山藥作為重要的藥食兩用補(bǔ)益中藥品，以其補(bǔ)脾養(yǎng)胃、益肺固腎的功效備受推崇。隨著綠色健康理念的普及，對(duì)山藥進(jìn)行深入的化學(xué)成分研究，已成為提升其質(zhì)量控制水平、實(shí)現(xiàn)規(guī)范化生產(chǎn)的關(guān)鍵。拉曼光譜技術(shù)作為一種先進(jìn)的散射光譜分析方法，能夠通過(guò)獨(dú)特的“指紋"圖譜揭示分子振動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)信息，從而用于物質(zhì)結(jié)構(gòu)鑒定。該技術(shù)憑借其操作簡(jiǎn)便、分辨能力高且不受水分干擾等優(yōu)勢(shì)，已成為中藥材無(wú)損定性鑒別的有力工具，并作為現(xiàn)代光學(xué)檢測(cè)方法被2020年版《中國(guó)藥典》收錄。

因此，在本文中使用拉曼光譜法對(duì)山藥進(jìn)行定性鑒別，深入研究拉曼光譜法在中藥材研究領(lǐng)域應(yīng)用的可行性。

【實(shí)驗(yàn)器材】

圖1  實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)物圖

1064nm手持式拉曼光譜儀是北京卓立漢光儀器有限公司 Finder Edge 家族成員，用于多種形態(tài)無(wú)機(jī)和有機(jī)物質(zhì)的定性識(shí)別，設(shè)備采用了制冷探測(cè)器，具有高探測(cè)效率。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】

對(duì)山藥樣品進(jìn)行檢測(cè)，可得到山藥的拉曼光譜，見(jiàn)圖2。在山藥的拉曼光譜中，474 cm-1、857 cm-1、935 cm-1、1454cm-1處出現(xiàn)明顯的特征峰；以及在1260 cm-1、1337 cm-1、1378cm-1處出現(xiàn)明顯的拉曼峰。這些拉曼峰反應(yīng)了山藥拉曼光譜的指紋特性。結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)其振動(dòng)模式歸屬進(jìn)行指認(rèn)。

圖2  山藥樣品的拉曼光譜圖

拉曼光譜分析表明，山藥在400-1500 cm?1波數(shù)范圍內(nèi)具有多個(gè)明顯的特征振動(dòng)峰，這些信號(hào)共同構(gòu)成其獨(dú)特的分子振動(dòng)圖譜。

在400–800 cm?1區(qū)間內(nèi)，主要振動(dòng)模式來(lái)源于糖苷環(huán)骨架的彎曲振動(dòng)。其中，474 cm?1處的特征峰可歸屬為吡喃糖環(huán)的骨架振動(dòng)，常被視作直鏈淀粉與支鏈淀粉等淀粉類多糖的標(biāo)志性信號(hào)；該峰強(qiáng)度與多糖的聚合程度相關(guān)，進(jìn)一步證實(shí)了山藥中淀粉物質(zhì)的存在。

在800–1200 cm?1范圍內(nèi)，振動(dòng)主要來(lái)自于C–O和C–C鍵的伸縮振動(dòng)，以及糖苷鍵中C–O–C的彎曲振動(dòng)。例如，857 cm?1處的譜峰源于C–O–C環(huán)振動(dòng)與C–H彎曲振動(dòng)的耦合；而935 cm?1處的信號(hào)則對(duì)應(yīng)于直鏈淀粉中α-1,4糖苷鍵的C–O–C彎曲振動(dòng)。這些均為識(shí)別淀粉及其他多糖結(jié)構(gòu)的典型拉曼光譜特征。

在1200–1500 cm?1區(qū)間，振動(dòng)模式主要涉及氫原子的耦合作用。具體而言，1260 cm?1處的振動(dòng)與CH?OH側(cè)鏈相關(guān)，常見(jiàn)于多糖及部分氨基酸側(cè)鏈結(jié)構(gòu)；1337 cm?1處為C–O–H彎曲振動(dòng)，與糖類及絲氨酸、蘇氨酸等含羥基氨基酸有關(guān)；1378 cm?1處則反映了CH?、C–H及C–O–H的混合彎曲振動(dòng)，廣泛存在于多糖和蛋白質(zhì)的烷基鏈中；1454 cm?1處的譜峰歸屬于CH?的彎曲振動(dòng)，是淀粉和蛋白質(zhì)骨架中常見(jiàn)的拉曼信號(hào)。

綜上所述，實(shí)驗(yàn)所獲得的拉曼光譜有效揭示了山藥組分所具有的“指紋"特性，為從分子振動(dòng)層面識(shí)別和解析其化學(xué)成分提供了依據(jù)

【結(jié)論】

利用1064nm手持拉曼光譜技術(shù)對(duì)山藥進(jìn)行檢測(cè)，獲得了包含474 cm?1、857 cm?1、935 cm?1和1454 cm?1等多個(gè)強(qiáng)信號(hào)的光譜圖，這些特征峰共同構(gòu)成了山藥的鑒別依據(jù)。峰位歸屬分析指出，其來(lái)源正是山藥的主要組分——淀粉、多糖、蛋白質(zhì)及氨基酸，該發(fā)現(xiàn)與文獻(xiàn)記載的化學(xué)成分相對(duì)應(yīng)，為該方法的有效性提供了實(shí)證依據(jù)。因此，將拉曼光譜應(yīng)用于山藥質(zhì)量監(jiān)控，具備良好的可行性與應(yīng)用潛力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]彭艷,張麗穎,金陽(yáng),楊釗,陸兔林,金傳山,都述虎.山藥及麩炒山藥拉曼指紋圖譜分析[J].中成藥,2021,43(12):3403-3408

[2]林文碩,陳榮,李永增,馮尚源,黃祖芳,謝秉賢.山藥近紅外拉曼光譜分析[J].光譜學(xué)與光譜分析雜志,2008,(第5期).