基于红外光谱与聚类分析法的忍冬属中药鉴别研究

忍冬属中药材种类多、产量大,外观性状特征相似,区分较为困难.采用傅里叶变换红外光谱对来源于忍冬属的忍冬(金银花)、红腺忍冬、灰毡毛忍冬、黄褐毛忍冬4种中药材进行测定,红外光谱扫描范围为4 000～400 cm-1,得到图谱后进行图谱解析;采用谱带较密集的指纹区(1 800～400 cm-1)计算红外光谱图相似系数和二阶导数谱,同时结合SMICA(簇类独立软模法)聚类分析法对红外指纹图谱进行分类和异同点比较.结果表明,4种忍冬属中药材红外光谱整体峰形相似,谱峰位置和峰高都比较接近,在1 629～1 635、1 376～1 384、1 265～1 282、1 152～1 158、1 050～1 051、814～816、611～614 和 534～537 cm-1附近均有吸收,但忍冬中1 731 cm-1 C=O伸缩振动吸收峰最明显,仅灰毡毛忍冬与忍冬显示出1 105和1 103 cm-1C—O的伸缩振动吸收峰.红腺忍冬与灰毡毛忍冬1 317 cm-1 CH的弯曲振动吸收峰最明显,黄褐毛忍冬1 075 cm-1处糖醇类物质的C—O H伸缩振动特征峰最明显.相似系数结果表明4种中药材间存在一定差异,其中红腺忍冬与黄褐毛忍冬差异最大,相似系数为0.94.二阶导数光谱中,4种中药材在1 700～1 300和971～780 cm-1波段差异明显.采用Assure ID软件以药材吸收波数为变量进行聚类分析,红腺忍冬与黄褐毛忍冬的类间距最大,为6.86,进一步表明红腺忍冬与黄褐毛忍冬差异最大.聚类模型中,4种中药材的识别率和拒绝率最高值为100％,最低值达99％;类模型图中,不同基原药材两两分开,表明红外光谱结合SIMCA聚类分析能够鉴别忍冬属4种中药材;取已知基原的样品对聚类分析模型进行验证,均被正确识别.因此,红外光谱与聚类分析法相结合可以快速、无损鉴别忍冬属4种中药材,为忍冬属中药的基原鉴别提供了一种科学有效的方法.