丹参水浸提液的荧光光谱特性

寇 自 农，朱 靖 博

（1.大连工业大学 现代教育技术部，辽宁 大连 116034；2.大连工业大学 生物与食品工程学院，辽宁 大连 116034）

0 引言

中药丹参为唇形科植物丹参的干燥根及根茎，是我国应用最广泛的中草药之一，对心脑血管疾病具有良好的疗效［1］。关于丹参的化学成分、药理作用、药物代谢以及质量标准等许多方面进行了较为全面深入的研究［2］，已经分离出了脂溶性和水溶性两类成分近几十种化合物。近年来，在中药丹参真伪鉴别及质量评价方面，已经有包括高效液相色谱［3］、毛细管电泳［4］、红外光谱［5］、高速逆流色谱［6］及HPLC/DAD/ESI-MS［7］联用技术等不同的分析技术应用在丹参质量评价的研究中，而采用荧光光谱法对丹参及其提取物进行鉴别与质量评价，仅有对于丹参酚酸B 和丹参酮纯品荧光特性研究的报道［8-9］。本文针对丹参水浸提液的荧光光谱特性进行研究，旨在为中药丹参的真伪鉴别、定量分析和质量评价提供参考。

1 实验

1.1 仪器与试剂

LS 55型荧光光谱仪，PHS-3C 型数字酸度计，Britton-Robinson pH 缓冲溶液（所用试剂均为分析纯），二次蒸馏水。

丹参，2009年8 月采自陕西商洛，药材用水清洗，晾干，65 ℃干燥后粉碎，过40目筛备用。

丹参素、丹参酚酸B、丹参酚酸A、原儿茶醛标准品，质量分数均在95%以上，由大连博迈科技发展有限公司提供。

1.2 方 法

准确称取样品0.1g，置于100 mL 三角瓶中，加入20 mL 去离子水，水浴加热，微沸10min，冷却过滤，滤液移至100 mL 容量瓶中，稀释至刻度，即质量浓度为1 mg/mL 丹参水浸液。用三维荧光光谱和二维荧光光谱分析样品时适当稀释。在一系列25mL容量瓶中，分别加入1mg/mL丹参水浸液2mL 和一定pH 值的缓冲溶液，用水稀释至刻度，摇匀，扫描荧光光谱，分析酸度对溶液荧光特性的影响。

2 结果与讨论

2.1 丹参水浸提液三维荧光光谱

三维荧光光谱是用来描述荧光强度随激发光波长和发射光波长变化关系的图谱。图1为丹参水浸液的三维等高线荧光光谱图。从图1可以看出有2个明显的荧光峰，激发波长分别为243和337nm，发射波长均为437nm。丹参水提液荧光光谱是其中所有能够产生荧光的化学成分荧光的叠加，丹参水浸提液激发波长不同发射波长相同，说明这种荧光特性是由同类型化合物产生，三维荧光谱图中荧光强度、激发波长、发射波长及其变化客观地反映了其化学组成和含量信息，可以对丹参药材真伪和品质进行鉴别。

图1 丹参水浸液三维荧光光谱Fig.1 Three-dimensional fluorescence spectrum of S.miltiorrhizaaqueous extract

2.2 丹参水浸液的二维荧光光谱

图2（1）为丹参水浸液二维荧光激发光谱与发射光谱。由图可见激发波长分别为217、243、337nm，发射波长为437nm。（2）为水溶剂相同条件下的扫描图谱，显示激发光谱217nm 为溶剂水的特征峰。所以243、337nm 的峰才是丹参水浸液激发光谱，与三维图谱得到的结果一致。

图2 丹参水浸液和水溶剂的荧光光谱Fig.2 Two-dimensional fluorescence spectrum of S.miltiorrhizaaqueous extract and water

