MathJax.Hub.Config({tex2jax: {inlineMath: [['$','$'], ['\\(','\\)']]}}); 黄芪HPLC-ELSD指纹图谱的建立及分析
  天津中医药大学学报  2017, Vol. 36 Issue (2): 142-145

文章信息

严治学严治学, 何永志何永志, 王颖王颖
YAN Zhi-xue, HE Yong-zhi, WANG Ying
黄芪HPLC-ELSD指纹图谱的建立及分析
Establishment and analysis of HPLC-ELSD fingerprint of Radix Astragali
天津中医药大学学报, 2017, 36(2): 142-145
Journal of Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, 2017, 36(2): 142-145
http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1673-9043.2017.02.16

文章历史

收稿日期: 2016-12-26
黄芪HPLC-ELSD指纹图谱的建立及分析
严治学, 何永志, 王颖     
天津中医药大学, 天津 300193
摘要: 目的 建立不同批次黄芪指纹图谱的分析方法。 方法 采用高效液相-蒸发光散射检测法(HPLC-ELSD)以Grace Apollo C18(250 mm×4.6 mm,5 μm)为色谱柱;流动相为乙腈和水,梯度洗脱,流速1.0 mL/min,蒸发光散射检测器,漂移管温度60℃,雾化器cooling,气压30psi(2.07 slpm),增益100。 结果 建立的黄芪指纹图谱各色谱峰分离度较好,达到指纹图谱要求,相似度评价结果均大于0.96,证明不同批次间药材比较稳定。聚类分析法把12个批次的黄芪样品分为3类。建立了黄芪药材的HPLC-ELSD指纹图谱共有模型,找出了较大的17个共有峰。 结论 为更好的控制黄芪的内在质量提供了可靠的分析方法。
关键词黄芪     指纹图谱     聚类分析     相似度评价    
Establishment and analysis of HPLC-ELSD fingerprint of Radix Astragali
YAN Zhi-xue, HE Yong-zhi, WANG Ying     
Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 300193, China
Abstract: Objective To establish a fingerprint analysis method of Radix Astragali from various batches. Methods The fingerprint was performed by HPLC-ELSD. The conditions of chromatography:Grace Apollo C18(250 mm×4.6 mm, 5 μm) was used with a mobile phase of CH3CN-H2O, flow rate:1.0 mL/min, tube:60℃, air pressure:30 psi (2.07 slpm), gain:100. Results The HPLC fingerprint for Astragali Radix was developed and 17 common peaks were determined from twelve different batches. The average similarity was over 0.96. The 12 samples were classified as 3 clusters by cluster analysis. Conclusion A reliable method was provided for controlling the quality of Radix Astragali.
Key words: Radix Astragali     fingerprint     cluster analysis     similarity evaluation    

中药黄芪为豆科(Leguminosae)植物蒙古黄芪[Astragalusmembranaceus(Fisch.)Bge.var.mongholicus(Bge.)Hsiao]和膜荚黄芪[A. membranaceus(Fisch.)Bge.]的干燥根,其味甘,性微温,归肺、脾经,具有补气升阳、固表止汗、利水消肿、生津养血、行滞通痹、托毒排脓、敛疮生肌之功效[1]。现代药理学研究表明,黄芪具有增强免疫系统功能、抗肿瘤、抗心肌缺血、双向调节血糖,抗菌,抗衰老等活性[2-9]

2010版《中华人民共和国药典》黄芪皂苷类的测定为黄芪甲苷的含量测定,采用蒸发光散射检测器[10]。单一的含量测定方法已经难以全面评价药材的质量,近年来,黄芪指纹图谱的研究取得了一定进展[11-16],采用超高效液相色谱/四极杆飞行时间串联质谱仪(UPLC /Q-TOF-MS)[17]、核磁共振氢谱(1HNMR)[18]、傅里叶红外光谱(FTIR)[19]等分析技术能更快,更精准的用于药材质量的鉴别,为黄芪药材及其制剂的质量提供了保证。

