丁昕瑤,包永睿, 2, 3,王 帥, 2, 3,李天嬌, 2, 3,孟憲生, 2, 3*
基于“質(zhì)-量”雙標(biāo)的丹參質(zhì)量分析方法研究
丁昕瑤1,包永睿1, 2, 3,王 帥1, 2, 3,李天嬌1, 2, 3,孟憲生1, 2, 3*
1. 遼寧中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,遼寧 大連 116600 2. 遼寧省中藥多維分析專業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心,遼寧 大連 116600 3. 遼寧省現(xiàn)代中藥研究工程實(shí)驗(yàn)室,遼寧 大連 116600
建立以對照藥材為基準(zhǔn)物質(zhì)的定性和不依賴多種對照品定量的丹參藥材“質(zhì)-量”雙標(biāo)控制方法。采用HPLC法,以對照藥材為基準(zhǔn)物質(zhì)建立丹參特征圖譜,通過四極桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜(quadrupole-time of flight mass spectrometry,Q-TOF-MS)技術(shù)鑒定共有峰的化學(xué)成分,以對照藥材和供試藥材特征峰的相似度,明確藥材真?zhèn)危础百|(zhì)”;對內(nèi)標(biāo)成分丹酚酸B進(jìn)行準(zhǔn)確定量,以內(nèi)標(biāo)成分計(jì),計(jì)算不同批次供試品中各特征峰的相對含量,取“平均數(shù)-標(biāo)準(zhǔn)差”作為特征峰化學(xué)成分相對于內(nèi)標(biāo)物質(zhì)化學(xué)成分的相對含量下限,依據(jù)特征峰相對含量下限明確枳殼藥材優(yōu)劣,即“量”。建立的特征圖譜及含量測定方法符合方法學(xué)考察要求;確定了6個(gè)共有色譜峰,分別為迷迭香酸、紫草酸、丹酚酸B、隱丹參酮、丹參酮I、丹參酮IIA,各供試藥材與對照藥材的相似度均大于0.90;確定了丹參藥材特征峰化學(xué)成分相對含量下限。該方法不依賴多種對照品,能清晰、快速地判斷藥材的真?zhèn)蝺?yōu)劣,為丹參的質(zhì)量控制提供參考。
丹參;“質(zhì)-量”雙標(biāo);對照藥材;質(zhì)量控制;特征圖譜;丹酚酸B;迷迭香酸;紫草酸;隱丹參酮;丹參酮I;丹參酮IIA
丹參為唇形科鼠尾草屬植物丹參Bge.的干燥根及根莖[1]。丹參藥材廣泛分布于我國華北、華東、中南和西北諸省,各地氣候條件及生長環(huán)境不同,導(dǎo)致各地丹參藥材在質(zhì)量上存在著很大差異[2]。丹參富含多種有效成分,如丹參酮類、丹酚酸類等[3]。近年來的研究表明,丹參及其有效成分有抗腫瘤、抗血栓、抗炎、護(hù)肝等作用[4]。目前,丹參藥材質(zhì)量控制方法主要包括單指標(biāo)含量測定法及指紋圖譜與含量測定結(jié)合法,以上方法具有靈敏度高、重復(fù)性好的優(yōu)點(diǎn)。而整體評價(jià)丹參藥材優(yōu)劣,需依賴多種對照品比對,但消耗量大、步驟繁瑣,且某些指標(biāo)成分不能反映藥效;指紋圖譜只能模糊地評價(jià)藥材相似性不能清晰地判斷供試品真?zhèn)蝺?yōu)劣的不足。而中藥復(fù)雜體系質(zhì)量評控技術(shù)難度和高額成本給中藥企業(yè)帶來了巨大的壓力,因此對中藥臨床合理用藥和臨床療效提升的指導(dǎo)和支持作用一直難以體現(xiàn)。
為彌補(bǔ)以上方法的不足,本研究提出了丹參藥材的“質(zhì)-量”雙標(biāo)控制方法,緊扣中藥多成分、多功效和整合作用的質(zhì)量內(nèi)涵和特點(diǎn),其指標(biāo)為能夠反映其藥效的化學(xué)成分;采用1種內(nèi)標(biāo)物質(zhì)對特征峰化學(xué)成分進(jìn)行相對定量,盡可能控制供試藥材有效化學(xué)成分含量同時(shí),不需要大量購買對照品,在滿足中藥化學(xué)成分“整體性”與“清晰性”的同時(shí)減輕了中藥復(fù)雜體系質(zhì)量評控成本。本方法以對照藥材為基準(zhǔn)物質(zhì)構(gòu)建特征圖譜,并以可代表丹參藥效的有限個(gè)代表性成分作為特征峰,評價(jià)對照藥材和供試藥材特征峰的相似度,用于判斷丹參的真?zhèn)危贿x用保留時(shí)間穩(wěn)定且價(jià)格低廉、易獲得的內(nèi)標(biāo)物質(zhì)作為定量評價(jià)指標(biāo),開展基于內(nèi)標(biāo)物質(zhì)的特征峰化學(xué)成分相對定量研究,通過內(nèi)標(biāo)物質(zhì)化學(xué)成分準(zhǔn)確定量,計(jì)算供試藥材特征峰化學(xué)成分的相對含量,用于判斷丹參的優(yōu)劣。基于“質(zhì)-量”雙標(biāo)的丹參質(zhì)量分析方法可有效解決丹參有效成分同時(shí)快速測定和中藥復(fù)雜體系質(zhì)量評控成本高的問題。
