松杉灵芝不同部位的红外光谱分析研究

黄冬兰*， 陈小康， 徐永群

(韶关学院化学与环境工程学院,广东韶关 512005)

松杉灵芝(GanodermatsugaeMurr.)为担子菌纲多孔菌科灵芝属真菌，在民间多当灵芝入药，具有扶正固本，滋补强壮等功效[1]。据文献记载，松杉灵芝在中药上用于活血、追风、驱湿；民间以其泡酒，对风湿性关节炎疗效较好，子实体含多糖，以小白鼠实验，所含多糖有抑癌作用[2]。

目前，对松杉灵芝不同部位的成分进行分析比较的研究尚未见报道。本文采用基于一维红外光谱、二阶导数谱和二维相关红外光谱的红外光谱三级法[3 - 5]对松杉灵芝的不同部位进行了分析比较，以探讨松杉灵芝不同部位的化学成分信息，为指导松杉灵芝化学成分的研究、临床合理用药，以及开发应用提供新方法和新思路。

1 实验部分

1.1 仪器与测试条件

SpectrumOne傅立叶变换红外光谱仪(美国，Perkin Elmer公司)，DTGS 检测器。光谱分辨率4 cm-1，测量范围4 000～400 cm-1，每个样品累计扫描16次，扫描时扣除H2O和CO2的干扰。CKW-Ⅱ型程序升温仪(北京市朝阳自动化仪表厂)，Portable Controller可编程温度控制单元(50-886型Love Control公司)，控温范围：50～120 ℃，每隔10 ℃进行一次红外光谱扫描，升温速率为2 ℃·min-1。二阶导数谱的获得采用Perkin Elmer公司Spectrum v5.0.1操作软件，平滑点数为13。二维相关红外光谱的获得采用清华大学分析中心红外光谱自行设计的二维相关分析软件。

1.2 实验材料

实验所用的松山灵芝样品采自广东省韶关市乳源县南岭，所用溴化钾为碎状晶体(分析纯)。

2 结果与讨论

2.1 松杉灵芝不同部位的红外光谱分析

图1为松杉灵芝不同部位的一维红外光谱图，在3 400 cm-1和1 044 cm-1附近为三萜类、多糖类和甾醇类化合物的羟基吸收峰；2 930 cm-1和1 377 cm-1附近为-CH2、-CH3的吸收峰；1 650 cm-1、1 545 cm-1和1 247 cm-1附近为氨基酸、多肽、蛋白质的特征吸收峰；1 153 cm-1、1 078 cm-1附近为糖苷类化合物的C-O的伸缩振动峰[6]。由此可推知松杉灵芝的菌盖、表皮、菌柄、子实体均含萜类、甾醇类、氨基酸、多肽、蛋白质和糖苷类等物质，与张洁等[7]的研究结果一致。图1显示松杉灵芝的菌盖、表皮、菌柄和子实体的红外谱图峰形相似，但吸收峰的相对强度差异较大。菌盖的红外光谱图中1 649 cm-1的氨基酸、多肽、蛋白质的吸收峰的相对强度较强，说明其所含的氨基酸、多肽、蛋白质物质较丰富，表皮、菌柄和子实体中该峰的相对强度较弱，说明所含的氨基酸、多肽、蛋白质相对较少。若选定1 038 cm-1的峰为参考峰，通过对谱图进行归一化处理(图2)，可以更明显看出松杉灵芝的菌盖所含的氨基酸、多肽、蛋白质比表皮、菌柄及子实体的都高许多。另外，还可以看出，四者在1 076 cm-1和1 040 cm-1附近均有两个强吸收峰，但不同的是松杉灵芝菌盖的这两个吸收峰的强度是相当的，而表皮、菌柄、子实体的这两个吸收峰为一弱一强峰，这些差异说明菌盖中所含的糖苷类化合物与表皮、菌柄和子实体中所含的糖苷类化合物是不一致的。

图1 松杉灵芝不同部位的红外光谱图Fig.1 FTIR spectra of different parts of Ganoderma tsugae

图2 松杉灵芝不同部位的红外光谱归一化处理图Fig.2 FTIR spectra of different parts of Ganoderma tsugae after normalized processing

