基于主成分分析、正交偏最小二乘判別分析及加權逼近理想解排序-灰色關聯(lián)度融合模型評價不同產(chǎn)地珠子參質(zhì)量

李海燕，王慧然，那麗莎，金春花，王加良*

基于主成分分析、正交偏最小二乘判別分析及加權逼近理想解排序-灰色關聯(lián)度融合模型評價不同產(chǎn)地珠子參質(zhì)量

李海燕1, 2，王慧然1，那麗莎1，金春花1，王加良1, 2*

1. 牡丹江醫(yī)學院附屬紅旗醫(yī)院 藥學部，黑龍江 牡丹江 157000 2. 牡丹江醫(yī)學院，黑龍江 牡丹江 157011

采用HPLC法對珠子參中多指標成分進行定量檢測，建立主成分分析（principal component analysis，PCA）、正交偏最小二乘判別分析（orthogonal partial least-squares discrimination analysis，OPLS-DA）及加權逼近理想解排序-灰色關聯(lián)度（technique for order preference by similarity to an ideal solution-grey relation analysis，TOPSIS-GRA）融合模型對不同產(chǎn)地珠子參進行質(zhì)量評價，以提高珠子參藥材整體質(zhì)量控制水平。采用外標法測定珠子參中三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Re、人參皂苷Rb2、人參皂苷Rd2、竹節(jié)參皂苷V、楤木皂苷A、竹節(jié)參皂苷IVa、越南參皂苷R4、齊墩果酸、鐮葉芹醇、豆甾醇和β-谷甾醇含量，定量檢測條件為Agilent Eclipse Plus C18色譜柱，流動相乙腈-0.2%磷酸梯度洗脫，檢測波長205 nm，柱溫30 ℃。以珠子參中13種成分含量為變量，通過PCA降維獲得主成分并實現(xiàn)對樣品分組，在樣品分組基礎上采用OPLS-DA挖掘影響珠子參質(zhì)量的差異性標志物。建立加權TOPSIS-GRA融合模型對不同產(chǎn)地珠子參綜合質(zhì)量進行評價。珠子參中13種成分在各自范圍內(nèi)線性關系良好（＞0.999），平均加樣回收率為96.76%～100.06%（RSD＜2.0%），精密度、穩(wěn)定性和重復性試驗結果符合《中國藥典》2020年版規(guī)定。PCA結果顯示前2個主成分特征值分別為9.757和1.976，累積方差貢獻率為90.255%，15批珠子參聚為3組，呈現(xiàn)一定產(chǎn)地差異；OPLS-DA結果顯示竹節(jié)參皂苷IVa、竹節(jié)參皂苷V、人參皂苷Rd2、β-谷甾醇、楤木皂苷A和人參皂苷Re是影響珠子參質(zhì)量的差異性標志物。加權TOPSIS-GRA融合模型結果顯示15批珠子參樣品的平均相對貼近度（γ）為0.261 3～0.743 2，珠子參產(chǎn)品質(zhì)量存在一定產(chǎn)地差異，同一產(chǎn)地差異較小，不同產(chǎn)地產(chǎn)品質(zhì)量差異較大，同時聚類結果與PCA結果一致。建立的HPLC多指標成分定量控制方法操作便捷、結果準確，可用于珠子參中13種成分的同步檢測；PCA、OPLS-DA及加權TOPSIS-GRA融合模型合理可靠，可用于不同產(chǎn)地珠子參質(zhì)量評價。

珠子參；高效液相色譜法；主成分分析；OPLS-DA；加權TOPSIS；灰色關聯(lián)度分析；質(zhì)量評價；三七皂苷R1；人參皂苷Rg1；人參皂苷Re；人參皂苷Rb2；人參皂苷Rd2；竹節(jié)參皂苷V；楤木皂苷A；竹節(jié)參皂苷IVa；越南參皂苷R4；齊墩果酸；鐮葉芹醇；豆甾醇；β-谷甾醇

