仪器信息网APP

选仪器、听讲座、看资讯

立即体验

当前位置：仪器社区 >药物检测 > 中药/天然药检测 > 帖子详情

【金秋计划】基于“辨状论质”理论分析不同采收期黄芩外观性状与内在质量的相关性

城头变幻大王骑

2024/09/13

中药/天然药检测

黄芩为唇形科植物黄芩Scutellaria baicalensis Georgi的干燥根[1]，始载于《神农本草经》[2]，含有黄酮类、萜类、挥发油类等化合物，其中黄芩苷、汉黄芩苷、千层纸素A、黄芩素等黄酮类成分是其主要有效成分[3]。黄芩具有清热燥湿、泻火解毒、止血、安胎的功效，临床上，常作为经典名方中配伍药物与其他药物协同发挥作用[4-6]，多用于腹泻、痢疾、流感发烧、肺炎等多种疾病[7]。近年来，黄芩人工栽培规模逐渐扩大，且初见成效[8]。然而人工种植与采收各异的问题仍存在，导致栽培的黄芩商品质量参差不齐的现象出现[9-11]。
中药质量的好坏，可通过药材的色泽、形态大小、质地、气味等要素简单、快速、有效地做出初步判断，当代著名生药学家和本草学家谢宗万先生将其总结为“辨状论质”[12]。通过考证发现历代本草对黄芩外观性状与其质量优劣的记载相当丰富，有以“色黄者为佳”“深色为好”[13]，“以粗长、质坚实、色黄、除尽外皮者为佳”之说[14]。饶志等[15]总结了栀子“辨状论质”及其品质成因研究进展。柴冲冲等[16]发现黄芩粉末颜色越亮、越黄，总色值越大，黄酮类成分含量越高，黄酮苷元类成分越低。刘锦芮等[17]提倡将“辨状论质”理论与“化学成分/药效物质”等现代科学技术融合，兼顾药材质量、产量和效益，指导中药适时采收。因此，亟需对黄芩外观性状和成分的影响规律进行研究，探讨黄芩内在质量与外观性状的相关性，有利于更好地控制黄芩的质量，从而指导药材的种植、采收等过程。本实验以陕西省淳化县不同采收期四年生黄芩为实验材料，采用L*（亮度）、a*（红绿）、b*（黄蓝）色度空间及游标卡尺等对其粉末颜色及根长、根粗进行了数字化客观的评价，对外观性状与内在成分含量进行相关性及回归分析，并通过主成分分析对“外观性状指标-成分含量-产量”联合分析，进一步确认该地区四年生黄芩药材秋季的最佳采收期。
1 材料
1.1 药材与试剂
本实验药材来自陕西淳化东庄药用植物园黄芩规范化种植基地，经陕西中医药大学中药鉴定教研室王继涛高级实验员鉴定为唇形科植物黄芩S. baicalensis Georgi的干燥根，样品信息见表1。黄芩苷（质量分数＞98%，批号H-106-180322）、汉黄芩苷（质量分数＞98%，批号H-019-180823）、千层纸素A（质量分数＞98%，批号Q-020-180928）、野黄芩素（质量分数＞98%，批号G-047-180205）、黄芩素（质量分数＞98%，批号H-018-180426）、汉黄芩素（质量分数＞98%，批号H-029-180524）、白杨素（质量分数＞98%，批号B-001-180427）、野黄芩苷（质量分数＞98%，批号Y-012-180825）、芹菜素（质量分数＞98%，批号Q-002-180131）购自成都瑞芬思生物科技有限公司；去甲汉黄芩素（质量分数≥98%，批号W12J9Z52805）、木犀草素（质量分数≥98%，批号Y27F11Y17056）、白杨素-7-O-葡萄糖醛酸苷（质量分数≥98%，批号Y06M11H105851）购自上海源叶生物科技有限公司；色谱甲醇、乙腈（美国Fisher公司）；甲酸（天津市天力化学试剂有限公司）；纯水（娃哈哈有限公司）。
图片

