劉 笑 ,李林杰 ,王昱涵 ,王志萍
(1.廣西中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院/中藥制劑共性技術(shù)研發(fā)重點實驗室,南寧 530200;2.廣西衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院藥學(xué)系,南寧 530023)
火索藤(Bauhinia aureaLevl.),又名牛蹄藤、紅絨毛羊蹄甲、紅毛藤、金葉羊蹄甲、合掌風(fēng)、九龍?zhí)?、黃麻藤,壯藥名“huha”(“愈合”之意),為豆科羊蹄甲屬植物火索藤的根或莖,亦有全株入藥的記載[1,2]。主要產(chǎn)自廣西、貴州、云南等地[3,4],是廣西壯族自治區(qū)(簡稱廣西)特色壯藥材,在廣西壯族民間有一定的使用歷史。其性溫,味微苦、澀,具有祛風(fēng)除濕,通絡(luò)止痛的功效,主治風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、鶴膝風(fēng)、跌打損傷、腎炎、黃疸型肝炎等癥[4,5]。國內(nèi)外對火索藤的研究報道較少,主要是化學(xué)成分研究[6],鮮見其質(zhì)量評價方面的報道?;鹚魈僭诿耖g存在同名異物的情況,不同地區(qū)常出現(xiàn)用藥混亂的現(xiàn)象,而該藥又缺乏統(tǒng)一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),使得各地用藥質(zhì)量不一,臨床療效差異較大,因此,建立火索藤的質(zhì)量控制方法十分必要。中藥材指紋圖譜是一種具有高度專屬性的特征圖譜,目前已被廣泛應(yīng)用于質(zhì)量控制等方面。建立中藥材指紋圖譜不僅能較全面地反映藥材所含成分的相互關(guān)系,而且還可以對不同批次藥材進(jìn)行準(zhǔn)確區(qū)分,有效地鑒別藥材的產(chǎn)地和真?zhèn)危梢暂^好地控制藥材的質(zhì)量,確保藥材質(zhì)量的穩(wěn)定。本研究對火索藤進(jìn)行HPLC 指紋圖譜研究,建立不同產(chǎn)地火索藤甲醇提取物的HPLC 指紋圖譜,并進(jìn)行相似度評價、聚類分析和主成分分析,以期更好地對其質(zhì)量進(jìn)行評價和控制。
1.1.1 藥材 火索藤樣品分別采自廣西來賓市、岑溪市、梧州市、玉林市、河池市及南寧市等不同市縣或鄉(xiāng)鎮(zhèn),其中采自廣西來賓市興賓區(qū)天堂鄉(xiāng)的火索藤經(jīng)廣西中醫(yī)藥大學(xué)生藥學(xué)專家韋松基教授和廣西中醫(yī)藥研究所黃云峰副研究員鑒定為豆科植物火索藤的帶葉藤莖,編號HST-1,作為對照藥材,并將其莖、葉、果莢制成臘葉標(biāo)本。2~10 批按采收日期分別編號HST-2~HST-10。樣品信息見表1。
表1 火索藤樣品信息
1.1.2 試劑 色譜級乙腈、色譜級甲醇、分析純甲醇、磷酸。
1.1.3 試藥 表兒茶素(純度99.82%,批號RP190620)對照品購自成都麥德生科技有限公司;金絲桃苷(純度 98.49%,批號 MUST-20052210)、槲皮苷(純度98.87%,批號MUST-20121401)對照品購自成都曼思特生物科技有限公司。
1.1.4 儀器 SQP 型電子天平,賽多利斯科學(xué)儀器北京有限公司;FLBP-200 型萬能高速粉碎機,上海菲力博食品機械有限公司;PL-FS40T 型超聲波清洗機,東莞康士潔超聲波科技有限公司;島津LC-2030C 3D 型高效液相色譜儀(包括PAD 型檢測器、LabSolution 工作站),日本島津公司。