2.2 松杉灵芝不同部位的二阶导数谱分析

图3为松杉灵芝不同部位在1 770～1 330 cm-1范围内的二阶导数谱，可以看到二阶导数谱能明显地增强和放大一维红外光谱，一些重叠峰在二阶导数谱上可以被清晰地区分开。松杉灵芝不同部位的一维红外谱图上的1 650 cm-1附近的氨基酸、多肽、蛋白质物质的吸收峰在二阶导数谱图上均被分裂成了多个吸收峰，但是它们的峰形状有很大的差别，说明四者本身所含的氨基酸、多肽、蛋白质物质是不一致的。另外，在1 500 cm-1波数附近，四者的峰形状也差别很大：菌盖的1 500 cm-1峰的左侧有一个比它强的1 515 cm-1峰，表皮的1 496 cm-1峰的左侧有两个弱肩峰，菌柄和子实体在1 496 cm-1峰的左侧均具有一个中强峰。图4为松杉灵芝不同部位在1 220～950 cm-1范围内的二阶导数谱。可以看到一维红外谱图中的1 076 cm-1和1 038 cm-1峰在二阶导数谱中被分裂为1 109、1 080、1 043、1 012和992 cm-1等一系列吸收峰。但四者在1 220～950 cm-1范围内的差别不明显。

图3 松杉灵芝不同部位的二阶导数谱(1 770～1 330 cm-1)Fig.3 Second derivative infrared spectra of different parts of Ganoderma tsugae(1 770～1 330 cm-1)

图4 松杉灵芝不同部位的二阶导数谱(1 220～950 cm-1)Fig.4 Second derivative infrared spectra of different parts of Ganoderma tsugae(1 220～950 cm-1)

2.3 松杉灵芝不同部位的二维相关红外光谱分析

本实验以热微扰为诱因得到二维相关谱，考察松杉灵芝不同部位各组分的有关基团的分子振动对温度的敏感程度。图5所示，在1 010～1 150 cm-1范围内，菌盖在1 045、1 080、1 110和1 140 cm-1出现4个明显的自动峰，其中1 080 cm-1自动峰的强度最大，说明该吸收峰所对应的基团对温度比较敏感；表皮在1 040、1 070、1 130 cm-1出现3个明显的自动峰，其中1 040、1 130 cm-1自动峰强度最大；菌柄在1 040、1 080、1 110和1 140 cm-1出现4个明显的自动峰，其中1 040 cm-1自动峰强度最大；子实体在1 040、1 070、1 100、1 130 cm-1出现4个明显的自动峰，其中1 130 cm-1自动峰强度最大。由以上分析可知，在1 010～1 150 cm-1范围内，四者自动峰的数目、峰位置、相对强度有所不同，故从二维相关红外光谱中能明显地看出四者的差异。根据这些差异可说明松杉灵芝不同部位所含糖苷类物质对温度的敏感程度不一致，进一步佐证了松杉灵芝不同部位本身所含的糖苷类化合物是不同的。

图6 松杉灵芝不同部位的二维相关红外光谱(1 250～1 390 cm-1)Fig.6 2D-IR spectra of different parts of Ganoderma tsugae(1 250～1 390 cm-1)

如图6所示，在1 250～1 390 cm-1范围内，菌盖在1 280和1 370 cm-1处出现2个强度相似的强自动峰，这说明这些吸收峰所对应的基团对温度比较敏感；而表皮在1 370 cm-1处出现1个强自动峰，与菌盖的谱图明显不同；子实体在1 280和1 370 cm-1处出现2个一强一弱自动峰。四者自动峰个数和峰位置的不同，说明松杉灵芝不同部位的碳氢基团和C-O-C基团对温度的敏感程度的不同，即说明四者本身所含的物质不一致。

3 结论

本文采用红外光谱三级鉴定法对松杉灵芝不同部位(菌盖、表皮、菌柄、子实体)的红外光谱图进行了整体的分析。结果表明，红外光谱三级鉴定法不仅可以用于鉴别松杉灵芝的不同部位，还提供了松杉灵芝不同部位所含氨基酸、多肽、蛋白质物质及糖苷类化合物具有很大差别等一些有用的结构信息。其所提供的信息可以指导松杉灵芝化学成分的研究，从而为临床合理用药提供理论基础。