丹参水溶性成分主要为酚酸类化合物，以丹参酚酸B、丹参素、丹参酚酸A、原儿茶醛为主。

物质产生荧光的特征是分子中应具有大的共轭π键结构，共轭体系越大，离域π电子越容易激发，荧光越容易产生。而这4个化合物都具有芳环，芳环越多，荧光峰越移向长波长方向，且荧光强度也逐渐增强［10］。图3给出了相同质量浓度下各种丹参中水溶性化合物的荧光光谱。可以看出，丹参酚酸B最大发射波长为437nm，丹参酚酸A最大发射波长为418nm，丹参素最大发射波长为380nm，原儿茶醛最大发射波长为400nm，强度依次为87.47、24.78、43.15、23.26，符合同类型化合物荧光的特征。分析图2和图3 可以得出，在本实验条件下，丹参酚酸B 荧光强度最大，其最大发射波长是437nm，与丹参水提液样品最大发射波长相同，丹参酚酸A、原儿茶醛、丹参素最大发射波长分别为418、400、380nm，丹参水浸提液荧光光谱是各种丹参酚酸化合物荧光光谱的叠加，其中丹参酚酸B 对丹参水浸提液荧光强度贡献最大，且荧光发射波长相同。目前，已发现的结构明确的丹参酚酸化合物有40余种［12］，各自产生荧光峰，混合在一起形成一个宽范围谱峰。

图3 丹参4种标准溶液的荧光激发与发射光谱Fig.3 Two-dimensional fluorescence spectrum of salivianolic acid B，salivianolic acid A，danshensu and protocatechu aldehyde aqueous solution

2.3 酸碱条件下的丹参水浸提液荧光光谱

丹参水溶性成分主要为酚酸类化合物，分子中存在酯键，在不同的酸碱溶液中稳定性明显不同，从而影响到化合物的荧光光谱和强度。从图4（a）可知在酸性条件下，随着酸度的增加，其谱图变化并不明显，这种光谱特征表明，丹参水提液在酸性条件下其化学组成表现出较强的稳定性。图4（b）显示在碱性下，随着pH 的增加，其峰形、荧光强度均发生了明显的变化，437nm 处荧光强度逐渐减弱甚至消失，最大发射波长发生了红移，并在380nm 处的荧光峰明显增强，出现了丹参素的特征荧光谱。这表明丹参水浸液中的酚酸类化合物在碱性介质中发生水解，并生成了丹参素。以丹参中丹参酚酸类化合物为有效成分的丹参药物生产中，提取溶液的酸碱度应该是影响其质量的主要因素。

图4 丹参浸提液在不同pH 下的荧光光谱Fig.4 Two-dimensional fluorescence spectrum of S.miltiorrhizaaqueous extract solution at acid and alkaline environment

2.4 丹参水浸提液荧光稳定性

将丹参水浸提液放在自然光下，每隔一段时间测定其荧光强度的结果见图5。结果表明，荧光强度、最大发射波长在所放置的时间内没有明显变化。因此该样品稳定时间满足实际分析要求。

2.5 丹参水浸提液荧光强度与质量浓度的关系

丹参水浸提液荧光强度与质量浓度的关系见图6。结果表明，随着浓度的增加，荧光强度逐渐增加，发射波长不变，峰形不变，在0.005～0.008 mg/mL时，工作曲线方程为F=1 202C+4.563 8，相关系数R=0.997 8。显示出良好的线性关系，可以作为定量分析丹参中总酚酸的依据。

图5 丹参浸提液荧光强度随时间变化曲线Fig.5 The fluorescence intensity change of S.miltiorrhizaaqueous extract solution with time

图6 丹参水浸提液在不同质量浓度下的荧光光谱图Fig.6 The fluorescence spectrum of S.miltiorrhiza aqueous extract solution at different concentration

3 结论

（1）中药材丹参水浸提液具有良好的荧光光谱性，在三维荧光等高线中出现了2个明显的荧光峰，激发波长分别为243和337nm，发射波长均为437nm，三维荧光光谱具有指纹图谱特征，可以用于丹参的定性鉴别。

（2）在二维荧光光谱中发现丹参水浸提液中水溶性主要成分丹参酚酸B 对丹参水浸提液荧光强度贡献最大，且荧光发射波长相同。

（3）在pH 7.0～12.7，随着pH 的增加其峰形、荧光强度均发生了明显的变化，437nm 处荧光强度逐渐减弱甚至消失，而380nm 处的荧光峰明显增强，丹参水浸液中的酚酸类化合物在碱性介质中发生水解生成了丹参素是其主要原因。在近中性条件下，丹参水浸提液荧光强度与浓度之间呈良好的线性关系，可以作为定量分析丹参中总酚酸的依据。