中药鉴定新技术的发展概况.pdf

作 者简介：曹蕴虹 (1958-),女 ,黑龙江中医药大学图书馆，馆员 科技论坛中药鉴定新技术的发展概况曹蕴虹（黑龙江中医药大学，黑龙江 哈尔滨 150040）20 世纪 70 年代以前 , 中药鉴定方法基本是应用传统的性状鉴定 , 靠人的感官对中药的品种和质量进行评价 20 世纪 80 年代以来 ,由于现代仪器分析方法的迅速发展 ,各种方法在中药学的研究中得到了广泛应用 ,如应用光镜 、电镜 、毛细管电泳 、光谱与色谱及核磁共振等先进技术对药材质地 、有效成分含量 、重金属含量 、农药残留量等进行研究 ,利用聚合酶链反应 (PCR)技术等进行相似药用植物的品种鉴定 目前最常用的是色谱技术 ,包括薄层色谱技术 、气相色谱技术 、高效液相色谱技术 ,此外还有电泳技术 、分子标记及同工酶谱带等 另外数学理论的引入和计算机的辅助 ,使得中药品质评价无论在理论上还是在应用上都将产生质的变化 ,其方式由间接控制到直接控制 ,由单一指标成分到多组分整体分析 但是 ,从整体上看 ,由于中药作用机制及有效成分研究的薄弱和滞后 ,造成了目前多数中药质量标准中的控制成分不一定具有代表性 ,如天麻中的主要成分天麻素并不具有天麻本身的药用功能 。

[1]随着现代生物技术的发展 ,中药鉴定由传统的眼观 、鼻闻 、口尝 、手摸及升华 、水火试等经验鉴别 , 发展到了涉及分子水平或基因水平的 DNA 分矛遗传标记技术 ,以及新方法如电脑图像分析法 、聚类分析法 、化学模式识别法 、差热分析法等[2]这些新技术新方法对于完善中药鉴定的标准化和科学性有重要意义和发展前景 本文检索了近十三年来中药鉴定方面的相关文献 ,对中药鉴定的新技术与新进展作一归纳分析 1 中药的来源性状鉴定方面传统的来源鉴定是通过观察药材原植物 、原动物或原矿物的特征 ,应用分类学知识对中药的品种来源进行鉴定研究 ,性状鉴定则主要通过眼观 、手摸 、鼻闻 、口尝等方法来鉴别药材的外观性状 ,在中药鉴定中两者往往是紧密联系的 传统方法简便 、易行 、迅速 ,但也有局限性 因为药材的外观性状受多种外界因素的影响 ,容易发生变异 ,而且来源与性状鉴定很大程度上依赖于鉴定者的经验 ,主观性较强 ,对于一些近缘种 、易混淆品种 、破碎药材 、样品量较少的药材等传统方法往往也难以鉴别 高效毛细管电泳 (HPCE)则是近年发展起来的一种高效分离技术 ,它利用样品中各组份在高压电场驱动力的作用下 ,在毛细管中淌度和分配系数不同进行分离 。

由于其高效 、快速 、分辨力强 、重现性好 ,越来越多地用于传统鉴别方法难以区分的中药材鉴定 如陈振德等[3]对穿山甲及其炮制品的蛋白多肽进行了 HPCE 分析 ,发现样品酸性提取液的 HPCE 图谱有一定差异 ,可以有效地加以区分 张朝晖等[4]对 12 种海马海龙采用 HPCE 进行鉴别 ,结果表明种间区别明显 ,为海龙海马列类药材鉴别提供了依据 t- IPCE 法还可用于植物类药材的鉴别 王寅等[5]引 3 采用 HPCE 对不同属群的大青叶进行鉴别 ,结果显示异地栽培大青叶酸性提取物的电泳图谱有明显差异 ,表明菘蓝种质资源因素对大青叶的药材品质有重要影响 聂凤 等[6]利用根尖体细胞染色体特征鉴别了茺蔚子 、荆芥子 、青葙子 、鸡冠花子 、牛蒡子 、白平子 、牵牛子等种子类药材 2 现代中药鉴定技术2.1 光谱法 :光谱法包括紫外吸收光谱 、荧光光谱 、红外光谱法等 现已收载各国药典 ,作为测定方法[7]王文明[8]等应用红外光谱技术 ,对不同药材进行测定 ,应用图谱比对方法 ,可以达到无损 、快速地鉴别药材 ,尤其实用于那些外部形态特征不明显的 ,如树脂类 、矿物类 巫军[9]等用紫外光谱法测定了治疗心脑血管疾病的银杏叶中的总黄酮 。

