劉阿靜 王娟 王新潮 王慧珺 王波

（蘭州海關(guān)技術(shù)中心 甘肅蘭州 730010）

1 前言

當(dāng)歸為傘形科植物當(dāng)歸Angelica sinensis（Oliv.）Diels的干燥根，主產(chǎn)于我國(guó)西北和西南地區(qū)，性甘、辛、溫，有補(bǔ)血活血、調(diào)經(jīng)止痛、潤(rùn)腸通便等功效[1-2]。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，當(dāng)歸的主要化學(xué)成分有4大類，包括揮發(fā)油（藁本內(nèi)酯最具代表性）、有機(jī)酸（阿魏酸最具代表性）、多糖類（半乳糖、阿拉伯糖、李糖、葡萄糖、半乳糖、半乳糖酸以及糖醛酸）、黃酮類（木犀草素-7-O-蘆丁糖苷和木犀草素-7-O-β-D葡萄糖苷兩類）等[3-5]。

電子鼻技術(shù)能夠模擬人工嗅覺系統(tǒng)，利用傳感器快速識(shí)別被測(cè)氣味物質(zhì)的“氣味指紋”信息，準(zhǔn)確、無(wú)損地定性或定量分析物質(zhì)的氣味整體信息，廣泛應(yīng)用于中藥材領(lǐng)域的基源鑒別、質(zhì)量檢測(cè)及物質(zhì)基礎(chǔ)研究[6-10]。

為客觀、科學(xué)的量化甘肅當(dāng)歸的質(zhì)量，本文結(jié)合電子鼻技術(shù)和高效液相色譜技術(shù)，初步分析研究電子鼻傳感器與當(dāng)歸主要化學(xué)成分含量間的相關(guān)聯(lián)度，以期實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)歸藥材整體氣味信息的數(shù)字化定量表征，從而建立一種快速鑒別中藥材品質(zhì)的新方法，為構(gòu)建當(dāng)歸藥材電子鼻氣味信息評(píng)價(jià)智能化模式奠定科學(xué)、有效的的評(píng)價(jià)基礎(chǔ)。

2 儀器與材料

2.1 儀器

便攜式電子鼻（PEN3，北京盈盛恒泰科技有限責(zé)任公司）；高效液相色譜儀（美國(guó)Waters公司）；超聲儀（SB25-12DTD，寧波新芝生物科技股份有限公司）；渦旋儀（德國(guó)IKA MS3公司）；電子天平（德國(guó)Sartorius公司，±0.1 mg）；螺紋口頂空進(jìn)樣瓶（10 mL）。

2.2 材料

阿魏酸（色譜純，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院）；藁本內(nèi)酯（色譜純，成都瑞芬思生物科技有限公司）；甲醇（色譜純，德國(guó)Merck公司），其余試劑均為分析純。試驗(yàn)用當(dāng)歸藥材30批，主要來(lái)源于甘肅產(chǎn)區(qū)，所有樣品經(jīng)蘭州大學(xué)封士蘭教授鑒定為傘形科植物Angelica sinensis（Oliv.）Diels的根。將樣品自然陰干，粉碎過80目篩，備用。

3 方法與結(jié)果

3.1 有效成分含量測(cè)定

3.1.1 色譜條件

色譜柱：SVER-C18（250 mm×4.6 mm，5 μm）。流動(dòng)相：0.1%甲酸甲醇（A）和0.1%甲酸水（B）。梯度洗脫程序：0～3 min，10%A增加至15%；3～12 min，15%A增加至45%；12～30 min，45%A增加至65%；30～31 min，65%A下降至10%。檢測(cè)波長(zhǎng)：280 nm；柱溫：35℃；流速1.0 mL/min；進(jìn)樣量：10 μL。混合標(biāo)準(zhǔn)溶液及當(dāng)歸藥材樣品溶液色譜圖見圖1。

圖1 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（A）和當(dāng)歸樣品溶液（B）的HPLC色譜圖

3.1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：分別精確稱取阿魏酸、藁本內(nèi)酯0.1 g；用甲醇準(zhǔn)確定容至100 mL容量瓶中，配制成1 000 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液；4℃冷藏待用。

