分析技术在中药产地溯源及真伪鉴别中的应用研究进展

摘要 中药的产地溯源和真伪鉴别在保证中药品质及疗效、保护中药消费者权益、减少由于假劣中药引发医疗事故等方面具有重要的作用。近年来，随着科技发展、国家政策推进和社会关注增长，各类分析技术在中药产地溯源及真伪鉴别方面的研究取得显著进展。综述稳定同位素技术、DNA条形码技术、光谱技术、气相色谱技术、液相色谱技术、代谢组技术和矿物元素技术在产地溯源及真伪鉴别中的应用进展和研究成果。

关键词 中药产地溯源；稳定同位素；DNA条形码；光谱；气相色谱；液相色谱；代谢组；矿物元素

中图分类号 R282.5 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2023）04-0016-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.04.004

Research Progress of Analytical Technology in the Traceability and Authenticity Identification of Traditional Chinese Medicine Origin

HU Xiang-yu1，2，QIE Meng-jie1，ZHAO Shan-shan1 et al

（1.Institute of Agricultural Quality Standards & Testing Technology， Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Agricultural Product Quality and Safety， Ministry of Agriculture and Rural Areas， Beijing 100081;2.College of Food Science and Engineering， Shandong Agricultural University， Taian， Shandong 271018）

Abstract The traceability and authenticity of traditional Chinese medicine play an important role in ensuring the quality and efficacy of traditional Chinese medicine， protecting the rights and interests of traditional Chinese medicine consumers， and reducing medical accidents caused by fake and inferior Chinese medicine. In recent years， with the development of science and technology， the advancement of national policies and the increase of social attention， various analytical techniques have made significant progress in the research on the traceability of the origin of traditional Chinese medicine and the identification of authenticity. This article briefly introduces the progress and research results of stable isotope technology， DNA barcode technology， spectroscopy technology， gas chromatography technology， liquid chromatography technology， metabolome technology and mineral element technology in the origin traceability and authenticity identification.

Key words Chinese medicine traceability;Stable isotope;DNA barcode;Spectrum;Gas chromatography;Liquid chromatography;Metabolome;Mineral elements

中药广泛应用于我国医药行业，中药学是我国特有的与人文充分融合的医学科学，对我国医药行业的发展有着不可替代的深远意义［1］。据统计，我国现有中药资源品种约12 800种，常用中药600余种，源自718种不同的植物、动物、矿物质和人工化合物。近年来，中药已实现了超过300种中药人工种养。随着环境形势日益严峻和供需矛盾突出，同时因生产条件受限、监管体系不健全，中药的质量安全问题越来越引起广泛重视，实施中药产地溯源管理已经成为当前中药质量提升的重要举措，其中分析技术在中药产地溯源中具有重要作用，为中药产地溯源和真伪鉴别提供一定的技术支持［2］。

1 研究进展

1.1 稳定同位素技术

稳定同位素技术的基本原理是同位自然分馏效应，这是由于不同地区的大气、土壤、水等同位素组成的差异，导致药材中同位素组成也有差异，这种差异可以用于区分其可能的地理来源。稳定同位素技术能通过对稳定同位素比值的变化反应环境因子对药材的综合影响，其准确率和重复性都很高；而且其成本正随着同位素质谱仪普及和测定效率的提高而下降，与传统人工鉴别相比，更具科学解释性及更低的成本［3］。

黄志勇等［4］建立了铅同位素比值测量方法，利用不同产地丹参的铅稳定同位素比值不同判断丹参产地，研究结果表明不同地区来源的丹参铅同位素比值有显著差异。尽管铅同位素已广泛应用于环境监测和铅污染来源解析的研究［5］。但是由于人为铅污染的影响和仪器分辨率不够精确，对铅同位素差别很小的样品，仅靠铅同位素比值分布鉴别其产地仍有困难，如峨眉山和新疆产的丹参208Pb/206Pb差别极小，需要结合其他手段进行进一步区分。

Choi等［6］曾试图利用锶稳定同位素对产自中国和韩国的人参进行区分，研究发现韩国所产人参的87Sr/86Sr均明显高于中国样品，可以对2个国家的人参样品进行区分。但是Rosner［7］在后续发表的文章中指出，该研究的前处理过程和后续的计算方法存在问题，导致中国样品87Sr/86Sr低于0702（自然下限），而根据Sr的初始同位素组成（BABI）和87Rb 放射性衰变计算，天然物质中87Sr/86Sr不可能低于0702。可见锶同位素虽然是判别产地信息的良好指标，但在使用过程中一定要标准化前处理过程和误差校正，使结果符合标准。

Horacek等［8］也通过测定样品的碳、氮、氢同位素对中国和韩国的人参进行了区分，由于气候条件、水的可利用程度以及耕作措施等的差别，中韩两国出产的人参δD值存在明显的差异［6］。

Maggi等［9］利用2种不同方法对来自希腊马其顿地区、伊朗呼罗珊省、意大利撒丁岛、西班牙卡斯蒂利亚4个地区的28个藏红花样品进行了产地溯源。利用碳、氮和氢3种元素的稳定同位素进行产地溯源，准确率达到100%。