HS6150型超聲波清洗器(天津恒奧科技發(fā)展有限公司);ME55十萬分之一電子分析天平(上海梅特勒-托利多儀器有限公司);Agilent 1260Ⅱ高效液相色譜儀、Agilent 6550 Q-TOF-MS質(zhì)譜儀(美國安捷倫科技有限公司)。
丹參對照藥材(批號120989-201705,中國食品藥品檢定研究院)。10批丹參供試藥材來源及批號信息見表1,經(jīng)遼寧中醫(yī)藥大學(xué)張慧教授鑒定為唇形科植物Bge.的根及根莖。丹酚酸B對照品(經(jīng)HPLC檢測質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥96.1%,批號111562-201917)由中國食品藥品檢定研究所提供。乙腈(質(zhì)譜級,德國Merck公司);水(純凈水,杭州娃哈哈集團(tuán)有限公司)。
表1 丹參來源及批號信息
2.1.1 溶液的制備 取丹參對照藥材粉末(過4號篩)0.50 g,精密稱定,置具塞錐形瓶中,精密加入80%甲醇50 mL,稱定質(zhì)量,超聲30 min,放冷,再稱定質(zhì)量,用80%甲醇補(bǔ)足失重,搖勻,濾過揮干,80%甲醇定容至10 mL量瓶,搖勻,過0.22 μm濾膜,續(xù)濾液作為參照物溶液。取丹參供試藥材粉末(過4號篩)0.50 g,按上述方法制成供試品溶液。
2.1.2 色譜條件 色譜柱:Agilent Poroshell 120 SB-C18色譜柱(100 mm×4.6 mm,2.7 μm),流動(dòng)相為水(A)-乙腈(B);梯度洗脫程序:0~5 min,15%~25% B;5~10 min,25% B;10~12 min,25%~35% B;12~20 min,35%~48% B;20~30 min,48%~55% B;30~35 min,55% B;35~40 min,55%~56% B;體積流量0.6 mL/min;柱溫30 ℃,DAD檢測波長280 nm,進(jìn)樣量5 μL。
2.1.3 精密度試驗(yàn) 精密吸取同一供試品溶液5 μL,按“2.1.2”項(xiàng)色譜條件測定,連續(xù)進(jìn)樣6次,測定各色譜峰相對保留時(shí)間、相對峰面積,計(jì)算RSD。各色譜峰相對保留時(shí)間、相對峰面積RSD在0.9%~1.0%,表明儀器精密度良好。
2.1.4 穩(wěn)定性試驗(yàn) 精密吸取同一供試品溶液5 μL,按“2.1.2”項(xiàng)色譜條件分別在0、2、4、8、12、24 h進(jìn)樣6次,測定各色譜峰相對保留時(shí)間、相對峰面積,計(jì)算RSD。各色譜峰相對保留時(shí)間、相對峰面積RSD在2.1%~2.3%,表明供試品溶液在24 h內(nèi)穩(wěn)定。
2.1.5 重復(fù)性試驗(yàn) 按供試品溶液制備方法制備6份供試樣品,按“2.1.2”項(xiàng)色譜條件分別進(jìn)樣檢測,測定各色譜峰相對保留時(shí)間、相對峰面積,計(jì)算RSD。各色譜峰相對保留時(shí)間、相對峰面積RSD在1.6%~1.7%,表明方法重復(fù)性良好。
2.1.6 特征圖譜的建立 將參照物溶液和供試品溶液,每份樣品平行2次,按色譜條件依次進(jìn)樣檢測,將280 nm波長下的圖譜數(shù)據(jù)由分析檢測儀器中導(dǎo)入中國藥典委員會(huì)“中藥指紋圖譜相似度評價(jià)軟件”(2012.130727版本),獲得10批丹參藥材的HPLC特征疊加圖譜,見圖1。以丹參對照藥材的圖譜為參照譜圖,使用中位數(shù)進(jìn)行自動(dòng)匹配,加以多點(diǎn)校正,共標(biāo)定6個(gè)共有峰,其中3號峰穩(wěn)定性、重復(fù)性、分離度好、位置居中,故以其作為參照峰(S);將共有模式與對照藥材特征圖譜進(jìn)行比對,見圖2。供試品色譜在相應(yīng)位置呈現(xiàn)6個(gè)特征峰,并與對照藥材色譜圖中的6個(gè)特征峰保留時(shí)間相對應(yīng),見表2。
