鹽補(bǔ)骨脂飲片外表性狀與內(nèi)在質(zhì)量相關(guān)性分析

肖偉香　孫宜春　劉婭琴　李慧馨　吳珊珊　林昶　杜洪志　侯曉杰　李瑋

摘要［目的］考察鹽補(bǔ)骨脂飲片外觀性狀與內(nèi)在成分含量之間的相關(guān)性，并篩選出對其質(zhì)量具有重要影響性的內(nèi)外指標(biāo)。［方法］測定16批樣品的千粒重、長度、寬度、厚度及粉末色度值（L*、a*、b*、E*），采用HPLC測定5種香豆素類、5種黃酮類及1種酚類的含量，并進(jìn)行主成分分析（PCA）、正交偏最小二乘判別分析（OPLS-DA）和相關(guān)性分析（CA）。［結(jié)果］ PCA表明新補(bǔ)骨脂異黃酮、補(bǔ)骨脂二氫黃酮甲醚、補(bǔ)骨脂苷、異補(bǔ)骨脂苷、補(bǔ)骨脂定、異補(bǔ)骨脂素、補(bǔ)骨脂素是影響內(nèi)在成分綜合排名（ICCS）的重要指標(biāo)。OPLS-DA標(biāo)記了6個(gè)重要指標(biāo)，分別為千粒重、E*、補(bǔ)骨脂酚、L*、b*、ICCS。CA表明外觀性狀與內(nèi)在成分含量存在差異，其中L*、b*、E*均與補(bǔ)骨脂苷、異補(bǔ)骨脂苷呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與補(bǔ)骨脂乙素呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與補(bǔ)骨脂寧呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01）。a*與補(bǔ)骨脂苷呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與異補(bǔ)骨脂苷、補(bǔ)骨脂甲素、補(bǔ)骨脂乙素呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與補(bǔ)骨脂寧呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）。［結(jié)論］綜合3種分析方法得到鹽補(bǔ)骨脂飲片外觀性狀特征以粉末色度值（L*、a*、b*、E*）為主要指標(biāo)，內(nèi)在成分以補(bǔ)骨脂苷、異補(bǔ)骨脂苷、補(bǔ)骨脂甲素、補(bǔ)骨脂乙素、補(bǔ)骨脂寧、補(bǔ)骨脂酚為主要指標(biāo)。

關(guān)鍵詞鹽補(bǔ)骨脂飲片；外觀性狀特征；內(nèi)在成分含量；主成分分析；正交偏最小二乘判別分析；相關(guān)性分析

中圖分類號(hào)R283文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611（2023）08-0194-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.08.045開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Correlation Analysis between External Appearance and Internal Quality of Salt-processed Psoralea corylifolia

XIAO Wei-xiang1，SUN Yi-chun2，LIU Ya-qin1 et al（1.College of Pharmacy， Guizhou University of Traditinal Chinese Medicine，Guiyang， Guizhou 550025;2. Sinopharm Tongjitang （Guizhou） Pharmaceutical Co.， Ltd.，Guiyang， Guizhou 550025）

Abstract［Objective］ To investigate the correlation between the quantification of appearance characteristics and the content of internal components in salt-processed Psoralea corylifolia， and to screen out the internal and external indicators that had important impact on their quality.［Method］ The 1 000 grain weight， length， width， thickness and powder chroma （L*， a*， b*， E*） of 16 batches of samples were determined，the contents of 5 coumarins， 5 flavonoids and 1 phenol compound were determined by HPLC， and principal component analysis （PCA）， orthogonal partial least squares discriminant analysis （OPLS-DA） and correlation analysis （CA） were performed.［Result］PCA showed that neobavaisoflavone， bavachinin， psoralenoside， isopsoralenoside， psoralidin， isopsoralen and psoralen were important indicators affecting the comprehensive ranking of internal components （ICCS）. OPLS-DA marked six important indicators， which were the 1000 grain weight， the E*， bakuchiol， L*， b* and ICCS. CA showed that there were differences between the quantification of appearance traits and the content of internal components， among which the L* value， b* value and E* value were highly significantly positively correlated with psoralenoside and isopsoralenoside （P<0.01）， significantly positively correlated with isobavachalcone（P<0.05）， and highly significantly negatively correlated with psoralidin （P<0.01）. The value of a* was highly significantly positively correlated with psoralenoside （P<0.01）， significantly positively correlated with isopsoralenoside， coryfolin and isobavachalcone （P<0.05）， and significantly negatively correlated with psoralidin （P<0.05）. ［Conclusion］ By synthesizing the three analytical methods， the main indicators of the appearance characteristics of salt-processed Psoralea corylifolia are the chromaticity values （L， a， b， E）， and the main indicators of the internal components are psoralenoside， isopsoralenoside，coryfolin， isobavachalcone， psoralidin and bakuchiol.

