王亞飛,楊平榮,,楊耘,宋平順,倪琳
1.蘭州大學(xué)藥學(xué)院,甘肅 蘭州 730000;2.甘肅省藥品檢驗(yàn)研究院,國(guó)家食藥監(jiān)局中藥材中藥飲片質(zhì)量重點(diǎn)控制實(shí)驗(yàn)室,甘肅省中藏藥檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)工程實(shí)驗(yàn)室,甘肅省中藥品質(zhì)與安全評(píng)價(jià)工程技術(shù)研究中心,甘肅 蘭州 730000;3.甘肅省婦幼保健院藥學(xué)部,甘肅 蘭州 730000
地骨皮為茄科植物枸杞Mill.或?qū)幭蔫坭絃.的干燥根皮,主產(chǎn)于山西、河北、河南、甘肅、寧夏及華北等地,味甘、性寒,歸肺、肝、腎經(jīng),有涼血除蒸、清肺降火功效,主要用于陰虛潮熱、骨蒸盜汗、肺熱咳嗽、咯血及內(nèi)熱消渴等?,F(xiàn)代藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn),地骨皮具有降低血糖、降血壓、解熱鎮(zhèn)痛、免疫調(diào)節(jié)、抗菌等作用。地骨皮的主要成分包括黃酮、有機(jī)酸、多肽類、甾醇、香豆素和揮發(fā)油,然而地骨皮的有效成分尚不明確,2020年版《中華人民共和國(guó)藥典》(一部)未規(guī)定含量測(cè)定項(xiàng)。
地骨皮甲素和地骨皮乙素為精胺生物堿,具有糾正免疫紊亂、降血壓、保護(hù)NMDA誘導(dǎo)的原代神經(jīng)元損傷等作用。阿魏酸、咖啡酰丁二胺、N-反式阿魏酰酪胺、綠原酸和肉桂酸等為酚酰胺類和酚酸類化合物。酚酰胺類和酚酸類化合物具有降血壓、抗炎、抗氧化和保護(hù)小膠質(zhì)細(xì)胞等藥理活性。東莨菪亭為香豆素類化合物,香豆素類化合物具有廣泛的藥理活性,如抗炎、退熱、鎮(zhèn)靜等。本研究采用HPLC對(duì)不同產(chǎn)地的42批地骨皮進(jìn)行研究,建立地骨皮中8種化學(xué)成分含量測(cè)定的方法,并采用主成分分析、聚類分析和偏最小二乘判別分析等化學(xué)計(jì)量學(xué)方法進(jìn)行分析,為地骨皮的質(zhì)量控制提供參考。
高效液相色譜儀(美國(guó)Waters公司,型號(hào)ACQUITYARC),電子天平(德國(guó)賽多利斯公司,型號(hào)QUINTIX224-1CN、secura125-1cn),Synergi 4u Hydro-RP80A色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm)。
地骨皮甲素(批號(hào)W01N9Z73848),上海源葉生物科技有限公司,含量≥98%;地骨皮乙素(批號(hào)P25F11F108939),上海源葉生物科技有限公司,含量≥98%;咖啡酰丁二胺(批號(hào)DST200512-015),成都德思特生物技術(shù)有限公司,含量≥98%;綠原酸(批號(hào)110753-201817),中國(guó)食品藥品檢定研究院,含量以96.8%計(jì);東莨菪亭(批號(hào)BP1275),成都瑞芬思生物科技有限公司,純度>98%;阿魏酸(批號(hào)110773-201915),中國(guó)食品藥品檢定研究院,含量以99.4%計(jì);N-反式阿魏酰酪胺(批號(hào)WK920033108),四川省維克奇生物科技有限公司,含量≥98%;肉桂酸(批號(hào)110786-201604),中國(guó)食品藥品檢定研究院,含量以98.8%計(jì)。乙腈(批號(hào)JA106730),美國(guó)supelco公司,色譜純;三氟乙酸(批號(hào)G2023076),阿拉丁試劑(上海)有限公司,色譜純;超純水(批號(hào)SC10613102200012),屈臣氏。
