采用电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）分析技术测定黄芩不同物候期（休眠期、 展叶期、 花期、 果实期和枯黄期）不同器官（根、 茎、 叶、 花果）中四种常见营养元素（Ca, Mg, P, K）的含量, 以探索随物候期的变化, 营养元素在不同器官中的配置规律。 结果发现, Ca, Mg, K元素在黄芩叶片的营养生长期的投资相对量较大, 主要用于促进叶片的光合作用, 合成大量的碳水化合物; P和K元素在生殖生长期生殖器官的投资比例明显高于营养器官, 有利于下一代的繁衍; 根中Ca, Mg, K元素的配置比例在枯黄期略有回升, 以增强黄芩耐寒过冬的能力。 本研究结果为黄芩种植的合理施肥提供实验数据。

中药的采收季节与药物质量有着密切的关联, 研究不同季节采收药材的差异并对其进行准确识别, 对中药药理研究与质量控制意义重大。 采用红外光谱三级鉴别法, 对春季和秋季采收的黄芩进行研究。 结果表明, 春季与秋季采收的黄芩红外光谱吸收峰位置较相似, 但是酯类化合物中羰基CO的1 740 cm-1特征吸收峰, 黄酮类成分1 614 cm-1附近特征吸收峰及糖类成分1 071 cm-1附近吸收峰的相对峰强度差别显著。 通过二者相对峰强度的不同发现春季采收的黄芩药材中黄酮类和酯类成分高于秋季采收的药材。 比较二者在1 300～400 cm-1波数范围内的二阶导数红外光谱, 得出其所含糖类物质有所不同。 二者的差异在二维相关红外光谱上更加直观显著。 对16个批次的春季与秋季采收黄芩药材红外光谱进行了主成分分析, 结果表明二者可以得到准确区分。 综上, 红外光谱三级鉴别法与主成分分析相结合, 可以准确鉴别春季和秋季采收的黄芩, 并分析其化学成分的差异。

采用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定了1年～3年生黄芩根、 茎、 叶、 茶、 茶水中九种矿质元素的含量， 结果表明， 黄芩根、 茎、 叶中富含K, Ca, Mg, P, Al, Fe等矿质元素， 黄芩叶中Zn, Mn, Cu, Fe, Al, P, Mg, Ca, K的含量比例为1∶3∶6∶15∶18∶19∶41∶333∶423； 黄芩茎叶内Fe， Mn， P， Mg， Ca等矿质元素的含量有随栽培年限的增加而升高的趋势； 黄芩嫩叶茶中主要含K， Ca， Mg等元素， 其中Fe， Zn， Mg等营养元素易于溶出， 溶出率分别达61.8%， 55.4%， 61.4%。 本研究为合理利用黄芩地上部资源提供了科学依据。

通过傅里叶变换红外光谱法(FTIR)研究了紫外线-B(UV-B)辐射对黄芩根、 茎、 叶不同部位化学成分的影响。 结果表明, UV-B辐射增加了黄芩根及叶中醇类和酚类物质以及类黄酮的含量, 根中萜类物质含量增加, 叶中蛋白质含量增加。 与根和叶中的情况相反, UV-B辐射降低了茎中醇类和酚类物质、 类黄酮、 不饱和脂以及内酯类物质, 这些结果说明UV-B辐射下黄芩产生了次生代谢方面的变化, 并且代谢产物的分配可能在根、 茎、 叶不同部位间存在权衡。 使用红外二阶导数谱进行化学成分的分析, 能够进一步为红外光谱分析结果补充更多信息, 特别是有关类黄酮及其与糖类等结合成苷类分子的信息。 使用傅里叶变换红外光谱法可以在宏观上简便、 快速地检测UV-B辐射对黄芩根、 茎、 叶不同部位化学成分的影响, 可以作为化学成分进一步深入分析的先导方法。

