余亦婷,趙乙萌,袁 曦,曹麗娟,李西文,陸兔林,嚴國俊
Heracles Neo超快速氣相電子鼻對不同產(chǎn)地、生長年限及采收期黃芪藥材品質(zhì)評價研究
余亦婷1,趙乙萌1,袁 曦1,曹麗娟2,李西文3,陸兔林1,嚴國俊1*
1.南京中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,江蘇 南京 210023 2.盛實百草藥業(yè)有限公司,天津 300301 3.中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所,北京 100700
建立以氣味特征為指標的黃芪藥材品質(zhì)評價方法。采用Heracles Neo超快速氣相電子鼻技術(shù),獲取黃芪藥材氣味色譜信息,進行主成分分析(principal component analysis,PCA)、判別因子分析(discriminant factor analysis,DFA)、聚類分析(cluster analysis,CA),對不同產(chǎn)地、生長年限及采收期黃芪藥材進行品質(zhì)評價。產(chǎn)地為山西南坪村、生長年限為4年、采收期為秋季的黃芪藥材綜合評分最高。Heracles Neo超快速氣相電子鼻能夠快速、準確地區(qū)分不同來源的黃芪藥材,能用于黃芪的品質(zhì)評價,對黃芪藥材質(zhì)量標志物(quality marker,Q-Marker)的確立提供參考。
黃芪;超快速氣相電子鼻;生長年限;采收期;質(zhì)量標志物;正己醛
黃芪為豆科植物蒙古黃芪(Fisch.) Bge.var.(Bge.) Hsiao或膜莢黃芪(Fisch.) Bge.的干燥根[1]。作為常用傳統(tǒng)中藥之一,黃芪味甘、性平,有明顯的“豆腥”氣味特征,具有補氣固表、利尿托毒、排膿、斂瘡生肌等功效。黃芪主產(chǎn)于山西、甘肅、內(nèi)蒙古等地,受生態(tài)環(huán)境等影響,不同產(chǎn)地間黃芪質(zhì)量存在著差異,同時,生長年限、采收期對黃芪藥材的質(zhì)量也具有較大的影響。
“藥性”是中藥功能屬性的重要體現(xiàn),藥性和氣味具有直接的關(guān)聯(lián),“聞以辨質(zhì)”是評價中藥品質(zhì)的傳統(tǒng)手段之一。以電子鼻等為代表的嗅覺仿生手段可對藥物的氣味特征進行客觀、量化地表征,嗅覺仿生模型能夠?qū)χ兴幍摹罢鎸嵨逦丁边M行表征和界定[2]。藥材氣味與所含化學(xué)成分具有直接關(guān)系,能直接反映藥物內(nèi)在本質(zhì),是中藥材外在質(zhì)量表現(xiàn)與內(nèi)在物質(zhì)基礎(chǔ)的關(guān)聯(lián)點[3]。通過中藥氣味特征的識別,再結(jié)合藥效和藥動學(xué)從分子、細胞、組織、器官、機體多個層面研究[4],尋找與“藥性”相關(guān)的質(zhì)量標志物(quality marker,Q-Marker)[5],對于有明顯氣味特征的中藥質(zhì)量評價具有積極意義。
電子鼻是一種模擬嗅覺的儀器,通過使用一組嵌入式氣體傳感器來檢測和識別復(fù)雜的氣味。當傳感器陣列受到氣味刺激影響時,產(chǎn)生氣味指紋,該氣味指紋是傳感器陣列的響應(yīng),代表每個樣本的電子指紋特征[6]。其具有實時信息處理的特點,在醫(yī)藥衛(wèi)生[7-9]、農(nóng)業(yè)和食品[10-12]、公安[13]和環(huán)境監(jiān)測[14-15]等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。作為一種機器嗅覺系統(tǒng),電子鼻能夠“嗅”出中藥材的全部氣味,然后建立氣味提取中藥揮發(fā)性成分信息的指紋圖譜[16],從而達到對不同中藥材的鑒別和中藥材真?zhèn)悟炞C的目的[17]。
