期刊检索:
  药物分析杂志   2019, Vol. 39 Issue (1): 122-126.  DOI: 10.16155/j.0254-1793.2019.01.15
0

成分分析

引用本文 [复制中英文]

张璐, 田静, 尹萌, 房克慧, 于洋, 程显隆, 魏锋, 马双成. 基于数学模型分析不同产地佛手的化学成分差异性[J]. 药物分析杂志, 2019, 39(1): 122-126. DOI: 10.16155/j.0254-1793.2019.01.15.
[复制中文]
ZHANG Lu, TIAN Jing, YIN Meng, FANG Ke-hui, YU Yang, CHENG Xian-long, WEI Feng, MA Shuang-cheng. Analysis of chemical diversity of Fructus Citri Sarcodactylis from different habitats based on mathematical model[J]. Chinese Journal of Pharmaceutical Analysis, 2019, 39(1): 122-126. DOI: 10.16155/j.0254-1793.2019.01.15.
[复制英文]

第一作者

张璐, Tel:13852716569;E-mail:459466789@qq.com

通信作者

于洋, Tel:(0514)80789797;E-mail:415928849@qq.com
程显隆, Tel:13521260613;E-mail:lncxl@sina.com

文章历史

收稿日期:2018-01-09
基于数学模型分析不同产地佛手的化学成分差异性
张璐 1, 田静 1, 尹萌 1, 房克慧 1, 于洋 1, 程显隆 2, 魏锋 2, 马双成 2    
1. 扬州市食品药品检验检测中心, 扬州 225000;
2. 中国食品药品检定研究院, 北京 100050
摘要目的:通过对6个不同产地的佛手药材进行定性、定量分析,结合数学模型,找出不同产地佛手药材的差异性。方法:采用Kromasil C18色谱柱(4.6 mm×250 mm,5 μm),以乙腈为流动相A,0.5%醋酸水溶液为流动相B,进行梯度洗脱,检测波长284 nm,柱温25℃,流速1.0 mL·min-1,进样量10 μL。对佛手药材中的主要成分—橙皮苷进行定量测定,同时建立了佛手药材的特征图谱。采用ChemPattern型软件构建数学模型,对测定数据进行多元统计分析。结果:以外标法测定18批不同产地的佛手样品中橙皮苷的含量范围为0.019~0.161。特征图谱分析确定了6个共有色谱峰。浙江、福建、四川、广东、广西产的佛手与共有模式比较,相似度在0.85以上,云南产佛手与共有模式比较相似度在0.80以下。数学模型分析结果显示,广东、广西、四川产佛手相距较近。浙江、福建、云南产佛手在建立的模型中与广东、广西、四川的样品相距较远。结论:不同产地的佛手药材,其橙皮苷含量差异明显,通过相似度分析和数学模型统计分析特征图谱数据,可以很好地区分不同产地的佛手药材。
关键词佛手    橙皮苷    成分差异    含量测定    特征图谱    模型分析    
Analysis of chemical diversity of Fructus Citri Sarcodactylis from different habitats based on mathematical model
ZHANG Lu1, TIAN Jing1, YIN Meng1, FANG Ke-hui1, YU Yang1, CHENG Xian-long2, WEI Feng2, MA Shuang-cheng2    
1. Yangzhou Center for Food and Drug Control, Yangzhou 225000, China;
2. National Institutes for Food and Drug Control, Beijing 100050, China
Abstract: Objective: To distinguish Citri Sarcodactylis Fructus from different habitats by qualitative and quantitative analysis coupled with multivariate statistical analysis.Methods: Determination of hesperidin in Fructus Citri Sarcodactylis and characteristic chromatogram of Fructus Citri Sarcodactylis was performed on a Kromasil C18 (4.6 mm×250 mm, 5 μm)column with gradient elution of acetonitrile and 0.5% acetic acid at a flow rate of 1.0 mL·min-1.The column temperature was 25℃.Multivariate statistical analysis was performed by ChemPattern software.Results: The contents of hesperidin in 18 batches of Citri Sarcodactylis Fructus were determined by external reference method.The content range of hesperidin was 0.019-0.161. Six common chromatographic peaks were set for similarity analysis and multivariate statistical analysis.The similarity degrees of the samples from Zhejiang Province, Fujian Province, Sichuan Prvince, Guangdong Province and Guangxi Province were above 0.85 compared with common model of characteristic chromatogram; the similarity degree of samples from Yunnan Province was below 0.80.The results of multivariate statistical analysis showed that the samples from Guangdong Province, Guangxi Province and Sichuan Prvince were close to each other, and the samples from Zhejiang Province, Fujian Province and Yunnan Province were far from the above samples.Conclusion: The results from this study indicate that the contents of hesperidin in Citri Sarcodactylis Fructus from different producing areas are different obviously.Qualitative and quantitative analysis coupled with multivariate statistical analysis can be used to distinguish Citri Sarcodactylis Fructus from different habitats.
Key words: Citrus medica L.var.sarcodactylis    hesperidin    composition differences    content determination    characteristic chromatogram    model analysis    