珠子參為五加科植物珠子參C. A. Mey. var.(Burk.) C. Y. Wu et K. M. Feng或羽葉三七C. A. Mey. var.(Seem.) C. Y. Wu et K. M. Feng的干燥根莖，別名扣子七，是一種珍稀中藥材。主要含有多種皂苷類化合物，此外，還含有揮發(fā)油、酚類物質(zhì)、甾體、氨基酸、蛋白質(zhì)等多種成分[1-3]，具有補肺養(yǎng)陰、祛瘀止痛、止血之功。臨床常用于氣陰兩虛、煩熱口渴、虛勞咳嗽、跌撲損傷、關節(jié)痹痛、咳血、吐血、衄血、崩漏、外傷出血[4]?，F(xiàn)代醫(yī)學研究證明，珠子參在抗腫瘤、鎮(zhèn)痛以及調(diào)節(jié)機體免疫功能等方面具有良好的藥理活性[5]，還可保肝降酶[6-7]，珠子參多糖具有抗肝癌作用[8]，珠子參地上部分可通過多成分、多靶點、多途徑協(xié)同發(fā)揮防治脂肪肝的作用[9]。中藥材成分繁雜、干擾多，因而多指標綜合評價模式仍是中藥質(zhì)量評價的主要研究方向。主成分分析（principal component analysis，PCA）和正交偏最小二乘法-判別分析（orthogonal partial least-squares discrimination analysis，OPLS-DA）是化學識別模式最常用的分析方法，通過降維的方式對多變量進行分析，預測精度高，越來越多地用于評價中藥質(zhì)量[10-11]?；疑P聯(lián)度分析（grey relation analysis，GRA）法是解決多目標之間復雜關系問題的有力工具[12]，可根據(jù)因素間相互關聯(lián)度的比較來確定哪些因素是影響大的主導因素，對各指標的綜合評判值表達直觀，避免了人為判斷[13]。加權逼近理想解排序（technique for order preference by similarity to an ideal solution，TOPSIS）法可以通過對多指標進行合理賦權，以距離理想化目標的程度為基準進行綜合評價，能夠避免主觀因素對品質(zhì)評價的影響，準確性和科學性良好[14]。利用加權TOPSIS法與GRA法相整合的多目標綜合評價方法，從橫縱2個維度對評價目標進行綜合評價，既消除了主觀臆斷性又增強了評價結果準確性。中藥所含化學成分復雜，藥效是多種成分協(xié)同或拮抗作用的結果，不能簡單地用少數(shù)幾個同類化學成分來評價其質(zhì)量，因此建立一種不同類別的多種指標成分定量，對其質(zhì)量進行評價，對中藥的研究、開發(fā)、利用具有指導意義。本研究利用HPLC法對全國6省15批次珠子參樣品三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Re、人參皂苷Rb2、人參皂苷Rd2、竹節(jié)參皂苷V、楤木皂苷A、竹節(jié)參皂苷IVa、越南參皂苷R4、齊墩果酸、鐮葉芹醇、豆甾醇和β-谷甾醇的含量進行測定，并借助于化學計量學、GRA與加權TOPSIS法融合模型對測定的含量數(shù)據(jù)進行分析，從而對不同產(chǎn)地珠子參質(zhì)量的優(yōu)劣進行排序，旨為珠子參的道地性開發(fā)和內(nèi)在質(zhì)量的全面控制提供科學依據(jù)。

1 材料

1.1 試藥

對照品三七皂苷R1（批號110745-202322，質(zhì)量分數(shù)97.8%）、人參皂苷Rg1（批號110703-202235，質(zhì)量分數(shù)98.5%）、人參皂苷Re（批號110754-202330，質(zhì)量分數(shù)96.9%）、人參皂苷Rb2（批號111715-202104，質(zhì)量分數(shù)95.0%）、竹節(jié)參皂苷IVa（批號111861-202203，質(zhì)量分數(shù)94.0%）、齊墩果酸（批號110709-202109，質(zhì)量分數(shù)95.8%）、β-谷甾醇（批號110851-201909，質(zhì)量分數(shù)92.7%）和竹節(jié)參皂苷V（批號111903-202307，質(zhì)量分數(shù)92.5%）均購自中國食品藥品檢定研究院；對照品楤木皂苷A（批號PRF8082242，質(zhì)量分數(shù)98.1%）、豆甾醇（批號PRF8071843，質(zhì)量分數(shù)98.7%）、人參皂苷Rd2（批號PRFM22050917，質(zhì)量分數(shù)98.6%）、越南參皂苷R4（批號PRF23090623，質(zhì)量分數(shù)99.8%）和鐮葉芹醇（批號PRF22051941，質(zhì)量分數(shù)98.5%）由成都普瑞法生物科技有限公司供給；高效液相用乙腈和磷酸為德國Merck公司生產(chǎn)的色譜純試劑，乙醇為天津市大茂化學試劑廠生產(chǎn)的分析純試劑；珠子參藥材經(jīng)牡丹江醫(yī)學院王加良副教授鑒定為珠子參C. A. Mey. var.(Burk.) C. Y. Wu et K. M. Feng的干燥莖，采集地信息見表1。

表1 珠子參藥材信息

1.2 儀器

PR223ZH型分析天平（上海眾淵實業(yè)有限公司）；1260 InfinityⅡ型高效液相色譜儀（美國Agilent Technologies公司）；KH-250B型數(shù)控超聲波清洗器（昆山合創(chuàng)超聲儀器公司）。

2 方法與結果

2.1 指標成分的測定

2.1.1 對照品溶液的制備 精密稱取各對照品適量，60%乙醇溶解，制成含0.132 mg/mL三七皂苷R1、0.186 mg/mL人參皂苷Rg1、1.91 mg/mL人參皂苷Re、0.064 mg/mL人參皂苷Rb2、0.396 mg/mL人參皂苷Rd2、9.98 mg/mL竹節(jié)參皂苷V、3.714 mg/mL楤木皂苷A、14.57 mg/mL竹節(jié)參皂苷IVa、0.038 mg/mL越南參皂苷R4、0.87 mg/mL齊墩果酸、0.214 mg/mL鐮葉芹醇、0.096 mg/mL豆甾醇、0.332 mg/mL β-谷甾醇的混合貯備液。精密吸取貯備液1 mL，至20 mL量瓶中，用60%乙醇定容至刻度，搖勻，即得。

