吳學(xué)輝,程心玲,潘艷琳,張曉斌,肖 欽*
(1.福建中醫(yī)藥大學(xué)附屬人民醫(yī)院藥學(xué)部,福建 福州 350004; 2.福建省食品藥品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院,福建 福州 350001)
廣藿香為唇形科植物廣藿香Pogostemoncablin(Blanco) Benth.的干燥地上部分,用于濕濁中阻、脘痞嘔吐、暑濕表證、濕溫初起、發(fā)熱倦怠、胸悶不舒、寒濕閉暑、腹痛吐瀉、鼻淵頭痛的治療[1],主要含有甾體類、黃酮類、萜類、生物堿類、苯丙素類等成分[2-3],臨床使用廣泛。廣藿香為福建中醫(yī)藥大學(xué)附屬人民醫(yī)院院內(nèi)制劑藿砂顆粒的君藥之一,現(xiàn)收載于2020 年版《中國(guó)藥典》 一部,該標(biāo)準(zhǔn)使用GC 法對(duì)百秋李醇進(jìn)行含量測(cè)定,檢索廣藿香定量控制相關(guān)文獻(xiàn)大多為HPLC 法測(cè)定,未對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行有效評(píng)價(jià)。本研究采集廣東、海南、廣西、福建4 個(gè)省、自治區(qū)18 個(gè)產(chǎn)地的廣藿香藥材,采用HPLC-QAMS/GC 法[4-6]對(duì)廣藿香中新西蘭牡荊苷、紫葳新苷Ⅱ、毛蕊花糖苷、列當(dāng)苷、異毛蕊花糖苷、鼠李素、芹菜素-7-O-β-D-葡萄糖醛酸苷、藿香黃酮醇、雷杜辛黃酮醇、廣藿香酮、百秋李醇含量進(jìn)行測(cè)定,結(jié)合主成分分析(PCA)[7-8]、正交偏最小二乘法-判別分析(OPLS-DA)[8-9]和加權(quán)TOPSIS 法[10-11],篩選出引起不同批廣藿香成分差異的主要標(biāo)志性成分,同時(shí)對(duì)不同產(chǎn)地廣藿香綜合質(zhì)量進(jìn)行分析評(píng)價(jià),以期為廣藿香整體質(zhì)量控制提供科學(xué)的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
1.1 試劑與藥物 新西蘭牡荊苷 (批號(hào)14022804,純度99.1%)、異毛蕊花糖苷 (批號(hào)15031204,純度96.1%)、芹菜素-7-O-β-D-葡萄糖醛酸苷(批號(hào)PRF7090824,純度97.3%)、廣藿香酮(批號(hào)PRF8072523,純度99.0%) 對(duì)照品購(gòu)自成都普瑞法科技開(kāi)發(fā)有限公司; 毛蕊花糖苷(批號(hào)111530-201914,純度95.2%)、百秋李醇(批號(hào)110772-201909,純度100.0%) 對(duì)照品購(gòu)自中國(guó)食品藥品檢定研究院; 紫葳新苷Ⅱ (批號(hào)CFS202101,純度98.0%)、藿香黃酮醇 (批號(hào)CFS202101,純度 98.5%)、列當(dāng)苷 ( 批號(hào)CFS202003,純度98.0%)、雷杜辛黃酮醇(批號(hào)CFS202101,純度98.5%) 對(duì)照品購(gòu)自武漢天植生物技術(shù)有限公司; 鼠李素(批號(hào)AF21080308,純度98.0%) 對(duì)照品購(gòu)自成都埃法生物科技有限公司。乙腈、磷酸為色譜純; 水為純凈水。
廣藿香按2020 年版《中國(guó)藥典》 一部“廣藿香” 項(xiàng)下要求葉片篩凈,莖洗凈潤(rùn)透,切段曬干,按莖葉比80 ∶20 混勻,備用,經(jīng)福建中醫(yī)藥大學(xué)附屬人民醫(yī)院肖欽主任藥師鑒定為正品。樣品信息見(jiàn)表1。
表1 樣品信息Tab.1 Information of samples