Heracles Neo超快速氣相電子鼻作為一種新型的氣味分析儀器,具有檢測靈敏和分析時間極短等優(yōu)勢,可將氣相所得色譜峰作為傳感器,其替代了傳統(tǒng)傳感器型電子鼻中有限的傳感信號,可以得出更多的化合物信號,同時將保留時間換算成Kovats保留指數(shù),經(jīng)正構(gòu)烷烴校準后,通過AroChemBase數(shù)據(jù)庫進行定性分析,得出可能化合物及相對應(yīng)的感官描述信息,有利于進一步深入研究其性質(zhì)[18]。同時,可以此為基礎(chǔ)進行化學(xué)計量學(xué)分析,建立聚類分析(cluster analysis)、主成分分析(principal component analysis,PCA)、判別因子分析(discriminant factor analysis,DFA)等模型,達到對藥材品質(zhì)評價的目的。張淑娟等[19]運用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和指紋圖譜研究方法,從生物信息及化學(xué)角度2個方面對黃芪的潛在Q-Marker進行預(yù)測分析,初步預(yù)測非揮發(fā)性成分黃芪甲苷、毛蕊異黃酮葡萄糖苷、芒柄花苷是黃芪潛在的Q-Marker。本研究采用Heracles Neo超快速氣相電子鼻對不同產(chǎn)地、生長年限及采收期的黃芪藥材進行氣味分析,以建立氣味特征為指標的快速、高效黃芪藥材品質(zhì)評價方法,同時通過氣味與藥性的關(guān)聯(lián),為黃芪藥材的揮發(fā)性Q-Marker的確定提供參考。
正構(gòu)烷烴C6~C16混合對照品,RESTEK公司。Heracles Neo超快速氣相電子鼻、PALRSI全自動頂空進樣器,Alpha MOS公司;DFY-400高速中藥粉碎機,江蘇益勇儀器設(shè)備有限公司。
黃芪藥材經(jīng)南京中醫(yī)藥大學(xué)中藥鑒定學(xué)教研室周婧副教授鑒定為蒙古黃芪(Fisch.) Bge.var.(Bge.) Hsiao的干燥根。22批黃芪藥材信息見表1。
取不同批次的黃芪藥材進行打粉,過4號篩,密封備用。
本研究為頂空進樣實驗,由于黃芪無揮發(fā)油,為使樣品具有良好的分析效果,得到較好的色譜信息,本研究在超快速氣相電子鼻檢測固定稱樣量為1.0 g條件下,分別對樣品的進樣量、孵化溫度以及孵化時間進行了單因素考察。
2.2.1 進樣量考察 稱取黃芪樣品1.0 g,孵化溫度60 ℃,孵化時間20 min,分別以不同進樣量(1000、2 000、3000、4000、5000 μL)進行分析。結(jié)果隨著進樣量增加,樣品峰面積相應(yīng)增大,最終選取5000 μL為本研究的最終進樣量。
2.2.2 孵化溫度考察 稱取黃芪樣品1.0 g,孵化時間20 min,進樣體積5000 μL,分別在不同孵化溫度(45、50、55、60、65、75 ℃)下進行分析。結(jié)果顯示60 ℃時色譜峰峰形良好,若繼續(xù)升高溫度,不利于基于其真實氣味的分析,易對結(jié)果造成影響,因此,選取60 ℃作為本實驗孵化溫度。
2.2.3 孵化時間考察 稱取黃芪樣品1.0 g,孵化溫度60 ℃,進樣體積5000 μL,分別在不同孵化時間(5、10、15、20、25、30 min)進行分析。結(jié)果顯示20 min時色譜峰趨于飽和,因此選取20 min作為本實驗孵化時間。
通過單因素試驗考察,建立黃芪藥材的Heracles Neo超快速氣相電子鼻方法(表2),對樣品進行分析。
2.4.1 精密度考察 按“2.1”項下方法制備1批供試品粉末,分別裝于6個電子鼻專用頂空進樣瓶中,每份稱取1 g,精密稱量,用隔墊密封,放置在自動進樣器上,按“2.3”項下方法進樣分析,測定特征峰的峰面積。結(jié)果表明,2~6號特征峰的峰面積RSD分別為1.5%、1.8%、2.2%、2.4%、3.1%,表明儀器精密度良好。