1.2 DNA条形码技术

DNA条形码技术是通过一段标准的DNA序列进行生物物种鉴定的方法，具有通用性强、鉴定结果可靠、重复性良好等特点。在中药鉴定领域DNA条形码技术以其准确、通用、客观的特点在中药产地溯源关键环节发挥作用。在中药销售过程中，参与构建中药产地溯源体系，跟踪中药生产全过程，保障消费者权益，有助于中药监督管理［10］。

刘珊珊等［11］使用组织研磨仪将泽泻叶片样品破碎至粉状，提取泽泻基因组DNA。以泽泻样品的DNA进行筛选，获得引物4对，取各PCR产物电泳，选取单一的PCR产物、条带清晰的进行双向测序，通过对3个主产区8个种植区域的39份泽泻叶片样品的DNA 条形码检测，明确10个广西泽泻样本和16个四川泽泻样本的IST2序列完全一致，均为T碱基，表明2者可能为同一生物种，然而13个福建泽泻样本均为A碱基。

中药红曲是红曲霉的菌丝体寄生在粳米上而形成的红曲米，具有降脂、降压、降糖和抑制肿瘤生长等重要作用。宓鹤鸣等［12］运用随机扩增多态性DNA（randomly amplified polymorphic DNA，RAPD）分析技术，将7种红曲霉属标准菌株及同属的1种土曲霉对照株共8株进行PCR扩增电泳，得到DNA条带，结果显示7种红曲霉属种间的相似率为421%～86.5%，表明红曲霉属真菌在种间的DNA扩增产物多态性非常明显，红曲霉与土曲霉的相似率为19.0%～305%，远远低于红曲霉种间的相似率。结果表明，基于基因组DNA基础之上的形态分类学与分子系统学具有良好的一致性，2者之间的遗传距离能通过RAPD扩增产物指纹谱较好地反映，具有较强的鉴别能力，结果与经典分类具有很大的吻合度，对某些分类学混乱和争议能做出更为准确自然地处理。

Zhong等［13］开发了一种结合了DNA条形码和高效液相色谱（high performance liquid chromatography，HPLC）的方法，以确定5种贝母的物种可追溯性。基于DNA条形码，根据其遗传距离、识别效率、种间和种内变异，识别验证植物物种。结果表明，DNA条形码数据通过ITS和ITS2成功鉴定了5种贝母，具有区分贝母物种起源的能力。ITS2可用作贝母物种的潜在有用的DNA条码。另外，通过HPLC结合化学鉴定方法鉴定有效的化学成分以对贝母进行分类。

Duan等［14］应用DNA条形码技术，以区分重楼假根茎。选择ITS2条形码进行高分辨率熔解曲线（high-resolution melting，HRM）分析，分离了所测试草药的DNA，并生成了它们的熔解曲线。结果表明，ITS2分子区域结合HRM分析可以有效地区分9种草药，包括重楼的2个正宗起源及其7个常见的掺假物。因此得出结论，DNA条形码与HRM分析相结合是一种准确、可靠、快速的工具，有助于对重楼药材进行质量控制。

目前，市场流通的天山堇菜药材基原不清，形态各异，各执一词，难辨真伪，这严重影响相关药品质量控制和应用。准确的基原鉴定是保障药材质量的根本，樊丛照等［15］通过分析18份不同来源的天山堇菜的DNA条形码ITS2序列发现，正品药材天山堇菜仅占44.4%，从而得出结论：天山堇菜用药安全存在很大的隐患，其同属数种植物作为伪品流入市场，它们是否与天山堇菜具有相同的功效，还需要结合化学成分和药理作用进行深入研究。

DNA条形码在中药基原物种鉴定、中药产地溯源系统研究中应用广泛，与此同时，DNA条形码在中药资源评价、保护和可持续利用中具有重要地位和作用，为中药DNA条形码研究提供新的思路［16］。

1.3 光谱技术

近年来，光谱技术如近红外光谱、荧光光谱在中药鉴定中的应用逐渐增多。近红外光谱技术可以从样本中无损提取出分析信息，可应用于多种中药的真伪鉴别、次品的掺入量预测、中药品种的聚类分析，并能够快速有效地对中药整体质量进行评价与鉴定，但用于含量较小的组分分析时偏差较大［17］；荧光光谱法则具有良好的灵敏度、准确度和选择性，可用于对具有荧光性质的中药的定性定量分析［18］。

刘春美等［19］选取分别来自广西、贵州、西藏的每个地区各20个三七头断面。通过多元散射校正（multiple scattering correction，MSC）、Norris平滑预处理来消除干扰。此外，为了放大、分离其重叠信息，还采用对光谱一阶求导、二阶求导的方式。通过多种方法的交叉试验，结果表明利用近红外光谱以及TQ Analyst软件建模相结合的方式，可以清楚直观的检测出2种中药的相似与不同，比较适合检测组成成分复杂的中药。