龐會娜 范琳 肖鳳琴 于倩 王海東 沈穎欣 韓榮欣 嚴銘銘 邵帥

摘 要 目的：篩選葛根抗氧化活性部位的藥效物質(zhì)。方法：制備20批葛根抗氧化活性部位樣品（S1～S20）。采用高效液相色譜法（HPLC）法測定，色譜柱為SepaxBio-C18，柱溫為25 ℃，檢測波長為250 nm，流動相為甲醇-水（梯度洗脫），流速為0.6 mL/min。采用《中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統(tǒng)》（2012版）建立20批葛根抗氧化活性部位的HPLC指紋圖譜并進行共有峰指認。結(jié)合聚類分析法、主成分分析（PCA）法和正交偏最小二乘法判別分析（OPLS-DA）法，篩選葛根抗氧化活性部位的藥效物質(zhì)。結(jié)果：20批葛根抗氧化活性部位HPLC指紋圖譜共有18個共有峰，相似度均大于0.99。共指認了8個共有峰，分別為3′-羥基葛根素（峰2）、葛根素（峰3）、3′-甲氧基葛根素（峰4）、大豆苷（峰5）、染料木苷（峰7）、芒柄花苷（峰11）、大豆苷元（峰13）、染料木素（峰16）;經(jīng)聚類分析、PCA法分析發(fā)現(xiàn)，樣品S1、S3、S4、S6、S8、S18、S19聚為一類，樣品S2、S5、S7、S9～S17、S20聚為一類，對主成分1影響較大的有峰2、峰3、峰10、峰11、峰13，對主成分2影響較大有峰8、峰9;經(jīng)OPLS-DA分析發(fā)現(xiàn)，峰4、峰3、峰2、峰16、峰13、峰11對葛根抗氧化活性部位質(zhì)量的影響較大。結(jié)論：本研究建立了葛根抗氧化活性部位的HPLC指紋圖譜，指認了8個成分，其中葛根素、3'-羥基葛根素、大豆苷元和芒柄花苷可能為葛根抗氧化作用的藥效物質(zhì)基礎。

關(guān)鍵詞 葛根;抗氧化活性部位;高效液相色譜法;指紋圖譜;化學計量法

中圖分類號 R284.1 文獻標志碼 A 文章編號 1001-0408（2021）07-0839-06

ABSTRACT? ?OBJECTIVE： To screen the effective component in antioxidant active fraction of Pueraria lobata. METHODS： The antioxidant active fraction sample （S1-S20） of 20 batches of P. lobata were prepared. HPLC method was adopted. The determination was performed on SepaxBio-C18 column with mobile phase consisted of methanol-water （gradient elution） at the flow rate of 0.6 mL/min. The column temperature was set at 25 ℃， and detection wavelength was set at 250 nm. HPLC fingerprints of 20 batches of P. lobata were established by the Similarity Evaluation System of TCM Chromatographic Fingerprints （2012 edition）， and common peaks were identified. Cluster analysis， principal component analysis （PCA） and orthogonal partial least squares discriminant analysis （OPLS-DA） were used to screen the effective components in antioxidant active fraction of P. lobata. RESULTS： There were 18 common peaks in HPLC fingerprints of 20 batches of antioxidant active fraction in P. lobata， and the similarity was more than 0.99. Eight common peaks were identified， which were 3′-hydroxypuerarin （peak 2）， puerarin （peak 3）， 3′-methoxypuerarin （peak 4）， daidzein （peak 5）， genistein （peak 7）， formononetin （peak 11）， daidzein （peak 13） and genistein （peak 16）. The results of cluster analysis and PCA analysis showed that samples S1， S3， S4， S6， S8， S18 and S19 were clustered into one category， and samples S2， S5， S7， S9-S17 and S20 were clustered into one category; peak 2， peak 3， peak 10， peak 11 and peak 13 had great influence on principal component 1; peak 8 and peak 9 had great influence on principal component 2. OPLS-DA analysis showed that peak 4， peak 3， peak 2， peak 16， peak 13 and peak 11 had great influence on the quality of antioxidant active fraction of P. lobata. CONCLUSIONS： HPLC fingerprint for active fraction of P. lobata is established in the study and 8 components are identified; among them， puerarin， 3′-hydroxypuerarin， daidzein and formononetin may be the material basis of antioxidant fraction of P. lobata.