表1 22批黃芪藥材信息
表2 Heracles Neo超快速氣相色譜電子鼻實驗參數(shù)
2.4.2 重復(fù)性考察 按“2.1”項下方法平行制備6批供試品粉末,分別裝于6個電子鼻專用頂空進樣瓶中,每份稱取1 g,精密稱量,用隔墊密封,放置在自動進樣器上,按“2.3”項下方法進樣分析,測定特征峰的峰面積。結(jié)果表明,2~6號特征峰的峰面積RSD分別為2.3%、2.6%、1.8%、2.4%、2.7%,表明該方法重復(fù)性良好。
2.4.3 穩(wěn)定性考察 按“2.1”項下方法制備1批供試品粉末,分別在0、2、4、8、12、24 h裝入6個電子鼻專用頂空進樣瓶中,每份稱取1 g,精密稱量用隔墊密封,放置在自動進樣器上,按“2.3”項下方法進樣分析,測定特征峰的峰面積。結(jié)果表明,2~6號特征峰的峰面積RSD分別為1.2%、3.1%、3.5%、3.3%、2.7%,表明供試品粉末在制備后24 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。
3.1.1 氣味特征指紋圖譜 Heracles Neo超快速氣相色譜電子鼻系統(tǒng)采用2根不同極性的色譜柱MXT-5和MXT-1701,分別長10 m,柱徑18 μm。MXT-5為非極性色譜柱,MXT-1701為弱極性色譜柱,升溫速度達10 ℃/s;檢測器為2個氫火焰檢測器,一次注射進樣,雙柱同時分析,譜圖同時呈現(xiàn)2根色譜柱的分離結(jié)果。通過Heracles Neo超快速氣相色譜電子鼻對不同產(chǎn)地、不同生長年限及采收期黃芪藥材進行氣味分析,將22批黃芪藥材氣相色譜圖導(dǎo)入“中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統(tǒng)”2012版進行色譜峰匹配,得到黃芪藥材指紋圖譜,見圖1。對獲得的指紋圖譜進行處理后共標定并指認8個共有峰,見圖2。
圖1 22批黃芪藥材氣味特征指紋圖譜
圖2 22批黃芪藥材氣味特征對照圖譜
3.1.2 相似度評價 將22批黃芪藥材氣相色譜圖導(dǎo)入“中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統(tǒng)”2012版,利用中位數(shù)法,以S1號樣品色譜圖為參照譜圖,采用多點校正后進行自動匹配,生成對照譜圖,以此作為黃芪藥材的對照指紋圖譜(圖2),進行相似度評價,結(jié)果見表3。22批黃芪藥材氣味特征指紋圖譜相似度均高于0.844,相似度總體上良好。
表3 22批黃芪藥材氣味特征相似度
3.2.1 PCA PCA是一種多元統(tǒng)計方法,可以將采集的多指標進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和降維,并對降維的特征向量進行線性分類,捕捉整個數(shù)據(jù)集間的最大差異,呈現(xiàn)兩維圖或三維圖。PCA分析可以在沒有任何樣品信息的條件下,迅速瀏覽所有數(shù)據(jù),找出它們之間的相關(guān)性,建立一個合理的模型[20-22]。在經(jīng)過超快速氣相電子鼻檢測得到不同批次黃芪藥材的色譜峰面積以及峰數(shù)量后,篩選出區(qū)分能力強(discrimination power>0.900)且峰面積較大(range>1000)、分離效果較好的色譜峰作為傳感器[23],進行PCA分析。