Key wordsSalt-processed Psoralea corylifolia；Appearance characteristics；Internal components content；Principal component analysis （PCA）;Orthogonal partial least squares discriminant analysis （OPLS-DA）;Correlation analysis （CA）

補(bǔ)骨脂為豆科植物補(bǔ)骨脂（Psoralea corylifolia L.）的干燥成熟果實(shí)。鹽補(bǔ)骨脂是通過凈補(bǔ)骨脂鹽炒所得［1］。補(bǔ)骨脂含有香豆素類、黃酮類、單萜酚類等化學(xué)成分，具有調(diào)節(jié)雌激素水平、抗腫瘤、神經(jīng)保護(hù)及對心血管系統(tǒng)等方面有多重活性［2］。近年來，中藥的外觀性狀與內(nèi)在成分含量的相關(guān)性研究較多［3-6］，逐漸成為中藥研究的熱點(diǎn)，為其質(zhì)量評(píng)價(jià)提供了新的方法。目前，主要從補(bǔ)骨脂藥材指紋圖譜和內(nèi)在成分含量一測多評(píng)法的建立［7-9］和鹽補(bǔ)骨脂飲片一測多評(píng)法的建立及其炮制工藝優(yōu)選等方面［10-11］對補(bǔ)骨脂的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，鮮有研究其外表性狀與內(nèi)在質(zhì)量的相關(guān)性。該研究收集了16批鹽補(bǔ)骨脂飲片，測定其外觀性狀特征值和內(nèi)在成分含量，應(yīng)用多元統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行分析，挖掘具有標(biāo)志性的指標(biāo)，為制定其質(zhì)量評(píng)價(jià)體系提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料日本島津高效液相色譜儀（LC-16，蘇州島津）；色差儀（NR-200型，Nscing Es/蘇測）；補(bǔ)骨脂素對照品（批號(hào)66-97-7）、異補(bǔ)骨脂素對照品（批號(hào)523-50-2），購于貴州迪大生物科技有限責(zé)任公司；補(bǔ)骨脂苷對照品（批號(hào)905954-17-8）、異補(bǔ)骨脂苷對照品（批號(hào)90594-18-9）、新補(bǔ)骨脂異黃酮對照品（批號(hào)41060-15-5）、補(bǔ)骨脂甲素對照品（批號(hào)19879-32-4）、補(bǔ)骨脂寧對照品（批號(hào)53947-92-5）、補(bǔ)骨脂定對照品（批號(hào)18642-24-4）、補(bǔ)骨脂乙素對照品（批號(hào)20784-50-3）、補(bǔ)骨脂二氫黃酮甲醚對照品（批號(hào)19879-30-2）、補(bǔ)骨脂酚對照品（批號(hào)10309-37-2），均購于成都埃法生物科技有限責(zé)任公司；甲醇（色譜純，天津科密歐）；乙腈（進(jìn)口色譜純，美國天地）；娃哈哈純凈水（貴陽娃哈哈昌盛飲料）；其余試劑均為分析純。

該研究收購了16批鹽補(bǔ)骨脂飲片，經(jīng)貴州中醫(yī)藥大學(xué)魏升華教授鑒定為豆科植物補(bǔ)骨脂（Psoralea corylifolia L.）的干燥成熟果實(shí)，樣品信息見表1。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1外觀性狀特征測定。采用四分法篩選出一部分樣品，隨機(jī)選取1 000粒稱重，即得千粒重；用游標(biāo)卡尺測量樣品長度、寬度和厚度。

1.2.2粉末顏色特征測定。取適量樣品粉末（過3號(hào)篩），使用色度儀連續(xù)測量3次，查看并記錄色度值。L值代表明亮度，0 ～ 100表示從黑色至白色；a代表紅（+）綠（-）方向；b值代表黃（+）藍(lán)（-）方向。根據(jù)公式總色度值E*=（L＋a＋b），計(jì)算樣品的總色度值E［12］。

