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中药全息指纹谱数据库的建立

来源:中国色谱网
摘要:中药材全息指纹谱图库的建立王龙星*肖红斌梁鑫淼中国科学院大连化物所203组大连116012摘要:中药指纹谱质量控制是当前的热点,我们设计并建立了中药材全息指纹谱图库软件存放各种色谱指纹谱及其相关信息,该数据库将为中药分析及质量控制提供帮助与参考。关键词:数据库、指纹谱、中药前言:中药材的质量控制是中......

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中药材全息指纹谱图库的建立 王龙星* 肖红斌 梁鑫淼 中国科学院大连化物所203组 大连 116012 摘要:中药指纹谱质量控制是当前的热点,我们设计并建立了中药材全息指纹谱图库软件存放各种色谱指纹谱及其相关信息,该数据库将为中药分析及质量控制提供帮助与参考。 关键词:数据库、指纹谱、中药 前言:中药材的质量控制是中医药现代化的重要内容[1]。今天,现代仪器分析尤其是各种色谱技术在中药材的质量评价中得到了越来越广泛的应用。用色谱指纹谱来评价药材的质量是今后的趋势。随着时间的推移将积累大量的分析谱图,建立一计算机数据库软件来存储这些分析谱图及其相关信息是十分必要的,它不仅能为中药材日常分析提供参考与指导,也能为中药材质量标准的建立打下良好的基础。指纹谱数据库并不是刚提出的新概念,我们研究组的其它人员早在1999年就提出了建立指纹谱数据库及其相关的概念[2] 。但是目前已有的与中药相关的数据库其内容集中在中药自身的相关信息之上,比如四性五味、功能主治、组方原则以及已知活性组分等,还没出现专门用来存放各种中药材分析谱图数据,并有机包容其它相关信息的成熟的数据库。这说明由提出概念到具体的实用数据库软件还有大量的工作需要做。本论文是对我们早先思路的具体实现。 一 数据库的总体设计: 图1:数据库总体设计 目前一般的数据库编程是通过Access等专业数据库软件来完成,这样作虽然编程方便,但编制的程序必须依赖于Access等的存在才能运行,这会对操作系统提出限制,影响软件在各种操作系统下的通用性;此外专业数据库软件编制的程序在使用、维护、更新时必须遵循严格的数据库操作规范,对专业数据库知识缺少了解的一般分析人员难以完成数据库的日常维护与使用。我们认为中药指纹谱图数据库的建立,不是一个人能完成的,需要很多分析工作者的长期积累,如果数据库的使用过分复杂、通用性不强,那么这种积累很可能会半途而废。正是基于对易用性及通用性原则的考虑,我们采用了VB6.0这种通用的编程语言,这样作虽然编程麻烦,但程序的易用性与通用性较强。我们从最初的设计就考虑到普通分析工作者的习惯,尽量使数据库的操作界面与功能与普通的色谱工作站一致,可以说只要会使用普通色谱工作站的分析工作者都可以轻松使用本数据库。这种易用性为数据库的推广普及提供了良好的基础。采用VB通用编程语言的另一个好处是程序的通用性。经实际测试,无需借助其它软件,本数据库可独立正常运行在Windows95,98,2000 ;Windows NT 4.0,5.0等操作系统下,这几乎覆盖了全部的常见操作系统。本数据库的通用性还体现在能兼容多种色谱工作站的数据输出格式,通过对多种国内及国外色谱工作站软件的调查发现它们都支持以文本格式或AIA格式(美国分析测试学会提出的标准数据格式)对外输出谱图原始数据,我们的数据库同时支持这两种格式,用户可以很容易的将各种色谱工作站的分析谱图作为新数据加入数据库,这为今后谱图库的更新与补充新的分析谱图打下了良好的基础。 全息指纹谱图库主要包含两个方面的内容:一个是药材的分析谱图;另一个就是与药材及分析谱图相关的其它信息。针对这两方面的内容我们设计了如图1的程序框架。谱图库中会存放大量的谱图文件,为使用户能快速、方便地找到感兴趣的谱图文件,我们设计了"谱图文件的选择及打开"功能。它可以根据谱图文件名的前缀、后缀或某一特定字段来搜索查询符合要求的谱图并打开。分析谱图往往比较复杂,为了更好地观察比较谱图用户常常需要将分析谱图的局部进行放大缩小,"谱图的放大缩小功能" 能够满足用户的这种需求。 和许多通用的图形软件类似通过鼠标的拖拽或输入时间及信号窗口即可完成谱图缩放,对用户而言十分简单。谱图的拷贝可将当前显示的分析谱图拷贝到剪贴板,这样用户可将谱图粘贴到Word及其它编辑软件中进行编辑处理。打印当前分析谱图则可通过"谱图打印"功能完成。与分析谱图相关的信息主要有三类:一是被分析中药材的概况如四性五味功能主治药材的彩色图片等;二是分析谱图中已知指标成分的情况包括保留时间、分子结构等;三是获得分析谱图的样品处理及分析条件。这三种信息都是图文并茂的文档,我们选择了RTF(Rich Text Format)格式来存储这些信息。RTF是一种通用格式,Word 、WPS以及Windows自带的写字板软件都可以编辑显示RTF文档,这可以提高本数据库的通用性。 二 数据库的维护与更新 中药材品种繁多仅常用品种就多达400种,每个药材又有不同的产地与采收日期[3],因此本数据库的最终完善与数据添加不是个人或一个实验室所能做到的,需要长期的不断积累,这就要求可以方便灵活地向数据库内添加新数据及信息。为达到这个目的,本数据库设计时采用了全开放的原则。每个信息数据对应一个磁盘文件,并且信息文件格式采用通用的RTF格式[4],用户可以使用Word 、WPS、或者Windows 操作系统自带的"写字板"软件编辑这种文档,本数据库也有一定的编辑能力,简单的修改与更新在数据库内部即可完成。这些特点使数据库的维护与更新变得十分容易,用户只需要将编辑好的RTF文档存储到数据库所在目录,并按照本数据库的命名规则命名即可完成信息的添加与维护(详细命名规则见使用说明)。考虑到用户可能想把自己的分析谱图加入数据库,本数据库设置了添加新谱图的功能。经过调查我们发现国内外常见的色谱工作站都支持文本格式或AIA(美国分析测试学会提出的标准数据格式)格式向外输出谱图数据,如果是文本格式用户利用添加新谱图功能按照本软件的提示就可以加入新的谱图;如果是AIA格式则需要运行AIA转换Text功能先把AIA格式转换为文本格式而后再利用加入新谱图功能就可以加入新的谱图。利用这两个功能我们成功地将HP气相色谱工作站、Waters液相色谱工作站、Beckman毛细管电泳工作站、瓦里安气相色谱工作站、国产江申色谱工作站的谱图数据加入了数据库。这两个功能在数据库今后不断补充各种色谱数据、丰富与完善谱图库的内容的过程中起着重要的作用。 