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

因此，在本文中使用拉曼光譜法對山藥進行定性鑒別，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。

【實驗器材】

圖1  實驗儀器實物圖

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)無機和有機物質(zhì)的定性識別，設(shè)備采用了制冷探測器，具有高探測效率。

【實驗結(jié)果】

對山藥樣品進行檢測，可得到山藥的拉曼光譜，見圖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，對其振動模式歸屬進行指認。

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)具有多個明顯的特征振動峰，這些信號共同構(gòu)成其獨特的分子振動圖譜。

在400–800 cm?1區(qū)間內(nèi)，主要振動模式來源于糖苷環(huán)骨架的彎曲振動。其中，474 cm?1處的特征峰可歸屬為吡喃糖環(huán)的骨架振動，常被視作直鏈淀粉與支鏈淀粉等淀粉類多糖的標志性信號；該峰強度與多糖的聚合程度相關(guān)，進一步證實了山藥中淀粉物質(zhì)的存在。

在800–1200 cm?1范圍內(nèi)，振動主要來自于C–O和C–C鍵的伸縮振動，以及糖苷鍵中C–O–C的彎曲振動。例如，857 cm?1處的譜峰源于C–O–C環(huán)振動與C–H彎曲振動的耦合；而935 cm?1處的信號則對應(yīng)于直鏈淀粉中α-1,4糖苷鍵的C–O–C彎曲振動。這些均為識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處的振動與CH?OH側(cè)鏈相關(guān)，常見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，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，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，是淀粉和蛋白質(zhì)骨架中常見的拉曼信號。

綜上所述，實驗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，為從分子振動層面識別和解析其化學成分提供了依據(jù)

【結(jié)論】

利用1064nm手持拉曼光譜技術(shù)對山藥進行檢測，獲得了包含474 cm?1、857 cm?1、935 cm?1和1454 cm?1等多個強信號的光譜圖，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)與文獻記載的化學成分相對應(yīng)，為該方法的有效性提供了實證依據(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】

[1]彭艷,張麗穎,金陽,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].光譜學與光譜分析雜志,2008,(第5期).