天津中医药大学学报  2025, Vol. 44 Issue (5): 404-409

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武恬恬, 赵鹏, 吕振国, 欧阳慧子, 何俊
WU Tiantian, ZHAO Peng, LYU Zhenguo, OUYANG Huizi, HE Jun
超高效液相色谱指纹图谱及多成分定量对木贼的质量评价研究
Study on quality evaluation of Equiseti Hiemalis Herba by UHPLC fingerprint combined with multi-content determination
天津中医药大学学报, 2025, 44(5): 404-409
Journal of Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, 2025, 44(5): 404-409
http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1673-9043.2025.05.04

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收稿日期: 2024-10-25
超高效液相色谱指纹图谱及多成分定量对木贼的质量评价研究
武恬恬1,2 , 赵鹏1 , 吕振国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] 建立木贼超高效液相色谱(UHPLC)指纹图谱,并结合化学计量学与多成分含量测定,为木贼的质量评价提供参考。[方法] 采用ACQUITY CSH C18色谱柱,流动相:0.1%甲酸水-乙腈,波长:270 nm,进行梯度洗脱;建立20批木贼药材指纹图谱,并对其指标成分进行含量测定;对指纹图谱进行相似度评价及层次聚类分析,利用正交偏最小二乘法判别分析筛选出差异性成分。[结果] 20批木贼的指纹图谱中含14个共有峰,相似度均大于0.992。通过与对照品比对,指认出了香草酸、山柰酚-3-O-槐二糖-7-O-葡萄糖苷、绿原酸、阿魏酸、山柰酚-3-O-槐糖苷。层次聚类分析将20批木贼分为两类,正交偏最小二乘法判别分析筛选出6个差异性标志物,并指认出3种成分(山柰酚-3-O-槐二糖-7-O-葡萄糖苷、阿魏酸、香草酸)。[结论] 建立的分析方法稳定、可靠,为中药材木贼的质量评价提供参考。
关键词: 木贼    超高效液相色谱    指纹图谱    含量测定    
Study on quality evaluation of Equiseti Hiemalis Herba by UHPLC fingerprint combined with multi-content determination
WU Tiantian1,2 , ZHAO Peng1 , LYU Zhenguo1 , 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(UHPLC) fingerprint of Equiseti Hiemalis Herba and to comprehensively evaluate the quality of Equiseti Hiemalis Herba by combining chemometrics and multi-component content determination. [Methods] An ACQUITY CSH C18 chromatographic column was employed in this study, gradient elution was performed using 0.1% formic acid in water-acetonitrile as the mobile phase, and the detection wavelength was 270 nm. UHPLC fingerprints of 20 batches of Equiseti Hiemalis Herba were established, and the contents of components were determined. The fingerprints were evaluated by similarity analysis and hierarchical cluster analysis, and the differential components were found by orthogonal partial least squares discriminant analysis. [Results] There were 14 common peaks in the fingerprints of 20 batches of Equiseti Hiemalis Herba, and the similarity was greater than 0.992. Vanillic acid, kaempferol-3-O-sophoroside-7-O-glucoside, chlorogenic acid, ferulic acid, and kaempferol-3-O-sophoroside were identified by comparison with the standards. Hierarchical cluster analysis classified the 20 batches of Equiseti Hiemalis Herba into two categories, and orthogonal partial least squares discriminant analysis screened out six differential markers, and three components(kaempferol-3-O-sophoroside-7-O-glucoside, ferulic acid, vanillic acid) were identified. [Conclusion] The established analytical method is stable and reliable, and it can provide a reference for the quality evaluation of the Equiseti Hiemalis Herba.
Key words: Equiseti Hiemalis Herba    UHPLC    fingerprint    content determination    

木贼为木贼科植物木贼(Equisetum hyemale L.)的干燥地上部分,主要分布于中国黑龙江、辽宁、吉林、陕西、福建等地[1-2]。《中国药典》2020年版一部中记载木贼味甘、苦,归肺、肝经,具有疏散风热,明目退翳等功效,临床常用于风热目赤,迎风流泪,目生云翳等症[3]。木贼的化学成分复杂,主要含黄酮类、酚酸类、挥发油类等。现代药理研究表明:木贼具有降血脂、降血压、保肝、抗心肌缺血和抗肿瘤等作用[4-6]