1.2 儀器 LC-10AT 型高效液相色譜儀(日本島津公司); Agilent 7820A 型氣相色譜儀、Agilent TC C18色譜柱、Agilent HP-5 毛細(xì)管柱(美國(guó)Agilent公司); Primaide 1210 型高效液相色譜儀(日本日立公司); Phenomenex Gemini C18色譜柱 (美國(guó)Phenomenex 公司); Waters ODS C18色譜柱(美國(guó)Waters 公司); XS105 型電子分析天平 (瑞士Mettler-Toledo 公司); FQ-1024 型超聲波清洗器(杭州法蘭特超聲波科技有限公司)。
2.1 HPLC-QAMS 多組分定量方法的建立
2.1.1 對(duì)照品溶液制備 取新西蘭牡荊苷、紫葳新苷Ⅱ、毛蕊花糖苷、列當(dāng)苷、異毛蕊花糖苷、鼠李素、芹菜素-7-O-β-D-葡萄糖醛酸苷、藿香黃酮醇、雷杜辛黃酮醇、廣藿香酮對(duì)照品適量,精密稱定,用75%甲醇制成每1 mL 分別含對(duì)照品0.834、0.052、2.310、0.616、0.754、0.076、0.102、0.310、0.248、0.972 mg 的貯備液。精密吸取貯備液適量,75%甲醇稀釋20 倍制得質(zhì)量濃度分別為41.70、2.60、115.50、30.80、37.70、3.80、5.10、15.50、12.40、48.60 μg/mL 的對(duì)照品溶液。
2.1.2 供試品溶液制備 取廣藿香粉末(過(guò)3 號(hào)篩) 約1.0 g,精密稱定,置25 mL 具塞錐形瓶中,精密加入75% 甲醇25 mL,稱定質(zhì)量,超聲處理45 min,冷卻,再次稱定質(zhì)量,用75%甲醇補(bǔ)足減失的質(zhì)量,搖勻,過(guò)濾,即得。
2.1.3 色譜條件 參考文獻(xiàn) [12-14] 報(bào)道,Phenomenex Gemini C18色譜柱; 流動(dòng)相乙腈(A) -0.1%磷酸(B),梯度洗脫(0 ~7 min,12.0%A;7 ~20 min,12.0% ~29.0% A; 20 ~38 min,29.0% ~65.0%A; 38~45 min,65.0% ~12.0%A);體積流量1.0 mL/min; 柱溫30 ℃; 檢測(cè)波長(zhǎng)309 nm; 進(jìn)樣量10 μL。色譜圖見(jiàn)圖1,供試品溶液中各成分與相鄰色譜峰分離分離度均大于1.5。
圖1 各成分HPLC 色譜圖Fig.1 HPLC chromatograms of various constituents
2.1.4 線性關(guān)系考察 精密吸取“2.1.1” 項(xiàng)下對(duì)照品貯備液適量,用75% 甲醇稀釋4、10、20、40、100、200 倍,得6 份不同質(zhì)量濃度的對(duì)照品溶液,在“2.1.3” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定。以對(duì)照品質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo) (X),峰面積為縱坐標(biāo)(Y) 進(jìn)行回歸,結(jié)果見(jiàn)表2,可知成分在各自范圍內(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
2.1.5 精密度試驗(yàn) 精密吸取“2.1.1” 項(xiàng)下對(duì)照品溶液適量,在“2.1.3” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定6 次,測(cè)得新西蘭牡荊苷、紫葳新苷Ⅱ、毛蕊花糖苷、列當(dāng)苷、異毛蕊花糖苷、鼠李素、芹菜素-7-O-β-D-葡萄糖醛酸苷、藿香黃酮醇、雷杜辛黃酮醇、廣藿香酮峰面積RSD 分別為1.06%、1.53%、0.59%、1.18%、1.03%、1.41%、1.28%、1.14%、1.23%、0.81%,表明儀器精密度良好。
