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苦参药用部位发育解剖暨黄芪道地药材的年限鉴别及其次生代谢产物积累研究

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苦参药用部位发育解剖暨黄芪道地药材的年限鉴别及其次生代谢产物...

作者：王军安徽中医药大学

学位级别：硕士

[目的]（1）阐明苦参药材中同心环纹的实质及异常构造的产生，进一步讨论苦参的入药部位争议问题;（2）报道几个产地不同年限黄芪根中生长轮情况，根据生长轮鉴别道地产区的黄芪，并将生长轮与其实际生长年限进行比较，阐明黄芪中生长... 详细信息

[目的]（1）阐明苦参药材中同心环纹的实质及异常构造的产生，进一步讨论苦参的入药部位争议问题;（2）报道几个产地不同年限黄芪根中生长轮情况，根据生长轮鉴别道地产区的黄芪，并将生长轮与其实际生长年限进行比较，阐明黄芪中生长轮与生长年限的关系;（3）阐明黄芪老根中空心结构的实质及空心结构的发育过程;（4）结合“器官性状-显微结构-组织化学-含量测定”，探索黄芪主要活性成分部分积累的规律。[方法]针对苦参的入药部位争议问题，进行产地与市场的实地调查;运用发育解剖研究方法，针对苦参中的同心环纹和异常构造问题进行连续制片观察;对具有空心的黄芪进行连续制片观察;运用石蜡切片技术与徒手制片技术对不同产地不同年限黄芪中的生长轮现象进行观察研究，总结生长轮与实际生长年限的关系;根据显色反应原理，对黄芪根中的黄酮、皂苷成分进行组织化学定位;采用HPLC-DAD和HPLC-ELSD方法测定山西浑源县1-5年生和8年生无空心黄芪中黄酮和皂苷六种成分的含量;将粗度相近的黄芪分为无空心、具有小部分空心和具有大部分空心三种性状，分别依据组织结构将各部位进行剥离，测定各部分的毛蕊异黄酮葡萄糖苷、芒柄花苷、毛蕊异黄酮、芒柄花素、黄芪甲苷、黄芪皂苷Ⅱ六种成分的含量，测定山西浑源县具有空心与不具有空心的黄芪中六种成分的含量;测定山西浑源县、内蒙赤峰市、甘肃渭源县三个产地两年生黄芪中六种成分的含量。[结果]北方部分地区生长的苦参存在横走根状茎（文中统称为“根状茎”），其与根在外观和显微特征方面都存在差异;苦参根中的异常结构是由于次生木质部中产生了大量薄壁细胞，其中一些薄壁细胞恢复分生能力转化为异常形成层所产生;苦参横切面中的同心环纹与生长轮无关，从外向内依次是由韧皮纤维束呈断续的环、形成层环，以及次生木质部中的薄壁细胞环带组成。山西浑源的黄芪中具有明显的生长轮，且生长轮的数目与生长年限一致，吉林集安黄芪木质部中的纤维束环可有助于判断生长轮数目，甘肃渭源县和内蒙古赤峰的黄芪中未见生长轮;黄芪中的空心是由于次生木质部中的一些薄壁细胞转化为异常的木栓形成层所导致。山西不同年限黄芪中的四种异黄酮成分的含量测定结果表明：5年生黄芪中四种异黄酮成分的含量最高，其次是两年生黄芪;不同组织结构中的四种异黄酮成分的含量均存在一定的差异，其中空心部位与周皮部位中四种异黄酮成分的含量均相近，且含量最低，三个产地2年生黄芪中的四种异黄酮成分的含量由高到低依次是甘肃、山西、内蒙。皂苷成分的组织化学定位的结果表明：黄芪周皮和次生韧皮部中的皂苷类成分明显高于次生木质部。黄芪甲苷与黄芪皂苷Ⅱ的含量测定结果表明：生长1年，3年，5年的黄芪中两种皂苷成分的含量较其他年限的高;周皮部位的两种皂苷成分含量最高，次生韧皮部中的两种皂苷类成分的含量明显高于次生木质部;三个产地2年生黄芪中的两皂苷成分的含量由高到低依次是山西、甘肃、内蒙。[结论]苦参的入药部位为根，建议苦参饮片中“环状年轮”的描述改为“环状结构”;可根据黄芪中生长轮的差异来判断黄芪的道地产区——山西浑源的黄芪，并且可根据生长轮数目来判断该产区黄芪的生长年限;综合分析不同产地几种活性成分的含量，本研究认为山西浑源的黄芪质量最优，这与山西浑源为黄芪的道地产区一致;通过比较山西不同年限黄芪中几种活性成分的含量，建议黄芪的采收在2年后，最佳采收年限为5年;综合比较空心黄芪与不空心黄芪中活性成分的含量，认为若空心所占据的部位较小，则黄芪空心对黄芪质量的影响较小;本研究中的黄芪不同组织结构中几种活性成分的积累规律，可为黄芪资源的合理利用提供依据。