KEYWORDS? ?Pueraria lobata; Antioxidant fraction; HPLC; Fingerprint; Chemometrics

葛根為豆科植物野葛Pueraria lobata（Willd.）Ohwi的干燥根，始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，歷代本草均有記載，具有解肌退熱、生津止渴、升陽止瀉等功效[1]?，F(xiàn)代研究表明，葛根含有葛根素、3′-羥基葛根素、3′-甲氧基葛根素、大豆苷、大豆苷元、染料木素、染料木苷、芒柄花苷等異黃酮類活性成分[2-3]，具有抗癌[4]、保護心肌[5]、解酒保肝[6]、降血脂[7]、降血糖[8]、抗衰老[9]等多種藥理作用。近年來，研究發(fā)現(xiàn)，人體細胞在氧化還原代謝過程中可產(chǎn)生少量自由基，當超過人體自身清除能力時，多余的自由基就會殘留人體內(nèi)，產(chǎn)生氧化應激，從而引起多種疾病[10-11]。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，葛根的多糖和總黃酮均具有明顯的抗氧化活性，但研究主要集中在其有效物質(zhì)的提取及活性研究方面[12]，并未針對其具體的氧化活性部位進行深入研究。

中藥是通過多種成分的協(xié)同作用來發(fā)揮療效的，因此有必要對其藥效確切的活性部位開展質(zhì)量控制研究。指紋圖譜因其整體性、全面性、關(guān)聯(lián)性、層次性，能夠較完整地獲得中藥的化學成分信息，常與化學計量學相結(jié)合以從多個方面評價中藥的質(zhì)量，且這種方法目前已成為國際公認的控制中藥質(zhì)量的有效手段之一[13-14]。本課題組前期篩選了葛根抗氧化活性部位，基于此，本研究制備了20批葛根藥材的抗氧化活性部位，以建立其高效液相色譜（HPLC）指紋圖譜，并結(jié)合聚類分析、主成分分析、正交偏最小二乘判別分析（OPLS-DA）等化學計量法篩選葛根抗氧化作用的藥效物質(zhì)，以期為葛根抗氧化活性成分的確定提供參考。

1 材料

1.1 主要儀器

本研究所用主要儀器有：Agilent1260型高效液相色譜儀（美國Agilent公司）、KQ-250DB型數(shù)控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）、ALB-224型萬分之一分析天平（德國Sartorius公司）、RT-12型粉碎機（河北本辰科技有限公司）。

1.2 主要藥品與試劑

本研究所用20批葛根藥材（編號A1～A20）均購自北京本草方源藥業(yè)集團有限公司（藥材產(chǎn)地均為河南，批號分別為20190321、20190415、20190506、20190913、20190930、20191010、20191020、20191108、20191123、20191207、20191218、20200105、20200116、20200308、20200322、20200516、20200526、20200603、20200613、20200625），經(jīng)長春中醫(yī)藥大學人參科學研究院姜大成教授鑒定為豆科植物野葛P. lobata（Willd.）Ohwi的干燥根;所用主要試劑為葛根素、大豆苷、大豆苷元、染料木素、染料木苷、芒柄花苷對照品（中國食品藥品檢定研究院，批號分別為S02M9B54875、P14M10F83057、C06N6Y5504、H30A9Z69019、P09M8F31018、M02A11- S120167），3′-羥基葛根素、3′-甲氧基葛根素對照品（四川省維克奇生物科技有限公司，批號分別為wkq-00019、wkq-01640）;乙酸乙酯、正丁醇為分析純，甲醇為色譜純，其余試劑為分析純或?qū)嶒炇页Ｓ靡?guī)格，水為娃哈哈純凈水。