以丹參對照藥材和供試藥材特征峰的相似度明確丹參藥材真?zhèn)巍2捎弥袊幍湮瘑T會(huì)“中藥指紋圖譜相似度評價(jià)軟件”(2012.130727版本)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,利用夾角余弦法計(jì)算供試品與對照藥材特征圖譜的相似度應(yīng)不得低于0.90。丹參供試藥材與丹參對照藥材的相似度均大于0.96,說明本研究所收集的丹參供試藥材的特征峰化學(xué)成分基本一致,質(zhì)量相對穩(wěn)定[5-6],相似度結(jié)果見表3。
圖1 10批丹參供試藥材的HPLC疊加圖譜
圖2 丹參對照藥材特征圖譜及供試藥材共有模式
表2 特征峰保留時(shí)間及相對保留時(shí)間
表3 丹參供試藥材相似度評價(jià)
在初步采用Agilent-1260Ⅱ高效液相色譜儀利用相對保留時(shí)間與對照品比對的基礎(chǔ)上,采用Agilent 6550 Q-TOF-MS質(zhì)譜儀,進(jìn)行質(zhì)譜分析,運(yùn)用Agilent MassHunter Qualitative Analysis軟件,通過對照品比對的方法對正、負(fù)離子模式進(jìn)行化學(xué)成分解析,進(jìn)一步明確特征峰所代表的化學(xué)成分。
2.3.1 色譜條件 色譜柱:Agilent poroshell 120 SB-C18色譜柱(100 mm×2.1 mm,2.7 μm);流動(dòng)相:水(A)-乙腈(B);梯度洗脫程序:0~5 min,15%~25% B;5~10 min,25% B;10~12 min,25%~35% B;12~20 min,35%~48% B;20~30 min,48%~55% B;30~35 min,55% B;35~49 min,55%~56% B;體積流量0.6 mL/min;柱溫30 ℃;進(jìn)樣量1 μL。
2.3.2 質(zhì)譜條件 電噴霧離子源(Dual AJS ESI),正、負(fù)離子模式,毛細(xì)管電壓(Vcap)為3500 V,干燥氣體體積流量為11 L/min,干燥氣體溫度為150 ℃,霧化器壓力為172.4 kPa,鞘氣溫度為350 ℃,鞘氣體積流量為10 L/min,質(zhì)量掃描范圍/100~1000。
采用auto MS/MS模式,利用對照品比對及數(shù)據(jù)庫查詢等方法對特征峰化學(xué)成分進(jìn)行解析。正、負(fù)離子模式鑒定出了6個(gè)特征峰所代表的化學(xué)成分,見圖3。其中,1號峰為迷迭香酸、2號峰為紫草酸、3號峰為丹酚酸B、4號峰為隱丹參酮、5號峰為丹參酮I、6號峰為丹參酮IIA,鑒定結(jié)果見表4。
1-迷迭香酸 2-紫草酸 3-丹酚酸B 4-隱丹參酮 5-丹參酮I 6-丹參酮IIA
表4 丹參藥材特征峰的UPLC-Q-TOF-MS鑒定
丹酚酸B(3號峰)為《中國藥典》2020年版中丹參“含量測定”項(xiàng)下的指標(biāo)成分之一,該峰分離效果好、峰面積大、保留時(shí)間穩(wěn)定、對照品價(jià)格低廉,故以其作為內(nèi)標(biāo)物質(zhì),開展基于內(nèi)標(biāo)物質(zhì)的特征峰化學(xué)成分相對定量研究。
2.4.1 線性關(guān)系考察 配制丹酚酸B的6個(gè)不同質(zhì)量濃度溶液,按“2.1.2”項(xiàng)下色譜條件,分別進(jìn)樣檢測,以質(zhì)量()為橫坐標(biāo),峰面積()為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線并進(jìn)行線性回歸,得到線性回歸方程=1 767.0-6.498 9,=1.000 0,線性范圍0.906 6~1.976 0 μg。結(jié)果表明進(jìn)樣量范圍內(nèi)與峰面積呈良好的線性關(guān)系。
2.4.2 精密度試驗(yàn) 取同一對照品溶液,按“2.1.2”項(xiàng)色譜條件連續(xù)進(jìn)樣6次,測定丹酚酸B峰面積的RSD為1.26%,表明儀器精密度良好。
2.4.3 穩(wěn)定性試驗(yàn) 取同一供試品溶液,按“2.1.2”項(xiàng)色譜條件分別在0、2、4、8、12、24 h進(jìn)樣,測定丹酚酸B峰面積的RSD為2.14%,表明供試品溶液在24 h內(nèi)穩(wěn)定。
2.4.4 重復(fù)性試驗(yàn) 精密稱取同一供試品藥材粉末6份,按“2.1.1”項(xiàng)下方法平行制備6份供試品溶液,按“2.1.2”項(xiàng)色譜條件測定峰面積,計(jì)算丹酚酸B質(zhì)量分?jǐn)?shù)的RSD為2.62%,表明方法重復(fù)性良好。