將22批藥材按照產(chǎn)地分為5組,分別為山西南坪村、甘肅梅川村、甘肅新天樂村、甘肅包家族村、甘肅哈地窩村;按照生長年限分為3組,分別為2、3、4年;按照采收期分為2組,分別為春季、秋季。不同產(chǎn)地、生長年限及采收期下的黃芪藥材氣味特征PCA分析結(jié)果見圖3。橫、縱坐標分別表示PCA轉(zhuǎn)換得到的第1主成分(PC1)和第2主成分(PC2)的貢獻率。一般情況下,總體貢獻率超70%~85%的方法即可使用。圖3中PC1的方差貢獻率為87.538%,PC2的方差貢獻率為6.525%,二者累積方差貢獻率為94.063%,能夠較好地反映所測樣品中氣味信息。從圖3-A可知,山西南坪村的黃芪藥材跨度最大,甘肅梅川村藥材間隔較大,而甘肅新天樂村、包家族村、哈地窩村的藥材間隔較小,提示藥材氣味特征與產(chǎn)地有較大的關(guān)系。從圖3-B可知,2年、3年、4年生黃芪藥材氣味之間間隔較大,提示藥材氣味特征與生長年限有較大的關(guān)系。從圖3-C可知,春季與秋季采收的藥材無明顯區(qū)分。
3.2.2 DFA DFA是判定個體所屬類別的統(tǒng)計分析方法,通過2個或多個已知類別的樣本數(shù)據(jù)優(yōu)化區(qū)分,使組間距離最大同時保證組內(nèi)差異最小,用于定性判別。DFA是在主成分分析的基礎(chǔ)上,縮短組內(nèi)樣品間距離,增大組間差距[24]。
將22批藥材進行分組,分組同“3.2.1”項。不同產(chǎn)地、生長年限及采收期下的黃芪藥材氣味特征DFA分析結(jié)果見圖4。
橫、縱坐標分別表示DFA轉(zhuǎn)換得到的第1區(qū)分指數(shù)(DF1)和第2區(qū)分指數(shù)(DF2)。圖4-A中DF1的區(qū)分指數(shù)為64.634% , DF2 的區(qū)分指數(shù)為29.634%,二者累積區(qū)分指數(shù)為94.268%,說明DFA分析法能夠更好地區(qū)分對不同批次黃芪藥材的差異。圖4-B 中DF1 的區(qū)分指數(shù)為97.103%,DF2 的區(qū)分指數(shù)為2.697%,二者累積區(qū)分指數(shù)為100%,說明DFA 分析法能夠更好地區(qū)分對不同批次黃芪藥材的差異。圖4-C 中DF1 的區(qū)分指數(shù)為100%,DF2 的區(qū)分指數(shù)為0,二者累積區(qū)分指數(shù)為100%,說明DFA 分析法能夠更好地區(qū)分對不同批次黃芪藥材的差異。從圖4-A 可以看出山西南坪村、甘肅新天樂村、甘肅包家族村、甘肅哈地窩村距離相差較大,甘肅梅川村與之距離也較大,可見藥材產(chǎn)地不同,其氣味差異較大。由圖4-B 可知,生長年限不同,氣味差異也較大。由圖4-C 可知,采收期與氣味特征具有一定的聯(lián)系。由此可見,不同產(chǎn)地、生長年限黃芪藥材可通過超快速氣相電子鼻進行快速鑒別,而且區(qū)分效果較好,所得趨勢及結(jié)果與PCA 基本相同,使PCA 結(jié)果得到進一步驗證。
圖3 不同產(chǎn)地(A)、生長年限(B)及采收期(C)黃芪藥材樣品PCA分析
圖4 不同產(chǎn)地(A)、生長年限(B)及采收期(C)黃芪藥材樣品DFA分析
以不同批次的黃芪藥材氣味特征指紋圖譜的8個共有峰的峰面積為特征,得到22×8階原始數(shù)據(jù)矩陣,運用SPSS 24.0分析軟件對其進行聚類分析和PCA。
3.3.1 聚類分析 采用組間連接法,以歐式平方距離為測度,標準化,對樣品進行聚類分析,結(jié)果見圖5。當組間距離為10,22個黃芪藥材樣品總共可以聚為2類,批號為S4、S5、S6、S7、S8、S9(山西省南坪村4年生)為1類,其余批號聚為1類。
3.3.2 PCA 對于黃芪藥材共有峰峰面積標準化處理后,計算相關(guān)系數(shù)矩陣、主成分特征值、累積貢獻率等。
圖5 22批黃芪藥材指紋圖譜的聚類分析樹狀圖
(1)相關(guān)性分析:相關(guān)系數(shù)矩陣見表4。色譜峰1與色譜峰5具有較大的正相關(guān)性;色譜峰2與色譜法3、4、6、7、8具有較大的正相關(guān)性。
