連赟芳
(1.漳州片仔癀藥業(yè)股份有限公司,福建 漳州 363000;2.福建省片仔癀天然醫(yī)藥研發(fā)企業(yè)重點實驗室,福建 漳州 363000)
黃芩為唇形科植物黃芩的干燥根,具有清熱燥濕、瀉火解毒、止血、安胎的功效,是中醫(yī)臨床常用清熱藥之一[1]。 黃芩具有多種化學成分,主要為黃酮類、甾體類、揮發(fā)油及多種微量元素[2]。 現(xiàn)代研究表明:黃芩中黃酮類的成分黃芩苷、黃芩素、漢黃芩素具有抗癌、抗氧化等藥理作用[3-6]。 中藥指紋圖譜能全面反映中藥所含內(nèi)在化學成分的種類與數(shù)量,進而有效表征中藥的質(zhì)量及穩(wěn)定性[7],同時結合多元化統(tǒng)計法進行數(shù)據(jù)分析,已成為國際公認的控制中藥質(zhì)量的有效手段之一[8]。 本研究通過收集30批黃芩樣品,建立HPLC 指紋圖譜,同時結合相似度評價、聚類分析、主成分分析(PCA)和偏最小二乘-判別分析(OPLS-DA),進行多產(chǎn)地、多批次黃芩的質(zhì)量評價,為黃芩中藥資源、利用及質(zhì)量控制提供參考依據(jù)。
Waters Arc 高效液相色譜儀(美國Waters 公司);Waters 2998 光電二極管陣列檢測器;Empower 3(2998)色譜工作站;METTLERAE XS-205DR 十萬分之一電子天平、METTLERAE XPE504 萬分之一電子天平[梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司];KQ 500DE 型數(shù)控超聲清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)。
對照品黃芩苷(批號:110715-201821,純度:95.4%)、黃芩素(批號:111595-201808,純度:97.9%)、漢黃芩素(批號:111514-201706,供鑒別使用)均購自中國食品藥品檢定研究院;甲醇為色譜純(美國Merck 公司);水為超純水;磷酸為分析純。
黃芩樣品來源見表1。
表1 黃芩樣品來源
2.1 對照品溶液的制備 精密稱取黃芩苷、黃芩素、漢黃芩素對照品各約10.0 mg,分別置100 mL 量瓶,加70%乙醇適量溶解并稀釋至刻度,搖勻,即得濃度為0.1 mg/mL 黃芩苷、黃芩素、漢黃芩素對照品儲備液。 分別精密量取黃芩苷對照品儲備液、黃芩素對照品儲備液、漢黃芩素對照品儲備液各5 mL至100 mL 量瓶,加70%乙醇適量溶解并稀釋至刻度,搖勻,即得混合對照品溶液。
2.2 供試品溶液的制備 取黃芩樣品粉末約0.3 g,精密稱定,置250 mL 具塞錐形瓶中,精密加入70%乙醇50 mL,稱定重量,超聲提取30 min,取出,放冷,再稱定重量,用70%乙醇補足減失的重量,搖勻,濾過,取續(xù)濾液,即得。
2.3 色譜條件與系統(tǒng)適應性試驗 采用Waters Arc高效液相色譜儀,色譜柱GL Sciences Inertsil ODS-3 C18(4.6 mm×250 mm,5 μm);流動相為甲醇(A)-0.2%磷酸(B)。 梯度洗脫程序:0~10 min,35%~45%(A);10~15 min,45%~70%(A);15~40 min,70%(A);40~45 min,70%~35%(A);柱溫為20 ℃;流速為1.0 mL/min;檢測波長為280 nm。 分別精密量取混合對照品溶液、供試品溶液5 μL,注入高效液相色譜儀,測定,即得。
2.4 特征圖譜方法學考察