2.1.2 供試品溶液的制備 取粉碎的珠子參粉末約0.5 g，精密稱定，置25 mL量瓶中，用60%乙醇約20 mL超聲提取45 min，冷卻，濾過，用提取溶劑定容至25 mL，搖勻，濾過，即得。

2.1.3 色譜條件[15-17]色譜柱為Agilent Eclipse Plus C18柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；檢測波長205 nm；乙腈-0.2%磷酸為流動相梯度洗脫（0～11 min，16.0%乙腈；11～43 min，16.0%～32.0%乙腈；43～58 min，32.0%～55.0%乙腈；58～65 min，55.0%～16.0%乙腈）；進樣體積10 μL，柱溫30 ℃，體積流量1.0 mL/min。在以上HPLC條件下得到的色譜圖顯示三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Re、人參皂苷Rb2、人參皂苷Rd2、竹節(jié)參皂苷V、楤木皂苷A、竹節(jié)參皂苷IVa、越南參皂苷R4、齊墩果酸、鐮葉芹醇、豆甾醇和β-谷甾醇與基線能完全分離，理論板數(shù)按各成分計均大于5 500（圖1）。

2.1.4 線性關系考察 精密量取“2.1.1”項混合貯備液0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0 mL，分別置于20 mL量瓶中，用提取溶劑定容，搖勻制得制成一系列質(zhì)量濃度的混合對照品溶液。在建立的HPLC條件下，依次進樣分析，記色譜圖。以對照品質(zhì)量濃度與峰面積制作標準曲線，線性方程和相關系數(shù)見表2。

2.1.5 精密度試驗 取珠子參（S1），按“2.1.2”項制備供試品溶液，連續(xù)進樣6次，每次10 μL，測定峰面積，結果峰面積無顯著變化，三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Re、人參皂苷Rb2、人參皂苷Rd2、竹節(jié)參皂苷V、楤木皂苷A、竹節(jié)參皂苷IVa、越南參皂苷R4、齊墩果酸、鐮葉芹醇、豆甾醇、β-谷甾醇峰面積的RSD值依次為1.33%、1.30%、0.74%、1.28%、1.16%、0.33%、0.59%、0.17%、1.49%、0.91%、1.17%、1.36%、1.13%，表明儀器精密度能滿足檢測要求。

2.1.6 穩(wěn)定性試驗 取一份珠子參（S1）供試品溶液，于制備后每隔4 h進樣檢測，考察至24 h，每次10 μL，測定峰面積，結果峰面積變化不顯著，三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Re、人參皂苷Rb2、人參皂苷Rd2、竹節(jié)參皂苷V、楤木皂苷A、竹節(jié)參皂苷IVa、越南參皂苷R4、齊墩果酸、鐮葉芹醇、豆甾醇、β-谷甾醇峰面積的RSD值依次為1.51%、1.43%、1.03%、1.35%、1.21%、0.42%、0.77%、0.25%、1.51%、1.08%、1.32%、1.55%和1.21%，表明珠子參供試品溶液在24 h內(nèi)具有穩(wěn)定性。

1-三七皂苷R1；2-人參皂苷Rg1；3-人參皂苷Re；4-人參皂苷Rb2；5-人參皂苷Rd2；6-竹節(jié)參皂苷V；7-楤木皂苷A；8-竹節(jié)參皂苷Iva；9-越南參皂苷R4；10-齊墩果酸；11-鐮葉芹醇；12-豆甾醇；13-β-谷甾醇。

表2 HPLC法測定13種成分的線性關系

2.1.7 重復性試驗 取珠子參（S1）6份，分別按“2.1.2”項方法平行制成6份供試品溶液，進樣分析，測得峰面積，計算三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Re、人參皂苷Rb2、人參皂苷Rd2、竹節(jié)參皂苷V、楤木皂苷A、竹節(jié)參皂苷IVa、越南參皂苷R4、齊墩果酸、鐮葉芹醇、豆甾醇、β-谷甾醇平均質(zhì)量分數(shù)分別為0.279、0.513、6.301、0.129、1.263、31.626、12.057、46.818、0.083、2.675、0.708、0.212、0.990 mg/g，RSD值依次為1.83%、1.79%、1.66%、1.93%、1.71%、0.69%、0.93%、0.58%、1.92%、1.37%、1.53%、1.78%、1.49%，表明方法重復性良好。

