張富麗 ,管海波 ,戶軍燕 ,王志斌,趙明霞
1. 鄭州大學(xué)第五附屬醫(yī)院藥學(xué)部,河南 鄭州 450000
2. 鄭州大學(xué)第五附屬醫(yī)院 精準(zhǔn)用藥實(shí)驗(yàn)室,河南 鄭州 450000
3. 鄭州大學(xué)第五附屬醫(yī)院 處方前置審核中心,河南 鄭州 450000
4. 河南中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,河南 鄭州 450046
青錢柳為胡桃科植物青錢柳Cyclocarya paliurus(Batal.) Iljinsk.的干燥葉[1-2],分布于貴州、湖南、安徽、江西、浙江、福建、四川等地[3]。主要含有黃酮化合物、酚類、多糖、常量及微量元素等物質(zhì)[4-6]。具有生津止渴、祛風(fēng)止癢、消腫止痛之功,研究發(fā)現(xiàn)其通過保護(hù)胰島細(xì)胞、調(diào)節(jié)胰島素信號(hào)通路、促進(jìn)葡萄糖利用等發(fā)揮改善糖代謝的作用,并通過調(diào)控脂質(zhì)代謝通路、抑制脂質(zhì)過氧化等發(fā)揮改善脂代謝的作用[7];青錢柳三萜可降低Akt 和內(nèi)皮型一氧化氮合酶的磷酸化水平及Rho 激酶和精氨酸酶2 的表達(dá)水平,從而改善腎內(nèi)皮功能,緩解H2O2誘導(dǎo)的內(nèi)皮損傷[8],還可通過PI3K/Akt/m TOR 依賴性自噬抑制NLRP3 炎癥小體的表達(dá),從而改善由高尿酸引起的痛風(fēng)[9];青錢柳多糖可逆轉(zhuǎn)糖尿病組小鼠體內(nèi)尿酸水平的升高[10],進(jìn)而改善鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病腎??;其提取物還可通過脂肪自噬途徑清除肝臟脂肪,改善非酒精性脂肪肝病[11];青錢柳還是“天然抗氧化劑”,其黃酮類成分與體內(nèi)自由基結(jié)合成的化合物,可清除自由基而達(dá)到抗氧化的效果[12]。總之青錢柳的藥用價(jià)值非常高。青錢柳未收錄于中國(guó)藥典,曾被一些地方標(biāo)準(zhǔn)收錄[13-16],但這些標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量控制僅局限于顯微鑒別、薄層鑒別及其他一般的檢查項(xiàng)目,涉及的含量測(cè)定也僅有1到2 個(gè)成分的檢測(cè),均不能全面科學(xué)地評(píng)價(jià)青錢柳整體質(zhì)量,因此開展對(duì)青錢柳整體質(zhì)量控制和品質(zhì)評(píng)價(jià)研究對(duì)確保臨床應(yīng)用療效一致性具有重要意義。本實(shí)驗(yàn)收集貴州、湖南、安徽、江西、浙江、福建、四川等7 省18 批次青錢柳藥材,采用一測(cè)多評(píng)(quantitative analysis of multi-components by single-marker,QAMS)法同時(shí)測(cè)定青錢柳中金絲桃苷、槲皮素-3-O-葡萄糖醛酸苷、異槲皮苷、阿福豆苷、槲皮素、山柰酚、齊墩果酸、熊果酸、阿江欖仁酸、青錢柳苷H、科羅索酸、白樺脂酸、山楂酸和α-乳香酸的含量,借助主成分分析和正交偏最小二乘法-判別分析等方法對(duì)14 個(gè)成分測(cè)定結(jié)果進(jìn)行分析,再結(jié)合熵權(quán)TOPSIS 法對(duì)其質(zhì)量?jī)?yōu)劣性進(jìn)行排序,旨為青錢柳的質(zhì)量評(píng)價(jià)及全面有效建立青錢柳的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。