1.2 仪器
Waters2695型高效液相色谱仪（美国Waters公司），BP211D型十万分之一电子分析天平（德国Sartorius公司），SB-5200DT型数控超声波清洗器（宁波新芝生物科技有限公司），CS-520型分光测色仪（杭州彩谱科技有限公司），F20190815型水分测定仪（上海菁海仪器有限公司），KSW型电炉温度控制器箱式电阻炉（北京科伟永兴仪器有限公司）。
2 方法
2.1 水分含量测定
参照《中国药典》2020年版[1]中黄芩项下“水分”（通则0832第二法）测定方法。
2.2 总灰分含量测定
参照《中国药典》2020年版[1]中黄芩项下“总灰分”（通则2302）测定方法。
2.3 醇溶性浸出物含量测定
参照《中国药典》2020年版[1]中黄芩项下“醇溶性浸出物”（通则2201）下的热浸法测定。
2.4 折干率测定
黄芩根洗净晾干后，趁鲜称定质量，60 ℃下烘干后称量干质量，依据折干率，计算样品折干率。
折干率＝干质量/鲜质量
2.5 产量的测定
每次采样选取3组1 m2范围内样品，称量干质量，平均值乘以666.7 m2。
2.6 外观性状客观量化
2.6.1 黄芩药材外观性状测定不同采收期黄芩药材根长、根冠直径、根中部直径。
2.6.2 黄芩药材粉末颜色测定将分光测色仪设定为：测定光源D65，测定试场10°，起止波长360～740 nm，测量模式为SCE（排除镜面反射），对仪器进行黑白板校正后，进行样品的测量。将黄芩样品用粉碎机粉碎，过4号筛。取黄芩样品粉末适量于比色皿中，均匀铺平，消除背景后记录颜色亮度（L*）、红绿色度（a*）、黄蓝色度（b*），计算各样品的综合色差值（ΔE）。
ΔE=（L*2+a*2+b*2）1/2
2.7 含量测定
2.7.1 色谱条件色谱柱为Thermo C18（250 mm×4.6 μm，5 μm）；流动相为乙腈（A）-0.1%甲酸水溶液（B），梯度洗脱：0～10 min，10%～15% A；10～20 min，15%～20% A；20～30 min，20%～25% A；30～60 min，25%～45% A；60～70 min，45%～60% A；70～75 min，60%～10% A；检测波长274 nm；体积流量1.0 mL/min；进样量10 μL；柱温30 ℃。在此条件下黄芩对照品及供试品的色谱图见图1。
图片
2.7.2 供试品溶液的制备精密称定黄芩粉末0.10 g，置于具塞锥形瓶中，加入70%乙醇40 mL，称定质量，超声处理（功率500 W、频率40 kHz）40 min，放冷，再称定质量，用甲醇补足减失质量，摇匀，滤过，取续滤液，即得。
2.7.3对照品溶液的制备分别精密称取黄芩对照品野黄芩苷、野黄芩素、黄芩苷、木犀草素、白杨素-7-O-葡萄糖醛酸苷、汉黄芩苷、芹菜素、去甲汉黄芩素、黄芩素、汉黄芩素、白杨素、千层纸素A适量，用甲醇配制成质量浓度分别为6.70、1.43、408.00、17.47、7.55、176.36、14.30、6.24、32.18、5.73、5.45、3.10 μg/mL的混合对照品溶液。
2.7.4 线性关系考察取混合对照品溶液，按“2.7.1”项下的色谱条件，分别自动进样2、5、10、15、20 μL。并记录峰面积值，以峰面积为纵坐标（Y），进样质量为横坐标（X），进行线性回归，回归方程见表2。
图片
2.7.5 精密度试验取混合对照品溶液，按“2.7.1”项下的色谱条件连续进样6次，计算野黄芩苷、野黄芩素、黄芩苷、木犀草素、白杨素-7-O-葡萄糖醛酸苷、汉黄芩苷、芹菜素、去甲汉黄芩素、黄芩素、汉黄芩素、白杨素、千层纸素A峰面积的RSD分别为0.43%、0.69%、0.36%、1.14%、1.19%、0.94%、0.81%、0.76%、0.47%、1.24%、1.46%、1.44%，表明仪器精密度良好。