2.1.8 加樣回收率試驗 取已測定的三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Re、人參皂苷Rb2、人參皂苷Rd2、竹節(jié)參皂苷V、楤木皂苷A、竹節(jié)參皂苷IVa、越南參皂苷R4、齊墩果酸、鐮葉芹醇、豆甾醇和β-谷甾醇含量的珠子參（S1）9份，粉碎，每份取0.25 g，精密稱定，分別按低、中、高3個水平加入混合對照品溶液（三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Re、人參皂苷Rb2、人參皂苷Rd2、竹節(jié)參皂苷V、楤木皂苷A、竹節(jié)參皂苷IVa、越南參皂苷R4、齊墩果酸、鐮葉芹醇、豆甾醇和β-谷甾醇質(zhì)量濃度分別為0.069、0.124、1.579、0.032、0.318、7.894、2.983、11.716、0.021、0.672、0.173、0.056和0.249 mg/mL）0.8、1.0、1.2 mL，再按照供試品溶液制備方法制成加樣供試品溶液，進樣，計算三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Re、人參皂苷Rb2、人參皂苷Rd2、竹節(jié)參皂苷V、楤木皂苷A、竹節(jié)參皂苷IVa、越南參皂苷R4、齊墩果酸、鐮葉芹醇、豆甾醇、β-谷甾醇的平均加樣回收率及相應的RSD值分別為97.55%、98.47%、100.06%、96.76%、98.86%、100.05%、99.13%、99.48%、97.87%、98.86%、96.89%、97.87%、98.16%，RSD值分別為1.11%、1.18%、0.52%、1.21%、1.04%、0.54%、1.08%、0.32%、1.43%、1.24%、0.82%、1.17%、1.12%，表明該方法的回收率符合含量測定要求，準確度高。

2.1.9 定量測定 分別取編號S1～S15的珠子參粉末各約0.5 g，精密稱定，按照供試品溶液處理流程制成供試品溶液，進樣，代入標準曲線，采用峰面積外標法計算三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Re、人參皂苷Rb2、人參皂苷Rd2、竹節(jié)參皂苷V、楤木皂苷A、竹節(jié)參皂苷IVa、越南參皂苷R4、齊墩果酸、鐮葉芹醇、豆甾醇、β-谷甾醇的含量，計算結果見表3。

表3 不同產(chǎn)地與批號的珠子參中13種成分的含量測定結果(＝3)

Tab.3 Determination results of 13 components in Panacis Majoris Rhizoma from different origins and batches (n＝3)

2.2 化學計量學分析評價

2.2.1 PCA 以15批珠子參中三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Re、人參皂苷Rb2、人參皂苷Rd2、竹節(jié)參皂苷V、楤木皂苷A、竹節(jié)參皂苷IVa、越南參皂苷R4、齊墩果酸、鐮葉芹醇、豆甾醇和β-谷甾醇含量數(shù)據(jù)為變量，運用SPSS 26.0軟件對不同產(chǎn)地的珠子參進行PCA，結果見表4、5。由表4可知前2個主成分特征值分別為9.757和1.976（特征值＞1）[18]，方差貢獻率分別為75.054%和15.201%，表明前2個主成分代表珠子參90.255%信息量。表5顯示三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Re、人參皂苷Rb2、竹節(jié)參皂苷V、楤木皂苷A、竹節(jié)參皂苷IVa、齊墩果酸、鐮葉芹醇和豆甾醇在第1主成分中載荷較高，人參皂苷Rd2、越南參皂苷R4和β-谷甾醇在第2主成分中載荷較高。為考察15批珠子參的聚類情況，再借助SIMCA 14.1軟件建立PCA模型（圖2），結果顯示15批樣品聚為3組，各批次散點較分散，提示質(zhì)量差異較大，其中S1～S6質(zhì)量較接近，S7～S10質(zhì)量較接近，S11～S15質(zhì)量較接近。

2.2.2 OPLS-DA[19]為探究不同產(chǎn)地珠子參樣品聚類分組的原因，查找引起組間差異的主要因素，將15批珠子參中13個組分含量數(shù)據(jù)矩陣導入SIMCA 14.1軟件并運行OPLS-DA程序，得OPLS- DA模型得分圖（圖3），結果模型參數(shù)2為0.981，2為0.922，2為0.870，3個參數(shù)均接近1，表明模型穩(wěn)定可靠、擬合度和預測能力良好。變量重要性投影值越大，對產(chǎn)品質(zhì)量差異貢獻度越大。結合圖4，以VIP＞1為篩選標準，結果竹節(jié)參皂苷IVa、竹節(jié)參皂苷V、人參皂苷Rd2、β-谷甾醇、楤木皂苷A和人參皂苷Re的VIP值分別為2.045、1.813、1.201、1.061、1.045和1.024，均大于1，表明這6個成分在15批珠子參聚類分組時具有顯著重要性[20]，對質(zhì)量影響較大，可作為影響珠子參產(chǎn)品質(zhì)量的差異標志物。對OPLS-DA模型進行置換200次，結果2擬合直線軸截距小于0.3，2擬合直線軸截距為負值，提示OPLS-DA模型不存在過度擬合，詳見圖5。

表4 珠子參PCA分析

表5 珠子參中13種成分的載荷矩陣

圖2 15批珠子參的PCA得分圖

2.3 加權TOPSIS-GRA融合模型建立

首先對含量數(shù)據(jù)進行處理，利用OPLS-DA中各指標成分的VIP值作為評價指標權重，并確定最優(yōu)與負理想樣本，再計算得到各樣本與最優(yōu)負理想樣本的歐氏距離、各樣本與最優(yōu)負理想樣本的灰色關聯(lián)度，最后計算相對貼近度[21]。