2 方法與結(jié)果

2.1 葛根抗氧化活性部位樣品的制備

參考文獻[15]方法，取葛根藥材100 g，粉碎，過100目篩，以70%乙醇回流提取3次，每次1.0 h;合并濾液，于50 ℃條件下減壓濃縮，得葛根醇提取物浸膏。取上述浸膏，加適量水溶解，并用乙酸乙酯萃取3次;合并萃取液，于50 ℃條件下減壓濃縮，干燥，即得葛根抗氧化活性部位粉末[得率為3%～4%（以生藥量計）]，于4 ℃保存，備用。本研究以20批葛根藥材分別制得20批葛根抗氧化活性部位樣品（編號S1～S20）。

2.2 葛根抗氧化活性部位HPLC指紋圖譜研究

2.2.1 色譜條件 色譜柱為SepaxBio-C18（250 mm×4.6 mm，5 μm）;流動相為甲醇（A）-水（B），梯度洗脫（0～10 min，25%A;10～15 min，25% A→27%A;15～25 min，27%A→30%A;25～50 min，30%A→100%A;50～60 min，100% A→25%A）;流速為0.6 mL/min;檢測波長為250 nm;柱溫為25 ℃;進樣量為10 μL。

2.2.2 溶液的制備 （1）混合對照品溶液：分別精密稱取葛根素、染料木素、染料木苷、大豆苷、大豆苷元、芒柄花苷、3′-甲氧基葛根素、3′-羥基葛根素對照品各適量，置于同一量瓶中，加甲醇溶解制成質(zhì)量濃度分別為0.071、0.023、0.042、0.076、0.017、0.087、0.022、0.019 mg/mL的混合對照品溶液。（2）供試品溶液：分別精密稱取葛根抗氧化活性部位樣品適量，加適量甲醇溶解，超聲（功率為200 W，頻率為45 kHz）處理15 min，放冷，加甲醇稀釋至刻度，搖勻，制成質(zhì)量濃度為2.02 mg/mL（以提取物計，下同）的供試品溶液。

2.2.3 精密度試驗 取“2.2.2（2）”項下供試品溶液適量，按“2.2.1”項下色譜條件連續(xù)進樣測定6次。以峰11（該峰峰形較好且分離度良好、峰面積穩(wěn)定，故選此峰為參照峰，下同）的保留時間和峰面積為參照，記錄各共有峰的相對保留時間和相對峰面積。結(jié)果，18個共有峰相對保留時間的RSD均小于0.4%（n=6），相對峰面積的RSD均小于3.0%（n=6），表明儀器精密度良好。

2.2.4 重復性試驗 取葛根抗氧化活性部位樣品（編號S19），共6份，按“2.2.2（2）”項下方法制備供試品溶液，按“2.2.1”項下色譜條件進行測定。以峰11的保留時間和峰面積為參照，記錄各共有峰的相對保留時間和相對峰面積。結(jié)果，18個共有峰相對保留時間的RSD均小于0.5%（n=6），相對峰面積的RSD均小于3.0%（n=6），表明方法重復性良好。

2.2.5 穩(wěn)定性試驗 取“2.2.2（2）”項下供試品溶液（編號S19）適量，分別于室溫下放置0、2、4、8、12、24 h后，按“2.2.1”項下色譜條件進樣測定。以峰11的保留時間和峰面積為參照，記錄各共有峰的相對保留時間和相對峰面積。結(jié)果，18個共有峰相對保留時間的RSD均小于1.3%（n=6），相對峰面積的RSD均小于3.0%（n=6），表明供試品溶液在室溫下放置24 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。

2.2.6 葛根抗氧化活性部位HPLC指紋圖譜的生成 分別取20批葛根抗氧化活性部位樣品適量，按“2.2.2（2）”項下方法制備供試品溶液，再按“2.2.1”項下色譜條件進樣測定。采用《中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統(tǒng)》（2012版）對20批樣品的HPLC圖譜進行處理，采用平均數(shù)法，將時間窗設置為0.1 min，以編號S10樣品的色譜圖為參照圖譜，經(jīng)多點校正后，進行色譜峰的匹配，生成對照譜圖（R），得到葛根抗氧化活性部位HPLC疊加指紋圖譜，詳見圖1。