1.2.3內(nèi)在成分含量測定。

1.2.3.1色譜條件。pntulipsBP-C Plus色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流動(dòng)相為0.3% 冰乙酸溶液（A）-乙腈（B），梯度洗脫（0～5 min，15%B；5～35 min，15%～18%B；35～60 min，38% ～ 60%B；60～70 min，60%～95%B，70～75 min，95%～100%B），檢測波長246 nm，溫度20 ℃，進(jìn)樣量20 μL，流速1.2 mL/min。

1.2.3.2對照品溶液制備。分別精密稱取補(bǔ)骨脂苷、異補(bǔ)骨脂苷、補(bǔ)骨脂素、異補(bǔ)骨脂素、新補(bǔ)骨脂異黃酮、補(bǔ)骨脂甲素、補(bǔ)骨脂寧、補(bǔ)骨脂定、補(bǔ)骨脂乙素、補(bǔ)骨脂二氫黃酮甲醚和補(bǔ)骨脂酚對照品適量，加甲醇溶解，制成質(zhì)量濃度分別為3.29、1.79、2.34、1.68、1.76、1.80、0.59、1.16、0.46、1.54、19.50 mg/mL的對照品儲(chǔ)備液。

1.2.3.3供試品溶液制備。取樣品粉末（過3號(hào)篩）0.25 g，置具塞錐形瓶中，加25 mL 70%乙醇溶液，稱重，超聲提取60 min，放冷，補(bǔ)足減失重量。濾過，備用。

1.2.3.4方法學(xué)考察。依據(jù)2020年版《中國藥典》（四部）［13］分析方法驗(yàn)證指導(dǎo)原則進(jìn)行方法學(xué)考察。以各待測成分峰面積的對數(shù)值（y）作為縱坐標(biāo)、進(jìn)樣量的對數(shù)值（x）作為橫坐標(biāo)進(jìn)行方程擬合，得到補(bǔ)骨脂苷、異補(bǔ)骨脂苷、補(bǔ)骨脂素、異補(bǔ)骨脂素、新補(bǔ)骨脂異黃酮、補(bǔ)骨脂甲素、補(bǔ)骨脂寧、補(bǔ)骨脂定、補(bǔ)骨脂乙素、補(bǔ)骨脂二氫黃酮甲醚和補(bǔ)骨脂酚的回歸方程分別為y=2 674 060.62x-75 484.94（R=0.999 9）、y=3 173 628.77x-88 047.57（R=0.999 8）、y=7 366 040.95x+24 824.89（R=0.999 8）、y=7 326 364.86x-263 288.29（R=0.999 6）、y=4 299 851.84x+396 143.67（R=0.999 4）、y=2 214 904.83x+21 277.98（R=0.999 3）、y=7 626 885.09x-42 052.84（R=0.999 4）、y=2 421 031.89x+22 913.90（R=0.999 9）、y=1 511 043.71x+90 247.76（R=0.999 9）、y=1 779 439.25x+246 732.17（R=0.999 8）、y=1 165 021.42x+2 174 397.86（R=0.999 9），分別在0.20～6.38、0.14～3.51、0.33～2.39、0.37～2.79、0.39～2.82、0.18～1.44、0.12～0.34、0.37～1.73、0.26～1.95、0.71～2.16、5.01～24.01 μg進(jìn)樣量范圍內(nèi)與其峰面積的線性關(guān)系良好；精密度試驗(yàn)中，峰面積RSD均小于3%（n=6）；重復(fù)性試驗(yàn)中，各成分含量的RSD均小于3%（n=6）；穩(wěn)定性試驗(yàn)分別于0、2、4、8、12、24 h進(jìn)行測定，峰面積的RSD均小于3%；平均加樣回收率分別為100.11%、100.10%、100.08%、99.93%、100.16%、99.97%、100.24%、99.99%、99.98%、100.32%、100.06%（n=6）。結(jié)果表明，該方法的精密度、重復(fù)性、準(zhǔn)確性良好［14］。

1.2.3.5含量測定。精密吸取“1.2.3.3”供試品溶液20 μL，按照“1.2.3.1”色譜條件進(jìn)行測定，分別計(jì)算補(bǔ)骨脂苷、異補(bǔ)骨脂苷等11個(gè)成分含量。補(bǔ)骨脂對照品溶液和供試品溶液的色譜圖見圖1。