佛手药材来源于芸香科植物佛手Citrus medica L. var. sarcodactylis(Noot.)Swingle的干燥果实,生长于热带、亚热带,在我国栽培和药用历史悠久。本草典籍谓其味辛、苦、酸,性温,入肝、胃经,有疏肝理气、和胃止痛之功效[1-4]。佛手不仅具有较高的药用价值,而且具有观赏性和经济效益,其果实形状特异并具有芳香气味,被用于园林美化和制作盆景;提取的挥发油可用于食品和化妆品;果实还可以加工成糖果蜜饯等多种果脯和保健食品。随着对佛手的深层开发利用和栽培引种技术的发展,我国佛手的分布区域日益广泛,生境也各不相同[5-9]

佛手因产地不同,其商品规格有广佛手、川佛手、云佛手、金佛手之分:“广佛手”主产于广东肇庆、高要,广西凌乐、灌阳、大新等地,“川佛手”主产于四川合江、江津、沪县、犍为等地,“云佛手”主产于云南易门、宾川、新平、峨山等地,“金佛手”主产于福建永春、福安、莆田、闽侯、兰溪等地及浙江金华,亦有将“川佛手”与“云佛手”统称为“川佛手”[9-12]

佛手在使用的历史中,形成了不同主产区。典籍最早记载佛手的产地为两广地区[1],传统认为广东佛手为道地药材,也有人认为四川佛手品质更佳[12-13]。这些不同产区的佛手药材在化学成分上是否存在差异性,目前尚无相关的报道。

本课题组较全面地收集了全国各主要产区的佛手样品,采用HPLC测定佛手中主要指标性成分橙皮苷[14-17]的含量,同时确定特征图谱,构建多元统计数学模型,更全面地分析产地对佛手化学成分的影响,为评价不同产地佛手的品质提供参考。

1 仪器与试药

沃特世公司Waters e2695高效液相色谱仪,PDA检测器;梅特勒-托利多公司Mettler Toledo分析天平(精确度0.000 1 g);常州国华电器有限公司HH-4数显恒温水浴锅;昆山禾创超声仪器有限公司KH-400KDB型高功率数控超声波清洗器。

乙腈、甲醇为色谱纯,冰醋酸为分析纯,水为纯化水。

橙皮苷对照品(批号110721-201316)购自中国食品药品检定研究院。

收集了18批产自广东、广西、福建、四川、云南、浙江的佛手药材样品,每个产地3批。

2 方法与结果

参考文献资料[17-21],建立同时测定佛手中橙皮苷含量和佛手特征图谱的方法,将色谱图导入ChemPattern软件,建立相似度二维模型和多元统计三维模型进行差异分析。