表4 相關(guān)系數(shù)矩陣
(2)特征值、方差貢獻率:相關(guān)系數(shù)的特征值和方差貢獻率見表5。以特征值>1為提取標準,得到前2個主成分的累積方差貢獻率為85.095%>85%,故選取前2個主成分即可進行評價,代表了黃芪藥材中8個成分量的85.095%的信息量,具有很好的代表性,足以評價黃芪藥材的品質(zhì)。
根據(jù)因子荷載矩陣,推測影響黃芪藥材氣味差異的并不是單一成分,而是多成分的協(xié)同作用的結(jié)果。從表6和圖6可以看出,第1主成分的信息主要來自于色譜峰1、2、3、4、5、7、8;第2主成分的信息主要來自色譜峰6。
用2個主成分對黃芪藥材進行綜合評價,將得到的特征向量與標準化后的數(shù)據(jù)相乘,得到主成分表達式,再以每個主成分所對應(yīng)的特征值占提取主成分的特征值之和的比例作為權(quán)重得到了主成分綜合模型,根據(jù)主成分綜合模型計算22批黃芪藥材的主成分得分及綜合得分,見表7。在表7的基礎(chǔ)上,按照不同產(chǎn)地、生長年限及采收期對綜合評分進行分類、平均,得到平均得分,見表8。
綜合得分越高,表明質(zhì)量越好。從表7可知,綜合排名前3的藥材批次為S4、S5、S6。從表8可知,不同產(chǎn)地的平均得分中,山西南坪村黃芪得分1.78,為最高;不同生長年限的平均得分中,4年生黃芪得分1.42,得分最高;不同采收期的平均得分結(jié)果顯示秋季高于春季。綜合評分結(jié)果與已有黃芪藥材質(zhì)量評價研究相一致,李燕敏等[25]分析發(fā)現(xiàn)山西黃芪中的揮發(fā)性成分種類多于甘肅黃芪,田文倉[26]對不同生長年限黃芪研究發(fā)現(xiàn)高年限黃芪藥材成分含量較高。黃芪藥材不同采收期研究表明黃芪宜秋季采收[27-28]。
表5 特征值和方差貢獻率
表6 初始因子荷載矩陣
圖6 樣本在2個主成分的平面分布圖
表7 主成分得分、綜合得分排序
表8 不同產(chǎn)地、生長年限及采收期的黃芪平均得分
不同來源的黃芪藥材再按綜合得分進行聚類分析,聚類結(jié)果見圖7。22批黃芪藥材分為2類,綜合得分排前6的S4、S5、S6、S7、S8、S9(山西省南坪村4年生)聚為1類,其余批號聚為1類,與上述聚類分析結(jié)果一致。
根據(jù)圖1可知,不同批次黃芪藥材色譜圖中的色譜峰位置基本未發(fā)生變化,說明其基于氣味的定性較為類似,采用正構(gòu)烷烴標準溶液(C6~C16)進行校準,將保留時間轉(zhuǎn)換為Kovats保留指數(shù)后,經(jīng)AroChemBase數(shù)據(jù)庫得出定性結(jié)果。保留指數(shù)(retention index,RI)是以一系列緊密相連的正構(gòu)烷烴的測定結(jié)果做尺度來反映物質(zhì)在固定液上的保留行為的定性參數(shù)。將正構(gòu)烷烴的RI定為其碳數(shù)的100倍,以色譜圖上位于待測物質(zhì)兩側(cè)的相鄰正構(gòu)烷烴的保留值為基準,用對數(shù)內(nèi)插法求得[29-30]。結(jié)合表4可知,峰2、4的相關(guān)性較大(相關(guān)系數(shù)為0.988),由圖2可知,峰2、4的峰面積在8個共有峰中排前2,推測其為黃芪藥材氣味主要成分,根據(jù)數(shù)據(jù)庫定性結(jié)果,篩除其他相關(guān)性較小的化合物。根據(jù)表9可知,黃芪藥材氣味中,峰2、4對應(yīng)的可能化合物為1-戊烯-3-酮、正己醛,其中正己醛的相關(guān)指數(shù)為96.19%,推測黃芪揮發(fā)性成分主要為正己醛。研究表明,黃芪藥材中含有117種揮發(fā)性成分,其中正己醛、2-戊基呋喃、丁香酚、正己醇、1-辛烯-3-醇等揮發(fā)性成分對黃芪的特征氣味貢獻較大[25,31]。黃芪豆腥味源于其中的多不飽和脂肪酸的酶促反應(yīng)物,而黃芪主要揮發(fā)性成分正己醛含量與酶促反應(yīng)物有顯著正相關(guān)性,且與黃芪的主要活性化學(xué)成分(黃芪甲苷和多糖)含量、黃芪產(chǎn)地和生長年限有關(guān)[32-34]。由于氣相色譜圖是多個揮發(fā)性成分共同作用的結(jié)果,故推測主要揮發(fā)性成分正己醛是導(dǎo)致不同產(chǎn)地、生長年限及采收期黃芪藥材氣味差異的主要因素。