2.4.1 色譜柱及參照物峰的選擇及專屬性考察 分別精密吸取供試品溶液5 μL,注入液相色譜儀,記錄60 min 色譜圖,考察色譜柱GL Sciences Inertsil ODS-3 C18、PX-C18、Waters SunFireTM C18、Ultimate XB-C18 及Thermo BDS HYPERSIL C18 5 個廠家的色譜柱,分析測定同一供試品。 實驗結果表明:PX-C18、Ultimate XB-C18 分 析 柱 保 留 時 間 延后,Thermo BDS HYPERSIL C18 柱的分離效果不夠穩(wěn)定,故選擇GL Sciences Inertsil ODS-3 C18 色譜柱。
采用GL Sciences Inertsil ODS-3 C18 色譜柱(4.6 mm×250 mm,5 μm),記錄60 min 色譜圖,黃芩苷色譜峰在供試品色譜圖上保留時間適中,且黃芩苷又是黃芩含量測定指標性成分,色譜峰面積最大,與相鄰峰分離良好,故選擇黃芩苷為參照物峰(S),按黃芩苷峰計理論塔板數(shù)應>2 500。
分別考察混合對照品溶液色譜圖、供試品溶液運行60 min 及120 min 色譜圖,結果顯示各組分在60 min 內(nèi)均流出色譜柱,故確定樣品的運行時間為60 min。 結果見圖1。
圖1 混合對照品溶液和供試品溶液高效液相色譜圖
2.4.2 精密度試驗 取同一供試品溶液,連續(xù)進樣6 次,計算各共有峰的相對保留時間(RRT)和峰面積比值(PAR)。 實驗結果表明:各供試品溶液色譜峰RRT 的RSD<0.1%,PAR 的RSD<1.1%,符合規(guī)定。
2.4.3 重復性試驗 分別取同一批樣品6 份(編號S13),按“2.2”和“2.3”項下同法操作,進樣,計算各共有峰的RRT 和PAR。 實驗結果表明:各供試品溶液色譜峰RRT 的RSD<0.1%,PAR 的RSD<1.2%,符合規(guī)定。
2.4.4 穩(wěn)定性考察 分別取同一供試品溶液,室溫下保存,分別于0、2、4、6、8、12、14、16 h 處測定,計算各共有峰的RRT 和PAR。 實驗結果表明:各供試品溶液色譜峰RRT 的RSD<0.2%,PAR 的RSD<1.2%,符合規(guī)定。
2.5 30 批黃芩指紋圖譜的建立 按照“2.2”和“2.3”項下同法操作,將30 批黃芩樣品HPLC 數(shù)據(jù)以AIA 格式導入“中藥色譜指紋圖譜相似度評價軟件(2012 版)”,以編號S13 樣品作為參照圖譜,采用中位數(shù)法,時間窗寬度為0.5,經(jīng)過多點校正-峰匹配,生成30 批黃芩樣品指紋圖譜疊加圖及對照指紋圖譜,見圖2。
圖2 30 批黃芩樣品指紋圖譜的疊加圖及對照指紋圖譜
2.6 相似度評價 分析評價30 批黃芩樣品指紋圖譜各批間以及各批與對照指紋圖譜的相似度。 實驗結果表明:30 批黃芩樣品的相似度均大于0.990,符合指紋圖譜建立要求(0.900~1.000)。 主要共有峰面積比值范圍為1∶2∶3∶4∶5∶6∶7∶8∶9∶10∶11=(0.005 8~0.029 8)∶(0.025 5~0.037 7)∶(0.018 1~0.034 1)∶(0.019 8~0.056 0)∶(1.000 0)∶(0.057 7~0.089 3)∶(0.058 4~0.096 7)∶(0.188 0~0.236 4)∶(0.029 4~0.247 7)∶(0.012 5~0.103 4)∶(0.003 1~0.038 5)。結果見表2。
表2 30 批黃芩樣品相似度結果
2.7 共有峰的分析及歸屬 分析30 批黃芩樣品指紋圖譜,確定1~11 號為共有峰,共有峰保留時間(峰號)分別約為8.998 min(1)、13.736 min(2)、15.468 min(3)、18.146 min(4)、18.562 min(5)、19.584 min(6)、20.045 min(7)、20.418 min(8)、23.124 min(9)、28.395 min(10)、30.795 min(11)。其中,5 號峰為黃芩苷,9 號峰為黃芩素,10 號峰為漢黃芩素;相對保留時間(峰號)分別約為0.485(1)、0.740(2)、0.833(3)、0.977(4)、1.000(5)、1.055(6)、1.080(7)、1.100(8)、1.244(9)、1.527(10),1.656(11),其中5 號峰為參照峰S 峰。 以S 峰的保留時間和峰面積為基準,計算各共有峰的RRT 和PAR。