关键词：生长轮苦参异常结构入药部位黄芪年限鉴别黄芪空心活性成分积累规律

基于高光谱成像技术和主成分分析对粉葛年限的鉴别

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光谱学与光谱分析 2023年第6期43卷 1953-1960页

作者：胡会强位云朋徐华兴张蕾毛晓波赵宇平郑州大学电气工程学院河南郑州450001 中国中医科学院中药资源中心北京100020

粉葛是一种药食两用的植物,含葛根素、淀粉、纤维素、维生素等,具有极高的药用和食用价值。相关研究表明粉葛中化学成分的含量与其生长年限密切相关。目前对粉葛年限鉴别主要依靠传统的理化技术,其操作周期长,破坏样品的完整性,无法快... 详细信息

粉葛是一种药食两用的植物,含葛根素、淀粉、纤维素、维生素等,具有极高的药用和食用价值。相关研究表明粉葛中化学成分的含量与其生长年限密切相关。目前对粉葛年限鉴别主要依靠传统的理化技术,其操作周期长,破坏样品的完整性,无法快速批量检测。高光谱成像技术(HIS)的发展为粉葛年限的快速、无损鉴定提供了新思路。为了避免因生长年限不足而导致粉葛质量问题,采用高光谱成像技术结合机器学习对其年限进行鉴别。然而高光谱图像数据存在冗余性,所含数据量巨大,且波段之间高度相关,容易对后续的分类效果产生影响。采用主成分分析法(PCA)对高光谱数据进行特征提取,并基于全波段和PCA降维后的数据建立了支持向量机(SVM)、逻辑回归(LR)、多层感知机(MLP)、随机森林(RF)四种分类模型,旨在实现对不同年限粉葛的精准鉴别。使用全波段数据建模时,四种不同的分类模型在不同镜头下测试集的精度分别为78.09%、77.03%、81.43%、72.09%;93.11%、93.79%、94.23%、89.77%。其中MLP模型在SN0605VNIR(VNIR)与N3124SWIR(SWIR)镜头下均取得的了最好的效果。使用PCA降维后的数据建模时,四种不同的分类模型在两个镜头下的测试集精度分别为96.12%、87.53%、95.02%、93.41%;99.26%、97.09%、99.16%、97.91%,其中SVM模型在VNIR和SWIR镜头下均取得了最优的预测精度。结果表明,基于PCA构建的模型能优化数据质量,有效降低波段冗余,进一步提高模型分类性能。对模型参数进一步分析,探究了主成分占比对四种模型预测精度的影响。在VNIR镜头下,四种模型的测试集准确率达最高时,其主成分占比分别为65%、75%、80%、45%;在SWIR镜头下,四种模型的测试集准确率达最高时,其主成分所占比分别为20%、60%、35%、30%。其中,PCA-SVM模型的综合效果最佳,在主成分所占比为20%时达到了较高的预测精度(99.28%)。研究结果表明,高光谱成像技术结合机器学习能够实现对粉葛年限的快速、无损、准确鉴别。

关键词：高光谱成像年限鉴别机器学习主成分分析

基于UPLC-Q-TOF/MS的植物代谢组学技术鉴别林下山参的生长年限

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中国中药杂志 2016年第19期41卷 3609-3614页

作者：常相伟王博然王彤李德坤赵颖张玉岭周大铮叶正良天津中医药大学天津300193 天津医科大学天津300070 天津市中药注射剂安全性评价企业重点实验室天津300410 辽宁天士力参茸股份有限公司辽宁本溪117206

生长年限是影响林下山参质量的重要因素之一。为了对不同生长年限的林下山参进行鉴别,该研究采用基于UPLC-Q-TOF/MS的植物代谢组学技术,并结合PCA和OPLS-DA等多变量统计分析方法对11~15年林下山参芦头的代谢物进行研究。结果表明,不同... 详细信息