2.2.7 共有峰的指認及相關(guān)分析 取“2.2.2（1）”項下混合對照品溶液，按“2.2.1”項下色譜條件進樣，記錄色譜圖，詳見圖2。將圖1與圖2比對可知，20批葛根抗氧化活性部位樣品共含18個共有峰，其中峰2為3′-羥基葛根素、峰3為葛根素、峰4為3′-甲氧基葛根素、峰5為大豆苷、峰7為染料木苷、峰11為芒柄花苷、峰13為大豆苷元、峰16為染料木素。20批葛根抗氧化活性部位共有峰的相對保留時間和相對峰面積見表1、表2。

2.2.8 相似度評價 將20批葛根抗氧化活性部位樣品的HPLC指紋圖譜導入《中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統(tǒng)》（2012版）進行相似度評價。結(jié)果，20批葛根抗氧化活性部位樣品的HPLC指紋圖譜與對照圖譜（R）的相似度均大于0.99，表明各批樣品的化學成分一致性較好，詳見表3。

2.3 葛根抗氧化活性部位的藥效物質(zhì)篩選

2.3.1 聚類分析 以20批葛根抗氧化活性部位的HPLC指紋圖譜中18個共有峰的峰面積為原始數(shù)據(jù)，采用SPSS 21.0軟件對原始數(shù)據(jù)進行標準化，以組間均聯(lián)法結(jié)合平方歐氏距離對20批葛根抗氧化活性部位樣品進行聚類分析。結(jié)果，當平方歐氏距離為15時可將20批樣品聚為2類：樣品S1、S3、S4、S6、S8、S18、S19聚為一類;樣品S2、S5、S7、S9～17、S20號聚為一類，詳見圖3。

2.3.2 主成分分析 以葛根抗氧化活性部位的HPLC指紋圖譜中18個共有峰的峰面積為變量，建立20×18的原始數(shù)據(jù)矩陣，并使用多元統(tǒng)計軟件SIMCA 14.1對20批葛根抗氧化活性部位進行主成分分析，計算其主成分得分。結(jié)果，20批葛根抗氧化活性部位可聚為2類：樣品S1、S3、S4、S6、S8、S18、S19聚為一類;樣品S2、S5、S7、S9～S17、S20聚為一類。這與聚類分析結(jié)果相一致。20批葛根抗氧化活性部位的主成分得分圖見圖4。

以18個共有峰為變量，使用SIMCA 14.1軟件進行分析，篩選出貢獻最大的2個主成分，貢獻率之和為77.169%（即這2個主成分能反映葛根抗氧化活性部位的基本特征），并得到20批葛根抗氧化活性部位的主成分荷載圖，詳見圖5（圖中每個點代表1個色譜峰，表示每個色譜峰對主成分綜合作用的貢獻;距離載荷圖原點越遠的點，其變量權(quán)重越大，即表明化學成分與樣品質(zhì)量的相關(guān)性越強[16-17]）。由圖5可知，對主成分1影響較大有峰2（3′-羥基葛根素）、峰3（葛根素）、峰10、峰11（芒柄花苷）、峰13（大豆苷元），對主成分2影響較大有峰8、峰9。

2.3.3 OPLS-DA 為了更好地分析樣品間的差異，使用SIMCA14.1軟件對20批葛根抗氧化活性部位進行OPLS-DA，結(jié)合主成分分析的結(jié)果，使用OPLS-DA法建模分析。結(jié)果，OPLS-DA得分矩陣圖見圖6;數(shù)據(jù)矩陣的模型區(qū)分參數(shù)R2X=0.77、R2Y=0.964，模型預測參數(shù)Q2=0.946（其中，R2X表示概括X矩陣的結(jié)實率;R2Y表示模型的穩(wěn)定性;Q2 cum表示模型的預測性;R2Y和Q2越接近1說明模型的穩(wěn)定性和預測性越好[18]），表明本研究所建立的OPLS-DA模型穩(wěn)定，具有較強的預測能力。