1.3數(shù)據(jù)分析采用HemI 1.0.3.7-Heatmap Illustrator對樣品粉末顏色進(jìn)行可視化處理；采用JASP 0.14.1進(jìn)行主成分分析；采用SIMCA 14.1進(jìn)行正交偏最小二乘判別分析；采用SPSS 26.0軟件進(jìn)行相關(guān)性分析。

2結(jié)果與分析

2.1外觀性狀特征測定樣品千粒重、長度、寬度和厚度的測定結(jié)果見表2。

2.2粉末顏色特征測定樣品粉末色度值（L*、a*、b*、E*）的測定結(jié)果見表2。采用HemI 1.0.3.7-Heatmap Illustrator繪制粉末色度熱點(diǎn)圖如圖2，說明樣品間的色度值差異明顯。

2.3內(nèi)在成分含量采用HPLC測定16批樣品中補(bǔ)骨脂苷、異補(bǔ)骨脂苷等11個(gè)內(nèi)在成分的含量，結(jié)果見表3。從表3可以看出，樣品中補(bǔ)骨脂素和異補(bǔ)骨脂素的總量為0.78～1.77 mg/g，符合2020年版《中國藥典》［1］要求。對比香豆素類（補(bǔ)骨脂苷、異補(bǔ)骨脂苷、補(bǔ)骨脂素、異補(bǔ)骨脂素、補(bǔ)骨脂定）、黃酮類（新補(bǔ)骨脂異黃酮、補(bǔ)骨脂甲素、補(bǔ)骨脂寧、補(bǔ)骨脂乙素、補(bǔ)骨脂二氫黃酮甲醚）和酚類（補(bǔ)骨脂酚）3類成分含量，發(fā)現(xiàn)酚類含量最高，其次是香豆素類，黃酮類含量最低。

2.4主成分分析以11個(gè)內(nèi)在成分的含量為變量，通過JASP 0.14.1軟件進(jìn)行主成分分析（簡稱PCA），計(jì)算得到特征值及方差貢獻(xiàn)率如表4所示。由表4可知，主成分分析特征值中前3個(gè)主成分的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為80.40%，用這3個(gè)主成分對全部指標(biāo)進(jìn)行概括分析。由主成分與變量的模型圖（圖3）可知，第一主成分（RC1）中新補(bǔ)骨脂異黃酮、補(bǔ)骨脂二氫黃酮甲醚的正向影響大；第二主成分（RC2）中異補(bǔ)骨脂苷、補(bǔ)骨脂苷的正向影響大，補(bǔ)骨脂定的負(fù)向影響大；第三主成分（RC3）中異補(bǔ)骨脂素和補(bǔ)骨脂素的正向影響大。

以3個(gè)主成分各自的方差貢獻(xiàn)率為權(quán)重，通過分析得RC1的得分Y，RC2的得分Y，RC3的得分Y，構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)模型，計(jì)算樣品內(nèi)在成分含量的綜合得分（以下簡稱ICCS），ICCS=0.44Y+0.23Y+0.10Y，分別計(jì)算得到樣品的ICCS并排名，見表5。樣品S3排名第1，S14排名最后，產(chǎn)地均是云南省。表明同一產(chǎn)地不同廠家的鹽補(bǔ)骨脂飲片內(nèi)在質(zhì)量差異明顯。

2.5正交偏最小二乘判別分析采用SIMCA 14.1軟件對16批樣品全部指標(biāo)進(jìn)行正交偏最小二乘判別分析（OPLS-DA），模型區(qū)分參數(shù)RX、RY分別為0.92、1.00，預(yù)測能力參數(shù)Q為0.73，表明模型穩(wěn)定可靠，可用于評(píng)價(jià)樣品質(zhì)量［15］，得分散點(diǎn)圖見圖4。以樣品粉末顏色深淺程度進(jìn)行了分類，分為3類，S、S、S為第1類，總色度值E*為21.58～22.60；S、S、S、S、S、S、S、S、S、S為第2類，總色度值E*為18.39 ～ 20.82；S、S、S為第3類，總色度值E*為15.30～17.79。這3類樣品的投影點(diǎn)相聚比較遠(yuǎn)，說明組間總色度值存在極顯著差異（P<0.01）。