2.3.1 加權TOPSIS歸一化數(shù)據(jù)處理 15批珠子參中三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Re、人參皂苷Rb2、人參皂苷Rd2、竹節(jié)參皂苷V、楤木皂苷A、竹節(jié)參皂苷IVa、越南參皂苷R4、齊墩果酸、鐮葉芹醇、豆甾醇和β-谷甾醇含量差異較大，且均為藥效成分，故使用公式（1）對含量數(shù)據(jù)進行歸一化處理[22]，處理后數(shù)值見表6。

圖3 15批珠子參樣品OPLS-DA模型得分圖

圖4 15批珠子參樣品VIP圖

圖5 OPLS-DA置換檢測結果圖

2.3.2 加權TOPSIS各評價指標評分計算 以OPLS-DA分析中13個指標的VIP值作為各指標權重（Q），按照公式（2）計算加權決策矩陣，矩陣結果見表7，利用各成分矩陣結果確定正理想樣本（+）和負理想樣本（?），按照公式（3）、（4），計算各評價指標到正理想樣本的距離（d+）和到負理想樣本的距離（d?）[21]，計算結果見表8。

Z＝Y×Q（2）

表6 歸一化處理結果

表7 加權矩陣

表8 15批珠子參TOPSIS評價di+和di-值

2.3.3 GRA數(shù)據(jù)標準化 由于15批珠子參中三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Re、人參皂苷Rb2、人參皂苷Rd2、竹節(jié)參皂苷V、楤木皂苷A、竹節(jié)參皂苷IVa、越南參皂苷R4、齊墩果酸、鐮葉芹醇、豆甾醇和β-谷甾醇含量具有較大的差異，需按照公式（5）對含量數(shù)據(jù)進行標準化處理[23]，處理結果見表9。

Y＝Z/Z（5）

Z為各評價指標含量數(shù)據(jù)，Z為第個評價指標含量檢測結果的均值。

表9 珠子參中13種成分含量原始數(shù)據(jù)標準化處理結果

Δmin＝min|Y－Y|、Δmax＝max|Y－Y|、Δ′min＝min |Y－Y|、Δ′max＝max |Y－Y|，為分辨系數(shù)[20]，取值0.5

2.3.5 GRA關聯(lián)度及相對關聯(lián)度計算 關聯(lián)度為每個被評價對象的所有評價指標關聯(lián)系數(shù)的平均值，分別按公式（8）計算被評價對象相對于最優(yōu)參考序列的關聯(lián)度，按公式（9）計算被評價對象相對于最差參考序列的關聯(lián)度，結果見表10。

表10 15批珠子參GRA評價ri+和ri?值

2.3.6 加權TOPSIS-GRA融合模型[21]首先按公式（10）～（13）對樣品的參考序列歐氏距離和關聯(lián)度進行無綱量化處理，再按公式（14）、（15）計算融合無綱量化后的歐氏距離和灰色關聯(lián)度。?和R+值越大，樣品越趨近理想樣本，E+值綜合評價了不同批次樣品與理想樣本的逼近程度，樣品質(zhì)量越好，E+值越大；E?反映了不同批次樣品與理想樣本的遠離程度，樣品質(zhì)量越差，E?值越大。相對貼近度（i）按照公式（16）計算，其大小可反映樣品與正、負理想樣本接近的趨勢程度。γ越大，樣品質(zhì)量越好。結果見表11。

D+＝d+/maxd+（10）

D?＝d?/maxd?（11）

R+＝r+/maxr+（12）

R?＝r?/maxr?（13）

E+＝αD?+βR+（14）

E-=α++βR?（15）

γ＝E+/(E+＋E?) （16）

其中α，β均為0.5

表11 15批珠子參樣品的品質(zhì)排序

由表11可以看出，15批珠子參樣品平均相對貼近度在0.261 3～0.743 2，產(chǎn)品質(zhì)量差異較大，其中樣品S11～S15排名位于前5位，相對貼近度均＞0.6，排名前5的均產(chǎn)自云南和貴州，提示云南和貴州產(chǎn)的珠子參質(zhì)量較優(yōu)。

3 討論

在前期預試驗中分別考察了超聲提取時不同濃度的乙醇溶液（30%乙醇、60%乙醇和70%乙醇），時間考察了30、45、60 min，從提取的色譜信息全面性、色譜峰豐度、雜質(zhì)干擾等方面考慮，發(fā)現(xiàn)60%乙醇超聲提取45 min為珠子參供試品制備的最佳方法。還考察了不同流動相系統(tǒng)（乙腈-0.02%磷酸溶液[15]、乙腈-0.1%磷酸溶液[16]、乙腈-0.2%磷酸溶液[17]）不同洗脫程序?qū)┰嚻啡芤荷V圖的影響。結果顯示，乙腈-0.2%磷酸溶液按2.1.3項梯度程序運行時，所得色譜圖中基線平穩(wěn)、色譜峰數(shù)量較多且色譜峰豐度飽滿。