为考察黄芪药材质量,本文收集不同批次的黄芪药材,采用2010版药典中的药材提取方法及高效液相-蒸发光散射检测法(HPLC-ELSD)分析技术,选择5种黄芪皂苷作为对照品,建立黄芪指纹图谱。文章建立的方法60 min内出共有峰16个,分离度良好,根据对照品指认了5种黄芪皂苷,并对指纹图谱的相似度分析和匹配分析进行研究,从而为提升蒙古黄芪的质量控制水平提供科学依据。

1 实验仪器与材料

Waters e2695高效液相色谱仪,Waters 2424 ELSD etector检测器;KQ-500E型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);Sartorius LE225D型电子分析天平(德国Sartorius公司);FW80型粉碎机,购自天津泰斯特仪器有限公司;ZDHW型电热套,购自河北黄骅中兴仪器有限公司。黄芪皂苷Ⅰ(H-038-130123)、黄芪皂苷Ⅱ(H-037-120528)、黄芪皂苷Ⅲ(H-036-130123)对照品购自于成都瑞芬思生物科技有限公司;黄芪甲苷(110781-200613)购自于中国药品生物制品鉴定所;异黄芪皂苷Ⅱ为本实验室自制,质量分数均大于98%。黄芪药材由天津市中新药业提供(批号:1005098、08070801、10120303、11041804、11062601、Y1001005、Y1110236、Y1202048、Y1202050、Y1210219、Y1210227、Y1212017)。经天津中医药大学马琳教授鉴定为蒙古黄芪[Astragalus membranaceus(Fisch.)Bge. var. mongholicus(Bge.)Hsiao]。乙腈为色谱纯(美国Tedia公司);水为娃哈哈纯净水,其余试剂为分析纯。

2 实验方法 2.1 色谱条件

Waters e2695高效液相色谱仪,色谱柱为Grace Apollo C18(250 mm×4.6 mm,5 μm),检测器为Waters 2424 ELSD etector;流动相:A纯水-B乙腈梯度洗脱。体积流量1.0 mL/min;漂移管温度60 ℃,雾化器cooling,气压30 psi(2.07 slpm),增益100。见表 1

表 1 流动相梯度洗脱程序
编号 时间 A B C D
1 00.01 85.0 15.0 0.0 0.0
2 10.00 60.0 40.0 0.0 0.0
3 20.00 60.0 40.0 0.0 0.0
4 30.00 20.0 80.0 0.0 0.0
5 45.00 10.0 90.0 0.0 0.0
6 52.00 10.0 90.0 0.0 0.0
7 60.00 85.0 15.0 0.0 0.0
2.2 对照品溶液的制备

精密称取黄芪甲苷4.92 mg、黄芪皂苷Ⅰ9.84 mg、黄芪皂苷Ⅱ5.10 mg、黄芪皂苷Ⅲ4.88 mg、异黄芪皂苷Ⅱ5.12 mg,定容于10 mL甲醇中,以0.22 μm微孔滤膜过滤,作为对照品母液,备用。

2.3 供试品溶液的制备

黄芪药材60 ℃干燥2 h,粉碎,过60目筛,混合均匀,称取样品4 g,置于索式提取器中,加一定量甲醇浸泡过夜,次日精密加入甲醇至160 mL,加热回流4 h,甲醇减压回收至干,分散于20 mL水中,水饱和正丁醇萃取3次,每次40 mL,合并萃取液,减压回收至干,甲醇复溶,定溶于10 mL容量瓶中,0.22 μm微孔滤膜过滤,取续滤液,待测[5-6]

2.4 指纹图谱方法学考察 2.4.1 精密度考察

取同一供试品溶液,连续进样6次,检测指纹图谱,结果表明,测得各共有峰相对保留时间和相对峰面积的RSD均小于5%。表明仪器的精密度良好。

2.4.2 稳定性考察

精密称取同一批黄芪粉末4 g,按“ 2.3”项下方法制备供试品溶液,并在“ 2.1”项下色谱条件分别于0、2、4、8、12、16、24 h进样,测定峰面积,计算。测定各共有峰相对保留时间和相对峰面积RSD均小于5%。结果表明黄芪供试品溶液在24 h内稳定。

