張芳平,劉曉霞,位翠杰,馮涌微,何民友,夏天睿,陳向東,孫冬梅,李振雨
廣東一方制藥有限公司,廣東省中藥配方顆粒企業(yè)重點實驗室,廣東 佛山 528244
羅漢果為葫蘆科植物羅漢果Siraitia grosvenorii(Swingle)C. Jeffrey ex A. M. Lu et Z. Y. Zhang的干燥果實,有清熱潤肺、利咽開音、滑腸通便功效[1],是原衛(wèi)生部于2002年公布的我國首批藥食同源中藥(衛(wèi)法監(jiān)發(fā)〔2002〕51號)。羅漢果是廣西道地藥材之一,多分布于廣西壯族自治區(qū)桂林市、柳州市等地[2]。研究表明,羅漢果含有黃酮類、皂苷類、多糖類、多酚類等活性成分,有抗菌、抗炎、抗氧化等作用[3-4],可用于治療腫瘤、肝臟疾病,具有豐富的營養(yǎng)價值與藥用價值[5-7]。目前,羅漢果應用廣泛,2020年版《中華人民共和國藥典》僅以單一成分羅漢果苷Ⅴ作為羅漢果的質量標志物(Q-Marker),無法全面評價羅漢果的內在質量,因此,亟需建立完整的羅漢果質量評價體系。同時,相關研究表明,除羅漢果皂苷Ⅴ外,葫蘆烷型四環(huán)三萜類羅漢果苷Ⅱe、羅漢果苷Ⅲe、11-O-羅漢果皂苷Ⅴ等,黃酮苷類山柰苷等,小分子醛類5-羥甲基糠醛等是羅漢果的重要化學成分[8],具有抗炎、抗氧化、抗腫瘤等藥理作用。因此,本研究通過建立羅漢果藥材UPLC指紋圖譜并對其多指標成分進行含量測定,結合化學計量學分析,全面評價羅漢果藥材的質量,為完善羅漢果藥材質量標準提供依據(jù)。
U3000超高效液相色譜儀,賽默飛世爾科技(中國)有限公司;ME204E萬分之一天平、XP26百萬分之一天平,梅特勒-托利多公司;HWS28電熱恒溫水浴鍋,上海一恒科技有限公司。
15批羅漢果藥材,經(jīng)廣東一方制藥有限公司孫冬梅主任中藥師鑒定,均為葫蘆科植物羅漢果Siraitia grosvenorii(Swingle)C. Jeffrey ex A. M. Lu et Z. Y.Zhang的干燥果實,批號LHG01~LHG05樣品(編號L1~L5)產地為廣西壯族自治區(qū)柳州市(廣西柳州),批號LHG06~LHG15樣品(編號L6~L15)產地為廣西壯族自治區(qū)桂林市(廣西桂林)。對照品羅漢果皂苷Ⅴ(批號111754-201703,含量94.0%,中國食品藥品檢定研究院),山柰苷(批號20110503,含量99.63%,成都普菲德生物有限公司),11-O-羅漢果皂苷Ⅴ(批號DST200903-032,含量99.39%,成都樂美天生物技術有限公司),5-羥甲基糠醛(批號111626-202215,含量99.5%,中國食品藥品檢定研究院)。甲醇(分析純,西隴科學股份有限公司),乙腈(色譜純,默克股份有限公司),磷酸(色譜純,天津市科密歐化學試劑有限公司),超純水(實驗室自制)。
2.1.1 色譜條件
采用Waters Cortecs T3 C18色譜柱(2.1 mm×100 mm,1.6 μm),流動相為乙腈(A)-0.1%磷酸溶液(B),梯度洗脫(0~6 min,2%~7%A;6~17 min,7%~15%A;17~19 min,15%~19%A;19~28 min,19%~22%A;28~35 min,22%~27%A;35~40 min,27%~90%A),流速0.30 mL/min,檢測波長0~25 min為300 nm、25.1~40 min為203 nm,柱溫43 ℃,進樣量1 μL。
2.1.2 對照品溶液制備
取5-羥甲基糠醛、山柰苷、11-O-羅漢果皂苷Ⅴ、羅漢果皂苷Ⅴ對照品適量,精密稱定,置25 mL量瓶中,加甲醇制成每1 mL含5-羥甲基糠醛51.614 μg、山柰苷22.914 μg、11-O-羅漢果皂苷Ⅴ 31.656 μg、羅漢果皂苷Ⅴ 52.230 μg的溶液,即得混合對照品溶液。