孙文基等[10]根据许多中药材浸出液具有荧光的性质 ,测定了秦皮 、大黄 、贝母 、沙苑子及它们的混淆品的荧光光谱 ,结果表明不同药材的荧光光谱特征不同 ,鉴别效果突出 中药材的 IR 谱是该药材的叠加光谱 ,只要中药材中各成分的组成相对稳定 ,其 IR 谱也就有一定的重复性 , 经测定 90 多种植物药 15 种矿物药共近千张 IR图表明有较高的特征性和重复性[11]2.2 色谱法 : 目前应用的主要有薄层色谱法包括薄层扫描法[12]、气相色谱法[13]和高效液相色谱法等 ,展开方式也出现了多次展开 、二维二相展开 、线形小孔展开 、过压薄层展开等 目前色谱法已发展成为中药的重要鉴别方法 2.3 聚类分析法 : 选取不同的模糊相似系数或长短距离计算公式 ,将一批样品或变量进行数据处理 ,得到不同的动态聚类图 ,从数图上即可分类 、鉴定和评价药材质量 经学者对木兰科 10 种花的紫外光谱聚类分析 、李慧珍[14]等对马勃等 18 种真菌显微特征聚类分析 、苏薇薇[15]以砂仁及其伪品的紫外光谱为量化特征在计算机上用聚类分析法进行了分析 ,证明该法的实验结果与传统的生物学方法吻合 ,显示了该技术在中药鉴定中的广阔前景 。

2.4 人工神经网络技术 : 本法为用工程技术手段模拟生物神经网络结构 、特征 、功能的人工系统 ,对中药材进行分类识别 ,张亮等[16]以次技术对雷公藤 、昆明山海棠 、厚朴 、威灵仙质量的评价 ,吴忠[17]等依据浙贝母和川贝母中 , 种宏量元素准确鉴别了这两种贝母 张亮[18]等还运用人工神经网络和非线形映射技术对中药复方制剂戊己丸进行评价 本法技术处理信息量大 ,其识别功能有效率可达 100%,且具有较强的认错能力和较快的识别速度 2.5 免疫法 :不同的动植物药材含有不同的特异蛋白 ,免疫鉴别即利用该蛋白制备的特异抗体与待检品中的特异抗原结合产生沉淀反应来鉴别药材的真伪 该技术适用于动物药材的鉴别 ,尤其是亲缘关系比较接近的动物药间的鉴别同 国内学者[19]采用免疫电泳法及琼脂免疫扩散法准确鉴定了虎 、豹等多种动物的骨骼 ,还能将豹骨进一步鉴定为雪豹 、石豹或金钱豹 ,说明免疫鉴别方法是一种特异性很强的鉴别法 3 其他鉴定方法近年来 ,中药鉴定学的研究除采用上述提及的新技术与新方法外 ,还结合了许多新兴的边缘学科如统计学 、晶体学 、计算机图像学 、计算机模式识别技术等手段 ,使中药鉴定的方法更趋丰富和完善 。

如王建勤等探讨了在中药显微鉴定中引入基于内容的图像检索 (CBIR)技术 ;在中药显微鉴定中引入应用电子计算机的 CBIR 技术 分析电子计算机在存在的不足 ,介绍 CBIR 原理及优点 ,探讨 CBIR 在中药显微鉴定中的应用前景 肖小河等[20]采用聚类分析并结合主成分析 ,对国产姜黄属植物进行数值分类运用 RAPD技术刻划了国产姜黄属药用植物的遗传背景差异 ,并结合经典分类和异地栽培观察和聚类分析 ,初步澄清了姜黄属植物的一些分类学争议 , 从 DNA分子水平上为姜黄属植物分类与中药鉴定提供了参考依据 刘沐华等[21]用红外光谱法取得来自不同产地的中药材的中红外光谱 ,结合模式识别的方法实现中药产地的快速鉴别 采用了近邻法和多类支持向量机方法对采集自 4 个不同产地的 26 9 个白芷样本和 6 个不同产地的 380 个丹参样本进行了产地鉴别 ,得到的交叉验证准确率达 99% , 为中药材产地的自动鉴别探索了一条有效的途径 参考文献[1]易思荣 ,黄娅 ,肖中 .中药材研究现状与发展对策 [J].中国现代中药 ,2006,(5):5-7.[2]陈月娥 ,姚小华 .中药鉴定新技术的发展概况 [J].摘 要：中药鉴定学是鉴定和研究中药的品种与质量，制定中药标准，寻找和扩大新药源的应用学科 。