2.4.3 重复性实验

取同一批黄芪样品(11041804)6份,按“ 2.2”项下方法制备供试品溶液,并在“ 2.1”项下色谱条件,重复连续进样6次,测定峰面积,计算。测得各共有峰相对保留时间和相对峰面积的RSD均小于5%。表明其重现性良好,符合指纹图谱的要求。

2.5 黄芪指纹图谱的建立

按“2.3”项下方法制备12个不同产地的供试品溶液,进样测定,记录色谱图。运用中药色谱指纹图谱相似度评价系统2004A版,对12批黄芪样品进行了指纹图谱相似度分析和匹配分析研究,归纳出12批样品的高效液相色谱法(HPLC)指纹图谱具有30个共有的特征指纹峰,其中17个共有指纹峰的总面积占总峰面积的90%以上并被依次标定,其中7号峰为黄芪甲苷、8号峰为黄芪皂苷Ⅲ、10号峰为黄芪皂苷Ⅱ、11号峰为异黄芪皂苷Ⅱ、12号峰黄芪皂苷Ⅰ,见图 1图 2

图 1 黄芪药材HPLC-ELSD指纹图谱图
图 2 12批黄芪样品匹配分析图
2.6 12批黄芪药材共有指纹峰峰面积的比值

以12号峰(黄芪皂苷Ⅰ)为内标参照峰(要求峰面积相对较大、较稳定的共有峰)的峰面积为1,计算其他各共有指纹峰峰面积的比值。见表 2

表 2 黄芪共有指纹峰的相对峰面积比值
峰号 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 x±s
1 14.959 8.703 7.389 12.831 8.097 4.972 88.789 9.343 8.180 10.533 11.136 19.164 17.008±22.918
2 0.006 0.003 0.006 0.010 0.004 0.013 0.156 0.012 0.003 0.012 0.023 0.035 0.024±00.043
3 0.015 0.008 0.022 0.031 0.013 0.003 0.085 0.007 0.007 0.021 0.012 0.014 0.020±00.020
4 0.291 0.018 0.080 0.126 0.266 0.018 0.624 0.116 0.154 0.268 0.050 0.089 0.175±00.170
5 0.102 0.010 0.144 0.142 0.119 0.004 3.321 0.085 0.028 0.271 0.027 0.092 0.362±00.935
6 0.339 0.457 0.767 0.315 0.141 0.508 0.494 0.246 0.224 0.305 0.825 1.014 0.470±00.270
7 0.021 0.026 0.054 0.015 0.025 0.007 1.054 0.011 0.011 0.067 0.014 0.026 0.111±00.298
8 0.021 0.012 0.026 0.010 0.009 0.002 0.039 0.008 0.009 0.011 0.010 0.015 0.015±00.010
9 0.025 0.056 0.026 0.026 0.010 0.089 0.018 0.006 0.030 0.014 0.060 0.079 0.037±00.027
10 0.088 0.230 0.184 0.148 0.104 0.105 0.191 0.090 0.138 0.102 0.125 0.126 0.136±00.045
11 0.009 0.011 0.015 0.008 0.012 0.005 0.029 0.011 0.008 0.012 0.009 0.009 0.012±00.006
12 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000±00.000
13 0.024 0.035 0.038 0.039 0.019 0.029 0.027 0.010 0.024 0.025 0.027 0.022 0.027±00.008
14 0.039 0.011 0.025 0.064 0.021 0.011 0.131 0.015 0.026 0.022 0.0498 0.057 0.039±00.034
15 0.169 0.029 0.009 0.023 0.001 0.209 0.002 0.001 0.003 0.004 0.021 0.026 0.041±00.070
16 0.856 0.399 0.203 0.228 0.016 1.406 0.053 0.009 0.034 0.053 0.308 0.571 0.345±00.423
17 0.038 0.026 0.014 0.030 0.006 0.025 0.024 0.006 0.008 0.009 0.031 0.052 0.023±00.014
3 结果与分析 3.1 相似度计算结果