珠子參主要含有皂苷類、甾體類、揮發(fā)油、酚類等多種化學成分，其中三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Re、人參皂苷Rb2、人參皂苷Rd2、竹節(jié)參皂苷V、楤木皂苷A、竹節(jié)參皂苷IVa、越南參皂苷R4、齊墩果酸等皂苷類是珠子參主要活性成分，在保護心腦血管系統(tǒng)、肝臟、鎮(zhèn)痛鎮(zhèn)靜、抗炎、抗腫瘤等方面均具有良好的藥理活性[2]。豆甾醇、鐮葉芹醇和β-谷甾醇為其甾體類主要成分。現(xiàn)代研究表明竹節(jié)參皂苷IVa和竹節(jié)參皂苷V可促進巨噬細胞自噬、抑制泡沫化的發(fā)生、降低炎性因子[25]；人參皂苷Re可改善心肌缺血、抗心肌缺血再灌注損傷、抗心肌細胞凋亡、抗心律失常、對縫隙連接重塑、對心肌細胞的減毒[26]；竹節(jié)參皂苷Ⅳa、竹節(jié)參皂苷V和人參皂苷Re是珠子參中起保肝作用的核心成分。楤木皂苷A具有良好的抗?jié)?、抗腫瘤、降血糖、抗凝血、抑制腎素活性、抑制Fas介導的角質(zhì)形成細胞凋亡等活性[27]。β-谷甾醇可使胃癌細胞中AMPK、PTEN蛋白表達增加，HS90蛋白表達下調(diào)，誘導腫瘤細胞凋亡及抑制其生長[28]。齊墩果酸、豆甾醇、β-谷甾醇等是珠子參防治脂肪肝的主要活性成分[9]。作者在實驗中，參考已有對珠子參成分定量檢測的文獻報道，曾嘗試對人參皂苷Rg3進行定量檢測，結果顯示，人參皂苷Rg3含量較低，不宜作為定量控制指標成分，與文獻報道[29]結果一致，故最終確定采用三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Re、人參皂苷Rb2、人參皂苷Rd2、竹節(jié)參皂苷V、楤木皂苷A、竹節(jié)參皂苷IVa、越南參皂苷R4、齊墩果酸、鐮葉芹醇、豆甾醇和β-谷甾醇為定量檢測指標。

本實驗采用HPLC法對6省15批珠子參中三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Re、人參皂苷Rb2、人參皂苷Rd2、竹節(jié)參皂苷V、楤木皂苷A、竹節(jié)參皂苷IVa、越南參皂苷R4、齊墩果酸、鐮葉芹醇、豆甾醇和β-谷甾醇進行定量測定，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量差異較大，其中不同產(chǎn)地的珠子參中三七皂苷R1的含量差異最大，在0.144～0.385 mg/g；越南參皂苷R4含量差異最小，在0.062～0.098 mg/g。為查找引起質(zhì)量差異的主要成分，利用化學計量學對檢測的含量數(shù)據(jù)進行分析，結果15批不同產(chǎn)地珠子參呈明顯的分類趨勢，明顯聚焦為3組，呈現(xiàn)一定的產(chǎn)區(qū)差異。OPLS-DA發(fā)掘出引起珠子參產(chǎn)品質(zhì)量差異的主要標志物為竹節(jié)參皂苷IVa、竹節(jié)參皂苷V、人參皂苷Rd2、β-谷甾醇、楤木皂苷A和人參皂苷Re。加權TOPSIS-GRA融合模型結果顯示，15批珠子參相對貼近度在0.261 3～0.743 2，其中云南和貴州產(chǎn)地樣品相對貼近度均高于0.6，其值越大，樣品質(zhì)量越好，表明云南和貴州產(chǎn)珠子參整體質(zhì)量較好，與文獻報道[30]結果一致，可能與珠子參平均氣溫、海拔高度等生長環(huán)境有關，后續(xù)將進一步擴大樣品產(chǎn)地及產(chǎn)地氣候、土壤、海拔、采收季節(jié)等影響珠子參生長的關鍵參數(shù)收集和分析，為珠子參道地性研究提供數(shù)據(jù)參考。

本實驗采用HPLC法同時檢測了15批珠子參中三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Re、人參皂苷Rb2、人參皂苷Rd2、竹節(jié)參皂苷V、楤木皂苷A、竹節(jié)參皂苷IVa、越南參皂苷R4、齊墩果酸、鐮葉芹醇、豆甾醇和β-谷甾醇的含量，利用OPLS-DA聯(lián)合加權TOPSIS與GRA融合技術對其質(zhì)量進行綜合評價，建立的定量控制模式及評價模式可用于珠子參的內(nèi)在質(zhì)量評價，值得推廣。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突

[1] 王麗, 蘇鈦, 侯安國. 珠子參的化學成分及藥理作用研究進展 [J]. 中國中醫(yī)基礎醫(yī)學雜志, 2020, 26(7): 1037-1040.