比較參照物色譜圖、各批供試品色譜圖,確定黃芩供試品色譜圖的主要物質(zhì)群特征峰及其歸屬,指紋圖譜中5、9 和10 號峰為黃芩苷、黃芩素和漢黃芩素。 實驗結果表明:共有峰總面積占總峰面積97.36%,非共有峰面積占總峰面積2.64%,均符合指紋圖譜規(guī)定。 結果見表3。
表3 黃芩樣品指紋圖譜成分峰歸屬分析
2.8 聚類分析 運用Minitab 20 軟件,以30 批黃芩樣品指紋圖譜中11 個共有峰的峰面積為變量,選擇最長距離聯(lián)結法,距離度量為Euclidean,進行觀測值聚類。30 批黃芩樣品被聚為4 類。 樣品編號S24 聚為一類,樣品編號S1、S4~S5、S8~S9、S14、S26 聚為一類,樣品編號S2、S12、S28~S30、S23 為一類,其余樣品編號聚為一類。 說明不同產(chǎn)地的黃芩藥材存在一定的差異。
2.9 基于PCA 的差異模型建立 采用Minitab 20 軟件,以11 個共有峰峰面積為變量,對30 批黃芩樣品進行PCA,選擇相關矩陣類型,計算主成分特征值及累計貢獻率。 結果表明特征值>1 的主成分有3 個,且累計貢獻率為85.9%,建立的指紋圖譜基本能客觀反映30 批黃芩的樣本信息。
2.10 基于OPLS-DA 模型建立 以30 批黃芩樣品HPLC 指紋圖譜的11 個共有峰峰面積為變量,導入SIMCA-P 14.1 分析軟件,啟動OPLS-DA 分析程序,VIP 值>1 的化合物對模型的貢獻度較大。 經(jīng)分析篩選不同批次黃芩樣品質(zhì)量差異的5 個峰,其影響程度依次為10 號峰(漢黃芩素)>9 號峰(黃芩素)>2 號峰>4 號峰>11 號峰,上述5 個峰可能是導致不同批次樣品之間產(chǎn)生差異的主要原因。
3.1 前期供試品溶液制備過程中,比較《中華人民共和國藥典》(2020 年版)黃芩藥材含量測定項供試品溶液制備,發(fā)現(xiàn)兩種制備方法對化學成分的提取影響不大,考慮操作方便,故選擇70%乙醇超聲提取30 min制備供試品溶液。
3.2 實驗分別比較了不同比例的流動相,如甲醇-0.1%磷酸溶液、甲醇-0.2%冰醋酸溶液、甲醇-0.2%磷酸溶液等,結果甲醇-0.2%磷酸溶液梯度洗脫各色譜峰達到完全分離、基線平穩(wěn)、峰形穩(wěn)定,故選擇甲醇-0.2%磷酸溶液梯度洗脫為流動相。
3.3 通過相似度評價獲得30 批黃芩樣品指紋圖譜相似度均大于0.990,表明該30 批黃芩樣品具有相似的化學成分,存在較高一致性;通過聚類分析30 批黃芩樣品聚為4 類,表明不同產(chǎn)地黃芩藥材存在一定的差異;PCA 結果顯示特征值>1 的3 個主成分能基本反映30 批樣品信息;OPLS-DA 結果顯示影響黃芩質(zhì)量的因素,主要為黃芩素、漢黃芩素、2 號峰、4 號峰和11 號峰,不包括《中華人民共和國藥典》規(guī)定含量測定成分黃芩苷,說明不同批次、不同產(chǎn)地黃芩所含黃芩苷含量差異不大,提示采用單一成分定量無法真實評判黃芩質(zhì)量優(yōu)劣。
3.4 本研究以30 批黃芩樣品作為研究對象,建立HPLC 指紋圖譜,精密度、重復性、穩(wěn)定性試驗中RRT 和PAR 的RSD 小于3.0%,均符合要求。 同時結合相似度評價、PCA、聚類分析、OPLS-DA 綜合評價多批次黃芩樣品的整體質(zhì)量,為中醫(yī)臨床用藥選擇、黃芩質(zhì)量標準提高及黃芩相關制劑質(zhì)量研究提供依據(jù)。