地骨皮樣品共42批,本實(shí)驗(yàn)室于2019-2021年采集,經(jīng)甘肅省藥品檢驗(yàn)研究院馬瀟主任鑒定為茄科植物枸杞Mill.或?qū)幭蔫坭絃.的干燥根皮,產(chǎn)地信息見表1。
表1 42批地骨皮樣品產(chǎn)地信息
2.1.1 對(duì)照品溶液制備
分別取咖啡酰丁二胺、綠原酸、地骨皮乙素、地骨皮甲素、東莨菪亭、阿魏酸、肉桂酸和N-反式阿魏酰酪胺對(duì)照品適量,精密稱定,加甲醇配制成每1 mL含咖啡酰丁二胺0.51 mg、綠原酸6.97 mg、地骨皮乙素10.68 mg、地骨皮甲素2.03 mg、東莨菪亭0.03 mg、阿魏酸0.03 mg、肉桂酸0.01 mg、N-反式阿魏酰酪胺0.01 mg的溶液,即得。
2.1.2 供試品溶液制備
取樣品粉末(過(guò)3號(hào)篩)約1.5 g,精密稱定,置錐形瓶中,加甲醇50 mL,加熱回流1 h,過(guò)濾后將濾液蒸干,殘留物用甲醇溶解,定容至2 mL,過(guò)0.45 μm微孔濾膜,即得。
2.1.3 色譜條件
采用Synergi 4u Hydro-RP80A色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),流動(dòng)相為乙腈(A)-0.5%三氟乙酸水溶液(B),梯度洗脫(0~3 min,10%A;3~20 min,10%~11%A;20~30 min,11%~12%A;30~50 min,12%~14%A;50~60 min,14%~16%A;60~70 min,16%~18%A;70~80 min,18%~10%A),柱 溫30℃,流速1.0 mL/min,檢測(cè)波長(zhǎng)278 nm。理論塔板數(shù)按阿魏酸峰計(jì)算應(yīng)不低于5000。色譜圖見圖1。
圖1 地骨皮中8種成分HPLC圖
2.1.4 線性關(guān)系考察
精密取各對(duì)照品適量,加甲醇溶解,配制成每1 mL含咖啡酰丁二胺3.01 mg、綠原酸35.88 mg、地骨皮乙素20.15 mg、地骨皮甲素4.12 mg、東莨菪亭0.15 mg、阿魏酸0.13 mg、肉桂酸0.04 mg、N-反式阿魏酰酪胺0.04 mg的混合對(duì)照品貯備液,分別精密吸取上述混合對(duì)照品貯備液,用甲醇稀釋成1∶1、1∶5、1∶10、1∶20、1∶50的混合對(duì)照品溶液,按“2.1.3”項(xiàng)下色譜條件進(jìn)樣,以各對(duì)照品峰面積為縱坐標(biāo),濃度為橫坐標(biāo),進(jìn)行線性回歸,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,8種成分的回歸方程、相關(guān)系數(shù)及線性范圍見表2,表明各成分在各自線性范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
表2 8種成分線性關(guān)系考察結(jié)果
2.1.5 精密度試驗(yàn)
分別吸取“2.1.1”項(xiàng)下混合對(duì)照品溶液,按“2.1.3”項(xiàng)下色譜條件連續(xù)進(jìn)樣6次,每次10 μL,測(cè)得咖啡酰丁二胺、綠原酸、地骨皮乙素、地骨皮甲素、東莨菪亭、阿魏酸、肉桂酸和N-反式阿魏酰酪胺峰面積RSD分別為0.78%、0.45%、0.67%、1.43%、0.97%、0.49%、1.78%、2.01%,表明儀器精密度良好。
2.1.6 重復(fù)性試驗(yàn)
精密稱取地骨皮藥材粉末,按“2.1.2”項(xiàng)下方法平行制備6份供試品溶液,按“2.1.3”項(xiàng)下色譜條件連續(xù)進(jìn)樣,測(cè)得咖啡酰丁二胺、綠原酸、地骨皮乙素、地骨皮甲素、東莨菪亭、阿魏酸、肉桂酸和N-反式阿魏酰酪胺含量的RSD分別為1.36%、1.75%、0.35%、0.78%、1.23%、1.66%、1.29%、1.37%,表明該方法重復(fù)性好。