[2] 楊延, 張翔, 姜森, 等. 珠子參中皂苷成分及其藥理活性研究進展 [J]. 食品工業(yè)科技, 2019, 40(2): 347-356.

[3] 李柏森, 張俊嶺, 汪浩斌, 等. 云南不同產(chǎn)地珠子參的品質(zhì)評價研究 [J]. 中國野生植物資源, 2023, 42(S1): 5-11.

[4] 中國藥典[S]. 一部. 2020: 283-284.

[5] 王輝, 郭天康, 胡鵬斌. 珠子參臨床藥理研究進展 [J]. 甘肅醫(yī)藥, 2015, 34(2): 99-101.

[6] 張海潮, 周瑞, 唐志書, 等. 基于網(wǎng)絡藥理學、分子對接、體外細胞實驗預測珠子參保肝機制 [J]. 中成藥, 2021, 43(9): 2342-2351.

[7] 許苗苗, 張旋, 宋蓓, 等. 珠子參抗肝損傷藥效的物質(zhì)基礎研究 [J]. 西北藥學雜志, 2014, 29(5): 486-489.

[8] 陳濤, 陳茂華, 胡月琴, 等. 珠子參多糖抗肝癌作用的實驗研究 [J]. 時珍國醫(yī)國藥, 2010, 21(6): 1329-1331.

[9] 郭敏, 賀依依, 徐虹, 等. 基于網(wǎng)絡藥理學和分子對接探討珠子參地上部分防治脂肪肝的作用機制 [J]. 中南藥學, 2021, 19(5): 836-844.

[10] 于洋, 李軍, 李寶國. 化學計量學在中藥質(zhì)量控制研究中的應用 [J]. 中成藥, 2018, 40(5): 1139-1142.

[11] 何佳, 黃文康, 馬相鋒, 等. 基于主成分分析與PLS-DA分析研究浙麥冬道地性與等級評價標準 [J]. 中國藥學雜志, 2021, 56(4): 285-292.

[12] Pandey R K, Panda S S. Optimization of multiple quality characteristics in bone drilling using grey relational analysis [J]., 2014, 12(1): 39-45.

[13] 李力, 潘倩雯, 劉宏. 灰色關聯(lián)度分析法在中藥譜效學研究中的應用 [J]. 中國藥房, 2018, 29(11): 1581-1584.

[14] 李雨昕, 邢娜, 白浩東, 等. 基于熵權法的灰色關聯(lián)法-TOPSIS法對不同產(chǎn)地三七及其炮制品質(zhì)量的評價研究[J]. 中草藥, 2023, 54(4): 1252-1259.

[15] 李慧, 鄒晨鑫, 高靜, 等. HPLC法同時測定不同采收期珠子參中5種皂苷類成分含量 [J]. 中國民族民間醫(yī)藥, 2021, 30(12): 42-46.

[16] 張海元, 夏偉軍, 謝佳穎, 等. 珠子參藥材中皂苷類成分的薄層色譜及HPLC特征圖譜研究 [J]. 中國現(xiàn)代中藥, 2017, 19(3): 358-361.

[17] 任華忠, 朱麗金, 何毓敏. 珠子參總皂苷的HPLC特征圖譜及化學成分研究 [J]. 中成藥, 2022, 44(9): 2885-2890.

[18] 阿迪拉·阿布都熱西提, 戴樂, 古麗巴哈爾·達吾提, 等. HPLC指紋圖譜及化學模式識別鑒別菟絲草藥材 [J]. 南開大學學報: 自然科學版, 2020, 53(5): 7-14.

[19] 李惠敏, 李鳳超, 高必興, 等. 基于HPLC指紋圖譜及化學模式識別對比研究曲花紫堇及同屬藥材 [J]. 中草藥, 2024, 55(5): 1709-1716.

[20] 黃廣偉, 陳淮臣, 劉渝, 等. 基于灰色關聯(lián)度和偏最小二乘回歸分析的芩蘇膠囊抑菌譜效關系研究 [J]. 藥物評價研究, 2022, 45(6): 1060-1069.

[21] 張娜, 翁偉鋒, 魏坤盛, 等. 基于灰色關聯(lián)度與TOPSIS融合模型對不同產(chǎn)地廣西郁金的質(zhì)量評價 [J]. 中國實驗方劑學雜志, 2020, 26(3): 137-145.

[22] 吳良發(fā), 趙雯, 劉敏, 等. 基于熵權法和灰色關聯(lián)度法評價丁香飲片質(zhì)量 [J]. 藥物流行病學雜志, 2023, 32(8): 906-914.

[23] 曾昭君, 余欣彤, 鄧成程, 等. 基于化學模式識別和熵權TOPSIS法分析木棉花不同部位的差異 [J]. 天然產(chǎn)物研究與開發(fā), 2022, 34(9): 1557-1564.

[24] 龐文娟, 張生杰, 田志梅. 灰色關聯(lián)分析結合聚類分析評價不同產(chǎn)地板藍根飲片質(zhì)量 [J]. 中醫(yī)藥導報, 2023, 29(5): 53-57.

