天津中医药大学学报  2024, Vol. 43 Issue (3): 207-211

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吕振国, 赵鹏, 武恬恬, 欧阳慧子, 何俊
LYU Zhenguo, ZHAO Peng, WU Tiantian, OUYANG Huizi, HE Jun
基于UPLC指纹图谱与多成分定量评价不同产地桑叶药材质量
Quality evaluation of Mori Folium from different producing areas based on UPLC fingerprint and multi-components determination
天津中医药大学学报, 2024, 43(3): 207-211
Journal of Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, 2024, 43(3): 207-211
http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1673-9043.2024.03.03

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收稿日期: 2023-10-20
基于UPLC指纹图谱与多成分定量评价不同产地桑叶药材质量
吕振国1,2 , 赵鹏1 , 武恬恬1 , 欧阳慧子1 , 何俊1     
1. 天津中医药大学, 组分中药国家重点实验室, 天津 301617;
2. 现代中医药海河实验室, 天津 301617
摘要: [目的] 建立桑叶超高效液相色谱(UPLC)指纹图谱,结合化学计量学与多成分含量测定综合评价不同产地桑叶药材质量。[方法] 采用CORTECS UPLC C18色谱柱(2.1 mm×100 mm,1.6 μm),以0.1%甲酸水-乙腈为流动相在350 nm波长下进行梯度洗脱;建立16批桑叶药材UPLC指纹图谱,并对指标成分进行含量测定;对指纹图谱进行相似度评价及主成分分析,利用偏最小二乘法-判别分析寻找不同产地桑叶药材的差异性成分。[结果] 桑叶药材指纹图谱共标定出14个共有峰,通过比对标准对照品,指认出其中8个,分别为新绿原酸、绿原酸、咖啡酸、隐绿原酸、芦丁、异槲皮苷、山奈酚-3-O-芸香糖苷和紫云英苷;16批药材相似度均大于0.962,主成分分析将16批桑叶药材分为三类,偏最小二乘法-判别分析筛选出5个差异性标志物,差异显著性排序为1号峰(新绿原酸)>4号峰(隐绿原酸)>3号峰(咖啡酸)>14号峰>11号峰。[结论] 建立的综合评价方法稳定、可靠,可为桑叶药材的质量评价研究提供理论依据。
关键词: 桑叶    超高效液相色谱    指纹图谱    化学计量学    含量测定    
Quality evaluation of Mori Folium from different producing areas based on UPLC fingerprint and multi-components determination
LYU Zhenguo1,2 , ZHAO Peng1 , WU Tiantian1 , OUYANG Huizi1 , HE Jun1     
1. State Key Laboratory of Component-based Chinese Medicine, Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 301617, China;
2. Haihe Laboratory of Modern Chinese Medicine, Tianjin 301617, China
Abstract: [Objective] To establish ultra-high-performance liquid chromatography (UPLC) fingerprint of Mori Folium and to comprehensively evaluate the quality of Mori Folium from different origins by combining chemo-metrics and multi-component content determination. [Methods] A CORTECS UPLC C18 column (2.1 mm ×100 mm, 1.6 μm) chromatographic column was employed in this study, gradient elution was performed using 0.1% formic acid water (A)-acetonitrile(B) as the mobile phase, and the detection wavelength was 350 nm. UPLC fingerprints of 16 batches of Mori Folium were established, and the contents of components were determined. The fingerprints were evaluated by similarity and principal component analysis, and partial least squares-discriminant analysis was performed to find the differential components of Mori Folium from different origins. [Results] A total of 14 common peaks were calibrated in the fingerprint of Mori Folium, and 8 of them were identified by comparison with the standards, namely, neochlorogenic acid, chlorogenic acid, caffeic acid, cryptochlorogenic acid, rutin, isoquercitrin, nicotiflorin and astragalin. The similarity of 16 batches was greater than 0.962. Principal component analysis classified the 16 batches of Mori Folium into three categories, and partial least squares-discriminant analysis screened out five markers, with the significance of differences ranked as peak 1 (neochlorogenic acid) >peak 4 (cryptochlorogenic acid)>peak 3 (caffeic acid)>peak 14>peak 11. [Conclusion] The established comprehensive evaluation method is stable and reliable, which can provide a theoretical basis for the quality evaluation study of Mori Folium.
Key words: Mori Folium    UPLC    fingerprint    chemo-metric    multi-components determination    

桑叶为桑科植物桑Morus alba L.的干燥叶,性寒;味甘、苦;归肺、肝经;具有疏散风热,清肺润燥,清肝明目的功效[1];临床上用于治疗风热感冒,肺热燥咳等症[2],是中医清热解毒之要药[3-4]。桑叶始载于《神农本草经》,在中国具有悠久的食用及药用历史,是集食用、药用、保健等多种用途为一体的天然绿色食品。现代研究表明,桑叶具有抗氧化[5]、抗衰老[6]、降血糖[7-8]、调血脂[9]和抗肿瘤[10]等多种药理作用。

