尹程程,楊 洋,趙大慶,陳昊媛,張 旭,范莎莎,齊 濱*,睢博文*
(1.長春中醫(yī)藥大學(xué),吉林省人參科學(xué)研究院,吉林 長春130117; 2.長春中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,吉林 長春 130117)
北五味子為木蘭科植物五味子Schisandra chinensis(Turcz.)Baill.的干燥成熟果實,具有益氣生津、收斂固澀、補腎寧心等功效[1],始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,具有抗氧化、抗炎、抗腫瘤等多種功效,對肝損傷、心血管疾病、神經(jīng)系統(tǒng)、腫瘤、糖尿病等均有不同程度治療作用[2?10],主要含有木脂素類、多糖類、揮發(fā)油類[11]。中藥有效成分的含量與飲片質(zhì)量之間存在一定相關(guān)性[12],為保證中藥臨床療效,對其質(zhì)量控制至關(guān)重要。北五味子為吉林省珍貴道地藥材,由于市場行情波動較大,導(dǎo)致出現(xiàn)以次充好、“搶青”等現(xiàn)象,嚴(yán)重影響了其臨床藥效。
《七十六種藥材商品規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)》 及《中藥材商品規(guī)格等級標(biāo)準(zhǔn)匯編》 均記載北五味子“呈不規(guī)則球形或橢圓形,皺縮,內(nèi)有腎形種子1~2 粒。果肉微酸,種子有香氣,味辛微苦?!辈⒏鶕?jù)顏色、有無白霜、干癟粒重對北五味子進行等級劃分,但對于有白霜顏色鮮紅者或無白霜顏色暗紅者無法準(zhǔn)確劃分等級,并且等級劃分忽略了有效成分對其的影響。本研究收集北五味子,并探討外在指標(biāo)與內(nèi)在含量直接關(guān)聯(lián),以期為建立該藥材等級劃分體系提供參考。
1.1 儀器 LC?2030 型高效液相色譜儀(日本島津公司);KQ5200 型臺式超聲波清洗器(昆山美美超聲儀器有限公司);ST?40R 型高速冷凍離心機(美國賽默飛世爾科技有限公司)。
1.2 藥物與試劑 對照品五味子醇甲(批號DST191010?010)、五味子醇乙(批號DST190807?013)、五味子甲素(批號DST190908?008)、五味子乙素(批號DST190819?009),純度均≥98%,購自中國食品藥品檢定研究院。乙腈[色譜純,賽默飛世爾科技(中國)有限公司];水為屈臣氏水。
1.3 飲片 北五味子飲片從不同產(chǎn)地收集而來,信息見表1,均由長春中醫(yī)藥大學(xué)肖井雷副教授鑒定為木蘭科植物五味子Schisandra chinensis(Turcz.)Baill.的干燥成熟果實。
表1 樣品信息Tab.1 Information of samples
2.1 含量測定
2.1.1 色譜條件 Vision HT C18HL 色譜柱(250 mm×4.6 mm,5μm);流動相乙腈(A)?水(B),梯度洗脫(0~40 min,45%~55%A;40~55 min,55%~61%A;55~75 min,61%~70%A);體積流量0.8 mL/min;柱溫35 ℃;檢測波長250 nm。
2.1.2 對照品溶液制備 精密稱取對照品五味子醇甲9.71 mg、五味子醇乙2.66 mg、五味子甲素2.28 mg、五味子乙素6.42 mg,置于量瓶中,甲醇定容至10 mL,即得。
2.1.3 供試品溶液制備 取北五味子粉末,過3號篩,精密稱取0.25 g,加入25 mL 正己烷,稱定質(zhì)量,超聲(250 W、50 kHz)處理30 min,正己烷補足減失質(zhì)量,搖勻,濾過,取續(xù)濾液10 mL,蒸干,殘渣加甲醇溶解并定容至10 mL,搖勻,濾過,取續(xù)濾液,即得。
2.1.4 精密度試驗 精密吸取“2.1.2”項下對照品溶液10 μL,在“2.1.1”項條件下連續(xù)進樣6 次,得出五味子醇甲、五味子醇乙、五味子甲素、五味子乙素峰面積RSD 分別為1.65%、1.70%、1.57%、1.86%,表明儀器精密度良好。
2.1.5 穩(wěn)定性試驗 精密稱取北五味子6 份,按“2.1.3”項下方法制備供試品溶液,在“2.1.1”項條件下于0、2、4、8、12、24 h 進樣測定,得出五味子醇甲、五味子醇乙、五味子甲素、五味子乙素峰面積RSD 分別為1.25%、0.39%、0.54%、0.47%,表明溶液在24 h 穩(wěn)定性良好。
2.1.6 重復(fù)性試驗 精密稱取北五味子6 份,按“2.1.3”項下方法制備供試品溶液,在“2.1.1”項條件下進樣,得出五味子醇甲、五味子醇乙、五味子甲素、五味子乙素峰面積RSD 分別為0.96%、1.10%、0.63%、0.19%,表明該方法重復(fù)性良好。