三、数据库的编程与实现 本数据库采用Visual Basic6.0编程[4], 综合运用了菜单、快捷按钮及单击鼠标右键时出现的弹出式菜单。图2是程序的一个运行画面。带有保留时间标记的是已知结构的指标成分,指标成分的详细情况在指标成分信息功能中可看到,图3显示的就是这个信息。随着时间推移,用户会知道越来越多的指标成分信息,只需要在该信息窗口的开头输入它们的保留时间(以","分隔),再于空白处添加这些指标成分的相关信息(如分子式等),最后保存即可,本数据库支持从其它软件(如Chemwindow、ChemOffice等)拷贝、粘贴分子式或其它图形到信息显示窗口。总之,对用户而言,本数据库的使用是简单而灵活的。 图2 数据库运行画面 Fig.2 Demo graph of the database 到目前为止,我们的数据库包含柴胡、红花、川芎、丹参、三七、天麻、细辛(根)、细辛(根茎)等9种药材的气相色谱指纹图与液相色谱指纹谱共18个及其相关信息;还包括11种不同产地、炮制方法的吴茱萸药材(由沈阳药科大学鉴定并提供)的11个液相色谱指纹图及其相关信息。随着我们研究组工作的进一步开展会有更多的谱图数据被整理加入。 图3 指标成分信息运行画面 Fig.3 Demo graph of characteristic compound information function 结束语:我们已经初步完成中药材全息谱图库的编程工作,建立了一个包含10种中药材的近30个不同的分析指纹图的全息指纹谱图库,下一步我们将针对常见中药材,利用气相色谱、液相色谱、毛细管电泳等手段展开分离分析,将获得的谱图及其它相关信息加入数据库,使数据库不断完善。 参考文献 1 郑虎占、董泽宏、佘靖主编《中药现代研究与应用》学苑出版社,第六卷 北 京1997年10月第一版 5909-5912 Zheng Huzhan, Dong Zehong and Yu Jing. Modern study Of traditional Chinese medicine. Beijing: Xue Yuan Press, 1997. 5909-5912 (原书的翻译) 2 卢佩章、梁鑫淼、肖红斌 中药组分智能统一指纹数据库,化学进展,1999, 11(2): 199-201 Lu Peizhang, Liang Xinmiao and Xiao Hongbin, Chinese advances in Chemistry, 1999,11(2): 199-201(自译) 3 李钟文主编《中药学》中国中医药出版社 北京1993年8月第一版 1-4 Li Zhongwen,Courses of traditional Chinese medicine. Beijing: Traditional Chinese medicine Press, 1993. 1-4(自译) 4 Mike McKelvy,Ronald Martinsen 著 杨继平等译《Visual Basic 6 开发使用手册》 机械工业出版社 北京1999年12月第一版 1-600 Mike McKelvy and Ronald Martinsen compose, Yang Jiping translate Special Edition Using Visual Basic 6.Beijing: Machine Industry Press, 1999 ,1-600(自译, 书名是原书的翻译) Establishment of Comprehensive Fingerprint Database of Traditional Chinese Herb Wang Longxing , Xiao Hongbin and Liang Xinmiao (Dalian Institute of Chemical Physics, the Chinese Academy of Sciences, Dalian 116012) Abstract: Quality control of traditional Chinese herb by fingerprint is being paid close attention to in these years. We design and build a database software to store these fingerprints and other relevant information. The use of this database is very simple and convenient for ordinary analysts who have no experience about professional database software. This software could be used under many kinds of operation system such as Windows 95,98,2000 and Windows NT 4.0,5.0. By now, we have input nearly 30 fingerprints and their relevant information of ten kind of traditional Chinese herbs into this database, and we will continuously increase the number of fingerprint in this base in future. This database is helpful for analysis and Quality control of traditional Chinese herb. Key words: database, fingerprint, traditional Chinese herb 参考译文:中药指纹谱质量控制是近年来的热点。我们设计并建立了中药材指纹谱数据库软件用来存放中药指纹谱图以及其它相关的信息。即使对没有数据库知识的普通分析人员,该谱图库的使用也十分简单方便。该软件可以在多种操作系统下运行,包括Windows95,98, 2000; Windows NT 4.0,5.0。目前数据库内已经存有10种中药材的近30个不同的分析指纹图,而且数目正不断增长。这个数据库对传统中药的分析与质量控制有较大的帮助。 关键词:数据库,指纹谱,中草药
作者: 2007-5-18
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