對(duì)照品熊果酸、槲皮素、異槲皮苷、齊墩果酸和金絲桃苷(批號(hào)分別為110742-201823、100081-201610、111809-202205、110709-202109 和111521-202310,質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次為99.9%、99.1%、96.3%、95.8%和94.7%)源于中國(guó)食品藥品檢定研究院;對(duì)照品白樺脂酸、山楂酸、阿福豆苷、科羅索酸、山柰酚、α-乳香酸、槲皮素-3-O-葡萄糖醛酸苷和阿江欖仁酸(批號(hào)分別為PRF8010444、PRF908292、PRF9092622 、 PRF8092102 、 PRF23101326 、PRF8052701、PRF9113022 和PRFM2305301,質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次為99.9%、99.8%、99.6%、99.6%、99.3%、99.2%、98.0%和98.0%)源于成都普瑞法科技開發(fā)有限公司;青錢柳苷H(批號(hào)WQK2204095,含量98.0%)源于四川省維克奇生物科技有限公司;青錢柳藥材采集地信息見表1;乙腈、磷酸、配流動(dòng)相用甲醇為色譜純,水為純凈水,其余試劑為分析純。
表1 青錢柳藥材信息Table 1 Medicinal materials information of C. paliurus
Thermo Ultimate 3000 型高效液相色譜儀(美國(guó)Thermo Fisher 公司),2695 型高效液相色譜儀(美國(guó)Waters 公司);XS205Du 型電子分析天平(瑞士梅特勒公司),4020P 型超聲波清洗器(韓國(guó)JAC 公司);色譜柱Venusil MP C18、Waters Xbridge C18、Boston Boschrom C18,規(guī)格均為(250 mm×4.6 mm,5 μm)。
精密稱取14 個(gè)對(duì)照品各適量,用75%甲醇制備金絲桃苷、槲皮素-3-O-葡萄糖醛酸苷、異槲皮苷、阿福豆苷、槲皮素、山柰酚、齊墩果酸、熊果酸、阿江欖仁酸、青錢柳苷H、科羅索酸、白樺脂酸、山楂酸和α-乳香酸質(zhì)量濃度分別為4.812、6.190、1.128、2.870、0.412、0.158、0.104、1.470、0.048、0.232、0.890、0.072、0.630 和0.308 mg/mL 的混合對(duì)照品母液,精密吸取該母液1 mL,置20 mL 量瓶中,用溶劑稀釋至刻度,搖勻,即得。
取粉碎的青錢柳粉末約1 g,精密稱定,于25 mL 量瓶中,加溶劑20 mL,超聲處理45 min,放至常溫,溶劑定容,搖勻,即得。
色譜柱:Venusil MP C18柱,柱溫30 ℃;流動(dòng)相乙腈(A)-0.2%磷酸梯度洗脫(0~11 min,17.0%A;11~34 min,17.0%~40.0% A;34~66 min,40.0%~65.0% A;66~75 min,65.0%~17.0% A);檢測(cè)波長(zhǎng)360 nm(0~35 min 檢測(cè)金絲桃苷、槲皮素-3-O-葡萄糖醛酸苷、異槲皮苷、阿福豆苷、槲皮素和山柰酚)、210 nm(35~43 min 檢測(cè)齊墩果酸、熊果酸、阿江欖仁酸、青錢柳苷H、科羅索酸、白樺脂酸、山楂酸和α-乳香酸),體積流量1.0 mL/min,進(jìn)樣量10 μL。
2.4.1 專屬性試驗(yàn) 取“2.1”和“2.2”項(xiàng)下2 種溶液,按上述色譜條件測(cè)定。曲線圖譜(圖1)顯示供試品溶液中14 種成分的出峰位置與對(duì)照品基本一致,且色譜峰對(duì)稱性好,與相鄰色譜峰分離度符合《中國(guó)藥典》2020 年版要求,理論板數(shù)按各成分計(jì)均大于5 000。
圖1 混合對(duì)照品 (A) 和青錢柳樣品 (B) 的HPLC 色譜圖Fig. 1 HPLC chromatograms of mixed control substance (A) and C. paliurus sample (B)
2.4.2 線性回歸試驗(yàn) 精密吸取混合對(duì)照品母液0.1、0.2、0.5、1.0、2.0 和5.0 mL,分別用上述溶劑定容至20 mL 量瓶,搖勻制得系列濃度從低到高的混合對(duì)照品溶液1~6。精密吸取溶液1~6 各10μL,分別注入液相色譜儀,記錄峰面積,以對(duì)照品質(zhì)量濃度對(duì)峰面積進(jìn)行線性回歸,得標(biāo)準(zhǔn)曲線、相關(guān)系數(shù)及回歸方程。詳見表2。