生长年限是影响林下山参质量的重要因素之一。为了对不同生长年限的林下山参进行鉴别,该研究采用基于UPLC-Q-TOF/MS的植物代谢组学技术,并结合PCA和OPLS-DA等多变量统计分析方法对11~15年林下山参芦头的代谢物进行研究。结果表明,不同生长年限林下山参芦头之间的代谢物组成有差异。为了提高鉴别效果,通过变量权重重要性排序（VIP）值筛选出对分类贡献大的差异代谢物,并以筛选的差异代谢物建立11~15年林下山参的OPLS-DA判别模型,模型的解释率和预测率均较高,可用于鉴别市场上常见的11~15年林下山参。该研究建立了一种快速、准确、可靠的林下山参年限鉴别方法,同时也为其他中药材的年限鉴别提供了一种新的思路。

关键词：林下山参超高效液相色谱串联四极杆飞行时间质谱植物代谢组学年限鉴别主成分分析正交偏最小二乘判别分析多变量统计分析

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分子鉴定技术在中药中的应用

中草药 2016年第17期47卷 3121-3126页

作者：时圣明潘明佳王洁陈常青天津药物研究院天津300193

对近些年来兴起的分子鉴定技术进行了分析总结,主要包括随机扩增多态性DNA(RAPD)、扩增性简单序列重复(ISSR)、限制性内切酶切片段长度多态性(RFLP)、扩增限制性内切酶片段长度多态性(AFLP)、单核苷酸多态性(SNP)、DNA条形码序列分析等... 详细信息

对近些年来兴起的分子鉴定技术进行了分析总结,主要包括随机扩增多态性DNA(RAPD)、扩增性简单序列重复(ISSR)、限制性内切酶切片段长度多态性(RFLP)、扩增限制性内切酶片段长度多态性(AFLP)、单核苷酸多态性(SNP)、DNA条形码序列分析等技术。从中药材真伪鉴定、中药材正品与替代品鉴定、中药材多基原鉴定和遗传多样性、中药材产地鉴别、中药材年限鉴别5个方面对分子鉴定技术在中药中的应用进展进行了归纳总结,阐述了分子鉴定技术存在的一些问题及其未来的发展方向。

关键词：分子鉴定技术随机扩增多态性DNA 扩增性简单序列重复限制性内切酶切片段长度多态性扩增限制性内切酶片段长度多态性 DNA条形码真伪鉴别多基原鉴定遗传多样性产地鉴别年限鉴别

中国芍药组7种植物根的生长轮及其在赤芍类药材鉴别中的应用

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中国中药杂志 2017年第19期42卷 3723-3727页

作者：储姗姗查良平段海燕徐涛彭华胜安徽中医药大学药学院安徽合肥230012 安徽省中医药科学院中药资源保护与开发研究所安徽合肥230012

药材的生长年限与其质量息息相关,近年来兴起的"草本植物生长轮"被用于判别多年生双子叶草本植物的生长年限。该研究结合常规石蜡切片和徒手切片方法,对芍药Paeonia lactiflora、草芍药***、川赤芍***、美丽芍药***、窄叶芍药***、新疆... 详细信息

药材的生长年限与其质量息息相关,近年来兴起的"草本植物生长轮"被用于判别多年生双子叶草本植物的生长年限。该研究结合常规石蜡切片和徒手切片方法,对芍药Paeonia lactiflora、草芍药***、川赤芍***、美丽芍药***、窄叶芍药***、新疆芍药***和块根芍药*** *** 7种植物的根和就地引种栽培芍药的主根进行解剖学研究。结果显示,芍药组7种植物的根在显微结构上存在一定差异,可用于不同种之间的鉴别;芍药组7种植物根的次生木质部中,口径较大的导管和周围的小导管或木纤维聚集呈团块状分布,切向断续排列成与形成层平行的环,均形成清晰的生长轮;吉林四平就地引种栽培的一至四年生的芍药主根中均有生长轮,且与其生长年限一致。该研究报道了芍药组7种植物的生长轮现象,由于野生芍药组植物根中生长轮特点与栽培的芍药类似,因此可为其生长年限提供判别依据,也可为赤芍类药材的质量评价研究奠定基础。

关键词：芍药生长轮赤芍年限鉴别

基于绝对生长年限的野生芪与移栽芪化学及抗心衰药效比较研究

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基于绝对生长年限的野生芪与移栽芪化学及抗心衰药效比较研究

作者：高四云山西大学

学位级别：硕士

选题依据:山西省恒山山脉出产的野生黄芪是公认的“道地药材”。已有研究发现随着生长年限的增加,黄芪根尖端不断向下生长,上端加粗生长。即根的不同直径段实际生长年限是不相同的,药材的生长年限直接影响药用成分的积累和含量。黄芪中... 详细信息