利用X射线荧光光谱法(XRF), 测定第4代航天育种黄芩的元素种类和含量, 并与同条件下种植收获的地面组黄芩进行比较分析, 初步分析了空间效应对黄芩元素的影响。 结果表明, 两组样品元素种类基本无改变, 即两组样品富集元素种类是一致的, 但太空组黄芩元素含量有所变化, Ca, Na, Zn, S含量比地面组分别提高了0.3, 0.3, 0.04, 0.7倍。

文章建立了近红外漫反射光谱技术快速测定中药黄芩中主要活性成分黄芩苷和总黄酮含量的方法。 对黄芩苷含量在12.24%～21.34%， 总黄酮含量在16.08%～26.52%范围内的61个不同产地的黄芩， 选择在8 000～4 000 cm-1 范围内的近红外吸收光谱， 采用偏最小二乘算法(PLS)比较不同光谱预处理方法建立的校正模型， 结果表明一阶导数和最小最大归一化的数据预处理方法分别为黄芩苷和总黄酮最优预处理建模方法。 黄芩苷校正集相关系数(r)为0.902　4， 校正集标准偏差(SEC)为1.01， 预测集标准偏差(SEP)为0.876 4； 总黄酮校正集相关系数(r)为0.952　7， 校正集标准偏差(SEC)为0.785， 预测集标准偏差(SEP)为0.521　1， 该方法快速简便， 适合于黄芩中主要活性成分的快速分析。

首次从整体上测定并对比分析了我国独创的太空诱变育种黄芩和地面组黄芩, 以期为全面了解第4代太空诱变黄芩品质的变化和深入研究积累资料。 结果表明两组样品的FTIR光谱的主要吸收峰的峰位、 峰形大致相同, 但吸收峰的强度却有明显差异, 太空组黄芩中各主要吸收峰强度都比地面组明显增强, 尤其是黄芩的主要活性成分黄酮类化合物(黄芩甙、 黄芩素、 汉黄芩甙、 汉黄芩素及黄芩新素等)在3 391, 1 655, 1 069 cm-1等处吸收峰强度明显比地面组增强, 说明太空组黄芩中主要活性成分黄酮类化合物及其他成分含量比地面组明显提高。 这表明太空组黄芩的非晶态活性成分明显得到了优化。 太空诱变育种有利于选育出活性成分提高的黄芩新品种, 是中药材种质资源创新的快捷有效的途径之一。

使用火焰原子吸收光谱法对人工种植黄芩的根、茎、叶、花、种子5个部位中的Ca,Cu,Fe,Mn,Zn,K六种矿物元素的含量进行了测定分析。结果表明,黄芩各部位均含有丰富的矿物元素,根中营养元素由高到低的顺序是为Ca>Fe>Cu>Mn>Zn>K,茎中的为Fe>Mn>Zn=Cu>K>Ca,叶中的为Fe>Mn>Zn>Cu>K>Ca,花中的为Ca>Fe>Mn>Zn>Cu>K,种子中的为Ca>Fe>Zn>Mn>Cu>K。研究认为人工种植黄芩茎、叶、花、种子中Fe,Mn,Zn含量皆较高,花和种子中还富含Ca,根中富含Ca和Fe元素。

采用荧光光度法测定了人工种植黄芩和野生黄芩叶中微量元素Se的含量,氨基酸分析仪测定了18种氨基酸的含量,结果表明人工种植黄芩叶与野生黄芩叶中皆含有较高的Se,但其含量没有显著差异(α=0.05)。黄芩叶中富含氨基酸,其中含量较多的是天冬氨酸、 谷氨酸、亮氨酸,人工种植黄芩叶氨基酸含量高于野生黄芩叶,说明人工种植黄芩可以替代野生黄芩用于黄芩叶产品的开发。实验结果为揭示黄芩的生物功能以及比较人工种植黄芩和野生黄芩叶中Se及氨基酸的差异提供有用数据,并为开发黄芩叶食用、药用价值提供理论依据。