[25] 袁林, 梁曉曉, 羅穎, 等. 竹節(jié)參皂苷Ⅳa抑制THP-1源性巨噬細胞泡沫化的研究 [J]. 中國臨床藥理學雜志, 2022, 38(10): 1051-1054.

[26] 田靜, 任雨賀, 劉淑瑩, 等. 人參皂苷Re對心血管系統(tǒng)的藥理作用研究進展 [J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學, 2019, 47(6): 23-25.

[27] 翟秉濤, 郭東艷. 楤木皂苷A的研究進展 [J]. 中南藥學, 2016, 14(9): 967-971.

[28] Shin E J, Choi H K, Sung M J,. Anti-tumour effects of beta-sitosterol are mediated by AMPK/PTEN/HSP90 axis in AGS human gastric adenocarcinoma cells and xenograft mouse models [J]., 2018, 152: 60-70.

[29] 劉妍如, 史鑫波, 陳永琴, 等. HPLC-ESI-MS/MS法同時測定珠子參中15種皂苷類化合物 [J]. 中草藥, 2016, 47(19): 3502-3507.

[30] 趙毅, 趙仁, 宋亮, 等. 珠子參藥材品種概述及資源現(xiàn)狀調(diào)查 [J]. 中國現(xiàn)代中藥, 2011, 13(1): 11-17.

Quality evaluation offrom different producing areas by PCA, OPLS-DA and weighted TOPSIS-GRA fusion model

LI Haiyan1, 2, WANG Huiran1, NA Lisha1, JIN Chunhua1, WANG Jialiang1, 2

1. Department of pharmacy, Hongqi Hospital Affiliated to Mudanjiang Medical University, Mudanjiang 157000, China 2. Mudanjiang Medical University, Mudanjiang 157011, China

To quantitatively detect the multi-index components of Zhuzishen () by HPLC, and establish a fusion model of principal component analysis (PCA), orthogonal partial least-squares discrimination analysis (OPLS-DA) and weighted technique for order preference by similarity to an ideal solution-grey relation analysis (TOPSIS-GRA) to evaluate the quality offrom different places, so as to improve the overall quality control level of.Quantitative detection conditions were determined by HPLC on Agilent Eclipse Plus C18column with gradient elution of mobile phase acetonitrile-0.2% phosphoric acid at 205 nm and column temperature at 30 ℃. The contents of notoginsenoside R1, ginsenoside Rg1, ginsenoside Re, ginsenoside Rb2, ginsenoside Rd2, chikusetsusaponin V, araloside A, chikusetsusaponin IVa, vina ginsenoside R4, oleanolic acid, falcarinol, stigmasterol and β-sitosterol were determined by external standard method. Based on the content of 13 components in, the principal components were obtained by PCA and the samples were grouped. On the basis of the sample grouping, OPLS-DA was used to find the difference markers affecting the quality of. A weighted TOPSIS-GRA fusion model was established to evaluate the comprehensive quality offrom different origin.The 13 components had good linear relationships within their respective ranges (> 0.999), and the average recovery rate (=9) were 96.76%—100.06% (RSD<2.0%), the precision, stability and repeatability test results were in accordance with the provisions of Chinese Pharmacopoeia. The results of PCA showed that the eigenvalues of the first two principal components were 9.757 and 1.976, respectively, and the cumulative variance contribution rate was 90.255%. The 15 batches ofwere clustered into three groups, showing certain differences in origin. The results of OPLS-DA showed that chikusetsusaponin IVa, chikusetsusaponin V, ginsenoside Rd2, β-sitosterol, araloside A and ginsenoside Re were the different markers affecting the quality of. The results of the weighted TOPSIS-GRA fusion model showed that the average relative proximity (γi) of 15 batches ofsamples ranged from 0.261 3 to 0.743 2, and there were some differences in the quality ofproducts from different regions, with small differences in the same region and large differences in the quality of products from different regions. Meanwhile, the clustering results were consistent with the PCA results.The HPLC method can simultaneously determine the 13 components inRhizoma, which is simple and practical, OPLS-DA with weighted TOPSIS-GRA can be used to evaluate the quality ofRhizoma.

; HPLC; PCA; OPLS-DA; weighted TOPSIS; GRA; quality evaluation; notoginsenoside R1; ginsenoside Rg1; ginsenoside Re; ginsenoside Rb2; ginsenoside Rd2; chikusetsusaponin V; araloside A; chikusetsusaponin IVa; vina ginsenoside R4; oleanolic acid; falcarinol; stigmasterol; β-sitosterol

R286.2

A

0253 - 2670(2024)09 - 3116 - 11

10.7501/j.issn.0253-2670.2024.09.025

2023-10-14

黑龍江省衛(wèi)生健康委科研課題（2019-403）

李海燕（1986—），女，朝鮮族，碩士，主管藥師，主要從事藥物質(zhì)量評價及醫(yī)院藥學研究工作。Tel: (0453)6602052

通信作者：王加良（1978—），男，漢族，碩士，副主任藥師，主要從事臨床藥學研究。Tel: (0453)6602788 E-mail: pttbtu@163.com

[責任編輯 時圣明]