圖7 22批黃芪藥材指紋圖譜主成分聚類圖
表9 黃芪中可能化合物及感官描述信息
生長環(huán)境和地理因素,如緯度、海拔、地形地貌、土壤、氣候、水分、礦物質(zhì)分布情況等,在中藥材的生長過程中起著至關(guān)重要的作用。自然生態(tài)環(huán)境與中藥資源的質(zhì)量(有效成分的形成和積累)、數(shù)量密切相關(guān),是其生態(tài)適宜性評價的客觀基礎(chǔ),也是藥材生產(chǎn)區(qū)劃分的關(guān)鍵所在[35]。不同產(chǎn)地的同種中藥可能含有不同的揮發(fā)性成分,而生長年限和采收期是中藥材采收過程中2個關(guān)鍵時間指標,3者均是影響中藥材質(zhì)量的重要因素。使用電子鼻系統(tǒng)進行不同來源藥材品質(zhì)評價是一種快速、準確的方法。
采用Heracles Neo超快速氣相電子鼻對不同來源黃芪藥材粉末樣品的色譜數(shù)據(jù)進行采集,分析后得出,各批次黃芪粉末的可能成分基本相同,僅含量存在一定差別。此外,通過PCA、DFA,將不同產(chǎn)地、不同生長年限及采收期的黃芪藥材粉末進行快速區(qū)分,得到產(chǎn)地為山西省南坪村,生長年限為4年,采收期為秋季的黃芪藥材氣味綜合評分最高。所得結(jié)果與已有黃芪藥材質(zhì)量評價研究相一致,表明基于樣品的整體氣味,電子鼻技術(shù)可以實現(xiàn)中藥氣味信息的數(shù)字化,為定性分析提供客觀依據(jù),與中醫(yī)基礎(chǔ)理論“整體觀念”相吻合。Heracles Neo超快速氣相電子鼻技術(shù)能夠快速、準確地對黃芪藥材氣味特征識別并進行品質(zhì)評價,同時通過對氣味信息的分析,再結(jié)合藥性、藥效和藥動學(xué)的深入研究,對黃芪Q-Marker的確立具有重要的參考意義。
利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突
[1] 中國藥典[S].一部.2020: 315.
[2] 張鐵軍, 白鋼, 陳常青, 等.基于“五原則”的復(fù)方中藥質(zhì)量標志物(Q-marker) 研究路徑 [J].中草藥, 2018, 49(1): 1-13.
[3] Zhou H Y, Luo D H, GholamHosseini H,.Identification of Chinese herbal medicines with electronic nose technology: Applications and challenges [J].(Basel), 2017, 17(5): E1073.
[4] 郝敏, 陸兔林, 毛春琴, 等.基于中藥質(zhì)量標志物的飲片質(zhì)量控制研究 [J].中草藥, 2017, 48(9): 1699-1708.
[5] 劉昌孝, 陳士林, 肖小河, 等.中藥質(zhì)量標志物(Q-Marker): 中藥產(chǎn)品質(zhì)量控制的新概念 [J].中草藥, 2016, 47(9): 1443-1457.
[6] Gutiérrez J, Horrillo M C.Advances in artificial olfaction: Sensors and applications [J]., 2014, 124: 95-105.