2.1.6 穩(wěn)定性試驗(yàn) 取同一份供試品溶液適量,于0、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、24 h 在“2.1.3” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定,測(cè)得新西蘭牡荊苷、紫葳新苷Ⅱ、毛蕊花糖苷、列當(dāng)苷、異毛蕊花糖苷、鼠李素、芹菜素-7-O-β-D-葡萄糖醛酸苷、藿香黃酮醇、雷杜辛黃酮醇、廣藿香酮峰面積RSD 分別為1.33%、1.88%、0.94%、1.35%、1.46%、1.78%、1.61%、1.43%、1.59%、1.17%,表明溶液在24 h 內(nèi)穩(wěn)定性良好。
2.1.7 重復(fù)性試驗(yàn) 取廣藿香粉末6 份(S1),按 “2.1.2” 項(xiàng)下方法制備供試品溶液,在“2.1.3” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定,測(cè)得新西蘭牡荊苷、紫葳新苷Ⅱ、毛蕊花糖苷、列當(dāng)苷、異毛蕊花糖苷、鼠李素、芹菜素-7-O-β-D-葡萄糖醛酸苷、藿香黃酮醇、雷杜辛黃酮醇、廣藿香酮含量RSD分別為1.09%、1.48%、0.57%、1.22%、1.06%、1.43%、1.25%、1.17%、1.22%、0.78%,表明該方法重復(fù)性良好。
2.1.8 加樣回收率試驗(yàn) 精密稱取各成分含量已知的廣藿香粉末9 份(S1),每份0.5 g,隨機(jī)平均分為3 組,按80%、100%、120%的水平加入對(duì)照品溶液(新西蘭牡荊苷0.211 mg/mL、紫葳新苷Ⅱ0.015 mg/mL、毛蕊花糖苷0.807 mg/mL、列當(dāng)苷0.176、異毛蕊花糖苷0.215 mg/mL、鼠李素0.019 mg/mL、芹菜素-7-O-β-D-葡萄糖醛酸苷0.031 mg/mL、藿香黃酮醇0.087 mg/mL、雷杜辛黃酮醇0.069 mg/mL、廣藿香酮0.335 mg/mL),按 “2.1.2” 項(xiàng)下方法制備供試品溶液,在“2.1.3” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定,計(jì)算回收率。結(jié)果,各成分平均加樣回收率分別為98.70%、97.83%、100.20%、98.81%、100.12%、98.23%、98.05%、96.85%、98.39%、98.44%,RSD 分別為1.64%、0.99%、0.87%、0.67%、1.24%、1.33%、1.50%、0.75%、1.49%、1.10%。
2.1.9 相對(duì)校正因子 (f) 計(jì)算 精密吸取“2.1.4” 項(xiàng)下對(duì)照品溶液,在“2.1.3” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定,以毛蕊花糖苷為內(nèi)標(biāo),計(jì)算其他9種成分相對(duì)校正因子,公式為fk/s= (CkAs) /(CsAk),其中Ck為其他成分含量,Ak為其他成分峰面積,Cs為內(nèi)標(biāo)含量,As為內(nèi)標(biāo)峰面積。計(jì)算得毛蕊花糖苷與新西蘭牡荊苷、紫葳新苷Ⅱ、列當(dāng)苷、異毛蕊花糖苷、鼠李素、芹菜素-7-O-β-D-葡萄糖醛酸苷、藿香黃酮醇、雷杜辛黃酮醇和廣藿香酮的平均相對(duì)校正因子分別為0.785 8、4.738 9、0.620 5、0.529 0、2.453 9、1.783 4、0.937 5、1.427 1、0.572 9,RSD 分別為1.86%、1.53%、1.10%、0.78%、1.05%、1.30%、1.93%、1.67%、1.06%。