1.2.1 火索藤HPLC 指紋圖譜方法的構(gòu)建
1)供試品溶液的制備。取火索藤對照藥材粉末(過2 號篩)1 g,精密稱定,置于帶塞錐形瓶中,精密量取25 mL 甲醇加入,稱重,超聲處理1 h,放涼后甲醇補足失重,搖勻,過濾。取濾液過0.45 μm 微孔濾膜。
2)混合對照品溶液的制備。精密稱取表兒茶素、金絲桃苷、槲皮苷適量,加甲醇制成質(zhì)量濃度分別為0.048、0.052、0.112 mg/mL 的混合對照品溶液。
3)色譜條件。色譜柱:Inertsil ODS-SP C18柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);流動相:乙腈-0.1%磷酸水;梯度洗脫:0~40 min,8%~16%乙腈;40~60 min,16%~18% 乙腈;60~65 min,18%~20% 乙腈;65~85 min,20%~28%乙腈;85~100 min,28%~40%乙腈;流速 1.0 mL/min;柱溫 30 ℃;進(jìn)樣量10 μL;檢測波長212 nm。
1.2.2 方法學(xué)考察
1)精密度試驗。按照“1.2.1”方法制備供試品溶液,按“1.2.1”色譜條件連續(xù)重復(fù)進(jìn)樣6 次,測定并記錄。
2)重復(fù)性試驗。 取火索藤藥材(批號20190726)6 份,按照“1.2.1”方法制備供試品溶液,按“1.2.1”色譜條件連續(xù)進(jìn)樣測定。
3)穩(wěn)定性試驗。按照“1.2.1”方法制備供試品溶液,按“1.2.1”色譜條件分別于 0、2、4、8、12、24 h 進(jìn)樣,測定并記錄。
按照“1.2.1”方法,得到火索藤甲醇提取液HPLC 指紋圖譜。將混合對照品色譜圖與火索藤的指紋圖譜進(jìn)行對比,比較二者的保留時間,可指認(rèn)火索藤指紋圖譜中的3、9、11 號峰分別為表兒茶素、金絲桃苷、槲皮苷(圖1)。
圖1 混合對照品(A)及火索藤供試品(B)的HPLC
2.2.1 精密度試驗 以11 號峰(槲皮苷)為參照,計算得到各共有峰相對保留時間的RSD值為0.029%~0.131%,相對峰面積的RSD值為0.176%~0.811%,表明儀器精密度良好。
2.2.2 重復(fù)性試驗 以11 號峰(槲皮苷)為參照,計算得到各共有峰相對保留時間的RSD值為0.128%~0.587%,相對峰面積的RSD值為1.653%~2.986%,表明建立的方法重復(fù)性好。
2.2.3 穩(wěn)定性試驗 以11 號峰(槲皮苷)為參照,計算得到各共有峰相對保留時間的RSD值為0.095%~0.348%,相對峰面積的RSD值為0.167%~2.963%,表明供試品溶液在24 h 內(nèi)穩(wěn)定性良好。
2.3.1 共有峰的確定 取10 批火索藤樣品,按“1.2.1”方法制備供試品溶液,按“1.2.1”色譜條件進(jìn)樣測定,將10 批火索藤樣品的色譜圖導(dǎo)入“中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統(tǒng)(2012 版)”中進(jìn)行色譜峰處理,采用中位數(shù)法,以0.1 min 為時間寬度,S1(HST-1)為參照圖譜,選擇分離度好、含量較大的11個色譜峰作為壯藥火索藤的指紋圖譜共有特征峰,經(jīng)色譜圖多點校正后自動匹配并生成對照指紋圖譜R,得到10 批火索藤的指紋圖譜(圖2)。
圖2 10 批火索藤HPLC 指紋圖譜