2.1.3 供試品溶液制備
取羅漢果藥材粉末(過四號篩)約1.0 g,精密稱定,置具塞錐形瓶中,精密加入甲醇50 mL,稱定質量,加熱回流2 h,放冷,再稱定質量,用甲醇補足減失的質量,搖勻,過濾,取續(xù)濾液,即得。
2.1.4 方法學考察
2.1.4.1 精密度試驗
取羅漢果藥材(編號L2)供試品溶液,按“2.1.1”項下色譜條件連續(xù)進樣6次,以峰15羅漢果皂苷Ⅴ為參照峰S,計算各共有指紋峰與S峰的相對保留時間RSD為0.32%~1.53%,相對峰面積RSD為0.65%~1.59%,均小于3.00%,表明儀器精密度良好。
2.1.4.2 重復性試驗
取羅漢果藥材粉末(過四號篩,編號L2)約1.0 g,平行6份,按“2.1.3”項下方法制備供試品溶液6份,按“2.1.1”項下色譜條件進樣分析,以峰15羅漢果皂苷Ⅴ為參照峰S,計算共有指紋峰與S峰的相對保留時間RSD為0.52%~1.75%,相對峰面積RSD為0.75%~1.85%,均小于3.00%,表明該方法重復性良好。
2.1.4.3 穩(wěn)定性試驗
取“2.1.4.2”項下羅漢果藥材供試品溶液,分別于制備后0、3、6、10、16、24 h,按“2.1.1”項下色譜條件進樣分析,以峰15羅漢果皂苷Ⅴ為參照峰S,計算各共有指紋峰與S峰的相對保留時間RSD為0.01%~0.05%,相對峰面積RSD為0.18%~1.94%,均小于3.00%,表明供試品溶液在24 h內穩(wěn)定性良好。
2.1.4.4 共有指紋峰確定及相似度評價
按上述方法對15批羅漢果藥材進行測定,并將指紋圖譜CDF格式導入國家藥典委員會《中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統(tǒng)》(2012版)進行處理。以L1樣品指紋圖譜為參照,進行多點校正和峰匹配,并生成對照指紋圖譜,15批樣品指紋圖譜疊加圖見圖1,對照指紋圖譜見圖2。15批樣品指紋圖譜與對照指紋圖譜的相似度計算結果見表1。采用對照品比對結合紫外-可見光3D光譜分析對共有峰進行指認,結果見圖3。15批樣品共呈現(xiàn)16個共有色譜峰,峰2為5-羥甲基糠醛,峰12為山柰苷,峰14為11-O-羅漢果皂苷Ⅴ,峰15為羅漢果皂苷Ⅴ。除L9樣品指紋圖譜相似度為0.894,其余14批樣品指紋圖譜的相似度均大于0.900,表明指紋圖譜能夠作為共性特征用于羅漢果藥材的質量控制。
表1 15批羅漢果藥材指紋圖譜相似度評價
圖2 羅漢果藥材對照指紋圖譜
圖3 羅漢果藥材指紋圖譜共有色譜峰指認
2.2.1 聚類分析
為進一步分析不同產地羅漢果藥材是否存在差異,采用SPSS25.0軟件對15批羅漢果藥材的16個共有峰進行系統(tǒng)聚類分析,結果見圖4。當組間聯(lián)接距離為17~25時,15批羅漢果藥材聚為2類:編號L1~L5樣品為一類,編號L6~L15樣品為另一類。聚類結果顯示出明顯的產地相關性,廣西柳州樣品和廣西桂林樣品分別聚為一類。
圖4 15批羅漢果藥材聚類樹狀圖
2.2.2 主成分分析
采用SIMCA14.1軟件,以16個共有峰的峰面積為變量進行主成分分析(PCA),15批羅漢果藥材PCA得分圖見圖5。15批樣品基本分為2類,其中廣西柳州樣品為一類(L1~L5),廣西桂林樣品(L6~L8、L10~L15)為另一類,與聚類分析結果基本一致。
圖5 15批羅漢果藥材PCA得分圖
2.2.3 正交偏最小二乘-判別分析
采用SIMCA14.1軟件,以16個共有峰的峰面積為變量進行正交偏最小二乘-判別分析(OPLS-DA),結果模型R2X=0.998,Q2=0.694,其中Q2>0.5表明模型有效。15批羅漢果藥材OPLS-DA得分圖見圖6。以變量重要性投影(VIP)>1.0為條件對差異成分進行篩選,共得到6個差異標志物,按VIP值排序為:峰13>峰9>峰5>峰7>峰15(羅漢果皂苷Ⅴ)>峰2(5-羥甲基糠醛),見圖7。