2.7.6 稳定性试验精密称取黄芩药材粉末0.10 g于锥形瓶中，按“2.7.2”项下的方法制备供试品溶液，分别在0、2、4、8、12、24 h进行测定，计算野黄芩苷、野黄芩素、黄芩苷、木犀草素、白杨素-7-O-葡萄糖醛酸苷、汉黄芩苷、芹菜素、去甲汉黄芩素、黄芩素、汉黄芩素、白杨素、千层纸素A峰面积的RSD分别为0.64%、1.07%、0.70%、1.18%、0.86%、1.21%、1.68%、1.32%、0.48%、1.98%、1.31%、1.21%，表明供试品溶液中上述12个成分在24 h内稳定性良好。
2.7.7 重复性试验取黄芩药材粉末（S14），按“2.7.2”项下的方法制备6份供试品溶液，按“2.7.1”项的色谱条件进样，计算野黄芩苷、野黄芩素、黄芩苷、木犀草素、白杨素-7-O-葡萄糖醛酸苷、汉黄芩苷、芹菜素、去甲汉黄芩素、黄芩素、汉黄芩素、白杨素、千层纸素A质量分数的RSD值分别为0.80%、0.88%、1.12%、0.84%、1.07%、0.46%、1.14%、1.42%、0.43%、1.08%、1.12%、1.31%，表明该方法重复性较好。
2.7.8 加样回收率试验精密称取成分含量已知的本品9份，分别精密加入低、中、高3个质量浓度的对照品溶液（分别相当于原黄芩样品中质量分数的80%、100%、120%），每一质量浓度3份，按“2.7.2”项下方法制备供试品溶液，按“2.7.1”项下色谱条件测定，根据测得量和加入量计算各成分的加样回收率和RSD，结果野黄芩苷、野黄芩素、黄芩苷、木犀草素、白杨素-7-O-葡萄糖醛酸苷、汉黄芩苷、芹菜素、去甲汉黄芩素、黄芩素、汉黄芩素、白杨素、千层纸素A的平均加样回收率分别为98.44%、102.41%、99.79%、104.21%、101.33%、100.88%、99.69%、98.57%、99.84%、100.20%、98.09%、99.29%，RSD分别为1.81%、2.23%、0.36%、2.59%、1.14%、1.29%、0.65%、1.20%、0.75%、0.42%、1.88%、1.94%。
2.7.9 含量测定将黄芩样品用粉碎机粉碎，过4号筛，按“2.7.2”项下方法制备供试品溶液，按“2.7.1”项下色谱条件测定，计算黄芩苷、野黄芩素、黄芩苷、木犀草素、白杨素-7-O-葡萄糖醛酸苷、汉黄芩苷、芹菜素、去甲汉黄芩素、黄芩素、汉黄芩素、白杨素、千层纸素A的含量。
2.8 数据分析
采用SPSS 26.0进行数据汇总，进行相关性分析、聚类分析、回归分析及主成分分析。
3 结果与分析
3.1 水分、灰分及浸出物测定结果
不同采收期黄芩水分、总灰分、醇溶性浸出物、折干率、产量测定结果见表3。《中国药典》2020年版[1]规定黄芩药材水分不得过12.0%，总灰分不得过6.0%，醇溶性浸出物不得少于40.0%。不同采收期的黄芩水分、总灰分和醇溶性浸出物虽有差异，但均符合《中国药典》2020年版规定和市场要求，适用于临床。
图片
3.2 外观性状测定结果
不同采收期黄芩药材外观性状根长、根冠直径、根中部直径、药材粉末颜色（L*、a*、b*、ΔE）指标测定结果见表4，不同采收期黄芩样品粉末颜色见图2。
图片
图片
3.3 含量测定结果
色谱条件优化过程中发现，不同型号C18色谱柱对黄酮类成分的分离效果不同，Thermo C18比Ultrasil C18更适用于分离黄酮类化合物；相对甲醇提取，乙醇提取对成分溶解更多，70%乙醇峰面积较高；274 nm条件下12种待测成分的灵敏度均较好，且色谱图中基线较平稳，峰面积较大，具有良好的基线分离；柱温30 ℃时，各待测成分的色谱峰峰形及分离度最好；当流动相为乙腈-甲酸水溶液时，比乙腈-磷酸水所得到的色谱图基线较平稳，各色谱峰分离效果相对更好。不同采收期黄芩样品黄芩苷、野黄芩素、黄芩苷、木犀草素、白杨素-7-O-葡萄糖醛酸苷、汉黄芩苷、芹菜素、去甲汉黄芩素、黄芩素、汉黄芩素、白杨素、千层纸素A的含量测定结果见表5。