应用中药色谱指纹图谱相似度评价系统2004A版对12批黄芪药材的指纹图谱进行相似度分析,以中位数法生成12批药材的对照图谱,相似度评价结果均大于0.94,证明不同批次间药材比较稳定,结果见表 3。其中6号药材的相似度均比较低,6号药材的3、5、7、8、11号峰含量远远低于其他药材。

表 3 黄芪相似度计算结果
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 R
S1 1.000 0.997 0.994 0.998 0.996 0.965 0.996 0.991 0.997 0.997 0.997 0.998 0.999
S2 0.997 1.000 0.996 0.998 0.993 0.970 0.990 0.992 0.998 0.993 0.998 0.998 0.999
S3 0.994 0.996 1.000 0.994 0.995 0.966 0.987 0.989 0.996 0.995 0.996 0.993 0.997
S4 0.998 0.998 0.994 1.000 0.996 0.958 0.996 0.993 0.999 0.996 0.998 0.999 0.999
S5 0.996 0.993 0.995 0.996 1.000 0.954 0.992 0.991 0.997 0.999 0.993 0.992 0.997
S6 0.965 0.970 0.966 0.958 0.954 1.000 0.940 0.951 0.959 0.952 0.964 0.959 0.967
S7 0.996 0.990 0.987 0.996 0.992 0.940 1.000 0.989 0.992 0.994 0.992 0.996 0.994
S8 0.991 0.992 0.989 0.993 0.991 0.951 0.989 1.000 0.994 0.990 0.992 0.992 0.994
S9 0.997 0.998 0.996 0.999 0.997 0.959 0.992 0.994 1.000 0.996 0.998 0.996 0.999
S10 0.997 0.993 0.995 0.996 0.999 0.952 0.994 0.990 0.996 1.000 0.994 0.994 0.997
S11 0.997 0.998 0.996 0.998 0.993 0.964 0.992 0.992 0.998 0.994 1.000 0.998 0.999
S12 0.998 0.998 0.993 0.999 0.992 0.959 0.996 0.992 0.996 0.994 0.998 1.000 0.998
R 0.999 0.999 0.997 0.999 0.997 0.967 0.994 0.994 0.999 0.997 0.999 0.998 1.000
3.2 聚类分析

应用SPSS18.0统计软件对12批药材的17个共有峰峰面积进行聚类分析,以17个共有峰为指标,采用Ward Method,利用Euclidean distance作为样品的测度,对数据进行Z得分标准化处理,得到树状聚类图见图 3。从中可以看到,在15处,12批样品分为3大类,样品5,8,9,10为一类,1、2、3、4、6、11、12为一类,7为一类。7号药材1号色谱峰明显高于其他药材的相应色谱峰,2-5,7号色谱峰也略高于其他药材的相应色谱峰,故区别于其他药材,单独聚为一类。

图 3 黄芪聚类分析树状图
4 讨论

实验中采用药典中的提取方法,便于平行考察不同批次的黄芪药材质量。实验中考查了甲醇-水、乙腈-水、甲醇-0.05%甲酸溶液、乙腈-0.05%甲酸溶液系统,发现甲醇-水系统洗脱时,色谱峰有拖尾现象,乙腈-水系统洗脱时指纹图谱色谱峰多,分离度好,综合考虑乙腈-水系统可以更好的清洗和保护色谱,所以本实验采用乙腈-水系统作为流动相。

中药指纹图谱广泛运用于中药质量研究,常用的分析方法有薄层色谱法(TLC)、HPLC、红外线(IR)等,其中HPLC法应用较广泛。黄芪中的皂苷类成分存在紫外末端吸收的影响,主要采用蒸发光检测器进行测定[10]。本实验主要针对不同批次黄芪药材进行了研究,其中HPLC-ELSD指纹图谱标定共有峰17个,占总峰面积的90%以上。本实验结果与文献相比[14, 16, 20],同时结合聚类分析,可以更加直观地对不同批次黄芪药材进行质量评价。文章对黄芪质量标准的建立提供了可靠的依据,且前处理方法简便易行,便于推广。

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