选题依据:山西省恒山山脉出产的野生黄芪是公认的“道地药材”。已有研究发现随着生长年限的增加,黄芪根尖端不断向下生长,上端加粗生长。即根的不同直径段实际生长年限是不相同的,药材的生长年限直接影响药用成分的积累和含量。黄芪中黄酮、皂苷、多糖等次生代谢产物的含量呈逐年升高的趋势。黄芪采挖后先将侧根剪下,与主根一起依据根的粗细分成不同根段,划分到不同商品等级中。这种仅凭直径目测划分等级是否合理?尚不清楚。然而,目前黄芪尚不能从地上部分和根、茎等外观形态鉴定生长年限。因此,本研究拟通过建立以生长轮数目精准鉴别黄芪生长年限方法、阐明黄芪生长年限与多种化学成分积累的规律,并通过绝对生长年限判定的野生芪与移栽芪比较抗心衰药效。研究结果不仅为临床和制药企业分类选择黄芪原料及建立更加合理的黄芪商品规格等级标准提供依据,而且对保障山西省道地药材资源优势,促进山西省中医药产业链的可持续发展,具有重要意义。目的:建立一种快速鉴别黄芪生长年限的方法,同时建立以绝对生长年限为依据的黄芪分等方法;获得绝对生长年限野生芪与移栽芪中化学成分含量差异;并比较野生芪与移栽芪抗心衰药效差异及差异程度。为野生芪药材质量评价、商品规格等级的划分及临床合理用药提供依据。方法:(1)利用徒手切片(间苯三酚-浓盐酸染色法)和石蜡切片技术(番红-固绿染色)对野生芪不同直径段的生长轮数目进行研究;(2)利用HPLC-UV-ELSD同时测定方法,对绝对生长年限野生芪与移栽芪样本中黄酮和皂苷类成分含量进行测定分析。(3)采用腹腔注射阿霉素(DOX)致心衰大鼠模型,比较绝对生长4-6年生的野生芪与移栽芪对心衰(重度、轻度)大鼠传统药效指标及代谢组学指标的干预作用。结果:(1)肉眼观测发现木质部中有围绕根中心的木纤维环状带;徒手切片及间苯三酚-浓盐酸染色后,木质部中逐渐形成粉红色环。石蜡切片后,显微镜下观测到木质部中大、小导管群间隔排列形成围绕根中心的同心圆环结构,且徒手切片和石蜡切片观察到生长轮的数目一致。不同野生芪根去掉空心部分处生长轮数目与实际种植年限一致;同一野生芪根从顶端无空心部分处开始至根尖生长轮数目逐渐递减;(2)HPLC-UV-ELSD测定结果表明,同一黄芪根中不同生长轮数目根段,其黄酮和皂苷含量不一致。其中,在同一根黄芪中,黄芪甲苷及总皂苷含量与生长轮数目呈显著负相关,生长轮数目越少,黄芪甲苷及总皂苷相对含量越高。毛蕊异黄铜葡萄糖苷与总黄酮含量与生长轮数目相关性较弱,生长轮数目为4和5,相对含量达到最高。同时野生芪(生长轮数目为4、5、6,即生长年限为4、5、6年)中总黄酮以及毛蕊异黄酮葡萄糖苷、芒柄花苷、紫檀烷、异黄烷、黄芪皂苷I和黄芪皂苷Ⅲ相对含量显著高于移栽芪(p0.05)。(3)抗心衰药效学实验结果表明,野生芪(生长轮数目为4、5、6,即生长年限为4、5、6年)与移栽芪干预后心衰(轻度、重度)大鼠的心肌病变程度和范围较模型对照组大鼠均有所减轻。模型对照组大鼠血清BNP含量显著高于空白对照组,野生芪的回调效果明显优于移栽芪组。野生芪组能够显著降低EF和FS水平,且与移栽芪组相比,有显著性差异(p年限的依据,能够建立以生长轮数目为依据的黄芪年限分段(分等)方法。基于化学及药效(抗心衰)评价黄芪药材质量的结果表明,野生芪不同直径段黄酮和皂苷类成分含量差异较大,且野生芪与移栽芪可显著分开;整体来看野生芪对心力衰竭大鼠的回调作用要优于移栽芪。本研究为恒山黄芪药材商品规格等级标准的划分及临床合理用药提供了依据。

关键词：黄芪年限鉴别含量测定抗心衰质量评价