桑叶作为药食同源中药[11],其质量优劣对于临床用药有效性与食用安全性具有较大影响[12]。中国桑树种质资源丰富,分布广泛,是世界上桑种最多的国家。由于地理条件、气候和环境等因素影响,不同产区所产桑叶不免存在质量不一的问题,建立全面合理的桑叶质量评价方法非常重要。基于此,研究将超高效液相色谱(UPLC)指纹图谱、化学模式识别技术与指标成分定量相结合,从多角度出发,对不同产地桑叶质量进行评价,为桑叶药材质量提升与应用提供理论依据。

1 仪器与材料 1.1 仪器

超高效液相色谱仪(美国安捷伦公司,Agilent 1290);G3KT18273型旋涡混合器(赛默飞世尔科技公司);十万分之一天平(波兰Radwag公司);超纯水制备仪(Millipore公司);超声波清洗机(天津知著科技有限公司)。

1.2 材料

甲醇、乙腈、甲酸(色谱纯,美国Fisher公司);标准对照品绿原酸(批号:DST221010-021)、异槲皮苷(批号:DSTDY000601)、紫云英苷(批号:DSTDZ000102)、新绿原酸(批号:DSTDX001505)、芦丁(批号:DSTDL001702)、咖啡酸(批号:DST191030-013)、隐绿原酸(批号:DST221220-035)和山奈酚-3-O-芸香糖苷(批号:DST200619-075),以上标准对照品由成都德思特生物技术有限公司提供,纯度均大于98.0%。桑叶药材来源信息见表 1

表 1 样品来源信息表
2 方法与结果 2.1 色谱条件

色谱柱:CORTECS UPLC C18色谱柱(2.1 mm×100 mm,1.6 μm);流动相:A相为0.1%甲酸水,B相为乙腈;梯度洗脱,洗脱梯度:0~20 min,5%~21%B;流速、柱温、进样量和检测波长分别为:0.3 mL/min、35 ℃、2 μL和350 nm。

2.2 配制标准对照品溶液

取前述8种标准对照品适量,十万分之一天平精密称定,以80%甲醇对所称标准品进行溶解,最终配制成1 mg/mL的溶液,于4 ℃冰箱储存。

2.3 制备供试品溶液

精密称取桑叶药材粗粉(过三号筛)200.0 mg,置于10 mL容量瓶中,加80%甲醇定容至容量瓶刻度线,超声处理1 h(300 W,40 kHz),冷却,补足失质量,摇匀,过微孔滤膜(0.22 μm)即得供试品溶液。

2.4 桑叶UPLC指纹图谱的建立 2.4.1 精密度实验

取第13批次桑叶粗粉,制备供试品溶液,连续进样6次,以第9号芦丁色谱峰为参照色谱峰(S),计算得到各共有峰相对保留时间的相对标准偏差(RSDRt)小于0.43%,相对峰面积的相对标准偏差(RSDS)小于2.80%,表明仪器精密度良好。

2.4.2 重复性实验

取第13批次桑叶粗粉,平行制备6份供试品溶液,进样测定,以第9号芦丁色谱峰为参照峰(S),计算得RSDRt小于2.12%,RSDS小于4.30%,表明该方法重复性良好。

2.4.3 稳定性实验

取第13批次桑叶粗粉,制备供试品溶液,在0、2、4、8、12、24 h时间点下分别进样,以第9号芦丁色谱峰为参照峰(S),计算得RSDRt小于1.10%,RSDS小于4.92%,表明供试品溶液在24 h内稳定性良好。

2.4.4 桑叶UPLC指纹图谱的建立与相似度评价

将16批桑叶UPLC色谱数据导入“中药色谱指纹图谱相似度评价系统(国家药典委员会,2012)”,以第1批样品色谱图为参照图谱,采用平均数法生成对照图谱,建立16批桑叶药材的叠加指纹图谱以及对照指纹图谱(R),见图 1 A。14个峰被标定为共有峰,通过比对标准对照品溶液的色谱图,见图 1 B,共8个成分被指认,分别为新绿原酸(1号峰),绿原酸(2号峰),咖啡酸(3号峰),隐绿原酸(4号峰),芦丁(9号峰),异槲皮苷(10号峰),山奈酚-3-O-芸香糖苷(12号峰)和紫云英苷(13号峰)。相似度分析结果见表 2,由表可知,结果均在0.962以上,初步说明16批样品的化学成分一致性较高,质量均一稳定。

注:A,16批桑叶叠加图谱及对照图谱;B,混合标准品溶液色谱图。1,新绿原酸;2,绿原酸;3,咖啡酸;4,隐绿原酸;9,芦丁;10,异槲皮苷;12,山奈酚-3-O-芸香糖苷;13,紫云英苷。 图 1 UPLC指纹图谱图
表 2 16批桑叶药材相似度分析
2.4.5 化学计量学分析

化学计量学分析模型由SIMCA-P14.1(Umetrics, Umea, Sweden)建立,其统计学特性通过R2X、R2Y和Q2进行评估。

2.4.5.1 主成分分析(PCA)

