图 1 祁菊的 B-Z 化学振荡图
表 1 体系不同组分与诱导时间及振荡周期的关系
编号
V丙二酸 / mL
1
6
2
12
3
6
4
6
5
6
V硫酸 / mL 12 12
6 12 12
V硫酸铈铵 / mL 3 3 3 6 3
V溴酸钾 / mL 3 3 3 3 6
t诱导 /s
166. 98 166. 79 117. 07 105. 82 213. 13
开启超级恒温水浴锅调节水浴温度后恒温。加 入适量筛分后干燥至恒重的菊花粉末、12 mL 硫酸 （ 3. 0 mol / L） 溶液、6 mL 丙二酸（ 0. 4 mol / L） 溶液和 3 mL 硫酸铈铵 （ 0. 005 mol / L） 溶 液 于 夹 套 反 应 器 中，盖好电极的反应器盖，开启磁力搅拌器，恒速搅 拌 5. 0 min 后，通过注射器迅速加入 3 mL 溴酸钾 （ 0. 2 mol / L） 溶液，即 刻 点 击 菜 单 采 集 数 据，记 录 E-t 曲线至 电 位 振 荡 消 失 为 止，即 获 得 电 化 学 指 纹图谱。 3 结果与结论 3. 1 祁菊的 B-Z 振荡曲线测定 按照上述方法， 温度控制在（ 37 ± 0. 05） ℃ ，加入 0. 4 g 平均粒度过 100 目筛后干燥至恒重的祁菊粉末、12 mL 硫酸（ 3. 0 mol / L） 溶液、6 mL 丙二酸（ 0. 4 mol / L） 溶液和 3 mL 硫酸铈铵（ 0. 005 mol / L） 溶液于夹套反应器中，盖好 带温度计和电极的反应器盖，开启磁力搅拌器（ 转速 400 r / min） ，恒速搅拌 5. 0 min 后，通过注射器迅速加 入 3 ml 溴酸钾（ 0. 2 mol / L） 溶液，即刻点击菜单采集 数据，记录 E-t 曲线至电位振荡消失为止，即可获得 B-Z 化学振荡图（ 图 1） 。 3. 2 电化学指纹图谱中耗散物的关系 B-Z 振荡 体系中各组分加入量对 E-t 曲线振荡周期与诱导时 间的影响如表 1 所示，该振荡体系中各物种对 E-t 曲线形状均有不同程度的影响。
不同提取溶剂 （ 100% 甲醇、70% 甲醇、50% 甲醇） 、 不同提取时间（ 1、1. 5、2 h） 对提取效率的影响。得 到用 70% 甲醇回流 1. 5 h，指纹图谱中色谱峰最多， 效果最佳。 3. 3 内标物的选择 先后实验了绿原酸、菊苣酸、 大黄素、柚皮苷、橙皮苷、穿心莲内酯和芦丁等化合 物的色谱保留行为和紫外吸收特征，发现芦丁保留 时间适中，和毛菊苣根中各成分能达到较好分离，且 在 260 nm 下有较强吸收。
t振荡 /s
23. 46 17. 08 23. 67 31. 52 16. 88
注： t诱导 ： 诱导时间； t振荡 ： 振荡周期
体系 1 与体系 2 相比较，增加丙二酸的量，使得 振荡周期缩短，并且使得整个振荡寿命缩短较为明 显； 这是因为丙二酸参与并影响了 Br-的再生过程， 增加其用量 后，Br-的 再 生 速 度 也 加 快 了，所 以 振 荡 周期缩短。体系 1 与体系 3 相比较，减少硫酸的量 使得诱导时间缩短； 体系 1 与体系 4 相比较，增加硫 酸铈铵的量使得诱导时间明显缩短，但是振荡周期 延长； 体系 1 与体系 5 相比较，增加溴酸钾的量使得 诱导时间延长，而振荡周期缩短。通过综合分析，选 择 12 mL H2 SO4 （ 3. 0mol / L） 溶液、6 mL 丙二酸（ 0. 4 mol / L） 溶液、3 mL 硫酸铈铵（ 0. 005 mol / L） 溶液和 3 mL 溴酸钠（ 0. 2mol / L） 溶液作为体系的底液。 3. 3 转速对振荡体系的影响 加入 0. 