2.3.2 相似度評價 在“中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統(tǒng)(2012 版)”中,選擇“計算相似度”,系統(tǒng)則以生成的對照指紋圖譜R 為對照,對10 批火索藤藥材的指紋圖譜進(jìn)行相似度計算,HST-1~HST-10,相似度分別為0.974、0.939、0.958、0.907、0.986、0.986、0.932、0.938、0.969、0.969。10 批火索藤指紋圖譜的相似度均在0.900 以上,表明廣西不同產(chǎn)地火索藤的化學(xué)組成一致性較好。
以11 號峰(槲皮苷)為參照峰,分別計算10 批火索藤指紋圖譜共有峰的相對保留時間和相對峰面積的RSD值。10 批火索藤11 個共有峰的相對保留時間的RSD值為0.054%~0.349%,說明11 個共有峰的出峰時間較穩(wěn)定,反映了不同產(chǎn)地不同批次火索藤的化學(xué)成分一致性好;相對峰面積的RSD值為36.885%~101.756%,表明不同產(chǎn)地不同批次火索藤的共有成分含量差異較大,猜測與土壤、氣候的差異等因素有關(guān)。
采用SPSS21.0 統(tǒng)計軟件,以11 個共有峰的峰面積數(shù)據(jù)為變量,以Ward 法作為聚類方法,以平方Euclidean 距離為度量標(biāo)準(zhǔn),對10 批火索藤指紋圖譜共有峰的峰面積進(jìn)行聚類分析,結(jié)果見圖3。
圖3 10 批火索藤聚類分析
由圖3 可知,歐氏距離為5.5 時,10 批火索藤樣品可分為 4 類,第 1 類:HST-1、HST-5、HST-6;第 2類:HST-2、HST-3、HST-4、HST-9;第 3 類:HST-8;第4 類:HST-7、HST-10。聚為一類的樣品可反映其在共有峰表達(dá)上的相似性。
運用SPSS21.0 統(tǒng)計軟件,以11 個共有峰的峰面積數(shù)據(jù)為變量(Z 標(biāo)準(zhǔn)化后)進(jìn)行主成分分析。主成分提取分析結(jié)果見表2。
表2 主成分解釋的總方差
按照特征值大于1 的標(biāo)準(zhǔn),抽取出2 個主成分,分別記作 PC1、PC2。PC1 的特征值為 7.770,PC2 的特征值為1.852,分別能解釋70.634%、16.836%的總體變異度,2 個主成分的累計方差貢獻(xiàn)率達(dá)87.470%,即涵蓋了火索藤指紋圖譜中87.470%的化學(xué)信息,表明這2 個主成分能夠代表最初的11 個共有峰來分析與藥材質(zhì)量的相關(guān)性。
成分矩陣可以反映各原始因素與不同成分的相關(guān)程度。相關(guān)系數(shù)絕對值越大,說明該原始變量與這個提取因子關(guān)系更密切。共有峰主成分矩陣見表3。
表3 共有峰主成分矩陣
由表 3 可知,峰 2~峰 10 在 PC1 上有明顯載荷,歸屬為PC1,因此PC1 主要反映了2~10 號色譜峰的信息,其中3 號峰為表兒茶素、9 號峰為金絲桃苷;而峰 1、峰11 在 PC2 上負(fù)荷較多,將其歸屬為 PC2,PC2集中反映1 號、11 號色譜峰的信息。由于PC1 的特征值與方差貢獻(xiàn)最大,因此其變量的權(quán)重值在很大程度上可反映化學(xué)成分與藥材質(zhì)量的相關(guān)性。比較PC1 中各變量的權(quán)重值,大于0.8 的變量對應(yīng)的峰為2~9 號峰,說明這8 個峰對藥材質(zhì)量影響較大。
主成分公因子表達(dá)式可由主成分系數(shù)矩陣計算而得,主成分系數(shù)矩陣見表4。主成分公因子表達(dá)式如下。
表4 主成分得分系數(shù)矩陣
PC1=-0.057×Z 峰 1+0.123×Z 峰 2+0.114×Z 峰 3+0.125×Z 峰 4+0.107×Z 峰 5+0.126×Z 峰 6+0.116×Z 峰7+0.120×Z 峰 8+0.127×Z 峰 9+0.095×Z 峰 10+0.035×Z峰11
