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目的:本研究对天麻进行本草考证,建立天麻商品规格等级标准。并运用HPLC法、原子吸收法和近红外光谱三种技术对天麻成分含量和矿质元素分析,从而对不同品种、产地和等级天麻进行质量评价,为天麻产地溯源、品种鉴别和等级划分提供系统的方法。方法:(1)结合历代本草文献,本文从天麻的名称、基源、产地变迁、药用部位、采收加工、炮制方法以及质量评价等方面对其作了较为系统的考证,并且对其记载的由来加以推测。(2)对在不同药材市场上收到的不同产地、等级的天麻药材的一些可量化的外观性指标和质地指标进行测量,并结合Excel软件和SPSS19.0软件进行相关性分析、主成分分析和K-均值聚类分析等综合分析,以原有等级为依据、易于市场流通为起点,制定出新的天麻商品规格等级标准。(3)收集了各个产地样品共120批,利用HPLC法进行天麻素、对羟基苯甲醇、腺苷、对羟基苯甲醛、巴利森苷A和巴利森苷B等6种成分含量测定,建立指纹图谱,并进行质量评价。(4)利用原子吸收光谱法对98批不同产地的天麻样品磷、钾、钙、镁、铜、铅、铁、铬、镉、锌、锰和镍等14个矿质元素含量进行测定,进行产地溯源。(5)利用近红外光谱结合PLSR建立75批天麻样品6种化学成分含量检测模型,并结合KNN和BP-ANN算法对218批不同产地天麻样品建立定性鉴别模型。结果:(1)从古代本草来看,天麻的别名较多,且存有同名异物的情况;古今形态描述稍有差异,只是对天麻形态描述不同和生态学特性不了解而产生误解;从民国开始天麻产地发生了较大变化,道地产区向西迁移到西南地区;而药用部位在宋朝时产生较大分歧;采收时间记载与现在相比过早;加工炮制过程在前人的记载基础上简化很多;品质评价在古人基础上有所扩展,更为详细。(2)通过软件分析,筛选出单个重量、中部宽度、尾部宽度三个指标,并同样划分为一级16支/kg、二级25支/kg、三级50支/kg、四级50支以外/kg等4个等级。(3)依照中国药典分析,云南丽江、湖北罗田、湖北宜昌等地天麻素和对羟基苯甲醇等含量分别为4.890 mg/g、4.544 mg/g和4.295 mg/g,而云南昭通、陕西汉中、四川广元等地为2.103 mg/g、1.910 mg/g和3.084 mg/g,但对羟基苯甲醇与对羟基苯甲醛相加含量则是昭通产地为0.614 mg/g,而丽江产地为0.370 mg/g;同时天麻等级与6种成分含量也存在显著正相关性(P<0.05),天麻素和巴利森苷A、巴利森苷B也存在显著正相关,对羟基苯甲醇和对羟基苯甲醛亦是(P<0.05)。(4)测量14种元素含量发现,天麻中元素分布规律可作为其药材的指纹图谱,且Ca元素丽江和昭通等地含量为181.16 mg/kg和190.99 mg/kg;Zn元素在安徽金寨、湖北罗田和贵州大方等产地含量为39.14 mg/kg、36.89 mg/kg和30.01 mg/kg;Mn元素在贵州大方产地含量为25.58 mg/kg;Cd元素在云南昭通和贵州大方的含量为0.42 mg/kg和0.24 mg/kg;而Fe元素在云南丽江、贵州大方和湖北罗田的分布为144.27mg/kg、135.95 mg/kg和142.68 mg/kg。同时DA分析进行产地鉴别得到判别率为87.9%,K、P、Cd、Cu和Mn元素与不同等级存在显著负相关而Cr元素则是正相关(P<0.05)。(5)建立了快速测定天麻素、巴利森苷A、巴利森苷B定量分析模型,三种成分分别采用MSC、FD+MSC、MSC的方法预处理,其建模谱段为61005400 cm-1,模型预测R2分别为74.46%、79.95%、80.90%;利用KNN算法建立的定性模型可将云南丽江、湖北罗田、湖北宜昌、安徽金寨产地区分开来,但是云南昭通、陕西汉中、四川广元、贵州大方等地则错判较多;将云南丽江、安徽金寨、湖北罗田、湖北宜昌和四川广元5个产地进行BP-ANN算法建模,结果发现准确率达到了97.40%。结论:(1)我国天麻人工栽培技术成熟且在全国适宜产区大规模推广;天麻的采收时间、加工方法、个头大小同传统野生天麻相比也发生了变化;药材来源由完全野生向全部家种的转变、品种由红天麻向红天麻、乌天麻等多种类的变化;产地由黄河流域中上游逐步向下游集中,并由黄河流域下游逐步南扩和西移到汉水和长江中下游地区,最后从长江中下游西迁到长江上游的金沙江流域的过程。(2)新的等级标准与市售天麻的等级相比大多下降了,虽增加了两个外观性指标,但与传统对药材质量评价观点一致,体现了新标准的合理性。(3)云南丽江、湖北罗田和湖北宜昌等地天麻素、巴利森苷A和巴利森苷B含量较高,而对羟基苯甲醇和对羟基苯甲醛含量则是四川广元、陕西汉中、云南昭通等地较高;天麻等级与6种化学成分含量存在等级越高含量越高的趋势;依据6种成分含量和10个共有峰面积可将云南丽江、云南昭通、湖北罗田和安徽金寨产地进行鉴别。(4)不同产地元素存在差异,Cd元素在云南昭通产地和贵州大方产地含量偏高,而Ca、Zn、Fe、Mn和Cd等元素或可作为区分几大产地的特征元素;不同等级天麻对元素的吸收可能存在差异;应用DA分析可对不同产地进行识别,并且Ca、Ni元素可作为鉴别的中药指标,利用各种元素进行产地溯源研究可以成为一种行之有效的重要手段。(5)建立了一种快速测定天麻中天麻素、巴利森苷A和巴利森苷B等含量模型,而腺苷、对羟基苯甲醇和对羟基苯甲醛由于含量太低,建模效果较差;本次还利用KNN和BP-ANN算法建立了不同产地定性分析模型,成功鉴别了云南丽江、安徽金寨、湖北罗田、湖北宜昌和其他产地的天麻,为近红外技术在中药材的应用提供了技术支持。