[7] Adiguzel Y, Kulah H.Breath sensors for lung cancer diagnosis [J]., 2015, 65: 121-138.
[8] Pomerantz A, Blachman-Braun R, Galnares-Olalde J A,.The possibility of inventing new technologies in the detection of cancer by applying elements of the canine olfactory apparatus [J]., 2015, 85(2): 160-172.
[9] Westenbrink E, Arasaradnam R P, O'Connell N,.Development and application of a new electronic nose instrument for the detection of colorectal cancer [J]., 2015, 67: 733-738.
[10] Ghasemi-Varnamkhasti M, Aghbashlo M.Electronic nose and electronic mucosa as innovative instruments for real-time monitoring of food dryers [J]., 2014, 38(2): 158-166.
[11] Gliszczyńska-?wig?o A, Chmielewski J.Electronic nose as a tool for monitoring the authenticity of food.A review [J]., 2017, 10(6): 1800-1816.
[12] Giungato P, Laiola E, Nicolardi V.Evaluation of industrial roasting degree of coffee beans by using an electronic nose and a stepwise backward selection of predictors [J]., 2017, 10(10): 3424-3433.
[13] Visvam Devadoss Ambeth K.Human security from death defying gases using an intelligent sensor system [J]., 2016, 7: 107-114.
[14] Deshmukh S, Bandyopadhyay R, Bhattacharyya N,.Application of electronic nose for industrial odors and gaseous emissions measurement and monitoring: An overview [J]., 2015, 144: 329-340.
[15] Gebicki J.Application of electrochemical sensors and sensor matrixes for measurement of odorous chemical compounds [J]., 2016, 77: 1-13.
[16] 蔣孝峰, 謝輝, 陸兔林, 等.基于HeraclesNeo超快速氣相電子鼻技術(shù)的麥芽炒制過程氣味變化物質(zhì)基礎(chǔ)研究[J].中草藥, 2022, 53(1): 41-50.
[17] 吳莉莉, 鄭丹, 鄭寶周, 等.基于電子鼻技術(shù)的花椒品種鑒別方法研究 [J].傳感技術(shù)學(xué)報, 2013, 26(11): 1473-1477.
[18] 范潤勇, 盧一, 羅霄, 等.基于Heracles II超快速氣相電子鼻技術(shù)對炮天雄氣味定性分析 [J].中藥與臨床, 2018, 9(2): 7-10.
[19] 張淑娟, 張育貴, 李東輝, 等.基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)及指紋圖譜的黃芪質(zhì)量標志物預(yù)測 [J].中國中藥雜志, 2021, 46(11): 2691-2698.
[20] 丁媛, 鄭平安, 繆芳芳, 等.電子鼻在8種貝類氣味差異研究中的應(yīng)用 [J].食品科學(xué), 2013, 34(22): 353-355.
[21] 梁愛華, 賈洪鋒, 秦文, 等.電子鼻在方便米飯氣味識別中的應(yīng)用 [J].中國糧油學(xué)報, 2010, 25(11): 110-113, 123.
[22] 田懷香, 李鳳華, 吳艷.電子鼻分析不同品種的桂花香氣[A] // 中國香料香精學(xué)術(shù)研討會論文集[C].杭州: 中國香料香精化妝品工業(yè)協(xié)會, 2014: 212-216.
[23] 高雅慧, 徐良, 董亞欣, 等.基于Heracles Ⅱ超快速氣相電子鼻對不同加工方式牛奶的快速鑒別 [J].食品工業(yè)科技, 2019, 40(14): 260-263.
[24] 武文奇, 毛怡寧, 李虹, 等.Heracles II超快速氣相電子鼻對金銀花粉末質(zhì)量的鑒別研究 [J].中國中藥雜志, 2019, 44(23): 5129-5133.
[25] 李燕敏, 楊克玉, 孫潔雯, 等.SPME-GC-MS分析不同產(chǎn)地干黃芪中揮發(fā)性風(fēng)味成分 [J].中國釀造, 2016, 35(5): 175-181.