4 g 的祁菊， 按照上述实验方法在不同搅拌速度（ 0 r / min、400 r / min、600 r / min、800 r / min、1 000 r / min） 下测定其电 化学指纹图谱。结果表明，搅拌速度对中药电化学 指纹图谱的振荡幅度、振荡周期和振荡时间等都有 影响。当转速为 0 r / min 时，电化学指纹图谱呈现 出断断续续的特征，时而引起振荡，时而停止。表明 整个体系的溶液存在每个局部浓度不同的情况。当 转速低于 400 r / min 时，电化学指纹图谱的振荡时 间将会延长，可能的原因是菊花粉末未与反应体系 混匀，其中成分组分的浸出扩散不能快速进行，影响 药粉的浸出速率，振荡得不到有效的抑制。但随着 转速的增加，中药成分组分的浸出扩散加快，溶解量 增加，反应能正常的进行。当 转 速 大 于 600 r / min 的时候，随机性的干扰使得反应的稳定性降低，电位
收稿日期：2010-11-18 基金项目：安徽省教育厅自然科学基金项目（ KJ2011Z220） ； 安徽中医学院自然基金项目（ 2011zr016B） 作者简介：程旺兴（ 1971-） ，男，副教授，主要从事药物分析、电化学分析研究； Tel： 0551-5169230，E-mail： chengwangxing@ gmail. com。
电化学指纹图谱，即利用 B-Z（ Belousov-Zhabotinskii） 振荡反应所得到的图谱。本文通过调整振荡 体系中各物质的浓度，使其呈现出特征振荡波形，该 波形是振荡体系中所有物质共同作用的结果。固定 振荡体系中 BrO3－ ，Ce3 + ，H + 和丙二酸的浓度，只改 变加入的有机底物的种类和浓度，获得的振荡波形 无疑就是该物质的特征波形，利用化学振荡的这一 特点，在不改变 BrO3－ ，Ce3 + ，H + 和丙二酸浓度的前 提下，以中药材为振荡底物，可获得不同中药材的特 征振荡波形，称为该中药材的电化学指纹图谱，根据 电化学指纹图谱可以鉴别不同种类，不同产地的中 药材。该法与经典的色谱法相比，对药材的需求量
较少，处理方便，分析成本低，操作周期短，适用于绝 大多数成分复杂中药材及中药制剂的鉴别与评价。
菊花为 菊 科 多 年 生 宿 根 性 植 物 菊 Chrysanthemum morifolium Ramat. 的干燥头状花序，是传统中 药材，具有散风清热、平肝明目的功效，可以治疗头 痛、眩晕、目 赤、心 胸 烦 闷、肿 毒 等 症〔1〕。 根 据 不 同 产区或加工方法等可分成杭菊、贡菊、亳菊、滁菊、怀 菊、济菊和祁菊等类型。本文通过电化学指纹图谱 研究了亳菊、亳菊大马牙、杭菊、川菊、湖菊、济菊、滁 菊、怀菊、贡菊、祁 菊 等 不 同 产 地 的 菊 花 药 材 ，结 果 表明不同产地菊花 药 材 具 有 明 显 的 不 同 特 征，可 资鉴别。
摘要 目的： 用电化学指纹图谱对中药菊花进行了表征，并对影响该体系的转速、温度、菊花药材用量等因素 进行了综合考查； 分析了不同产地菊花的电化学指纹图谱。方法： 采用 B-Z 振荡技术。结果： 不同产地菊花的电化 学指纹图谱有明显不同信息特征。结论： 电化学指纹图谱技术可用于不同产地菊花的鉴别。
关键词 B-Z 振荡； 菊花； 指纹图谱； 鉴别 中图分类号：R282. 5 文献标识码：A 文章编号：1001-4454（2011）06-0885-04
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Journal of Chinese Medicinal Materials 第 34 卷第 6 期 2011 年 6 月