表2 青錢柳中各成分的線性回歸結(jié)果Table 2 Results of linear regression of each constituent in C. paliurus
2.4.3 精密度試驗(yàn) 取青錢柳(S1)樣品制成的供試品溶液1 份,按“2.3”項(xiàng)下色譜條件連續(xù)進(jìn)樣6次,結(jié)果金絲桃苷等14 個(gè)成分峰面積的RSD 值依次為0.66%、0.52%、1.06%、0.83%、1.38%、1.54%、1.67%、0.71%、1.68%、1.46%、1.15%、1.65%、1.22%和1.39%,表明儀器精密度良好,可以滿足試驗(yàn)檢測(cè)。
2.4.4 穩(wěn)定性試驗(yàn) 取青錢柳(S1)樣品按“2.2”項(xiàng)下方法制成的供試品溶液,分別于室溫下放置0、2、5、9、14、20 和24 h 時(shí),按2.3 項(xiàng)下色譜條件進(jìn)樣,結(jié)果金絲桃苷等14 個(gè)成分峰面積的RSD 值依次為1.01%、0.95%、1.58%、1.05%、1.61%、1.55%、1.85%、1.12%、1.91%、1.78%、1.46%、1.63%、1.55%和1.71%,表明青錢柳供試品溶液24 h 內(nèi)穩(wěn)定性良好。
2.4.5 重復(fù)性試驗(yàn) 取青錢柳(S1)樣品6 份,分別按“2.2”項(xiàng)下方法制成供試品溶液,各精密吸取10 μL,分別注入液相色譜儀,記錄金絲桃苷等14個(gè)成分的峰面積,加載2.4.2 項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線,用外標(biāo)法計(jì)算14 個(gè)成分的含量,計(jì)算各成分含量的RSD值依次為1.09%、0.91%、1.28%、1.16%、1.76%、1.85%、1.79%、1.32%、1.96%、1.76%、1.27%、1.85%、1.67%和1.80%,表明重復(fù)性良好。
2.4.6 加樣回收率試驗(yàn) 取已知14 個(gè)成分含量的青錢柳(S1)細(xì)粉9 份,每份約0.5 g,精密稱定,分別按已知各成分含量的80%、100%、120% 3 個(gè)水平加入混合對(duì)照品溶液(每mL 含3.192 mg 金絲桃苷、4.503 mg 槲皮素-3-O-葡萄糖醛酸苷、0.814 mg異槲皮苷、1.957 mg 阿福豆苷、0.218 mg 槲皮素、0.084 mg 山柰酚、0.059 mg 齊墩果酸、0.997 mg 熊果酸、0.027 mg 阿江欖仁酸、0.138 mg 青錢柳苷H、0.482 mg 科羅索酸、0.041 mg 白樺脂酸、0.359 mg山楂酸和0.168 mg α-乳香酸),每個(gè)水平各3 份,再按“2.2”項(xiàng)方法制得加樣供試品溶液,各精密吸取10 μL,分別注入液相色譜儀,計(jì)算14 種成分的平均加樣回收率100.08%、100.14%、99.46%、99.74%、97.59%、97.89%、96.94%、99.56%、97.16%、98.63%、99.52%、96.97%、99.03%和98.42%;RSD分別為0.63%、0.87%、1.29%、0.68%、1.32%、1.03%、1.44%、1.27%、1.48%、1.51%、0.99%、1.36%、1.52%和1.55%,表明本實(shí)驗(yàn)方法具有良好的回收率。
2.5.1 相對(duì)校正因子(f)的計(jì)算 取“2.4.2”項(xiàng)6個(gè)混合對(duì)照品溶液,以熊果酸為參照物,按“2.3”項(xiàng)下色譜條件進(jìn)樣測(cè)定,依公式計(jì)算,結(jié)果見表3。
表3 青錢柳中各種成分的f 值Table 3 f value of each component in C. paliurus
f為相對(duì)校正因子、ρi和Ai分別為內(nèi)參物質(zhì)量濃度和峰面積、ρs和As為其他待測(cè)成分質(zhì)量濃度和峰面積