圖6 15批羅漢果藥材OPLS-DA得分圖
圖7 羅漢果藥材指紋圖譜共有峰VIP圖
2.3.1 線性關系考察
取5-羥甲基糠醛、山柰苷、11-O-羅漢果皂苷V和羅漢果皂苷Ⅴ對照品適量,加甲醇制成每1 mL含5-羥甲基糠醛101.56 μg、山柰苷56.23 μg、11-O-羅漢果皂苷Ⅴ 1 011.90 μg、羅漢果皂苷Ⅴ 2 204.50 μg的混合對照品母液。分別精密量取混合對照品母液3、2、1.5、0.5、0.3 mL,轉移至5 mL量瓶中,加甲醇定容至刻度,搖勻,即得系列混合對照品溶液。分別取上述對照品溶液,按“2.1.1”項下色譜條件進樣,記錄色譜峰面積。以峰面積為縱坐標、對照品濃度為橫坐標,繪制標準曲線,結果見表2。5-羥甲基糠醛、山柰苷、11-O-羅漢果皂苷Ⅴ和羅漢果皂苷Ⅴ的相關系數(shù)均大于0.999 0,表明峰面積與對照品濃度在相應范圍內線性關系良好。
表2 羅漢果中4種成分線性關系考察結果
2.3.2 精密度試驗
取“2.1.2”項下混合對照品溶液,按“2.1.1”項下色譜條件連續(xù)進樣6次,記錄5-羥甲基糠醛、山柰苷、11-O-羅漢果皂苷Ⅴ和羅漢果皂苷Ⅴ對照品峰面積,并計算RSD為0.15%~0.20%,均小于3.00%,表明儀器精密度良好。
2.3.3 重復性試驗
取羅漢果藥材粉末(過四號篩,編號L2)1.0 g,按“2.1.3”項下方法平行制備6份供試品溶液,按“2.1.1”項下色譜條件進樣。結果羅漢果藥材中5-羥甲基糠醛、山柰苷、11-O-羅漢果皂苷Ⅴ和羅漢果皂苷Ⅴ平均含量分別為1.339、0.241、2.785、11.745 mg/g,且RSD為0.04%~1.31%,均小于3%,表明該方法重復性良好。
2.3.4 穩(wěn)定性試驗
取羅漢果藥材粉末(過四號篩,編號L2)1.0 g,按“2.1.3”項下方法制備供試品溶液,分別于制備后0、3、6、10、16、24 h,按“2.1.1”項下色譜條件測定,結果表明,羅漢果藥材中5-羥甲基糠醛、山柰苷、11-O-羅漢果皂苷Ⅴ和羅漢果皂苷Ⅴ的峰面積RSD為0.15%~1.23%,均小于3.00%,表明供試品溶液在24 h內穩(wěn)定性良好。
2.3.5 加樣回收率試驗
精密稱取已知含量的羅漢果藥材粉末(過四號篩,編號L2)0.5 g,共9份,分為3組,每組平行3份,按對照品與樣品中待測成分含量為0.5∶1、1∶1、1.5∶1比例分別加入5-羥甲基糠醛、山柰苷、11-O-羅漢果皂苷Ⅴ和羅漢果皂苷Ⅴ對照品,按“2.1.3”項下方法制備9份供試品溶液,按“2.1.1”項下色譜條件進樣測定,結果5-羥甲基糠醛、山柰苷、11-O-羅漢果皂苷Ⅴ和羅漢果皂苷Ⅴ平均加樣回收率分別為96.36%、98.13%、99.51%、96.37%,RSD為1.84%~2.43%,均小于3.00%,表明加樣回收率良好,見表3。
表3 羅漢果藥材中4種成分加樣回收率試驗結果
2.3.6 樣品測定
分別取15批羅漢果藥材粉末1.0 g,按“2.1.3”項下方法制備供試品溶液,平行2份,并按“2.1.1”項下色譜條件測定,采用外標法計算5-羥甲基糠醛、山柰苷、11-O-羅漢果皂苷Ⅴ和羅漢果皂苷Ⅴ含量,結果見表4。15批羅漢果藥材5-羥甲基糠醛、山柰苷、11-O-羅漢果皂苷Ⅴ和羅漢果皂苷Ⅴ平均含量分別為0.402、0.195、3.543、15.339 mg/g。其中廣西柳州和廣西桂林樣品山柰苷和11-O-羅漢果皂苷Ⅴ含量無明顯差異,廣西柳州樣品5-羥甲基糠醛含量(1.009 mg/g)高于廣西桂林樣品(0.235 mg/g),廣西柳州樣品羅漢果皂苷Ⅴ含量(13.224 mg/g)低于廣西桂林樣品(16.397 mg/g),可知,廣西柳州和廣西桂林產地的羅漢果藥材質量存在一定差異。2020年版《中華人民共和國藥典》羅漢果項下規(guī)定羅漢果皂苷Ⅴ含量不得少于0.5%。15批羅漢果藥材羅漢果皂苷Ⅴ含量均符合規(guī)定,藥材質量較好。