2.1.7 穩(wěn)定性試驗(yàn)
取同一份供試品溶液,按“2.1.3”項(xiàng)下色譜條件,分別于制備后0、2、4、8、12 h進(jìn)樣10 μL,測(cè)得咖啡酰丁二胺、綠原酸、地骨皮乙素、地骨皮甲素、東莨菪亭、阿魏酸、肉桂酸和N-反式阿魏酰酪胺峰面積的RSD分別為1.28%、1.05%、1.92%、1.73%、0.29%、1.34%,表明供試品在12 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。
2.1.8 加樣回收率試驗(yàn)
精密稱取各成分含量已知的樣品(22號(hào))粉末18份,每份約0.75 g(分別含咖啡酰丁二胺0.79 mg、綠原酸8.48 mg、地骨皮乙素13.47 mg、地骨皮甲素3.00 mg、東莨菪亭0.035 mg、阿魏酸0.031 mg、肉桂酸0.006 mg和N-反式阿魏酰酪胺0.002 mg),分為3組,分別加入各成分含量已知的高(120%)、中(100%)、低(80%)濃度混合對(duì)照品溶液1 mL,按“2.1.2”項(xiàng)下方法制備供試品溶液,按“2.1.3”項(xiàng)下色譜條件進(jìn)樣,計(jì)算加樣回收率,結(jié)果見表3。
表3 8種成分加樣回收率試驗(yàn)結(jié)果(n=6)
2.1.9 樣品含量測(cè)定
取不同產(chǎn)地樣品粉末(過(guò)3號(hào)篩)各約1.5 g,精密稱定,按“2.1.2”項(xiàng)下方法制備供試品溶液,按“2.1.3”項(xiàng)下色譜條件進(jìn)樣測(cè)定,分別記錄8種成分的峰面積,以外標(biāo)法計(jì)算各成分含量,結(jié)果見表4??梢钥闯?,地骨皮樣品中8種成分的含量跨度均較大,故采用化學(xué)計(jì)量學(xué)方法對(duì)不同產(chǎn)地地骨皮樣品中8種成分含量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
表4 地骨皮樣品中8種成分含量測(cè)定結(jié)果(mg/g,n=3)
2.2.1 聚類分析
運(yùn)用SPSS25.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)不同產(chǎn)地地骨皮8種成分含量進(jìn)行聚類分析。以平方歐氏距離計(jì)算,連接方法為平均聯(lián)接,不同產(chǎn)地地骨皮中8種成分含量的系統(tǒng)聚類分析結(jié)果見圖2??梢钥闯?,不同產(chǎn)地的地骨皮可以被較好地分開。當(dāng)類間距離為12~25時(shí),樣品可分為兩類:一類為甘肅、寧夏、河北樣品,一類為安徽、湖北樣品。當(dāng)類間距離為5時(shí),樣品可分為4類:一類為甘肅樣品,一類為安徽樣品,一類為湖北樣品,最后一類包含甘肅、寧夏和河北樣品;當(dāng)類間距離為2時(shí),該類樣品可獨(dú)立分為甘肅、寧夏、河北樣品。除6號(hào)和36號(hào)樣品外,其余40批樣品的聚類結(jié)果均與產(chǎn)地具有良好相關(guān)性。
圖2 不同產(chǎn)地地骨皮樣品8種成分含量系統(tǒng)聚類分析
2.2.2 各成分含量散點(diǎn)