2.1.10 耐用性考察 精密吸取“2.1.1” 項(xiàng)下對(duì)照品溶液,在“2.1.3” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定,分別考察色譜儀(LC-10AT、Primaide 1210)、色譜柱 (Phenomenex Gemini C18、Waters ODS C18、Agilent TC C18)、體積流量 (0.8、1.0、1.2 mL/min)、柱溫(25、30、35 ℃) 等條件對(duì)f的影響。結(jié)果,不同儀器及色譜柱條件下毛蕊花糖苷與其他9 種成分的平均相對(duì)校正因子分別為0.784 2、4.736 5、0.624 3、0.524 8、2.455 6、1.785 2、0.936 0、1.427 0、0.572 5,不同體積流量條件下平均相對(duì)校正因子分別為0.785 0、4.738 9、0.623 8、0.526 1、2.458 1、1.785 0、0.937 5、1.427 7、0.572 2,不同柱溫條件下平均相對(duì)校正因子分別為0.790 3、4.739 1、0.622 1、0.525 6、2.461 9、1.786 5、0.934 8、1.429 5、0.568 6,RSD 值均小于2.0%,表明不同儀器及色譜柱、體積流量、柱溫對(duì)所建立的f無(wú)顯著性影響,耐用性良好。
2.1.11 色譜峰定位 精密吸取“2.1.1” 項(xiàng)下對(duì)照品溶液,在“2.1.3” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定,考察色譜儀(LC-10AT、Primaide 1210)、色譜柱(Phenomenex Gemini C18、Waters ODS C18、Agilent TC C18) 對(duì)相對(duì)保留時(shí)間值(t) 的影響,結(jié)果見(jiàn)表3??芍鞒煞窒鄬?duì)保留時(shí)間RSD 均小于2.0%,相對(duì)保留時(shí)間值法可用于廣藿香中各成分色譜峰定位。
表3 不同儀器、色譜柱對(duì)相對(duì)保留時(shí)間的影響Tab.3 Effects of different instruments and columns on relative retention time
2.2 百秋李醇GC 定量檢測(cè)方法 取廣藿香粉末(過(guò)3 號(hào)篩) 約3.0 g,精密稱定,按2020 年版《中國(guó)藥典》 一部[1]“廣藿香” 項(xiàng)下方法對(duì)百秋李醇進(jìn)行定量檢測(cè)。
2.3 多組分含量測(cè)定 取18 批廣藿香 (S1 ~S18),按“2.1.2” 項(xiàng)下方法制備廣藿香供試品溶液,平行3 份,在“2.1.3” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定,分別采用外標(biāo)法、一測(cè)多評(píng)法計(jì)算含量,結(jié)果見(jiàn)表4。經(jīng)SPSS 26.0 軟件正態(tài)性檢驗(yàn)和方差齊性檢驗(yàn),廣藿香中各成分2 種方法含量數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布(P>0.05) 和方差齊(P>0.05),t檢驗(yàn)結(jié)果顯示2 種方法結(jié)果無(wú)顯著性差異(P>0.05),表明HPLC-QAMS 法準(zhǔn)確可靠; 百秋李醇GC 法穩(wěn)定,結(jié)果準(zhǔn)確。
表4 各成分含量測(cè)定結(jié)果(n=3)Tab.4 Results of content determination for various constituents (n=3)
2.4 多元統(tǒng)計(jì)分析