2.1 对照品溶液的制备

取橙皮苷对照品适量,精密称定,加甲醇制成每1 mL含15 μg的溶液,即得。

2.2 供试品溶液的制备

分别将不同产地佛手药材粉碎,过5号筛,取约0.5 g,精密称定,置具塞锥形瓶中,精密加入甲醇25 mL,称量,加热回流1 h,放冷至室温,再称量,用甲醇补足减失的量,摇匀,滤过,取续滤液,即得。

2.3 色谱条件

采用阿克苏诺贝尔公司Kromasil C18色谱柱(4.6 mm×250 mm,5 μm),以乙腈(A)-0.5%醋酸水溶液(B)为流动相,梯度洗脱(0~3 min,5%A;3~8 min,10%A;8~48 min,27%A;48~63 min,55%A;63~68 min,100%A;68~75 min,5%A),检测波长284 nm,柱温25 ℃,流速1.0 mL·min-1,进样量10 μL。

2.4 含量测定结果

按上述方法测定18批不同产地的佛手样品,外标法计算,对照品及样品对比图见图 1,橙皮苷含量结果见表 1

1.橙皮苷(hesperidin) 图 1 对照品(A)和样品(B)HPLC色谱图 Figure 1 HPLC chromatograms of reference substance(A)and sample(B)

表 1 含量测定结果 Table 1 Determination results
2.5 特征图谱分析 2.5.1 相似度分析

分别将18批样品的HPLC色谱图导入Chem Pattern色谱分析软件,结果见图 2;进行共有峰分析,得到共有模式色谱图,确定6个共有峰,见图 3。18批样品与共有模式色谱图的相似度分析结果见图 4。浙江、福建、四川、广东、广西产的佛手与共有模式比较,相似度在0.85以上,云南产佛手与共有模式比较,相似度在0.80以下。

图 2 佛手样品HPLC色谱图 Figure 2 HPLC chromatograms of all samples

图 3 佛手共有色谱峰图 Figure 3 Common peaks chromatogram

图 4 佛手相似度二维图 Figure 4 X-Y scheme of similarity degree

图 4可见,云南佛手明显离群,与四川佛手差异较大,因此将两者合称为“川佛手”是不合适的。进一步分析发现,云南佛手中未检出共有峰峰6,且各主要成分色谱峰之间的峰面积相关系数也与其他产地有较大差异,详见图 5

图 5 云南佛手共有色谱峰图 Figure 5 Common peaks chromatogram of samples picked from Yunnan
2.5.2 数学模型多元统计分析

结合橙皮苷含量的差异,进一步构建三维数学模型,进行多元统计分析(单项多元方差分析),详见图 6

图 6 佛手多元统计分析三维图 Figure 6 Graphic model of summary statistics

图 6可见,广东、广西、四川产佛手距离较近。橙皮苷含量最低的浙江佛手和福建佛手在建立的模型中与广东、广西、四川的样品相距较远;同时云南佛手虽然橙皮苷含量较高,但是由于特征峰的差异性,也与广东、广西、四川的样品相距较远。

3 讨论

《中华人民共和国药典》(2015年版)收载了佛手的橙皮苷含量测定方法[17],本实验在药典方法的基础上进行了改进,改变流动相体系,可同时测定橙皮苷含量和特征图谱。结果表明,本方法的专属性强,精密度好,橙皮苷质量浓度在1.928~60.70 μg·mL-1范围内线性关系良好(r=0.999 5),平均回收率为97.8%(RSD=1.3%,n=6),含量测定的重复性实验结果的RSD为0.8%;特征峰的相对保留时间和相对峰面积稳定,重复性好。

本文引入数学模型多元统计分析方法,对不同产地佛手的差异性进行比较,结果广东、广西、四川佛手橙皮苷含量较高且HPLC特征图谱较为相似;浙江、福建佛手与以上产地佛手的HPLC色谱相似度较高,但橙皮苷含量较低;云南佛手在HPLC色谱图上体现出与其他产地较大的差异性,其种质资源有待进一步研究。本研究表明,不同产地的佛手化学成分有一定的差异性。