2.5.2f耐用性考察 精密吸取混合對(duì)照品溶液,選用Thermo Ultimate 3000 型和2695 型HPLC 系統(tǒng)與和Venusil MP C18色譜柱、Waters Xbridge C18色譜柱、Boston Boschrom C18色譜柱,體積流量為(1.0±0.2)mL/min,柱溫(30±5)℃等條件,分別考察色譜系統(tǒng)及色譜柱、體積流量和柱溫的改變對(duì)f的影響。每次進(jìn)樣10 μL,記錄峰面積。結(jié)果見表4~6,表明儀器與色譜柱、體積流量和柱溫的改變對(duì)所建立的f均無較大影響。
表4 不同色譜柱對(duì)f 的影響Table 4 Effect of different chromatographic columns on f
表5 不同體積流量對(duì)f 的影響Table 5 Effec of different volume flow rates on f
表6 不同柱溫對(duì)f 的影響Table 6 Effect of different column temperatures on f
2.5.3 相對(duì)保留時(shí)間的測(cè)定 記錄“2.5.2”項(xiàng)下不同HPLC 儀與不同色譜柱時(shí)14 個(gè)成分的保留時(shí)間,以熊果酸為內(nèi)參物,采用相對(duì)保留時(shí)間值(t)法對(duì)色譜峰進(jìn)行定位。結(jié)果各成分t值的RSD均≤1.87%(表7),表明各待測(cè)成分的t值波動(dòng)較小,無顯著差異,可以對(duì)青錢柳中多組分色譜峰進(jìn)行準(zhǔn)確定位。
表7 各待測(cè)成分的相對(duì)保留時(shí)間值Table 7 t of each component to be tested
取18 批青錢柳(S1~S18),按“2.2”項(xiàng)下方法制備供試品溶液(每批平行制備3 份),取各供試品溶液10 μL,注入液相色譜儀,測(cè)定金絲桃苷等14 個(gè)成分的峰面積,加載“2.4.2”項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)曲線,采用外標(biāo)法計(jì)算青錢柳中14 種成分的含量;再以熊果酸為內(nèi)參物,運(yùn)用“2.5.1”項(xiàng)下所得f的均值,采用QAMS 法計(jì)算各組分含量。對(duì)每一成分2 種方法所得含量數(shù)據(jù)進(jìn)行t檢驗(yàn)(表8)。結(jié)果P>0.05,表明2 種方法差異不明顯。
表8 青錢柳中14 種成分含量測(cè)定結(jié)果及比較 (n=3)Table 8 Content determination results and comparison of 14 components in C. paliurus (n=3)
2.7.1 主成分分析(principal component analysis,PCA) 以18 批青錢柳中14 個(gè)成分QAMS 法計(jì)算的含量數(shù)據(jù)為變量構(gòu)建14×18 階矩陣,采用SPSS 26.0 統(tǒng)計(jì)軟件提取主成分,得各主成分方差分析表(表9)和成分矩陣表(表10)。選取特征值大于1的公因子為主成分,結(jié)果前2 個(gè)主成分的方差貢獻(xiàn)率分別為69.443%和20.155%,特征值分別為9.722和2.822,累積方差貢獻(xiàn)率為89.598%,表明前2 個(gè)主成分因子能夠解釋14 個(gè)成分89.598%的原始變量。由表10 可知,第1 主成分主要反映金絲桃苷、槲皮素-3-O-葡萄糖醛酸苷、異槲皮苷、阿福豆苷、槲皮素、山柰酚、熊果酸、青錢柳苷H、科羅索酸、山楂酸和α-乳香酸等成分的綜合信息,第2 主成分則集中了齊墩果酸、阿江欖仁酸和白樺脂酸的信息。為查找18 批青錢柳的相關(guān)性與差異性,將14×18階矩陣導(dǎo)入SIMCA 14.1 軟件構(gòu)建PCA 模型(圖2),結(jié)果18 批樣品被分為3 類,其中S1~S8 為一組,S9~S12 為一組,S13~S18 為一組,表明不同產(chǎn)地青錢柳的質(zhì)量存在差異。