1 仪器与材料 1. 1 仪器 超级恒温水浴锅（ HH-501 型，江苏金 坛市金城国胜实验仪器厂） ，恒温反应发生器 （ 自 制） ，磁力加热搅拌器（ CJJ78-1 型，江苏金坛城西晓 阳电子仪器厂） ，复合甘汞电极（ 217 型） 和金属铂电 极（ 2074 型） （ 上海精密科学仪器有限公司） ，工作 站为 LK2005A 型电化学工作站（ 天津市兰力科化学 电子高技术有限公司） ，pHS-3C 精密酸度计（ 上海 天达仪器有限公司） ，HS-80D 超声波清洗器（ 宁波 新芝科器研究所） 。 1. 2 材料 硫酸（ 上海市化学试剂有限公司） ，丙 二酸（ 天津市光复精细化工研究所） ，硫酸铈铵（ 国 药集团化学试剂有限公司） ，溴酸钾（ 天津市永大化 学试剂开发中心） ，实验所用试剂均为分析纯。所 有溶液均以二次蒸馏水配制。药材样本亳菊、亳菊 大马牙、杭菊、川菊、湖菊、济菊、滁菊、怀菊、贡菊、祁 菊由安徽中医学院药学院周建理教授和吴德林教授 提供，并经周建理教授鉴定为菊科多年生宿根性植 物菊 Chrysanthemum morifolium Ramat. 的干燥头状 花序。 2 方法
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3. 1. 2 检 测 波 长 的 选 择： 采 用 DAD （ diode array detector，二极管阵列检测器） 检测器考察了毛菊苣 样品在不同波长下的吸收情况。260 nm 条件下的 色谱峰较多且峰型较好，综合考虑，选定 260 nm 为 检测波长。 3. 1. 3 流动相的选择： 考察了三种流动相体系： ① 乙腈-水系统，线性梯度洗脱； ②乙腈-0. 4% 冰乙酸 水系统，线性梯度洗脱； ③乙腈-0. 4% 磷酸水系统， 线性梯度洗脱。试验结果显示条件③的指纹图谱中 色谱峰（ 260 nm） 最多，且分离较好。 3. 2 提取方法的优化 本实验对提取方式、提取 溶剂、提取时间进行了系统研究。首先对回流提取 （ 甲醇 20 mL，1 h） 和超声常温提取（ 甲醇 20 mL，30 min） 进行了比较。二者 HPLC 图谱基本一致，但是 从主要峰的积分面积可知，回流提取的效率明显高 于超声常温提取，所以选择回流提取。然后考察了
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变化异常。当转速为 1 000 r / min 时，振荡完全的被 抑制，不利于图谱的分析研究，经过条件摸索之后， 决定以 400 r / min 为振荡条件。 3. 4 温度对振荡体系的影响 加入 0. 4 g 的祁菊， 按照上 述 实 验 方 法，改 变 实 验 温 度 为 27. 5 ℃ 、35 ℃ 、37 ℃ 、40 ℃ 、47 ℃ 、50 ℃ 测定其电化学指纹图 谱。结果表明，随着温度的升高，整个 E-t 曲线的所 有数据均有着不同的变化规律。随着温度的升高， 体系起始能量的变化对振荡的各个条件均有着较大 的影响，特别显著的是诱导时间随着温度的升高，明 显的缩短。祁菊在 50 ℃ 时，振荡完全的被抑制，不 利于图谱的分析研究。因此选择一个适合的温度条 件，对反应时间的控制以及图谱稳定性和重现性，均 有着重要的意义。通过反复摸索后，实验体系温度 被确定为 37 ℃ ，接近人体温度。 3. 5 用量对振荡体系的影响 分别加入祁菊粉末 0. 1、0. 3、0. 5、0. 7、1. 0 g，测定其相应的指纹图谱。 中药用量不仅影响电化学指纹图谱的形状和信息参 数（ 主要是定量信息） ，而且只在一定量的范围内， 才可产生完整的电化学指纹图谱，故测定指纹图谱 时 用量须适当。由表2 可知，祁菊随着加入量的增