[01116308]甘肃道地药材当归产地溯源及确证技术研究与应用

①课题来源与背景 中药材产地溯源及确证是中药材安全监管和产品保护的重要内容,也是地域或特色药材产业可持续发展的重要保障。中药材产地溯源及确证技术是基于能够表征中药材地域特征的化学分析方法和多元数理统计方法建立的一套甄别中药材地域来源的技术体系,其中稳定同位素比率与矿质元素组成是用于研究中药材产地溯源和确证的最重要和有效方法。 ②研究目的与意义 为了探索稳定同位素与矿质元素技术对我省道地药材当归产地溯源的有效性和稳定性,本研究利用同位素比率质谱仪（IRMS）分析不同地理来源当归药材中δ13C、δ15N、δ18O比率,利用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）检测其13种矿质元素组成,联合两种技术系统研究当归同位素比率与矿质元素含量的组成特征、环境响应,分析表征地域和来源差异的特异性,借助聚类分析和判别分析等生物化学计量学和多元数理统计学的方法筛选产地溯源典型有效指标,建立、验证、评价判别模型,完善并形成溯源数据库,盲样判别、举证分析、预测验证,实现当归产地溯源和确证,对我省道地药材 “中国重要农业文化遗产”当归的品牌保护、产业发展具有重要意义和应用价值。 ③主要论点与论据 当归稳定同位素δ13C变化范围为-25.71-22.75‰,δ15N为-2.55~6.79‰,δ18O值为22.12~28.29‰,证明当归为C3光合植物类型,其中Al、Fe、Na、Cr、Mo、As、Cd、δ15N在当归中高度变异。对甘肃省定西、甘南、陇南、临夏和武威5地市当归矿质元素和稳定同位素多重比较发现K、Al、Fe、Na、Cu、Cr、As、Cd、δ13C、δ15N、δ18O存在显著差异（P＜0.05）。对甘肃省定西地区临洮、渭源、漳县和岷县当归矿质元素和稳定同位素进行比较,发现Ca、Al、Fe、Cr、Cd、δ15N存在显著差异（P＜0.05）。 PCA、OPLS-DA和LDA模型表明Al、Cr、As、Cd、δ13C、δ15N和δ18O是区分5地市当归重要判别因子。Al、Cr、Cd、As和δ15N是区分定西南北部当归的重要判别因子。利用矿质元素和稳定同位素对甘肃定西、甘南、陇南、临夏和武威5地市OPLS-DA模型的7折交叉验证判别准确率为96.23%,留一法判别准确率为94.34%。LDA模型训练集和验证集样本判别准确率均为100%。对定西南北部地区当归进行OPLS-DA模型的7折交叉验证和留一法判别准确率均为100%。LDA模型原始验证和留一法样本判别准确率也均为100%。 当归矿质元素中Na、Zn、Cr、Cu、As、Cd与环境因子相关性较强,与经度、纬度、海拔、年均降水量、年均温度、相对湿度存在显著相关性（P＜0.05）。δ13C与海拔和降水量均呈较弱的正相关关系,δ15N与海拔和降水量显著正相关,δ18O与海拔显著正相关,与降水量显著负相关,通过多元线性回归分析发现平均温度和相对湿度对δ18O有显著影响。综合分析显示：环境因子对矿质元素相对于稳定同位素的解释较弱,无法从整体上反应对矿质元素的影响。 ④创见与创新 选用甘肃道地药材当归开展产地溯源研究具有引领和规范产业品牌发展的重要作用;通过稳定同位素与矿质元素指纹技术集成创新系统研究中药材产地溯源尚属首次;探讨稳定同位素和矿质元素与当归地理来源产地环境信息之间的关系;筛选产地溯源典型有效指标,建立和评价判别模型和数据库,实现道地药材当归溯源和确证;探索建立符合我省道地药材溯源体系的技术标准和实践应用方式。 ⑤社会经济效益,存在的问题 中药材产地溯源及确证技术是基于能够表明产品地域特征的化学分析方法和多元数理统计方法建立的一套甄别产品地域来源的技术体系。不同的溯源和确证技术都有其优缺点,针对不同的生物体的溯源和确证应根据其特点选择不同的溯源和确证技术。在中药材产地溯源和确证过程中,往往需要结合多种技术来判别,这样才能得到比较满意的结果。如何将多种技术结合起来,判断和甄别某种产品的产地是目前研究的热点和焦点。中药材产地溯源和确证技术体系是保障其产品安全的重要支撑,探索多种技术联合使用,将产品产地溯源和确证技术进行示范、推广、标准化和规范化将是今后努力的方向。在中药材及其他农产品、食品安全监管工作中,产地溯源及确证技术将具有十分广阔的应用前景。 ⑥历年获奖情况 无 ⑦成果简介向社会公开 本项目基于稳定同位素与矿质元素技术联合集成创新,建立甘肃道地药材当归的产地溯源模型和溯源体系;该技术体系可对甘肃当归不同植物来源及真伪优劣地理来源进行预测和验证,并且可将成熟的新技术推广应用至制药企事业单位和管理检测机构;该研究共撰写并发表高水平论文6篇,SCI论文4篇,CSCD论文2篇;利用本项目培养硕士研究生1名,完成的毕业论文题目为《甘肃道地药材当归产地溯源及确证技术研究》;同时撰写结题验收研究报告1套,完成了项目制定的工作任务和考核指标。