運(yùn)用Graphpad Prism 8軟件繪制不同產(chǎn)地地骨皮樣品中8種成分含量的散點(diǎn)圖,結(jié)果見圖3??芍庇^看出不同產(chǎn)地地骨皮各成分含量的差異。其中,咖啡酰丁二胺、綠原酸、地骨皮乙素和地骨皮甲素4種成分的含量隨產(chǎn)地的變化較為明顯:甘肅、寧夏和河北的樣品含量相近且較低,安徽的樣品含量高于甘肅、寧夏和河北,湖北的樣品含量最高。東莨菪亭、阿魏酸、肉桂酸和N-反式阿魏酰酪胺4種成分含量的產(chǎn)地差異不明顯,除個(gè)別樣品外,其余含量均較在小范圍內(nèi)波動(dòng)。表明在本試驗(yàn)所測(cè)定的8種成分中,前4種成分與產(chǎn)地相關(guān)性較強(qiáng)。
圖3 不同產(chǎn)地地骨皮樣品8種成分含量散點(diǎn)(mg/g)
2.2.3 主成分分析
運(yùn)用SPSS25.0和SIMCA13.0軟件進(jìn)行主成分分析(PCA),結(jié)果見圖4??梢钥闯觯龑幭暮秃钡臉悠酚胁糠种丿B之外,其他幾個(gè)產(chǎn)地的地骨皮可較好分開。采用最大方差法對(duì)特征值及因子載荷矩陣進(jìn)行旋轉(zhuǎn)解輸出,結(jié)果見表5、表6。依據(jù)表5的特征值和貢獻(xiàn)率分析,前3個(gè)特征值均大于1,且分別代表了變量總方差的45.329%、17.868%、13.586%,累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)76.782%,可以代表地骨皮的整體信息,客觀反映了樣品的內(nèi)在質(zhì)量,故選擇前3個(gè)主成分因子進(jìn)行分析。由表6可知,主成分1中咖啡酰丁二胺、綠原酸和地骨皮乙素的貢獻(xiàn)值較大,主成分2中肉桂酸的貢獻(xiàn)值較大,主成分3中阿魏酸的貢獻(xiàn)值較大。
圖4 不同產(chǎn)地地骨皮樣品PCA散點(diǎn)
表5 不同產(chǎn)地地骨皮樣品PCA特征值和貢獻(xiàn)率
表6 不同產(chǎn)地地骨皮樣品PCA旋轉(zhuǎn)變換后的因子載荷矩陣
2.2.4 偏最小二乘判別分析
運(yùn)用SIMCA13.0軟件進(jìn)行偏最小二乘判別分析(PLS-DA),建立監(jiān)督模式識(shí)別方法的PLS-DA模型。模型共提取3個(gè)主成分,X矩陣解釋率RX為0.717,模型穩(wěn)定性參數(shù)RY為0.384,模型預(yù)測(cè)能力參數(shù)Q為0.15,表明所建的PLS-DA模型解釋率和預(yù)測(cè)率一般。設(shè)置分類Y矩陣變量隨機(jī)排列200次做置換檢驗(yàn),結(jié)果見圖5。R擬合直線在Y軸的截距為0.0735<0.3,Q擬合直線在Y軸的截距為-0.211<0.05,說(shuō)明所建模型可靠,不存在過(guò)度擬合現(xiàn)象。PLS-DA散點(diǎn)見圖6??梢钥闯觯?2批樣品僅有3批不在95%置信區(qū)間內(nèi),除寧夏和河北樣品有部分重疊外,其余產(chǎn)地樣品均可明顯區(qū)分。變量重要性投影(VIP)可直觀體現(xiàn)各元素引起樣品差異的權(quán)重大小,元素VIP值>1表明其對(duì)樣品分類結(jié)果權(quán)重影響率>50%,即對(duì)分類結(jié)果影響具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,為差異標(biāo)志物。8種成分VIP見圖7。42批地骨皮的差異標(biāo)志成分為綠原酸、地骨皮甲素、咖啡酰丁二胺、地骨皮乙素和東莨菪亭。
圖5 不同產(chǎn)地地骨皮樣品PLS-DA置換檢驗(yàn)
圖6 不同產(chǎn)地地骨皮樣品PLS-DA散點(diǎn)
圖7 不同產(chǎn)地地骨皮樣品8種成分VIP