近年来,关于木贼的研究主要集中于黄酮类成分,《中国药典》2020年版一部中仅将山柰酚作为木贼化学成分含量测定的唯一指标[3]。然而,中药成分复杂,仅单一成分的含量测定,无法全面反映其质量优劣。指纹图谱运用现代分析技术,能够系统而全面地表征中药的共有及内在特征,具有较好的稳定性和重现性,是中药材质量评价的重要途径之一[7-9]。化学模式识别技术能够深入挖掘指纹图谱信息,揭示中药内在成分差异,对其质量控制具有重要意义[10-13]。因此,本研究将超高效液相色谱(UHPLC)指纹图谱、化学模式识别技术与指标成分定量相结合,以期为木贼质量评价提供参考,同时为木贼药效物质基础及其相关复方研究奠定基础。

1 仪器与材料 1.1 仪器

Agilent 1290超高效液相色谱仪(美国安捷伦公司);十万分之一天平(波兰Radwag公司);Milli-Q超纯水制备仪(Millipore公司);G3KT18273型旋涡混合器(赛默飞世尔科技公司);ZZ-L6DT超声波清洗机(天津知著科技有限公司)。

1.2 材料

对照品山柰酚-3-O-槐二糖-7-O-葡萄糖苷(批号:DSTDS011501)、山柰酚-3-O-槐糖苷(批号:DSTDS001701)、阿魏酸(批号:DSTDL002101)、香草酸(批号:DSTDX008801)、绿原酸(批号:DSTDL002101)均购于成都德思特生物技术有限公司(纯度均大于98.0%)。甲酸、甲醇、乙腈购于Fisher公司,水为超纯水(由Milli-Q超纯水仪制备)。木贼信息来源见表 1

表 1 样品信息来源
2 方法与结果 2.1 色谱条件

色谱柱:ACQUITY CSH C18柱;流动相:甲酸水(0.1%,A相)-乙腈(B相);洗脱程序:(0~19 min,5%~10% B;19~35 min,10%~49% B);检测波长:270 nm;进样量:2 μL;流速:0.3 mL/min。

2.2 供试品溶液的制备

精密称定木贼粉末1.00 g(过60目筛),精密量取20.00 mL的50%甲醇,超声处理45 min(300 W,40 kHz),冷却,补足失重,摇匀,过0.22 μm微孔滤膜即得。

2.3 对照品溶液的制备

精密称定对照品山柰酚-3-O-槐糖苷、阿魏酸、香草酸、绿原酸适量,50%甲醇溶解,配制成1 mg/mL的标准对照品溶液。精密称定山柰酚-3-O-槐二糖-7-O-葡萄糖苷适量,50%甲醇溶解,配制成5 mg/mL的标准对照品溶液。

2.4 方法学考察 2.4.1 精密度

精密称定A10木贼粉末1.00 g,制备供试品溶液,连续进样6次。以绿原酸为参照峰,计算各共有峰相对保留时间的相对标准偏差(RSD)≤0.36%,相对峰面积的RSD≤5.7%,表明仪器精密度良好。

2.4.2 稳定性

精密称定A10木贼粉末1.00 g,制备供试品溶液,在0、2、4、8、12、24 h等时间点分别进样。以绿原酸为参照峰,计算各共有峰相对保留时间的RSD ≤ 0.12%,相对峰面积的RSD≤5.4%,表明供试品溶液24 h内稳定性良好。

2.4.3 重复性

精密称定A10木贼粉末6份,每份1.00 g,平行制备6份供试品溶液,进样测定。以绿原酸为参照峰,计算各共有峰相对保留时间的RSD≤0.75%,相对峰面积的RSD≤3.23%,表明方法重复性良好。

2.5 指纹图谱的建立

将20批木贼粉末制成供试品溶液,连续进样。将数据导入《中药色谱指纹图谱相似度评价系统(2012版)》软件,以A1为参照图谱,采用平均数法生成对照图谱,时间窗宽度为0.1 min,进行多点校正,Mark峰匹配。生成20批木贼样品叠加图谱和对照图谱R,20批木贼中含14个共有峰,见图 1。经对照品比对后指认出3号峰香草酸、4号峰山柰酚-3-O-槐二糖-7-O-葡萄糖苷、6号峰绿原酸、9号峰阿魏酸、11号峰山柰酚-3-O-槐糖苷。对20批木贼样品进行相似度评价,其相似度均大于0.992,相似度较高,质量相对稳定,结果见表 2