[26] 田文倉.不同生長年限及采收期子洲黃芪鑒別特征及其質(zhì)量、產(chǎn)量差異分析[D].北京: 北京中醫(yī)藥大學(xué), 2020.
[27] 王玲玲, 楊路存, 熊豐, 等.青海省東部不同產(chǎn)地和春秋季蒙古黃芪化學(xué)成分差異性 [J].分子植物育種, 2021, 19(10): 3441-3447.
[28] 唐文文, 李國琴, 晉小軍.黃芪不同采收期有效成分含量比較 [J].北方園藝, 2015(7): 138-141.
[29] 譚鵬, 萬渝平, 文永盛, 等.保留指數(shù)原理在中藥材農(nóng)藥殘留快速篩查和定量分析中的研究進展 [J].中國藥學(xué)雜志, 2019, 54(20): 1637-1641.
[30] 徐楊斌, 侯靜林, 童俊, 等.氣相色譜保留指數(shù)在定性分析中的應(yīng)用研究進展 [J].香料香精化妝品, 2017(3): 59-63.
[31] 孫潔雯, 李燕敏, 楊克玉, 等.干黃芪中揮發(fā)性成分的提取與分析 [J].化學(xué)研究與應(yīng)用, 2015, 27(9): 1361-1366.
[32] 謝道生.黃芪藥材豆腥味與品質(zhì)關(guān)聯(lián)性研究[D].太原: 山西大學(xué), 2010.
[33] 孫歡歡.正己醛介導(dǎo)黃芪活性成分積累及其作用機制初探 [D].太原: 山西醫(yī)科大學(xué), 2018.
[34] Sun H F, Xie D S, Guo X Q,.Study on the relevance between beany flavor and main bioactive components inAstragali [J]., 2010, 58(9): 5568-5573.
[35] 張倩, 楊懷瑾, 周悅, 等.基于傳統(tǒng)煎藥工藝的黃芪藥材HPLC指紋圖譜及化學(xué)計量學(xué)質(zhì)量評價研究 [J].中草藥, 2021, 52(4): 1128-1134.
Quality evaluation offrom different origins, growth years and harvesting periods by Heracles Neo ultra-fast gas phase electronic nose
YU Yi-ting1, ZHAO Yi-meng1, YUAN Xi1, CAO Li-juan2, LI Xi-wen3, LU Tu-lin1, YAN Guo-jun1
1.School of Pharmacy, Nanjing University of Chinese Medicine, Nanjing 210023, China 2.Shengshibai Herbal Medicine Co., Ltd., Tianjin 300301, China 3.Institute of Chinese Materia Medica China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing 100700, China
Objective To establish the quality evaluation method of Huangqi ()based on odor characteristics.Methods Using Heracles Neo ultra-fast gas phase electronic nose to obtain odor chromatographic information of, and then using principal component analysis (PCA), discrimination factor analysis (DFA) and cluster analysis (CA) to conduct quality evaluation offrom different origins, growth years and harvesting periods.Results Comprehensive score ofNanping Village, Shanxi Province, growing for 4 years, and harvesting in autumn was the highest.Conclusion Heracles Neo ultra-fast gas phase electronic nose can quickly and accurately distinguishfrom different sources.This method could be used for quality evaluationof, and referred for the establishment of quality markers (Q-Marker) of.
; ultra-fast gas phase electronic nose; growth year; harvest time; quality marker;-hexylaldehyde
R286.2
A
0253 - 2670(2022)05 - 1328 - 10
10.7501/j.issn.0253-2670.2022.05.006
2021-08-09
國家重點研發(fā)計劃資助(2019YFC1710603);國家自然科學(xué)基金項目(81773910,82074004);江蘇高?!扒嗨{工程”項目(2020);2020年江蘇省研究生科技創(chuàng)新計劃(KYCX20_1612)
余亦婷(1998—),女,碩士研究生,研究方向為中藥炮制學(xué)。Tel: 18851692216 E-mail: 745889164@qq.com
通信作者:嚴國俊,教授,主要從事中藥飲片及制劑品質(zhì)傳遞過程及評價方法研究。Tel: (025)85811524 E-mail: yanguojun@njucm.edu.cn
[責(zé)任編輯 潘明佳]