2.4.5 加樣回收率試驗(yàn) 精密稱定丹參藥材粉末6 份,分別精密加入丹酚酸B對照品適量,按“2.1.1”項(xiàng)下方法制備供試品溶液,按“2.1.2”項(xiàng)下色譜條件,分別進(jìn)樣檢測,計(jì)算得到丹酚酸B的平均加樣回收率為99.45%,RSD為1.25%。
2.4.6 耐用性試驗(yàn) 精密吸取同一供試品溶液,考察不同規(guī)格的色譜柱(Agilent poroshell 120 SB-C18、Agilent poroshell 120 EC-C18)、不同的高效液相色譜儀(Agilent-1260Ⅱ高效液相色譜儀、Agilent-1290型高效液相色譜儀)、不同柱溫(25、30、35 ℃)及不同體積流量(0.6、0.8、1.0 mL/min)對檢測結(jié)果的影響。結(jié)果顯示,指認(rèn)出的6個(gè)化學(xué)成分的相對保留時(shí)間的RSD均小于2.89%,相對峰面積的RSD均小于2.0%~2.1%,表明該方法的耐用性良好。
2.4.7 相對含量測定 取丹參供試品藥材,按“2.1.1”項(xiàng)下方法制備供試品溶液,按“2.1.2”項(xiàng)下色譜條件分析測定丹酚酸B含量,每個(gè)供試品平行2份,結(jié)果見表5。每個(gè)供試品中特征峰化學(xué)成分的相對含量計(jì)算方法:特征峰化學(xué)成分相對含量=特征峰峰面積×(丹酚酸B含量/丹酚酸B峰面積),結(jié)果見表6。以“平均數(shù)-標(biāo)準(zhǔn)差”作為特征峰化學(xué)成分相對于內(nèi)標(biāo)物質(zhì)的相對含量下限,根據(jù)此方法測得的供試藥材特征峰化學(xué)成分相對含量不應(yīng)低于該含量下限[13]。
表5 內(nèi)標(biāo)物質(zhì)丹酚酸B的準(zhǔn)確定量結(jié)果(n =2)
特征峰化學(xué)成分相對含量=特征峰峰面積×(丹酚酸B含量/丹酚酸B峰面積) 相對含量下限=平均數(shù)-標(biāo)準(zhǔn)差
Relative content of characteristic peak chemical composition = characteristic peak area × (salvianolic acid B content/salvianolic acid B peak area) lower limit of relative content = mean-standard deviation
中藥化學(xué)成分復(fù)雜、品種來源寬泛,導(dǎo)致中藥質(zhì)量良莠不齊。而市面上偽品同時(shí)作為丹參入藥,容易造成鑒別困難與臨床用藥混亂的現(xiàn)象,影響中藥丹參的臨床合理使用。目前,中藥材(飲片)質(zhì)量控制方法存在著單一指標(biāo)不能反映藥材整體特征且依賴于多種對照品,而指紋圖譜只能模糊地評價(jià)藥材相似性,不能清晰地判斷供試品真?zhèn)蝺?yōu)劣[12]。
為解決上述問題,本研究創(chuàng)新研究思路,提出不依賴多種對照品,以價(jià)格低廉、易獲得的對照藥材為基準(zhǔn)物質(zhì)的定性和不依賴多種對照品定量的丹參藥材“質(zhì)-量”雙標(biāo)控制方法。通過構(gòu)建丹參對照藥材及10個(gè)不同產(chǎn)地丹參供試藥材的特征圖譜,以對照藥材為基準(zhǔn)物質(zhì),評價(jià)對照藥材和供試藥材特征峰的相似度,判斷丹參藥材的真?zhèn)?,即“質(zhì)”;同時(shí)準(zhǔn)確定量1種內(nèi)標(biāo)物質(zhì)化學(xué)成分,計(jì)算丹參藥材其余各特征峰的相對含量,通過確定各特征峰相對含量的下限來判斷丹參藥材優(yōu)劣,即“量”。本研究所提出的丹參藥材的“質(zhì)-量”控制方法能夠有效判斷藥材的真?zhèn)蝺?yōu)劣,形成一個(gè)科學(xué)、可控的中藥質(zhì)量控制體系。
