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总论

中药显微鉴别是利用显微镜对中药材、饮片及中成药成方制剂组成药味的组织、细胞或细胞后含物的特征进行鉴别,以确定其真伪的一种方法,具有直观、简便、快速、易行、经济和环保等优点。显微鉴别是一项专门的技术,需要动(植)物解剖学和矿物学的基础知识、显微制片技术、显微摄影技术及显微绘图技术等。

目前,显微鉴别原理和技术已经成熟,并被广泛地应用到中药鉴别工作中。详细介绍显微鉴别原理、技术、方法及药材粉末显微鉴别特征图的相关书籍已经很多,如《中华人民共和国药典中药材显微鉴别彩色图鉴》是与《中华人民共和国药典(2005年版)》配套的中药材显微特征原创彩色图谱,该书总论部分详细介绍了中药显微鉴定发展简史、鉴定依据、原理和方法,各论部分包括图文并茂的粉末彩色图、组织断面有缝拼图等。故上述内容在本书中不再赘述。

中药显微鉴别的结果是将肉眼不可见的微观图像,以图文并茂的形式呈现给读者。不同历史时期显微鉴别图的呈现形式,因受制于显微镜可视界面和当时科学技术条件的限制而不同。至本书截稿,完整的大型植(动)物及矿物药类中药材组织切片或磨片显微鉴别图一直以手绘墨线图的形式呈现,数码图像多为不连续的、间断的、单次拍摄的局部图像的有缝拼接图。手绘墨线图能清楚地诠释完整的中药材组织特征,但不可避免地带有绘图者的主观意识,缺乏真实性和可信性;图像有缝拼接使得中药材组织显微图像信息碎片化和不完整;单次拍摄因无法同时聚焦多个平面使得图像经常出现局部模糊虚化。因此,目前显微鉴别图鉴类书籍的图像难以呈现出显微镜下观察到的完整、清晰、色彩逼真的真实状态。

随着科学技术的不断发展,现代数码成像技术和显微镜相结合在中药显微鉴定中的应用不断深入发展与创新,使得中药显微鉴定的图像质量不断提高。本书总结了编者多年显微鉴别工作研究经验,综合应用到显微鉴别研究中,主要体现在以下几个方面。

一、偏振光显微镜在中药材组织显微鉴别中的应用

中药显微鉴别研究使用的显微镜主要有普通光学显微镜、偏振光显微镜、荧光显微镜、电子显微镜等。普通光学显微镜与偏振光显微镜已经被广泛应用于中药显微鉴别的日常检验工作中。偏振光显微镜有两个偏振镜:一个装置在光源与被检物体之间,为“起偏镜”;另一个装置在物镜与目镜之间,是“检偏镜”。当起偏镜与检偏镜调整到正交检偏位视野下,视场完全黑暗,凡具有双折射性(各向异性)的物质(如木化的纤维、导管、石细胞,淀粉粒、草酸钙结晶等细胞后含物)在暗视野下因显多彩亮光易于分辨,具有单折射性(各向同性)的物质则被融入黑色背景中而不可见。目前偏振光显微镜主要用于中药粉末的显微鉴别。本书编者将偏振光显微镜的应用从粉末细胞拓展到完整组织的观察研究。在偏振光正交检偏位暗视野下,具有双折射性的植(动)物组织部位因发光而更容易被看到,因此可以被快速定位并揭示其存在部位及分布规律,其效果犹如在漆黑的夜晚看上海外滩景观灯,双折射性物质如灯光样耀眼突显。但在正交检偏位视野下观察植物组织也有一个缺陷,即单折射性物因无光泽不能被看到而被融入黑色背景中,导致该部分信息缺失。

二、偏振光显微镜与λ波长补偿器在中药显微鉴别中的联合应用

λ波长补偿器,又称光程补偿器,是由具有精确厚度和光学各向异性的云母、石英、氯化镁、石膏等材料制成的光学元件,可使两个相互垂直的偏振光之间产生相位延迟,出现白光干涉现象,从而将不可见的相位图像(单折射性物质)转换为可见的振幅图像,观察到在常规显微镜下很难看到的精细结构。λ波长补偿器与偏振光显微镜联合应用,在产生的λ干涉偏振光视野下,单、双折射性组织显微构造可在同一视野同时呈现,解决了普通偏振光显微镜视野下单折射性物无法被观察到的缺陷,调整显微镜起偏器、检偏器及λ波长补偿器相对角度,不同检偏位可显示不同的背景颜色,其效果如华灯初上时看上海外滩景观灯的效果,这是中药显微鉴别研究方法和技术的新尝试。

三、大型图像拼接与实时景深扩展数码成像技术在中药显微图像拍摄中的应用

大型图像拼接是将数张有重叠部分的图像拼成一幅无缝的、高分辨率图像的方法。该方法打破了显微镜视场的限制,可获得平滑过渡的完整的大视野全息彩色图像,从而解决传统中药材组织鉴别显微图像单次拍摄、有缝拼接而导致的影像信息碎片化和信息缺失的问题。

实时景深扩展是利用微调聚焦,合成在不同Z轴位置的多个图像,创建超出标准景深范围,将完全聚焦的单幅图像合成立体图像。该方法拍摄可以解决单次拍摄无法同时聚焦多个平面而导致的局部图像模糊虚化问题。

大型图像拼接和实时景深扩展数码成像技术可以利用显微镜数码成像拍摄软件自动合成,也可手动合成或利用Adobe Photoshop等图像处理软件后期合成。大型图像拼接与实时景深扩展数码成像技术联合应用,可获得完整的、有立体感的全息彩色图像。

本书同一药材组织断面分别在普通光、偏振光(或λ干涉偏振光)不同光源条件下进行拍摄,获取的对应图像采用手性对标法进行标注(偏振光或λ干涉偏振光图像利用Adobe Photoshop图像处理软件做180°的水平翻转,与普通光图像形成手性对称),使得初学读者可以对比参考同一特征在不同条件下获得的影像图,易于初学者学习,有利于偏振光及λ干涉偏振光显微鉴别技术的普及及推广。

世界上没有十全十美的事物,不同条件下获取的药材组织显微图亦然。简言之,手绘墨线图简洁、清晰,可以是模式图,但缺乏真实性及色彩还原;在普通光下获取的图像,可反映其真实性,但双折射性特征部位无法突显;在正交偏振光下双折射性部位因显示彩色光泽与黑色背景形成鲜明对比而被突显,但单折射性部位信息被融入黑色背景中,使该部位信息缺失;在λ干涉偏振光下,单、双折射性组织显微构造可在同一视域同时显现,非常适合局部观察研究,色彩丰富,美轮美奂,但因色彩过于丰富,影响完整组织图像的呈现效果,故本书仅在局部横断面拍摄中选择性使用。

为了便于学习,全面展示中药材组织显微特征的完整性和局部特征的清晰度,本书图像主要选择了中药材横切面全息普通光与偏振光对比图,做手性对比标注;单页面最大化呈现其完整的全息彩色图,为保障图的原汁原味而不加标注;局部特征放大普通光与偏振光(或λ干涉偏振光)图,做手性对比标注。 b3D71ZJQaDKhdGmBr5t7PR5AyPUOx4I9sKfMGFhEGNK3wbhSifXUaxBRsgLikFEy

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