2.4.1 PCA 以18 批廣藿香中10 種成分HPLCQAMS 法測(cè)定結(jié)果以及百秋李醇GC 法測(cè)定結(jié)果為變量,采用SPSS 26.0 軟件PCA 分析對(duì)多維數(shù)據(jù)進(jìn)行降維。結(jié)果第1、2 個(gè)主成分的方差貢獻(xiàn)率分別為62.880%、24.098%,累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為86.978%,表明前2 個(gè)主成分可以代表廣藿香中11種成分86.98%的信息量,故確定采用前2 個(gè)主成分作為分析對(duì)象。由廣藿香主成分矩陣結(jié)果可知,第1 主成分信息主要由新西蘭牡荊苷、紫葳新苷Ⅱ、毛蕊花糖苷、鼠李素、芹菜素-7-O-β-D-葡萄糖醛酸苷、雷杜辛黃酮醇、廣藿香酮、百秋李醇組成,第2 主成分信息主要由列當(dāng)苷、異毛蕊花糖苷、藿香黃酮醇組成。進(jìn)一步應(yīng)用SIMCA 14.1 軟件對(duì)18 批廣藿香樣品構(gòu)建PCA 模型(圖2),提取出2 個(gè)主成分R2X為0.870,表明建立的模型穩(wěn)定性較高,不同產(chǎn)地廣藿香樣品呈現(xiàn)一定的聚集性,S1~S8 位于得分圖中上部,S9 ~S12 位于得分圖左下角,S13~S18 位于得分圖右側(cè)。
圖2 PCA 得分圖Fig.2 Score plot for PCA
2.4.2 OPLS-DA 以18 批廣藿香中10 種成分HPLC-QAMS 法測(cè)定結(jié)果以及百秋李醇GC 法測(cè)定結(jié)果為變量,采用SIMCA 14.1 軟件OPLS-DA 分析,挖掘影響廣藿香產(chǎn)品質(zhì)量差異的主要潛在標(biāo)志物,得OPLS-DA 模型。結(jié)果顯示模型穩(wěn)定可靠、預(yù)測(cè)能力好,累積解釋能力參數(shù)R2X 為0.950、R2Y 為0.858,預(yù)測(cè)能力參數(shù)Q2為0.744,均大于0.5; 不同產(chǎn)地18 批廣藿香樣品分類聚集結(jié)果與PCA 結(jié)果相吻合。對(duì)構(gòu)建的OPLS-DA 模型中2 個(gè)主成分進(jìn)行200 次置換檢驗(yàn)(圖3)。結(jié)果模型可靠,且未過(guò)度擬合,預(yù)測(cè)能力好。采用OPLS-DA模型中變量重要性投影(VIP) 值篩選影響廣藿香化學(xué)成分差異的標(biāo)志性成分(圖4),VIP 值越大,表明該成分對(duì)區(qū)分不同產(chǎn)地廣藿香整體質(zhì)量的貢獻(xiàn)度越大。結(jié)果VIP >1.0 的指標(biāo)成分分別為成分3(毛蕊花糖苷,2.014 0)、成分11 (百秋李醇,1.548 0)、成分10 (廣藿香酮,1.277 0) 和成分4 (列當(dāng)苷,1.009 0),表明上述成分對(duì)不同產(chǎn)地廣藿香樣品的分類聚集影響顯著,可能是影響廣藿香產(chǎn)品質(zhì)量差異的主要潛在標(biāo)志物。
圖3 OPLS-DA 分析置換檢測(cè)結(jié)果圖Fig.3 Permutation test results graph for OPLS-DA
圖4 OPLS-DA 分析VIP 值圖Fig.4 VIP value graph for OPLS-DA
2.5 加權(quán)TOPSIS 分析
2.5.1 原始數(shù)據(jù)歸一化 以18 批廣藿香中11 種成分含量結(jié)果為變量,建立數(shù)據(jù)矩陣Xnm(n=1,2,3,……,18;m=1,2,3,……,11),采用越大越優(yōu)型指標(biāo)計(jì)算公式對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化,式中max (Xm) 和min(Xm) 分別指第m個(gè)指標(biāo)18 批樣品含量的最大值和最小值,得歸一化后數(shù)據(jù)矩陣Ynm。
2.5.2 加權(quán)決策矩陣 以O(shè)PLS-DA 分析中影響廣藿香化學(xué)成分差異的VIP 值為11 個(gè)指標(biāo)權(quán)重(Wm),按加權(quán)決策計(jì)算公式Znm=Y(jié)nm×Wm對(duì)歸一化后數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行加權(quán)處理,得加權(quán)決策矩陣Znm,最優(yōu)方案矩陣,最劣方案矩陣均為0。