2.1.7 線性關(guān)系考察 精密吸取“2.1.2”項下對照品溶液 0.2、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0、2.4 mL,甲醇稀釋定容至5 mL,分別吸取10 μL,在“2.1.1”項條件下檢測。以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(X),峰面積為縱坐標(biāo)(Y)進行回歸,結(jié)果見表2,表明各成分在各自范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
表2 各成分線性關(guān)系Tab.2 Linear relationships of various constituents
2.1.8 加樣回收率試驗 取北五味子(樣品1)飲片粉末0.25 g,按“2.1.3”項下方法制備供試品溶液,加入各對照品適量(五味子醇乙0.266 mg、五味子醇甲0.971 mg、五味子甲素0.228 mg、五味子乙素0.642 mg),混勻,在“2.1.1”項條件下檢測,計算回收率,結(jié)果見表3。
表3 各成分加樣回收率試驗結(jié)果(n=6)Tab.3 Results of recovery tests for various constituents(n=6)
2.1.9 樣品含量測定 取樣品(1~50 號)各0.25 g,按“2.1.3”項下方法制備供試品溶液。各取10 μL,在“2.1.1”項色譜條件下進樣,色譜圖見圖1,再計算含量,結(jié)果見表4。
圖1 各成分HPLC 色譜圖Fig.1 HPLC chromatograms of various constituents
2.2 外觀性狀參數(shù)篩選 參考《七十六種藥材商品規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)》 及《中藥材商品規(guī)格等級標(biāo)準(zhǔn)匯編》中劃分北五味子等級的外觀性狀指標(biāo),結(jié)合2020年版《中國藥典》 對北五味子性狀的描述,選擇干癟粒質(zhì)量占比作為指標(biāo)進行測定。
2.3 內(nèi)在質(zhì)量參數(shù)篩選 北五味子藥理活性主要與其木脂素類成分有關(guān),占比2%~8%,已鑒定出來的多達31 種[13?14]。其中,五味子醇甲、五味子醇乙、五味子甲素、五味子乙素含量較高,藥理活性廣泛,并且五味子醇甲為2020 年版《中國藥典》 中北五味子含量測定項,因此本實驗在進行等級研究時選擇藥理活性廣泛、含量高的成分作為指標(biāo),同時參照2020 年版《中國藥典》 測定北五味子雜質(zhì)(通則2301)、水分(通則0832 第二法)、總灰分(通則2302),結(jié)果見表4。
表4 各樣品內(nèi)在指標(biāo)測定結(jié)果(%)Tab.4 Measurement results for internal indices of various samples(%)
2.4 相關(guān)性分析 采用SPSS 軟件,對影響北五味子外觀性狀、內(nèi)在指標(biāo)的干癟質(zhì)量占比、五味子醇甲、五味子醇乙、五味子甲素、五味子乙素、雜質(zhì)、水分、總灰分、酸不溶性灰分進行相關(guān)性分析,結(jié)果見表5。北五味子干癟粒質(zhì)量占比與北五味子五味子醇甲、五味子醇乙、五味子甲素、五味子乙素及四種木脂素含量之和均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01),并且均呈負(fù)相關(guān);干癟粒質(zhì)量占比與五味子醇甲、五味子乙素呈強相關(guān)性,與五味子醇乙、五味子甲素呈一般相關(guān)性。
表5 Person 相關(guān)性分析結(jié)果Tab.5 Results of Pearson correlation analysis
2.5 主成分分析 主成分分析是一種能夠通過采用降維和因子分析,將多個變量轉(zhuǎn)化為較少的變量來獲取原始數(shù)據(jù)中的大部分變異的統(tǒng)計學(xué)方法[15?17]。采用SPSS 22.0 軟件對影響北五味子質(zhì)量的相關(guān)指標(biāo)進行分析,結(jié)果見表6,提取特征值>0.5 的主成分,可得到3 個,見表7,分別對應(yīng)因子1、因子2、因子3,累積貢獻率可達95.12%。
表6 主成分初始特征值和貢獻率Tab.6 Initial eigenvalues and contribution rates of principal components
表7 主成分矩陣與特征向量Tab.7 Principal components’ matrices and feature vectors
根據(jù)特征向量及累積貢獻率建立主成分分析模型,具體如下。
F =59.367%F1+20.901%F2+14.852%F3;