本試驗(yàn)比較了不同類型的C18柱對(duì)地骨皮成分的分離效果,普通的C18柱對(duì)地骨皮甲素、地骨皮乙素等成分分離效果較差,飛諾美的C18端基封尾柱對(duì)地骨皮中各成分分離效果較好。此外,本試驗(yàn)采用不同比例的甲醇為提取溶劑在同一提取方法下進(jìn)行提取,發(fā)現(xiàn)甲醇提取的樣品中各峰面積相對(duì)較高;比較了不同提取方法(超聲法、熱回流法、冷浸法)下的提取率和色譜峰情況,發(fā)現(xiàn)熱回流法提取的色譜峰基線較平穩(wěn)且峰面積相對(duì)較高;比較了不同波長(zhǎng)下各物質(zhì)的吸收峰,發(fā)現(xiàn)在278 nm波長(zhǎng)處各物質(zhì)均具有較強(qiáng)的吸收。所以采用上述各項(xiàng)最佳條件作為最終試驗(yàn)條件。
在本試驗(yàn)的提取條件和色譜條件下,咖啡酸和香草酸均有較好的提取率和紫外吸收,但因?yàn)榭Х人岷拖悴菟嵩诖艘合鄺l件下出峰時(shí)間幾乎相同,故試驗(yàn)中將這2種成分刪去。今后可通過(guò)優(yōu)化液相條件,將咖啡酸和香草酸作為檢測(cè)指標(biāo)。
本研究建立PLS-DA模型對(duì)不同產(chǎn)地地骨皮樣品進(jìn)行分析,模型預(yù)測(cè)參數(shù)<0.5,但依據(jù)散點(diǎn)圖可知,除寧夏和河北兩地樣品有重疊外,甘肅、湖北和安徽的樣品均能被較好地判別,所以該模型仍可在本試驗(yàn)涵蓋范圍內(nèi)被用于未來(lái)地骨皮樣品產(chǎn)地的初步判別或依據(jù)產(chǎn)地初步估算地骨皮中多種成分的大致含量。
趙曉玲等測(cè)定了不同來(lái)源地骨皮中地骨皮甲素、地骨皮乙素以及阿魏酸的含量,但因?yàn)閷?duì)照品濃度以及測(cè)定條件等原因,作者將地骨皮甲素和地骨皮乙素作為同一指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè)。蘇磊等測(cè)定了地骨皮中咖啡酰丁二胺、地骨皮乙素和綠原酸的含量。張華磊等測(cè)定了地骨皮中東莨菪內(nèi)酯的含量。本試驗(yàn)在相關(guān)研究基礎(chǔ)上,對(duì)試驗(yàn)條件進(jìn)行了探索和優(yōu)化,建立了同時(shí)測(cè)定地骨皮中8種化學(xué)成分含量的方法,選取5個(gè)省份的樣品進(jìn)行檢測(cè),并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了多種化學(xué)計(jì)量學(xué)分析,結(jié)果表明對(duì)產(chǎn)地影響較大的主成分為咖啡酰丁二胺、綠原酸、地骨皮乙素、肉桂酸和阿魏酸5種;42批地骨皮樣品依據(jù)產(chǎn)地分類,其差異標(biāo)志成分為綠原酸、地骨皮甲素、咖啡酰丁二胺、地骨皮乙素和東莨菪亭5種。在PCA和PLS-DA中,除寧夏和河北兩地的樣品有部分重疊外,其余產(chǎn)地的地骨皮樣品分類效果均較好。
本試驗(yàn)建立HPLC方法同時(shí)對(duì)地骨皮中8種成分的含量進(jìn)行測(cè)定,該方法可用于地骨皮藥材質(zhì)量的全面評(píng)價(jià)。結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)分析可知不同產(chǎn)地的地骨皮藥材存在較明顯質(zhì)量差異,所以地骨皮藥材的產(chǎn)地溯源是必要的。但本試驗(yàn)收集的地骨皮樣品產(chǎn)地僅有5個(gè)省份,而對(duì)河南、山西等主要產(chǎn)區(qū)未涉及,今后需進(jìn)一步拓寬樣品產(chǎn)地。本試驗(yàn)對(duì)甘肅、安徽和湖北三地的樣品分類效果較好,寧夏和河北樣品存在部分重疊,提示所測(cè)定的8種成分并非不同產(chǎn)地樣品的全部差異性數(shù)據(jù),對(duì)于不能較好區(qū)分產(chǎn)地的樣品,可進(jìn)一步研究其無(wú)機(jī)元素含量、紅外光譜等以進(jìn)行區(qū)分。