图片
3.4 数据分析
3.4.1 相关性分析采用SPSS对黄芩性状测定值（黄芩药材根长、根粗，黄芩粉末颜色L*、a*、b*、ΔE）及12个黄酮类有效成分含量进行皮尔逊相关性分析，并对各成分相关性进行聚类分析，见图3。
图片
由图3可知，根冠直径与汉黄芩苷、总黄酮苷含量呈显著负相关（P＜0.05）；L*与黄芩苷、总黄酮苷含量呈显著正相关（P＜0.05）；b*与野黄芩素、汉黄芩素、黄芩素、芹菜素、去甲汉黄芩素含量呈显著负相关（P＜0.05，P＜0.01）；ΔE与黄芩苷呈显著正相关（P＜0.05），与黄芩素、芹菜素、去甲汉黄芩素呈显著负相关（P＜0.05，P＜0.01）。通过聚类分析发现，化学成分含量与外观性状指标的相关性聚为了2类，白杨素、野黄芩苷、汉黄芩苷、黄芩苷、白杨素-7-O-葡萄糖醛酸苷、总黄酮苷含量及总含量与根长、根中部直径、根冠直径、色度值a*呈负相关，与L*、b*、ΔE呈正相关；千层纸素A、野黄芩素、木犀草素、汉黄芩素、黄芩素、芹菜素、去甲汉黄芩素、总黄酮苷元含量与根长、根中部直径、根冠直径、色度值a*呈正相关，与L*、b*、ΔE呈负相关。
3.4.2 回归分析通过SPSS软件，以黄芩外观性状为自变量，以12种单体黄酮类化合物、总黄酮苷、总黄酮苷元和总含量为因变量进行回归分析，结果见表6～8。结果表明，12种黄酮类化合物、总黄酮苷、总黄酮苷元及总含量分别在97.5%、75.4%、95%、90.9%、98.8%、97.2%、88.4%、97.8%、90.9%、82.9%、91.6%、84.9%、95.5%、88%、88.5%的程度上能够通过外观性状来反映。由表7～8可知，P均＞0.05，说明回归式在统计学上是不显著的，黄芩外观性状指标与含量无法确定定量关系，不能通过外观性状指标结合回归方程来预测12种成分的含量。
图片
图片
图片
3.4.3 主成分分析采用SPSS对黄芩外观性状[（根长（X1）、根中部直径（X2）、根冠直径（X3）、粉末颜色ΔE（X4），内在物质（12种黄酮类化合物总含量（X5）、折干率（X6）、醇溶性浸出物（X7），产量（X8）]8个指标为变量因子进行降维-主成分分析，提取特征值≥0.9的4个主成分，累积贡献率达93.34%，基本能反映原始信息，所得主成分矩阵见表9。根据特征向量，得到4个主成分的线性方程表达式为：F1＝0.360 X1＋0.432 X2＋0.479 X3－0.203 X4－0.353 X5＋0.087X6＋0.348 X7＋0.399X8；F2=0.479 X1＋0.081 X3＋0.396X4＋0.313 X5－0.641 X6－0.212 X7＋0.227X8；F3=0.098 X1＋0.245 X2－0.230X3＋0.609 X4＋0.268X5＋0.353 X6＋0.552X7；F4=0.183 X1－0.451 X2－0.252X3－0.368 X4＋0.417X5＋0.158 X6＋0.257X7＋0.546 X8。再以各个主成分的贡献率为权数，构建不同采收期黄芩综合品质的评价模型，表达式为F=0.4528 F1＋0.227 76 F2＋0.138 69 F3＋0.114 11 F4，模型得分越高，说明该采收期下黄芩的综合品质越高，见表10。采收期为O2-4时，F值最大，因此最佳采收期在10月中旬。
图片
4 讨论
《中国药典》2020年版[1]中以黄芩苷的含量作为质量控制指标，仅采用单一成分含量来评价黄芩药材质量优劣，难以全面反映药材的内在质量。本研究基于课题组前期研究基础[18]，对高效液相色谱法测定黄芩的方法进行优化，对黄芩中12种主要化学成分进行定量分析，该方法准确可靠、重复性好，可用于黄芩质量评价研究，为黄芩多指标质量控制方法的建立提供一定理论依据。