F1=0.504X1+0.271X2+0.418X3+0.455X4+0.526X5-0.118X6;
F2=-0.096X1+0.651X2-0.456X3+0.316X4-0.040X5+0.506X6;
F3=0.064X1-0.445X2+0.303X3+0.044X4+0.077X5+0.836X6。
其中,X1、X2、X3、X4、X5、X6分別表示五味子醇甲、五味子醇乙、五味子甲素、五味子乙素、4 種木脂素之和、干癟粒質(zhì)量占比這6 個原始變量標(biāo)準(zhǔn)化后的變量,F(xiàn)1、F2、F3表示3 個主成分的得分。以主成分貢獻率對主成分得分進行加權(quán)平均得綜合評分F,并按照模型進行評分,將得分大于0 者劃分為一等,小于0 者劃分為二等,對比市場分級方式(購買信息)、傳統(tǒng)分級方式與模型分級方式,結(jié)果見表8。傳統(tǒng)分級方式能夠?qū)Υ蟛糠直蔽逦蹲由唐凤嬈M行很好的等級劃分,但仍有樣品難以判斷其等級;模型分級方式可較為直觀反映各產(chǎn)地北五味子質(zhì)量情況,并且分級情況與商品本身所提供的等級基本一致。
表8 五味子市場、傳統(tǒng)、模型分級比較Tab.8 Comparisons of Schisandra chinensis grades of market,tradition and model
2.6 正交偏最小二乘判別法分析(OPLS?DA)為進一步觀察50 批樣品差異,采用有監(jiān)督模式的正交偏最小二乘判別法分析,見圖2,各批樣品經(jīng)等級劃分后具有很好的分離趨勢,表明該模型的建立能根據(jù)質(zhì)量對北五味子進行分類。如圖3 所示,6 個指標(biāo)對北五味子質(zhì)量影響大小依次為干癟粒質(zhì)量占比>4 種木質(zhì)素之和>五味子醇甲>五味子甲素>五味子乙素>五味子醇乙。
圖2 各樣品OPLS?DA 得分散點圖Fig.2 OPLS?DA score scatter plot of various samples
圖3 變量重要性投影圖Fig.3 Variable importance projection
2.7 質(zhì)量等級劃分 以有效成分含量為內(nèi)在指標(biāo),干癟粒質(zhì)量占比為外在指標(biāo),采用主成分分析模型綜合多個指標(biāo)進行標(biāo)準(zhǔn)量化,結(jié)果見表8。最終,以五味子醇甲含量符合2020 年版《中國藥典》 要求,即不低于0.4%、顏色紅、無白霜、模型評分大于0 者為一等品;符合2020 年版《中國藥典》要求,即顏色暗紅、有或無白霜、模型評分小于0者為二等品,評分越高,表明飲片質(zhì)量越好。
北五味子以粒大、飽滿為優(yōu),參考《七十六種藥材商品規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)》 《中藥材商品規(guī)格等級標(biāo)準(zhǔn)匯編》 以及2020 年版《中國藥典》 中對北五味子商品飲片的等級劃分項,常以顏色、有無白霜、干癟粒進行分級。但其中不乏其他大小不一的五味子混入。北五味子主要藥效成分為木脂素類成分,同時富含有機酸[18]、萜類揮發(fā)油、多糖類成分,其中多糖類成分含量達85.56%[19],揮發(fā)油含量可達12.2 mL/kg[20]。在儲存過程中,豐富的揮發(fā)油及多糖類成分常導(dǎo)致北五味子飲片,出現(xiàn)油脂外溢、質(zhì)地返軟、發(fā)黏、顏色變深、氣味散失等現(xiàn)象。這也使得不法商人以“搶青”貨充當(dāng)成熟北五味子的事時有發(fā)生。北五味子在長期儲存過程中表面有結(jié)晶類物質(zhì)析出,稱“白霜”或“析霜”。
僅以色澤、有無白霜并不能完全代表其質(zhì)量優(yōu)劣,儲存環(huán)境對北五味子外觀性狀的影響也可能是導(dǎo)致傳統(tǒng)分級方式無法對某些批進行準(zhǔn)確等級劃分的原因。本研究等級劃分模型建立時,由于顏色及有無白霜無法進行量化,綜合考慮各參考文獻所提及影響指標(biāo),采用可量化的且與質(zhì)量相關(guān)的外觀性狀指標(biāo)(干癟粒質(zhì)量),通過數(shù)學(xué)模型對北五味子各質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)進行標(biāo)準(zhǔn)化,以評分形式對商品飲片等級進行劃分。建立了能夠快速、準(zhǔn)確的對所購北五味子進行等級劃分的方法。
綜上所述,本實驗收集50 批來源于不同道地產(chǎn)地的北五味子,以內(nèi)在指標(biāo)與外觀性狀指標(biāo)建立等級劃分?jǐn)?shù)學(xué)評分模型,并結(jié)合不可量化的顏色、有無白霜等性狀指標(biāo),建立較為全面的北五味子質(zhì)量等級劃分模式。