為確定各共有峰對葛根抗氧化活性部位質(zhì)量差異產(chǎn)生的影響，采用變量重要性投影法（VIP）進行分析，提取OPLS-DA模型中18個共有峰的VIP值，以VIP>1.0且誤差線不超過原點為選取原則[19]進行篩選。結(jié)果，共篩選得到6個影響較大的峰，從大到小依次為峰4、峰3、峰2、峰16、峰13、峰11，詳見圖7。

另以18個共有峰面積為變量，使用SIMCA14.1軟件進行分析，得到OPLS-DA模型中各共有峰的載荷圖，詳見圖8。由圖8可知，峰4（3′-甲氧基葛根素）、峰3（葛根素）、峰2（3'-羥基葛根素）、峰16（染料木素）、峰13（大豆苷元）、峰11（芒柄花苷）離原點較遠，表明這6個峰對葛根抗氧化活性部位質(zhì)量的影響較大。結(jié)合主成分分析結(jié)果，推測葛根素、3′-羥基葛根素、大豆苷元和芒柄花苷可能為葛根抗氧化作用的藥效物質(zhì)。

3 討論

3.1 HPLC色譜條件優(yōu)化

本課題組前期在葛根抗氧化活性部位HPLC指紋圖譜研究中，考察了流動相等度洗脫，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其分離時間較長，且分離效果不佳?；诖?，選擇流動相為甲醇（A）-水（B）進行梯度洗脫。同時，考察了4種不同洗脫程序：程序1（0～30 min，30%A;30～50 min，30%A→100%A;50～60 min，100%A→30%A）、程序2（0～25 min，30%A;25～50 min，30%A→100%A;50～60 min，100%A→30%A）、程序3（0～10 min，20%A;10～25 min，20%A→25%A;25～50 min，25%A→100%A;50～60 min，100%A→20%A）、程序4（0～10 min，25%A;10～15 min，25%A→27%A;15～25 min，27%A→30%A;25～50 min，30%A→100%A;50～60 min，100%A→25%A）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，按程序4進行梯度洗脫，各色譜峰分離度較好且基線平穩(wěn)，有利于指紋圖譜的研究。

3.2 指紋圖譜結(jié)合化學計量法篩選葛根抗氧化活性部位的藥效物質(zhì)

本研究采用HPLC法建立了葛根抗氧化活性部位的指紋圖譜，確定了18個共有峰，各批樣品色譜圖的相似度均大于0.99，且20批樣品共有峰的相對保留時間、相對保留峰面積的RSD均小于3.0%。通過與混合對照品溶液對比，指認出8個共有峰成分，分別為葛根素、大豆苷、大豆苷元、染料木素、染料木苷、芒柄花苷、3′-甲氧基葛根素、3′-羥基葛根素。為了進一步比較20批葛根抗氧化活性部位化學成分的差異，并尋找其可能的藥效物質(zhì)，筆者進一步采用聚類分析、主成分分析和OPLS-DA等化學計量學方法，對20批樣品進行分析比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，20批葛根抗氧化活性部位樣品可聚為2類，其中S1、S3、S4、S6、S8、S18、S19聚為一類，S2、S5、S7、S9～S17、S20聚為一類;峰3（葛根素）、峰2（3′-羥基葛根素）、峰13（大豆苷元）、峰11（芒柄花苷）可能為葛根抗氧化作用的藥效物質(zhì)。相關(guān)文獻也表明，上述4種成分在抗氧化方面均具有顯著療效[20-23]。

綜上所述，本研究成功建立了葛根抗氧化活性部位的HPLC指紋圖譜，指認了8個共有峰成分;結(jié)合化學計量法發(fā)現(xiàn)，葛根素、3′-羥基葛根素、大豆苷元和芒柄花苷可能為葛根抗氧化作用的藥效物質(zhì)。

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（收稿日期：2021-01-04 修回時間：2021-02-02）

（編輯：唐曉蓮）