来源鉴定 、性状鉴定 、显微鉴定和理化鉴定被誉为中药鉴定的 “四大法宝 ”关键词：中药鉴定；发展；技术（下转 107 页）G1 108· ·科 技论坛基于 FPGA 的 PCI- CAN 接口卡设计高显义（哈尔滨博实汽车科技有限公司，黑龙江 哈尔滨 150001）1 概述CAN 是控制网络 Control Area Network 的简称，最早由德国BOSCH 公司推出，用于汽车内部测量 随着汽车制造技术中不断应用高新技术， CAN总线这个名词逐渐被人们所熟知，现代汽车中所使用的电子控制系统和通讯系统越来越多，如发动机电控系统 、防抱死系统（ ABS） 、自动巡航系统（ ACC）和车载多媒体系统，这些系统之间，系统和汽车显示仪表之间，系统和汽车故障诊断系统之间均需要进行数据交换，如此巨大的数据交换量，如仍然采用传统数据交换的方法，用导线进行点对点连接的传输方式将是复杂的工程 CAN总线能够以较低的成本 、高级的时实处理能力在强电磁干扰环境下高安全工作 因此，用 CAN总线系统的分系统取而代之就成为必然的选择 PCI- CAN 接口卡可实现台式计算机与汽车电子系统的通讯，用于产品研发 、测试和维修 。

2 硬件设计CAN总线的协议已非常成熟，研究和生产 CAN总线芯片的厂商越来越多，供用户选择的芯片种类也越来越多，其中 Philips 公司的 CAN协议控制器 SJA1000 应用最为广泛 选择 TJA1050 芯片作为 CAN收发器，使得 SJA1000 的电平与 CAN总线电平相匹配 PCI 总线是台式计算机内的标准配置，可用于计算机扩展多种功能卡，如声卡 、网卡以及各种通讯适配卡等 PCI 总线接口的实现方案一般有以下几种： a.定制接口芯片 ;b.通用接口芯片，如 PLX9030等 ;c.选用可编程器件，采用逻辑编程的方式实现 PCI 接口 从成本和集成度等方面考虑，本接口卡设计采用了第 3 中方案 选用了ALTERA 公司的 Cyclone 系列 FPGA 芯片 EP1C12Q240，内部含12060 个逻辑单元，完全满足于本设计需求 更为方便的是 AL-TERA公司的 FPGA芯片硬件上可以与 PCI 总线直接连接，无需电平转换；在逻辑设计上，该公司还提供了可配置的 IP 资源，使用户可以不必了解 PCI 协议即可实现功能 为避免通讯过程中，计算机任务繁忙而造成的数据丢失，使用 CY7C1041 作为本地数据缓存，其存储容量是 256K字，满足本设计要求 。

根据以上分析，本接口卡的硬件框如图 13 软件设计本接口卡的软件设计包括 FPGA 内部逻辑设计和驱动软件设计 FPGA 内部逻辑设计在 ALTERA 公司的 FPGA 开发环境QUARTUS下完成，逻辑包括以下几个模块： a.PCI 接口模块，采用ALTERA公司提供的 IP 核实现 ;b.对本地数据缓存和 SJA1000 的控制 SJA1000 的 8 根数据 / 地址线采用分时复用方式，与 51 系列单片机一致，而 FPGA内部逻辑采用了 ALTERA 公司的 Avalon 接口，因此根据两种接口的时序，设计了读写时序转换模块；此外还设计了 Avalon 接口模块与 SRAM的接口 驱动软件实现计算机应用程序与接口卡硬件的通讯控制，本设计采用了 NI 公司提供的 NI- VISA开发环境下 PCI 驱动程序开发方法实现了接口卡驱动，并在 LabWindowsCVI 环境下开发了应用程序接口程序 4 结论采用以 ALTERA 公司的 FPGA 为核心的 PCI- CAN 接口卡开发过程中相关设计辅助工具和参考设计丰富，设计方案具有原理简单 、集成度高 、成本低等显著特点 通过对 CAN总线协议的深入分析可以将 CAN通信控制也在 FPGA内部实现，进一步将设计简化 。

摘 要 :设计了一种基于 FPGA 的 PCI- CAN 接口卡，在 FPGA 芯片内部实现了与 PCI 总线的通讯以及对专用 CAN 接口芯片的控制 本设计具有原理简单 、集成度高 、成本低等显著特点 关键词： CAN 总线； PCI 总线； FPGA广州中医药大学学报 ,2007,24(4):346-350.[3]陈振德 ,许重远 ,庄志铨等 .穿。