通過OPLS-DA模型的變量重要性投影（variable importance in projection，VIP）可以初步篩選出組間差異成分，以VIP > 1為標(biāo)準(zhǔn)，如圖5所示，共標(biāo)記出6個(gè)貢獻(xiàn)較大的成分，分別為千粒重（VIP=1.97）、E*（VIP = 1.82）、補(bǔ)骨脂酚（VIP = 1.65）、L*（VIP = 1.59）、b*（VIP = 1.44）、ICCS（VIP = 1.09）。以上6個(gè)指標(biāo)是影響樣品質(zhì)量差異的標(biāo)志性指標(biāo)，其中，粉末色度值（L*、b*、E*）和千粒重是鹽補(bǔ)骨脂飲片的重要外在特征指標(biāo)，補(bǔ)骨脂酚和ICCS是內(nèi)在成分的重要指標(biāo)。

2.6指標(biāo)之間相關(guān)性分析鹽補(bǔ)骨脂飲片質(zhì)量評(píng)價(jià)體系需要尋求外觀性狀與內(nèi)在質(zhì)量的相關(guān)性，采用SPSS 26.0軟件對16批樣品的內(nèi)在成分與外觀性狀指標(biāo)進(jìn)行兩兩相關(guān)的Pearson相關(guān)性分析（簡稱CA），結(jié)果如表6所示。由表6可知，樣品中千粒重、長度、寬度、厚度與內(nèi)在成分均無顯著相關(guān)（P>0.05）。樣品中L*、b*、E*均與補(bǔ)骨脂苷、異補(bǔ)骨脂苷呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與補(bǔ)骨脂乙素呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與補(bǔ)骨脂寧呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01）。a*與補(bǔ)骨脂苷呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與異補(bǔ)骨脂苷、補(bǔ)骨脂甲素、補(bǔ)骨脂乙素呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與補(bǔ)骨脂寧呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）。結(jié)果表明，外觀性狀以粉末色度值（L*、a*、b*、E*）為主要指標(biāo)；內(nèi)在成分以補(bǔ)骨脂苷、異補(bǔ)骨脂苷、補(bǔ)骨脂甲素、補(bǔ)骨脂乙素、補(bǔ)骨脂寧為主要指標(biāo)。

3討論與結(jié)論

中藥傳統(tǒng)性狀鑒別主要通過感官評(píng)價(jià)，存在主觀性較強(qiáng)且難以量化等缺點(diǎn)，采用現(xiàn)代相關(guān)檢測設(shè)備將中藥外觀性狀特征以數(shù)字化的形式表示出來，有助于更加客觀準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)中藥外觀性狀特征［16］。中藥的“辨狀論質(zhì)”即根據(jù)藥材外觀性狀所表現(xiàn)出來的特點(diǎn)，來判斷藥材的真?zhèn)蝺?yōu)劣，從而闡明其本質(zhì)，這就是“辨狀論質(zhì)”的涵義和依據(jù)。藥材的外表性狀與內(nèi)在質(zhì)量是有一定聯(lián)系的［17］。

綜合PCA、OPLS-DA、CA這3種分析方法，得到鹽補(bǔ)骨脂飲片外觀性狀特征以粉末色度值（L*、a*、b*、E*）為主要指標(biāo)，內(nèi)在成分以補(bǔ)骨脂苷、異補(bǔ)骨脂苷、補(bǔ)骨脂乙素、補(bǔ)骨脂寧、補(bǔ)骨脂甲素、補(bǔ)骨脂酚含量為主要指標(biāo)。該研究挖掘出影響鹽補(bǔ)骨脂質(zhì)量的主要指標(biāo)，為鹽補(bǔ)骨脂飲片的質(zhì)量體系提供了一定的理論依據(jù)。

在品質(zhì)評(píng)價(jià)過程中，補(bǔ)骨脂具有肝毒性，有研究報(bào)道補(bǔ)骨脂素［18］、補(bǔ)骨脂二氫黃酮甲醚［19］、補(bǔ)骨脂酚［20］等具有肝毒性，但其又是藥效的相關(guān)成分，是否將肝毒性納入補(bǔ)骨脂品質(zhì)評(píng)價(jià)中有待進(jìn)一步研究。

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