采用SIMCA 14.1软件,以16批桑叶药材的14个共有峰的峰面积为变量进行PCA分析。R2为0.978,Q2为0.968,表明该模型具有较高的解释能力和预测性能。PCA得分图结果显示,16批桑叶药材可分为3类,S5、S6药材聚为第一类,S1、S2、S7-S9、S12-S15桑叶药材聚为第二类,S3、S4、S10、S11和S16桑叶药材聚为第三类。PCA结果显示,位于太湖流域的江苏产桑叶单独聚为第一类,位于中国中部地区的安徽、河南、山西和华北地区的河北产桑叶聚为第二类,华中地区的湖北、华南地区的广西和华东地区的山东产桑叶聚为第三类。由此可知,不同产地桑叶质量与地理来源相关性较大。此外,结合下文含量测定结果可知,在此实验所评价的16批桑叶中,第一类江苏产桑叶所测得化合物总含量最高,安徽、河南、山西和河北产桑叶次之。具体见图 2 A与后文含量测定部分。

注:A,PCA散点图;B,PLS-DA散点图;C,置换检验验证模型图;D,VIP图。 图 2 化学计量学分析结果图
2.4.5.2 偏最小二乘-判别分析(PLS-DA)

根据主成分分析结果,以共有峰峰面积为变量进行PLS-DA分析。该模型具有较好的预测能力(R2X,R2Y,Q2值分别为0.992,0.960,0.737),可以被用于评价与分析不同产地桑叶药材间的质量差异。通过PLS-DA模型得分图(图 2B)可知,不同产地桑叶药材也明显分为3类,与PCA结果一致。对两个分类变量进行了200次置换检验,如图 2C所示,Q2点所在回归线与Y轴交于0以下且左侧点的所有排列值均远低于右上角原始点的值(R2=0.247<0.3,Q2=-0.412<0.05),表明该模型没有过拟合,有效可靠。

为进一步筛选区分不同产地桑叶药材间的标志性成分,选取了变量投影重要度(VIP)>1的成分作为差异性成分。由图 2D可知,差异显著性排序为1号峰(新绿原酸)>4号峰(隐绿原酸)>3号峰(咖啡酸)>14号峰>11号峰。

2.5 含量测定 2.5.1 线性关系考察

精密量取各对照品储备液适量,使用80%甲醇依次稀释,得到标准曲线中各浓度混合对照品溶液,取各上述溶液进样分析,记录相应峰面积,以色谱峰面积为纵坐标(Y),质量浓度为横坐标(X),绘制含量测定的标准曲线,计算线性回归方程,结果见表 3

表 3 桑叶中8个成分线性关系考察结果
2.5.2 精密度实验

取第13批次桑叶粗粉,制备供试品溶液,连续进样6次,计算得8个待测成分的峰面积RSD均小于0.26%,表明仪器日内精密度良好。每天重复进样2次,连续进样3 d,计算得8个待测成分峰面积RSD均小于0.45%,表明仪器日间精密度良好。

2.5.3 重复性实验

取第13批次桑叶粗粉,平行制备6份供试品溶液,进样测定,计算得8个待测成分的含量RSD分别均小于2.19%,表明该方法重复性良好。

2.5.4 稳定性实验

取第13批次桑叶粗粉,制备供试品溶液,在0、2、4、8、12、24 h时间点下分别进样,计算得8个待测成分的峰面积RSD均小于分别为3.38%,表明供试品溶液在24 h内稳定性良好。

2.5.5 加样回收率实验

精密称取6份桑叶粉末100.0 mg,分别加入各对照品适量,平行制备6份供试品溶液,进样测定,记录峰面积,计算新绿原酸、绿原酸、咖啡酸、隐绿原酸、芦丁、异槲皮苷、山柰酚-3-O-芸香糖苷和紫云英苷的平均加样回收率,依次为107.68%、103.07%、102.21%、103.45%、100.56%、99.95%、111.23%、102.98%,RSD值均小于1.49%,表明该方法的准确度符合要求。

2.5.6 含量测定

取各批次桑叶粉末制备供试品溶液,进样分析,按照外标法计算各成分含量,结果见表 4

表 4 不同批次桑叶含量测定结果(x±s
3 讨论 3.1 提取方式和提取条件的优化

研究考察了提取方式对主要色谱峰的影响,结果显示回流与超声提取法对主要色谱峰的影响并不显著。在绿色化学的理念下为提高效率,研究采用超声提取法。同时,研究还考察了提取时间(0.5、0.75、1、1.5 h)、提取溶剂(30%甲醇、50%甲醇、80%甲醇、甲醇)对色谱峰的影响。结果显示,以80%甲醇为提取溶剂,提取时间为1 h所得色谱峰响应较强且数量最多。

3.2 色谱条件的优化

研究考察了流动相、柱温和流速对色谱峰分离的影响。结果显示,当柱温为35 ℃,乙腈-0.1%甲酸水为流动相在0.3 mL/min流速下进行检测时,基线平稳,20 min内即可完成主要色谱峰的良好分离。

研究将UPLC指纹图谱、化学计量学和指标成分含量测定相结合,从多角度综合评价了不同来源桑叶的质量。该方法专属性强,分析时间短,可为桑叶药材质量标准的提升与临床应用提供参考。

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