纹图谱的系统性，样品的收集必须具有广泛代表性，尤其对于不同产地、不同采收期及加工方式的样品的收集。通过对具有不同代表性的大量样品的分析，可以从中提取出同种药材稳定的共有信息。
2.样品的制备方法
通过采用适宜的制备方法，将样品中的化学成分提取、富集是保证指纹分析的前提。在建立制备方法时，一般要考察提取溶剂、粗分或者精制过程，通过比较，选择可以避免成分干扰，同时又能全面反映成分信息的制备方法。
3.分析方法
在指纹图谱研究中，液相色谱法、气相色谱法、薄层色谱法等色谱方法是常用的分析手段。目前应用最多的是液相色谱法，如HPLC、UPLC等。
指纹图谱的色谱条件选择是整个研究检测方法中最重要的内容，以HPLC为例，色谱柱、流动相、检测器、进样量、柱温等均是影响指纹图谱建立的重要因素。此外，指纹图谱的测定方法应进行仪器精密度、方法重现性、样品稳定性等方法学验证，以保证方法结果的可靠性、可重复性和耐用性。
4.结果处理
1）指纹特征的选择
为了保证结果的准确性，液相色谱的指纹图谱中一般要加入内标物或指认某一对照品，釆用相对保留时间和相对积分面积作为评价指纹图谱中色谱峰的参数，通过对大量样品的指纹图谱分析，提取岀共有峰，并确定这些共有峰与内标物或对照品的相对保留时间和相对积分面积，利用数据处理，得出参数的变动范围。
2）数据处理及评价
指纹图谱给出的有关质量信息量远比任何单一成分或多指标测定所得的信息量要多，因此需要通过化学计量学手段评价指纹图谱的复杂体系，常用的方法有相似度评价方法、化学模式识别法等。
相似度评价方法是目前指纹图谱评价中的主流方法，利用相似度来判定指纹图谱的相似情况，被认为符合指纹图谱的整体性和模糊性特征。可供选择的相似度算法很多，包括相关系数法、夹角余弦法、距离算法（马氏距离、欧氏距离）等。国家药典委员会颁布的“中药色谱指纹图谱相似度评价系统”软件具有对指纹图谱的相关参数进行自动匹配，标定药材共有色谱峰，给出对照指纹图谱，计算相似度等功能。
化学模式识别法是根据物质所含的化学成分用计算机对其进行分类或描述。由于指纹图谱数据复杂，人工釆样难免影响结果的准确性，若将其与数理统计学、计算机图谱解析和识别技术结合起来，根据化学计量学的理论依据，一些新的定量评价化学特征指纹图谱的方法开始得到应用，方法主要有：主成分分析法、聚类分析、人工神经网络等。