注:3,香草酸;4,山柰酚-3-O-槐二糖-7-O-葡萄糖苷;6,绿原酸;9,阿魏酸;11,山柰酚-3-O-槐糖苷。 图 1 混合标准品溶液色谱图(A)和20批木贼叠加图谱及对照图谱(B)
表 2 20批木贼药材相似度分析
2.6 化学计量学分析 2.6.1 层次聚类分析(HCA)

层次聚类分析是一种可使复杂的多维数据标准化的分析方法,使用适当的度量和连接准则,通过构建树状图,直观地显示出被测样品间的相似性或差异性。以20批不同产地木贼药材的14个共有峰面积为原始数据,导入SIMCA 14.1软件,进行层次聚类分析。20批样品被分为两组,其中A1-A3为安徽产区,聚为一类;A4-A20为内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁产区,聚为一类。分类结果与药材产地相关性较大,结果见图 2

注:A1-A3为安徽产区,A4-A8为黑龙江产区,A9-A12为内蒙古产区,A13-A16为辽宁产区,A17-A20为吉林产区。 图 2 20批木贼样品HCA分析图
2.6.2 正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)

正交偏最小二乘法判别分析作为一种有监督的判别分析工具,可以除去与分类无关的噪声变量,从而提高模型预测的准确性。其交叉验证和置换检验功能可评估模型的稳定性和可靠性,避免过拟合问题。以20批不同产地木贼的共有峰峰面积为原始数据,导入SIMCA 14.1软件进行分析。结果如图 3所示,20批木贼药材可分为两类,A1-A3聚为一类,A4-A20聚为一类。

注:A1-A3为安徽产区,A4-A8为黑龙江产区,A9-A12为内蒙古产区,A13-A16为辽宁产区,A17-A20为吉林产区。 图 3 20批木贼样品OPLS-DA得分图

为进一步筛选不同产地木贼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。其中,4号峰(山柰酚-3-O-槐二糖-7-O-葡萄糖苷)>9号峰(阿魏酸)>3号峰(香草酸)>14号峰>13号峰>5号峰>1,共筛选出6个差异性成分,结果见图 4

注:横坐标为化合物峰号,纵坐标为VIP值。 图 4 木贼样品中各成分VIP图
2.7 含量测定 2.7.1 线性关系考察

精密吸取对照品溶液适量,用50%甲醇稀释得香草酸浓度为200 μg/mL、山柰酚-3-O-槐二糖-7-O-葡萄糖苷浓度为2000 μg/mL、绿原酸浓度为300 μg/mL、阿魏酸浓度为40 μg/mL、山柰酚-3-O-槐糖苷浓度为50 μg/mL的混合对照品溶液。用50%甲醇依次稀释2、2、2、2、2倍,得到系列对照品溶液,进样分析。并根据测得的峰面积(Y)和质量浓度(X)数据,绘制成含量测定的标准曲线,结果见表 3

表 3 木贼中5个成分线性关系考察结果
2.7.2 精密度

精密称定A10木贼粉末1.00 g,制备供试品溶液,连续进样6次。计算得香草酸、山柰酚-3-O-槐二糖-7-O-葡萄糖苷、绿原酸、阿魏酸、山柰酚-3-O-槐糖苷的RSD分别为0.82%、0.69%、0.48%、1.56%、1.28%,表明仪器精密度良好。

2.7.3 稳定性

精密称定A10木贼粉末1.00 g,制备供试品溶液,在0、2、4、8、12、24 h等时间点下,分别进样。计算得香草酸、山柰酚-3-O-槐二糖-7-O-葡萄糖苷、绿原酸、阿魏酸、山柰酚-3-O-槐糖苷的RSD分别为1.97%、1.74%、2.17%、2.43%、1.58%,表明供试品溶液24 h内稳定性良好。

2.7.4 重复性

精密称定A10木贼粉末,平行制备6份供试品溶液,连续进样,按标准曲线法计算香草酸、山柰酚-3-O-槐二糖-7-O-葡萄糖苷、绿原酸、阿魏酸、山柰酚-3-O-槐糖苷的含量,RSD分别为2.84%、1.43%、1.63%、1.93%、2.99%,表明该方法重复性良好。