圖2 18 批青錢柳的PCA 得分圖Fig. 2 PCA score chart of 18 batches of C. paliurus
表9 18 批青錢柳主成分分析結(jié)果Table 9 Results of principal component analysis of 18 batches of C. paliurus
表10 青錢柳中14 種成分的初始因子載荷矩陣Table 10 Primary factor loading matrix of 14 components in C. paliurus
2.7.2 正交偏最小二乘法-判別分析(orthogonal partial least-squares discrimination analysis,OPLSDA) 為挖掘14 個(gè)指標(biāo)成分中哪些成分是引起青錢柳產(chǎn)品質(zhì)量差異的主要潛在標(biāo)志物,繼續(xù)運(yùn)用SIMCA 14.1 軟件建立OPLS-DA 模型(圖3),結(jié)果18 批樣品聚類更明顯,其中S9、S10、S11 和S12位于得分圖右方;S3、S2、S5、S7、S4、S8、S6 和S1 位于得分圖中上方;S18、S13、S17、S15、S14和S16 位于得分圖左下方。結(jié)合變量重要性投影(VIP)法,以1 為VIP 的閾值為篩選標(biāo)準(zhǔn)[19],篩選引起青錢柳樣品質(zhì)量差異的主要潛在標(biāo)志物,VIP值越大,表明該成分對(duì)青錢柳組間質(zhì)量差異的影響越大,18 批青錢柳各成分VIP 圖見圖4。其中VIP槲皮素-3-O-葡萄糖醛酸苷=1.869 0、VIP金絲桃苷=1.720 9、VIP熊果酸=1.352 4、VIP阿福豆苷=1.269 5、VIP異槲皮苷=1.010 9,表明這5 個(gè)成分是影響青錢柳產(chǎn)品質(zhì)量的主要潛在標(biāo)志物。
圖3 18 批青錢柳樣品的OPLS-DA 模型得分圖Fig. 3 Score chart of OPLS-DA model of 18 batches of C.paliurus samples
圖4 18 批青錢柳的VIP 圖Fig. 4 VIP image of 18 batches of C. paliurus
以18 批青錢柳中14 種成分QAMS 法含量檢測(cè)數(shù)據(jù)為變量建立初始化決策矩陣,采用越大越優(yōu)型指標(biāo)計(jì)算公式,對(duì)原始含量數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理(表11)。
表11 18 批青錢柳中各指標(biāo)歸一化處理結(jié)果Table 11 Results of normalization treatment for each index of 18 batches of C. paliurus
Xij和Yij分別為原始含量數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)歸一化后數(shù)據(jù),max(xj)和min(xj)分別為各成分含量數(shù)據(jù)的最大值和最小值
再以“2.7.2”項(xiàng)中各成分的VIP 值作為各指標(biāo)權(quán)重(Wj),運(yùn)用公式Zij=Y(jié)ij×Wj構(gòu)建加權(quán)決策矩陣(表12),得最優(yōu)方案Zj+=1.720 9、1.869 0、1.010 9、1.269 5、0.488 8、0.378 1、0.543 0、1.352 4、0.445 8、0.833 6、0.673 5、0.583 2、0.663 3 和0.527 9,最劣方案Zj-均為0。采用評(píng)價(jià)指標(biāo)與正負(fù)理想解距離計(jì)算公式,計(jì)算理想解方案(Di+)和負(fù)理想解方案(Di-)及各評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)分(Ci),結(jié)果見表13。