参考文献
[1]
唐·陈藏器.本草拾遗[M].合肥: 安徽科学技术出版社, 1983
Tang·CHEN ZQ.A Supplement to Materia Medica[M].Hefei: Anhui Science & Technology Publishing House, 1983
[2]
宋·苏颂.本草图经[M].合肥: 安徽科学技术出版社, 1994
Song·SU S.Commentaries on the Illustrations[M].Hefei: Anhui Science & Technology Publishing House, 1994
[3]
明·李时珍.本草纲目[M].北京: 人民卫生出版社, 1985
Ming·LI SZ.Compendium of Material Medical[M].Beijing: People's Medical Publishing House, 1985
[4]
许茹, 钟凤林, 王树彬. 中药佛手的本草考证[J]. 中药材, 2017, 40(8): 1976.
XU R, ZHONG FL, WANG SB. The herbal textual research of Citrus chirocarpus[J]. J Chin Med Mater, 2017, 40(8): 1976.
[5]
何云芳, 金晓玲. 佛手的研究现状及发展前景[J]. 经济林研究, 2001, 19(4): 42.
HE YF, JIN XL. Review of research progress in Citrus medica with reference to prediction of development prospects[J]. Econ Forest Res, 2001, 19(4): 42.
[6]
陈汉民, 许剑华, 张淑芝, 等. 佛手精油研究进展[J]. 农产品加工, 2017, 14(7): 69.
CHEN HM, XU JH, ZHANG SZ, et al. Research progress of bergamot essential oil[J]. Farm Prod Process, 2017, 14(7): 69.
[7]
金雯芳, 沈丽红, 任佳慧, 等. 佛手精油及相关产品开发的研究进展[J]. 中草药, 2016, 47(5): 857.
JIN WF, SHEN LH, REN JH, et al. Research progress in bergamot essential oil and its related product development[J]. Chin Tradit Herb Drugs, 2016, 47(5): 857.
[8]
夏雨, 王雁胜, 张延杰, 等. 佛手果营养与活性成分测定及降血脂功能研究[J]. 食品科技, 2016, 41(2): 70.
XIA Y, WANG YS, ZHANG YJ, et al. Determination of the basic nutrient components, active ingredients of bergamot fruit and study on their reducing blood lipids function[J]. Food Sci Technol, 2016, 41(2): 70. DOI:10.3969/j.issn.1000-1085.2016.02.029
[9]
王婷婷, 谭红军, 张和平, 等. 佛手的研究与应用开发[J]. 重庆中草药研究, 2011, 63(1): 38.
WANG TT, TAN HJ, ZHANG HP, et al. The research and application development of bergamot[J]. Chongqing J Res Chin Drugs Herbs, 2011, 63(1): 38.
[10]
梁永枢, 许楚炜, 段启. 佛手研究进展[J]. 中国现代中药, 2006, 8(5): 24.
LANG YS, XU CW, DUAN Q. Research progress of bergamot[J]. Mod Chin Med, 2006, 8(5): 24. DOI:10.3969/j.issn.1673-4890.2006.05.009
[11]
袁旭江, 林励. 中药佛手不同品种间的研究及其存在问题[J]. 广州中医药大学学报, 2002, 19(1): 73.
YUAN XJ, LIN L. Research and existing problems among different varieties of bergamot[J]. J Guangzhou Univ Tradit Chin Med, 2002, 19(1): 73. DOI:10.3969/j.issn.1007-3213.2002.01.025
[12]
崔红花, 高幼衡, 蔡鸿飞, 等. 主成分分析对佛手最佳产地的探讨[J]. 广州中医药大学学报, 2009, 26(3): 281.