標(biāo)準(zhǔn)工作液：分別準(zhǔn)確移取混合標(biāo)準(zhǔn)溶液5、2、1、0.5、0.2 mL于10 mL容量瓶中；用甲醇稀釋并定容，配制成濃度為500、200、100、50、20 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)系列濃度工作液；4℃冷藏待用。

3.1.3 供試品溶液的制備

稱取當(dāng)歸粉末試樣1 g于50 mL具塞離心管中；加入20 mL醇，稱重，超聲1 h，取出恢復(fù)至室溫；再稱重，用甲醇補(bǔ)足減失重量；渦旋均勻，離心；取上清液過0.22 μm微孔濾膜，進(jìn)樣。

3.2 揮發(fā)油測(cè)定

參照2020版中國(guó)藥典揮發(fā)油測(cè)定法（通則2204乙法），對(duì)當(dāng)歸中的揮發(fā)油進(jìn)行測(cè)定[1]。

3.3 當(dāng)歸粉末氣味信息測(cè)定

3.3.1 供試品制備

精密稱取樣品粉末1 g；置于10 mL頂空進(jìn)樣品瓶中，旋緊瓶蓋密封；針式采集氣味數(shù)據(jù)信息，每份樣品重復(fù)測(cè)定6次。

3.3.2 測(cè)試條件

分別從稱樣量、進(jìn)氣流速和放置時(shí)間這3個(gè)因素考察各傳感器對(duì)當(dāng)歸樣品的響應(yīng)情況，通過單因素試驗(yàn)確定最優(yōu)的測(cè)定條件。建立最優(yōu)的測(cè)試方法為稱樣量1.0 g，進(jìn)氣流速300 mL/min，樣品室溫放置時(shí)間為30 min，傳感器自清洗時(shí)間為150 s，分析采樣時(shí)間為100 s。經(jīng)精密度考察，電子鼻10根傳感器的響應(yīng)值RSD在0.91%～4.61%之間，表明儀器的精密度良好，能夠滿足實(shí)驗(yàn)測(cè)定的要求。

3.3.3 電子鼻響應(yīng)分析

以采樣時(shí)間為橫坐標(biāo)，傳感器響應(yīng)值（G/G0）為縱坐標(biāo)，繪制響應(yīng)曲線。樣品的響應(yīng)強(qiáng)度曲線見圖2。從圖2可以看出，在進(jìn)樣初期（0～6 s），相對(duì)電阻率較低，但隨著揮發(fā)性氣體成分在各傳感器表面的持續(xù)聚集，相對(duì)電阻率逐漸增加，而后趨于平緩，80 s后達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，因此，試驗(yàn)選擇80～90 s穩(wěn)態(tài)時(shí)刻的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。且W2W、W5S和W1S傳感器對(duì)當(dāng)歸整體氣味的響應(yīng)值最為明顯，故試驗(yàn)選擇這3根傳感器作為數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)。

圖2 當(dāng)歸藥材電子鼻傳感器響應(yīng)強(qiáng)度曲線

3.4 結(jié)果

3.4.1 當(dāng)歸藥材中有效成分及揮發(fā)油含量與電子鼻主要傳感器的響應(yīng)情況

本文以HPLC法測(cè)定當(dāng)歸的主要有效成分（阿魏酸、藁本內(nèi)酯）的含量，以揮發(fā)油測(cè)定專用法測(cè)定當(dāng)歸中揮發(fā)油的含量，以電子鼻10根傳感器當(dāng)歸氣味信息的表征值為指標(biāo)，3項(xiàng)含量測(cè)定結(jié)果見表1和表2。