“辨状论质”是历代医药学家长期用药的经验及智慧的结晶，是极具中医药特色的质量评价体系[19]。药材的内在成分含量在一定程度上能够外化于形，表现在其外观性状上。通过对其外观性状的客观评价，能够初步确定药材品质的优劣。孙乙铭等[20]通过对覆盆子成熟过程颜色表征与品质消长进行研究，发现覆盆子成熟过程中颜色与物质成分的动态变化显著相关，并确定覆盆子较适宜采收期在4月下旬至5月1日前后。通过建立蜘蛛香炒至过程中色泽与主要成分的相关性，确定蜘蛛香炒焦节点。肖扬鑫等[21]通过研究不同生长年限黄芩粉末颜色及化学成分变化规律，发现随着生长年限的增加，粉末颜色亮度降低、红色加深、黄色减弱、整体色彩度降低；黄芩苷、野黄芩素含量逐年下降，黄芩素、汉黄芩素、千层纸素A的含量逐年增加。这与本研究结果相同，即黄芩色黄明者，黄酮苷类成分含量相对较高；色暗、根长、根粗者，黄酮苷元类成分含量相对较高。现代研究发现黄芩中黄芩苷易在酶的作用下水解成葡萄糖醛酸与黄芩素[22]，目前已有学者利用罗尔夫青霉、β-葡萄糖苷酶、白腐真菌将黄芩苷转化为黄芩素[21]。推测在一定的生态、气候条件下，黄酮苷可能集体向黄酮苷元类成分转化，这可能是不同采收期黄芩中黄酮类成分含量与外观性状指标相关性聚为2类的主要原因。《本草备要》[22]认为黄芩“黄明者良。中虚名枯芩，即片芩，泻肺火，清肌表之热。内实名条芩，即子芩，泻大肠火，补膀胱水。”结合本研究推测黄酮苷与黄酮苷元之间的转化，可能为枯芩善清上焦之热而子芩善清大小肠下焦之火的原因[23]。此外，本课题组[24]研究发现木间木栓的形成对黄芩中黄酮类成分的积累有一定影响，木间木栓黄芩苷、野黄芩苷含量显著低于皮部和木质部，黄芩素、汉黄芩素、白杨素和千层纸素A含量显著高于皮部和木质部。综上，通过黄芩的外观性状（药材粉末颜色、根粗、根长、木间木栓占比等）可以初步判断黄芩中黄酮类成分的高低。采收期是影响中药材活性物质的重要因素之一。《本草纲目》中记录：“生产有南北，节气有迟早，根苗异采收，制造法异度”[25]。“适时采收是药，误时采收是草”，可见，中药材的适时采收对生产高品质药材至关重要。采收作为中药材生产过程中影响药材品质的关键环节之一，不仅对药材质量有较大影响，还影响着药材的产量。《中国药典》2020年版[1]中规定黄芩的采收期为春、秋两季，采收期范围较大，且区域气候差异性较大，不能为各种植地区提供一定的采收期依据。本研究以四年生黄芩药材为实验材料，建立黄芩“外观性状–成分含量–产量”的主成分分析模型，选出最适合淳化地区黄芩的秋季采收时期为“寒露”前后，旨在进一步阐明“辨状论质”的科学内涵，更好的服务于黄芩的质量评价及生产种植。
性状鉴别包括断面和药材颜色，但其色度值重现性及均一性较差，而样品粉末颜色相对均一，色差结果较理想且重现性较好，故本研究选用粉末的色度值与已知成分含量进行关联性分析。基层设备缺乏的情况下，可用比色卡进行颜色测定，其颜色具有唯一性，可用于准确的判定目标样品的颜色。此外，气、味也与药材质量密切相关，在今后的研究中，建议与其他感官量化技术联合使用，建立形、色、气、味、内在质量为一体的多元化鉴定模式，全面、科学地评价药材质量，指导药材的采收年限、时间、加工、炮制等过程，更好地为临床用药的安全、有效服务。

相关话题

yy_0324

第1楼2024/09/16

黄芩为唇形科植物黄芩，黄芩在中药材中有巨大作用。

0

近期热榜

热门活动

猜你喜欢最新推荐热门推荐更多推荐

品牌合作伙伴

日立科学仪器

珀金埃尔默仪器（上海）有限公司（PerkinElmer）

珀金埃尔默仪器（上海）有限公司（PerkinElmer）

日本电子株式会社

赛默飞世尔科技

马尔文帕纳科

上海仪电科仪

梅特勒托利多

布鲁克核磁

举报帖子

点赞用户

好友列表

加载中...

正在为您切换请稍后...