本研究以信噪比大于10、分離度大于1.5作為特征峰的選取依據(jù)。采用質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)指認(rèn)出6個(gè)化學(xué)成分。丹參酮I可通過抑制基質(zhì)金屬蛋白酶-2(matrix metalloproteinase-2,MMP-2)和MMP-9的表達(dá)以及Toll樣受體4(toll-like receptor 4,TLR4)/ 核因子抑制蛋白-α(inhibitor kappa B alpha,IκBα)/核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)信號通路,調(diào)控腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白細(xì)胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、IL-1β等炎癥因子的釋放而發(fā)揮抗炎活性[14]。丹參酮ⅡA聯(lián)合癌易感性候選基因2(cancer susceptibility candidate 2,CASC2)可以抑制甲狀腺癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲,以及誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[15];隱丹參酮通過抑制腦膠質(zhì)瘤GL261細(xì)胞的增殖發(fā)揮抗腦膠質(zhì)瘤作用[16];丹酚酚B可通過Janus激酶2(Janus kinase 2,JAK2)/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)信號通路抑制胸主動(dòng)脈瘤的發(fā)生發(fā)展,并改善免疫功能、炎性反應(yīng)及氧化應(yīng)激狀態(tài)[17]。上述研究結(jié)果與丹參治療心腦血管疾病、抗炎、抗腫瘤等功效相關(guān),從而進(jìn)一步證明本方法特征峰的選擇能夠較科學(xué)地闡述丹參的藥效。
本研究所收集的丹參供試藥材與丹參對照藥材的相似度均大于0.90[18],說明所收集的丹參供試藥材的特征峰化學(xué)成分基本一致,但僅采用10批不同產(chǎn)地的藥材規(guī)定特征峰相對含量下限,缺乏全面性,因此,需要更進(jìn)一步大量收集不同產(chǎn)地、不同批次的藥材,完善該方法,以期有效判斷藥材的真?zhèn)蝺?yōu)劣,形成一個(gè)科學(xué)、可控的中藥質(zhì)量控制體系,在滿足藥材多項(xiàng)質(zhì)量控制項(xiàng)的同時(shí)減輕企業(yè)需大量購買對照品的經(jīng)濟(jì)壓力,推動(dòng)中醫(yī)藥事業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突
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Study on quality analysis method ofetbased on “quality-quantity” double standard
DING Xin-yao1, BAO Yong-rui1, 2, 3, WANG Shuai1, 2, 3,LI Tian-jiao1, 2, 3, MENG Xian-sheng1, 2, 3
1. College of Pharmacy, Liaoning University of Traditional Chinese Medicine, Dalian 116600, China 2. Liaoning Multi-dimensional Analysis of Traditional Chinese Medicine Technical Innovation Center, Dalian 116600, China 3. Liaoning Modern Traditional Chinese Medicine Research and Engineering Laboratory, Dalian 116600, China
To establish a “quality-quantity” double standard control method for Danshen (et), which was qualitative based on the reference traditional Chinese medicinal materials (TCMM) as standard substances and quantified without relying on multiple reference substances.HPLC technology was used to establish the characteristic chromatogram ofetbased on the reference TCMM as standard