PC2=0.451×Z 峰 1+0.102×Z 峰 2+0.164×Z 峰 3+0.080×Z 峰 4-0.169×Z 峰 5-0.015×Z 峰 6-0.153×Z 峰7+0.153×Z 峰 8-0.006×Z 峰 9-0.116×Z 峰 10+0.451×Z峰11
經(jīng)計算可得到各批次主成分得分,再以2 個主成分所對應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率占所提取主成分累計方差貢獻(xiàn)率的比例為權(quán)重系數(shù)建立模型,計算各批次的綜合得分(表 5),模型為 Y=70.634×PC1/87.470+16.836×PC2/87.470。
表5 各批次主成分得分及綜合得分
由表5 可知,同一產(chǎn)地的PC1 與PC2 分值排名不一定相同,說明評價不同產(chǎn)地藥材的質(zhì)量應(yīng)當(dāng)結(jié)合各項指標(biāo)進(jìn)行綜合評價,因此結(jié)合2 個主成分因子的綜合評分,按分值高低排序得到10 批火索藤藥材的綜合排名為 HST-7>HST-10>HST-8>HST-1>HST-6>HST-3>HST-5>HST-9>HST-2 > HST-4,將同個產(chǎn)地的分值平均后,可得到7 個不同產(chǎn)地火索藤質(zhì)量的綜合排名為南寧隆安>來賓興賓>岑溪安平>梧州龍圩>河池東蘭>玉林北流>玉林容縣,其中采自南寧隆安的火索藤藥材整體質(zhì)量最好。
對各批次共有峰面積進(jìn)行主成分分析后,根據(jù)各批次的PC1、PC2 得分,建立以PC1 得分為橫坐標(biāo)、PC2 得分為縱坐標(biāo)的空間散點坐標(biāo)系,得到10 批次火索藤的主成分空間得分(圖4)。
圖4 不同批次火索藤的主成分空間得分
由圖 4 可知,2 個主成分可將 10 批藥材分成 4 個類別,HST-1、HST-5、HST-6 為一類,HST-2、HST-3、HST-4、HST9 為一類,HST-8 聚為一類,HST-7、HST-10 聚為一類,與聚類分析結(jié)果一致。
為了較全面控制火索藤的內(nèi)在質(zhì)量,應(yīng)選擇與藥材藥效相關(guān)的成分作為指標(biāo)成分。通過查找相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),表兒茶素具抗氧化、降脂降糖、預(yù)防心血管疾病、抗炎、保護神經(jīng)、抑菌等作用[7],金絲桃苷具抗肝損傷、抗炎、抗菌、抗癌、抗血栓、抗氧化應(yīng)激作用(抗炎、解痙、利尿、局部和中樞鎮(zhèn)痛等)[8-10],槲皮苷具抗炎鎮(zhèn)痛作用,抗炎活性主要表現(xiàn)為對致炎性因子的抑制[11],3 種成分均與火索藤的藥效作用相關(guān),故將其作為指紋圖譜的指標(biāo)性成分。本研究指認(rèn)了指紋圖譜中的3 種已知成分,表兒茶素(3 號峰)、金絲桃苷(9 號峰)和槲皮苷(11 號峰)。其中槲皮苷的含量較高,峰面積占總峰面積的比例適宜,故將槲皮苷色譜峰(11 號峰)作為參照峰(S)。
本研究建立了火索藤甲醇提取物的HPLC 指紋圖譜,確定了11 個共有峰,指認(rèn)了其中3 種成分;各批次火索藤的指紋圖譜相似度均大于0.90,說明所建立的指紋圖譜具有良好的穩(wěn)定性和可控性;通過對不同批次火索藤進(jìn)行聚類分析、主成分分析,找到對藥材質(zhì)量影響較大的8 個成分,并對不同批次、不同產(chǎn)地的火索藤進(jìn)行了綜合評價,可為其質(zhì)量評價與控制提供依據(jù)。