2.5.3 相對(duì)貼近度計(jì)算及樣品優(yōu)劣評(píng)價(jià) 按歐氏距離計(jì)算公式和分別計(jì)算18 批廣藿香樣品與最優(yōu)方案的歐氏距離以及與最劣方案的歐氏距離,再根據(jù)相對(duì)貼近度計(jì)算公式計(jì)算18 批廣藿香樣品的相對(duì)貼近度Dn,Dn值越大,被評(píng)價(jià)的廣藿香樣品質(zhì)量最優(yōu),反之則最差。按照Dn值大小對(duì)18 批廣藿香樣品質(zhì)量?jī)?yōu)劣進(jìn)行排序,結(jié)果見(jiàn)表5。結(jié)果顯示排名前6 位依次為廣東石牌、棠下、高要、陽(yáng)春、遂溪、徐聞,廣西和海南居中,福建位于排名后四位。
表5 加權(quán)TOPSIS 模型綜合評(píng)價(jià)結(jié)果Tab.5 Results of comprehensive evaluation using weighted TOPSIS model
本研究對(duì)提取溶劑 (50% 甲醇[13]、75% 甲醇[14]、100% 甲醇[15-16]、乙醇[17-19])、提取方式(超聲和加熱回流) 和提取時(shí)間 (30、45、60 min) 進(jìn)行了對(duì)比考察,最終確定采用75%甲醇超聲提取45 min 對(duì)廣藿香供試品溶液進(jìn)行制備。在篩選流動(dòng)相時(shí),首先對(duì)甲醇-水、乙腈-水進(jìn)行了考察,結(jié)果乙腈-水相對(duì)穩(wěn)定,但個(gè)別色譜峰出現(xiàn)拖尾變形,同時(shí)檢驗(yàn)用時(shí)較長(zhǎng),考慮加入0.1%磷酸[14-15]、0.1% 冰醋酸和0.1% 甲酸[13]加以改善,最終確定采用乙腈-0.1% 磷酸為流動(dòng)相梯度洗脫。
本研究采用HPLC-QAMS 法對(duì)廣藿香中新西蘭牡荊苷等10 種成分含量進(jìn)行了同步檢測(cè),方法操作便捷,結(jié)果準(zhǔn)確,較普通多組分檢測(cè)方法,大大降低了檢驗(yàn)成本,有效避免了部分對(duì)照品不穩(wěn)定等因素影響,有效推動(dòng)了方法的普及應(yīng)用。百秋李醇揮發(fā)性較強(qiáng),HPLC 法難以確保檢測(cè)的準(zhǔn)確度,參考廣藿香現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)采用GC 法對(duì)百秋李醇進(jìn)行含量檢測(cè)。廣藿香中11 種成分含量檢測(cè)結(jié)果顯示,不同產(chǎn)地廣藿香質(zhì)量差異較大。多元統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示毛蕊花糖苷、百秋李醇、廣藿香酮和列當(dāng)苷可能是影響廣藿香產(chǎn)品質(zhì)量的主要潛在標(biāo)志物。加權(quán)TOPSIS 法結(jié)果顯示廣東產(chǎn)廣藿香質(zhì)量最優(yōu),位于排名前6 位,其次為廣西和海南產(chǎn)廣藿香,福建產(chǎn)廣藿香位于排名后4 位,所建立的方法能夠有效地區(qū)分不同產(chǎn)地廣藿香產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)劣。
綜上所述,本研究建立的HPLC-QAMS/GC 多組分定量聯(lián)合多元統(tǒng)計(jì)分析及加權(quán)TOPSIS 方法,操作便捷,結(jié)果準(zhǔn)確,客觀全面,為廣藿香資源的合理開(kāi)發(fā)和利用、優(yōu)質(zhì)種源的篩選和栽培以及道地性研究提供參考和借鑒。