substances. The chemical constituents of common peaks were identified by quadrupole-time of flight mass spectrometry (Q-TOF-MS) technology, and the authenticity ofetwas determined by the similarity of characteristic peaks of the reference TCMM and the tested TCMM. The above statement is “quality”. The relative content of each characteristic peak in different batches of the tested TCMM was calculated by accurate quantition of internal standard component salvianolic acid B. The “average value-standard deviation” was taken as the lower limit of the relative content of characteristic peak chemical components relative to chemical composition of internal standard substance, and the merits ofetwas determined according to the lower limit of the relative content of characteristic peak. The above statement is “quantity”.The characteristic chromatogram and content determination method met the requirements of methodology investigation. A total of six common chromatographic peaks were determined, which were rosmarinic acid, alkannic acid, salvianolic acid B, cryptotanshinone, tanshinone I, tanshinone IIA. The similarity between the tested TCMM and reference TCMM was greater than 0.90. The lower limit of relative content of chemical components ofetcharacteristic peak was defined.The method can judge the authenticity of medicinal materials clearly and quickly without many reference substances, and provide reference for quality control ofet.
et; “quality-quantity” double standard; reference traditional Chinese medicinal materials; quality control; characteristic chromatogram; salvianolic acid B; rosmarinic acid; alkannic acid; cryptotanshinone; tanshinone I; tanshinone IIA
R286.02
A
0253 - 2670(2023)22 - 7287 - 06
10.7501/j.issn.0253-2670.2023.22.002
2023-05-10
遼寧省教育廳創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(LT2017015)
丁昕瑤,女,研究生,主要從事藥物分析研究。Tel: 15140621102 E-mail: dxy07172021@163.com
通信作者:孟憲生,男,博士生導(dǎo)師,主要從事藥效物質(zhì)組學(xué)和作用機(jī)制整合研究。E-mail: mxsvvv@126.com
[責(zé)任編輯 潘明佳]