表1 當(dāng)歸樣品中有效成分含量測(cè)定結(jié)果（%）

表2 當(dāng)歸樣品中在電子鼻10根傳感器中穩(wěn)態(tài)時(shí)刻（80～90）響應(yīng)值的平均值

3.4.2 當(dāng)歸整體氣味與有效成分含量間的相關(guān)性分析

應(yīng)用SPSS 19.0軟件，采用雙變量相關(guān)分析法（Person相關(guān)分析法），對(duì)電子鼻各傳感器穩(wěn)態(tài)時(shí)刻響應(yīng)值的平均值與當(dāng)歸有效成分（阿魏酸、藁本內(nèi)酯、揮發(fā)油）進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見表3。從表3可以看出，阿魏酸含量與傳感器W1S和W2W呈極顯著負(fù)相關(guān)，與W5S、W3S穩(wěn)態(tài)時(shí)刻響應(yīng)值的平均值呈顯著負(fù)相關(guān)，與W1C、W3C、W5C穩(wěn)態(tài)時(shí)刻響應(yīng)值的平均值呈顯著正相關(guān)；藁本內(nèi)酯含量與傳感器W1S和W2W穩(wěn)態(tài)時(shí)刻響應(yīng)值的平均值呈極顯著負(fù)相關(guān)，與W5S、W3S穩(wěn)態(tài)時(shí)刻響應(yīng)值的平均值呈顯著負(fù)相關(guān)，與W1C、W3C穩(wěn)態(tài)時(shí)刻響應(yīng)值的平均值呈顯著正相關(guān)；揮發(fā)油含量與W1S、W2W穩(wěn)態(tài)時(shí)刻響應(yīng)值的平均值呈顯著負(fù)相關(guān)。

表3 各傳感器穩(wěn)態(tài)時(shí)刻響應(yīng)值的平均值與當(dāng)歸有效成分含量的相關(guān)系數(shù)

4 討論

本文首先采用高效液相色譜法分別測(cè)定當(dāng)歸樣品中主要有效成分阿魏酸、藁本內(nèi)酯的含量，采用揮發(fā)油專用法測(cè)得揮發(fā)油的含量；其次通過優(yōu)化當(dāng)歸樣品的電子鼻測(cè)試條件，包括稱樣量（0.2、0.3、0.5、1.0、2.0 g）、進(jìn)氣流速（100、200、300、400、500 mL/min）和室溫放置時(shí)間（10、20、30、50、60 min），以各傳感器的穩(wěn)態(tài)時(shí)刻的響應(yīng)值為綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立了最佳的檢測(cè)參數(shù)為稱樣量1.0 g，進(jìn)氣流速300 mL/min，樣品室溫放置時(shí)間為30 min，傳感器自清洗時(shí)間為150 s，分析采樣時(shí)間為100 s，并經(jīng)精密度考察，傳感器響應(yīng)值RSD在0.91%～4.61%之間，說(shuō)明儀器的精密度良好，完全滿足實(shí)驗(yàn)測(cè)定要求；最后基于建立的最佳電子鼻測(cè)試參數(shù)對(duì)當(dāng)歸藥材的整體氣味進(jìn)行數(shù)字化定量表征，得到氣味信息數(shù)據(jù)，進(jìn)而采用Person相關(guān)分析法研究以上三者的相關(guān)聯(lián)度。結(jié)果表明，在一定程度上，可通過電子鼻傳感器W1S和W2W穩(wěn)態(tài)時(shí)刻響應(yīng)值的平均值初判阿魏酸、藁本內(nèi)酯和揮發(fā)油的含量，便于實(shí)現(xiàn)當(dāng)歸品質(zhì)優(yōu)劣的初步鑒別。

本文嘗試采用電子鼻技術(shù)與液相色譜評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法，從另一角度量化當(dāng)歸氣味的整體信息與當(dāng)歸中阿魏酸、藁本內(nèi)酯和揮發(fā)油含量的關(guān)聯(lián)度，初步研究確定出傳感器與有效成分含量間的最佳匹配評(píng)價(jià)組合，通過建立不同甘肅產(chǎn)區(qū)當(dāng)歸藥材的電子鼻識(shí)別模型，能夠初步回判當(dāng)歸的品質(zhì)優(yōu)劣，從而進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)，為中藥材鑒別和中藥材的品質(zhì)監(jiān)控提供了一種新思路及科學(xué)的評(píng)價(jià)方法。