2.7.5 加样回收率

精密称定A10木贼粉末6份,每份0.50 g,加入一定量的混合对照品溶液,平行制备6份供试品溶液,进样测定。计算香草酸、山柰酚-3-O-槐二糖-7-O-葡萄糖苷、绿原酸、阿魏酸、山柰酚-3-O-槐糖苷的平均加样回收率依次是98.07%、95.26%、107.32%、106.53%、97.67%,RSD依次为7.69%、1.46%、5.05%、1.53%、3.2%,表明该方法准确度符合要求。

2.7.6 含量测定

精密称定20个批次的木贼粉末,制备成供试品溶液,平行进样3次。按照标准曲线法计算香草酸、山柰酚-3-O-槐二糖-7-O-葡萄糖苷、绿原酸、阿魏酸、山柰酚-3-O-槐糖苷5种成分的含量,取平均值,结果见表 4

表 4 样品含量测定结果(n=3)
3 讨论 3.1 供试品制备方法的考察

本实验考察了不同提取溶剂(甲醇、70%甲醇、50%甲醇、30%甲醇)、不同超声时间(30、45、60 min)以及不同料液比(1∶20、1∶50、1∶100)对色谱峰的影响。结果表明,以50%甲醇为提取溶剂,提取时间为45 min时,所得的色谱峰响应较强且数量最多。

3.2 色谱条件的优化

本研究采用210~400 nm全波长扫描,以更全面地展示木贼中所含的化学成分。结果表明在270 nm时各色谱峰数目、分离度均为最优,故选择270 nm为检测波长。同时还分析了不同色谱柱(ACQUITY CSH C18柱、BEH C18柱、HSS T3柱)以及不同体系流动相(甲醇-水、乙腈-水、乙腈-0.1%甲酸水等)的影响,最终确定了“2.1”项下的条件。

3.3 指纹图谱结果分析

20批木贼指纹图谱中含14个共有峰,经标准品比对,指认出3号峰香草酸、4号峰山柰酚-3-O-槐二糖-7-O-葡萄糖苷、6号峰绿原酸、9号峰阿魏酸、11号峰山柰酚-3-O-槐糖苷。相似度评价结果显示,20批药材相似度均大于0.992,表明这些样品在化学成分组成上一致性较好。层次聚类分析将20批木贼药材分为两类,正交偏最小二乘法判别分析的分类结果与层次聚类分析的结果一致,并筛选出6种差异性成分(经对照品比对指认出其中3种成分:山柰酚-3-O-槐二糖-7-O-葡萄糖苷、阿魏酸、香草酸)。不同产地的木贼化学成分存在显著差异,差异性成分则是A1-A3样品(安徽产区)与其它批次样品之间产生差异的主要原因。差异性成分的VIP值越大,对样品分类结果的贡献越大。

3.4 5种成分的含量测定

《中国药典》2020年版一部中仅以山柰酚作为木贼药材含量测定的指标成分,但是单一成分难以对药材进行全面的质量评价。本研究增加了对香草酸、山柰酚-3-O-槐二糖-7-O-葡萄糖苷、绿原酸、阿魏酸、山柰酚-3-O-槐糖苷的测定。其中,绿原酸具有抗炎、抗氧化、抗病毒等多种生物活性[14];香草酸具有较强的抑菌活性作用[15];阿魏酸可以抑制炎症[16];山柰酚-3-O-槐二糖-7-O-葡萄糖苷具有保肝作用[17];山柰酚-3-O-槐糖苷具有抗炎、抗氧化、抗肿瘤和保肝作用[18-20];5种化合物均为木贼中的活性成分,对于木贼药效的发挥具有重要意义。因此,本研究在指纹图谱的基础上同步建立了香草酸、山柰酚-3-O-槐二糖-7-O-葡萄糖苷、绿原酸、阿魏酸、山柰酚-3-O-槐糖苷5种成分的含量测定方法。20批木贼药材5种成分平均含量分别为0.72、8.43、0.85、0.25、0.29 mg/g。

综上所述,该研究将UHPLC指纹图谱、化学计量学和5种成分含量测定相结合,不仅对不同来源木贼的质量进行了综合的评价,也可为后续含木贼制剂的开发提供参考。

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