CUI HH, GAO YH, CAI HF, et al. Exploration of optimal producing areas of Fructus Citri Sarcodactylis by principal component analysis[J]. J Guangzhou Univ Tradit Chin Med, 2009, 26(3): 281. DOI:10.3969/j.issn.1007-3213.2009.03.022
[13]
周春丽, 郭卫东. 佛手种质资源研究进展[J]. 陕西农业科学, 2005(3): 89.
ZHOU CL, GUO WD. Advances in the research of the germplasm resources of bergamot[J]. Shaanxi J Agric Sci, 2005(3): 89. DOI:10.3969/j.issn.0488-5368.2005.03.034
[14]
高幼衡, 徐鸿华, 刁远明, 等. 佛手化学成分的研究[J]. 中药新药与临床药理, 2002, 13(5): 315.
GAO YH, XU HH, DIAO YM, et al. Studies on chemical components of Citrus medica L.var.sarcodactylis swingle[J]. Tradit Chin Drug Res Clin Pharmacol, 2002, 13(5): 315. DOI:10.3321/j.issn:1003-9783.2002.05.020
[15]
崔红花, 高幼衡, 梁盛林, 等. 川佛手化学成分研究[J]. 中草药, 2007, 38(9): 1304.
CUI HH, GAO YH, LIANG SL, et al. Chemical constituents of Citrus medica var.sarcodactylis from Sichuan Province[J]. Chin Tradit Herb Drugs, 2007, 38(9): 1304. DOI:10.3321/j.issn:0253-2670.2007.09.007
[16]
钟艳梅, 冯毅凡, 郭姣. 基于UPLC-Q-TOF-MS的广佛手化学成分快速鉴定研究[J]. 天然产物研究与开发, 2014, 26(12): 1965.
ZHONG YM, FENG YF, GUO J. Rapid identification of components from Fructus Citri Sarcodactylis based on UPLC-Q-TOF-MS spectrometry[J]. Nat Prod Res Dev, 2014, 26(12): 1965.
[17]
中华人民共和国药典2015年版.一部[S].2015: 178
ChP 2015.Vol Ⅰ[S].2015: 178
[18]
姜艳艳, 张乐, 刘娟, 等. 香橼、佛手中黄酮类成分含量测定及HPLC特征图谱研究[J]. 中国实验方剂学杂志, 2013, 19(20): 103.
JIANG YY, ZHANG L, LIU J, et al. Determination of flavonoids and study on HPLC characteristic spectrum of Citrus Fructus and Citrus Sarcodactylis Fructus[J]. Chin J Exp Tradit Med Form, 2013, 19(20): 103.
[19]
张瑞芳, 高幼衡, 崔红花. 广佛手HPLC指纹图谱的研究[J]. 中草药, 2007, 38(7): 1075.
ZHANG RF, GAO YH, CUI HH. Fingerprints of Fructus Citri Sarcodactylis from Guangdong by HPLC[J]. Chin Tradit Herb Drugs, 2007, 38(7): 1075. DOI:10.3321/j.issn:0253-2670.2007.07.044
[20]
崔红花, 郭娇, 高幼衡, 等. 佛手和属间药用植物的主成分聚类分析及HPLC指纹图谱研究[J]. 中草药, 2010, 41(6): 978.
CUI HH, GUO J, GAO YH, et al. Principal component cluster analysis for Citrus medica var.sarcodactylia fruits and fingerprint identification of medicinal plants in Citrus L[J]. Chin Tradit Herb Drugs, 2010, 41(6): 978.
[21]
魏莹, 陈珍, 杨兰, 等. HPLC法同时测定不同产地佛手中5个成分的含量[J]. 药物分析杂志, 2017, 37(12): 2180.
WEI Y, CHEN Z, YANG L, et al. Simultaneous determination of 5 components in Fructus Citri Sarcodactylis from different habitats by HPLC[J]. Chin J Pharm Anal, 2017, 37(12): 2180.