表12 18 批青錢柳加權(quán)矩陣Table 12 Weighting matrix of 18 batches of C. paliurus
表13 18 批青錢柳藥材質(zhì)量評(píng)價(jià)排序Table 13 Relative ordering of quality evaluation of 18 batches of C. paliurus medicinal materials
EW-TOPSIS 分析結(jié)果顯示,Ci排名前6 位的依次為S16、S14、S15、S13、S17 和S18,分別來自貴州和四川,Ci值均大于0.6,表明這2 個(gè)產(chǎn)區(qū)所得青錢柳整體質(zhì)量最佳。
本實(shí)驗(yàn)在制備供試品溶液時(shí),同時(shí)以色譜峰豐度、峰形、分離度、雜質(zhì)數(shù)量為評(píng)價(jià)指標(biāo),分別考察了不同濃度的甲醇溶液采用超聲或加熱回流,提取30、45、60 min 時(shí)的提取效果,結(jié)果顯示75%甲醇超聲提取45 min 時(shí)得到的14 種成分色譜峰響應(yīng)值較大、峰形、分離度較好,雜質(zhì)較少。
本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)14 個(gè)指標(biāo)成分溶液進(jìn)行全波長(zhǎng)掃描,觀察各成分光譜曲線中的最大吸收,結(jié)合中國(guó)藥典及相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道[21-22],最終確定采用360 nm檢測(cè)金絲桃苷、槲皮素-3-O-葡萄糖醛酸苷、異槲皮苷、阿福豆苷、槲皮素和山柰酚,210 nm 檢測(cè)齊墩果酸、熊果酸、阿江欖仁酸、青錢柳苷H、科羅索酸、白樺脂酸、山楂酸和α-乳香酸,各成分在該條件下響應(yīng)值較大,峰形尖銳,青錢柳供試品溶液在該條件下檢測(cè)時(shí)基線相對(duì)平穩(wěn),且各成分分離度良好。本實(shí)驗(yàn)在篩選流動(dòng)相時(shí),首先考察了基礎(chǔ)流動(dòng)相系統(tǒng):甲醇-水和乙腈-水,結(jié)果乙腈-水系統(tǒng)洗脫效果較好,但金絲桃苷色譜峰與槲皮素-3-O-葡萄糖醛酸苷不能完全分離,遂加入磷酸溶液(0.05%、0.1%、0.2%)進(jìn)行調(diào)節(jié),結(jié)果以乙腈-0.2%磷酸溶液作為流動(dòng)相系統(tǒng)時(shí),洗脫效果最佳。
本實(shí)驗(yàn)采用HPLC-QAMS 法對(duì)18 批青錢柳中14 個(gè)成分進(jìn)行定量測(cè)定,再結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)中常用的PCA 和OPLS-DA 法對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析,結(jié)果18 批不同產(chǎn)地青錢柳明顯聚為3 類,呈現(xiàn)一定的產(chǎn)區(qū)差異。OPLS-DA 分析發(fā)掘出影響青錢柳產(chǎn)品質(zhì)量的主要潛在標(biāo)志物為槲皮素-3-O-葡萄糖醛酸苷、金絲桃苷、熊果酸、阿福豆苷和異槲皮苷。EW-TOPSIS結(jié)果顯示貴州和四川地區(qū)所得青錢柳整體質(zhì)量較好,其次為湖南、江西和安徽。
本實(shí)驗(yàn)建立的方法可操作性強(qiáng),有效降低了檢驗(yàn)成本,有利于多指標(biāo)成分定量控制模式的普及應(yīng)用,也為該藥材的道地性研究提供了基礎(chǔ),有助于青錢柳優(yōu)質(zhì)種源的研究與開發(fā)。同時(shí)中藥材質(zhì)量受產(chǎn)地土壤、氣候、海拔、水質(zhì)、生態(tài)環(huán)境等多因素影響[23],后續(xù)將擴(kuò)大樣品采集地,收集土壤、氣候、海拔等參數(shù),進(jìn)一步挖掘影響產(chǎn)品質(zhì)量差異性因素。
利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突