表4 15批羅漢果藥材中4種成分含量測定結果(mg/g)
PDA檢測器全波長掃描結果顯示,羅漢果藥材中極性較大的酚酸類和黃酮類成分在25 min內被洗脫,且在波長300 nm處有較高的紫外吸收;25 min后,極性較小的葫蘆烷型萜類成分被洗脫,該類物質在波長203 nm處有較弱的紫外吸收。因此,本研究采用波長切換方式建立羅漢果藥材指紋圖譜,從而獲得更多的指紋峰信息,即檢測波長0~25 min為300 nm、25.1~40 min為203 nm。
本研究以總峰面積/稱樣量值和分離度為評價指標,考察不同溶劑(甲醇、50%甲醇、70%甲醇、乙醇、50%乙醇、70%乙醇)及提取方式(超聲、加熱回流)對羅漢果藥材提取效果的影響。結果表明,當提取溶劑為甲醇時,其總峰面積/稱樣量值最大且分離度好,即提取效果最佳。采用加熱回流提取方式,各指紋峰的總峰面積/稱樣量值大于超聲提取且分離度最佳。
本研究利用超高效液相色譜儀建立15批羅漢果藥材指紋圖譜,結果表明,15批樣品指紋圖譜呈現(xiàn)16個共有峰;除L9以外,其余14批樣品指紋圖譜相似度大于0.900,可能由于樣品均采自廣西,故相似度較高,質量較為一致。
本研究應用化學計量學方法評價羅漢果藥材質量,聚類分析及PCA表明,除L9以外,廣西柳州樣品基本聚為一類,廣西桂林樣品聚為一類,表現(xiàn)出明顯的產地相關性。L9分布顯示異常,與其他批次差異較大,可能是由于藥材的生長年限、產地加工或者采收后的貯藏環(huán)境不同導致。通過VIP>1篩選出峰2(5-羥甲基糠醛)、峰5、峰7、峰9、峰13、峰15(羅漢果皂苷Ⅴ)為羅漢果藥材質量控制的差異標志物,表明本研究可能為羅漢果整體質量評價系統(tǒng)的建立提供依據(jù)。
羅漢果所含黃酮苷類成分山柰苷具有鎮(zhèn)痛、消炎、抗糖尿病、抗腫瘤等作用[4];葫蘆烷型萜類成分羅漢果苷Ⅲe、11-O-羅漢果苷Ⅴ等具有利咽開嗓等功效[5];羅漢果皂苷V具有抗氧化、抗腫瘤、止咳潤肺、降血糖等作用[5],是2020年版《中華人民共和國藥典》規(guī)定的含量測定指標;5-羥甲基糠醛是小分子醛類化合物,具有抗氧化、抗炎、抗腫瘤、延緩記憶功能衰退等作用,但也有一定的細胞毒性,過量食用可能造成中毒,致內臟損害[9]。當5-羥甲基糠醛含量高于0.02%時,中藥材會出現(xiàn)嚴重的變質現(xiàn)象[10]。羅漢果中5-羥甲基糠醛含量與色澤、貯藏年份之間未見明顯相關性[11]。羅漢果經(jīng)高溫加工,其內部糖分發(fā)生Maillard反應生成較多的5-羥甲基糠醛,常溫貯藏其含量不會發(fā)生明顯變化[9],5-羥甲基糠醛含量是影響羅漢果藥材質量的重要因素之一。
由于羅漢果富含多種有效化學成分,單一指標成分難以對羅漢果藥材質量進行整體評價,多指標含量測定對羅漢果質量評價具有重要作用。基于此,本研究選擇5-羥甲基糠醛、山柰苷、11-O-羅漢果皂苷Ⅴ、羅漢果皂苷Ⅴ作為羅漢果藥材的含量測定指標。結果表明,廣西柳州和廣西桂林羅漢果藥材中山柰苷、11-O-羅漢果皂苷Ⅴ含量相差不大,表明廣西羅漢果藥材質量較為一致;廣西柳州樣品5-羥甲基糠醛含量高于廣西桂林樣品,這可能與產地加工方式相關,具體原因有待進一步研究;廣西柳州樣品羅漢果皂苷Ⅴ含量略低于廣西桂林樣品,表明廣西桂林羅漢果藥材質量可能優(yōu)于廣西柳州。廣西不同產地羅漢果藥材質量存在一定差異,表明除羅漢果皂苷Ⅴ以外,5-羥甲基糠醛很可能成為羅漢果的Q-maker,進而為羅漢果整體質量評價系統(tǒng)的建立提供依據(jù)。
綜上,羅漢果作為廣西的道地藥材之一,其質量評價體系有待進一步完善,本研究可為全面評價羅漢果藥材質量提供依據(jù)。同時,本研究存在一定不足,如樣品批次較少、未考慮加工處理對藥材質量的影響等,有待進一步深入研究。