中药丹参为唇形科鼠尾草属植物丹参(Salvia miltiorrhiza Bge.)的干燥根及根茎,又称为血参、紫丹参、红根等,始载于《神农本草经》,列为上品药材,具有活血祛瘀、通经止痛、清心除烦、凉血消痈之功效,临床用于治疗月经不调、经闭痛经、胸腹刺痛、热痹疼痛、疮疡肿痛、心烦不眠、肝脾肿大、心绞痛等症[1]。随着社会需求量的增大,在丹参药材采收加工过程中,约占全株量67%的地上部分尚未被有效利用而丢弃,造成资源浪费和环境污染[2]。丹参叶早在清代《医方守约》中就有药用记载:丹参叶捣烂,合酒糟敷乳,肿初起立消。现代国内外研究发现,丹参茎叶具有与根和根茎相似的临床疗效及药理活性,近年来研究报道丹参茎叶具有抗氧化、活血化瘀、抗病毒、抗肿瘤、抗动脉粥样硬化、改善糖尿病糖代谢等多种生物活性[3-6],同时也有丹参叶外用治疗扁平疣的报道[7]。目前,丹参茎叶已被收录于《陕西省中药材标准》。
丹参与丹参茎叶属丹参植物的不同部位,迄今,关于丹参及其制剂指纹图谱的研究较多[8-9],而尚未见丹参非药用部位茎叶指纹图谱的文献报道。近年来研究发现丹参茎叶富含酚酸类、黄酮类、三萜类、糖类等资源性化学成分[10-13],几乎不含丹参酮类脂溶性成分,而水提物中主要为丹参酚酸类成分。本研究在建立丹参、丹参茎叶水提物UPLC指纹图谱方法的基础上,分析了13批丹参和13批丹参茎叶水提物指纹图谱异同,指认了丹参、丹参茎叶水提物中共有成分并对其进行定量分析,为丹参、丹参茎叶质量控制及丹参茎叶新资源的开发利用提供科学依据和参考[14]。
1 仪器与试药Waters公司ACQUITY UPLC系统(二元高压泵,自动进样器,柱温箱,二极管阵列检测器;);Waters公司SynaptTM Q-TOF质谱仪(Lock-spay接口,电喷雾离子源);Waters公司MassLynxTM质谱工作站;Waters公司ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱(2.1 mm×100 mm,1.7 μm;填料:十八烷基硅烷键合硅胶);天津市泰斯特仪器有限公司FW80高速万能粉碎机;上海精宏实验设备有限公司DHG-9023A型电热恒温鼓风干燥箱;塞多利斯公司Sartorius BT125D电子分析天平;南京易普易达科技发展有限公司EPED超纯水系统;Millipore公司Milli-Q超纯水制备仪;昆山禾创超声仪器有限公司KQ-250E型超声波清洗器;上海安亭科学仪器厂AnkeGL-16 GII型离心机;巩义市予华仪器有限责任公司HH-ZK4水浴锅。
对照品原儿茶醛(批号110810-201007)、咖啡酸(批号110885-200102)、迷迭香酸(批号111871-201203)均购自中国食品药品检定研究院;丹参素(批号MUST-13030108)、紫草酸(批号MUST-15022407)、丹酚酸B(批号MUST-13030203)、丹酚酸A(批号MUST-13030701)均购自北京普天同创生物科技有限公司,纯度均大于98%。甲醇为分析纯,乙腈及甲酸均为色谱纯,超纯水由Milli-Q纯水机制备。
26批不同批次丹参及茎叶样品,其详细信息见表 1。经南京中医药大学段金廒教授鉴定丹参为唇形科鼠尾草属植物丹参Salvia miltiorrhiza Bge.的干燥根及根茎;丹参茎叶样品为6~9月期间植株生长旺盛时丹参Salvia miltiorrhiza Bge.的地上茎叶。所得样品分别于热风烘干(50 ℃)条件下进行,干燥至恒定质量后粉碎成粗粉,常温密封干燥保存备用。
![]() |
表 1 26批不同产地丹参(G)和丹参茎叶(Y) Table 1 26 batches of samples from different habitats |
色谱柱:Waters ACQUITY UPLC BEH C18(2.1 mm × 100 mm,1.7 μm);柱温:35 ℃;流动相:乙腈(A)-0.1%甲酸水溶液(B),梯度洗脱(0~1 min,5%A;1~3 min;5%A→10%A;3~7 min,10%A→15%A;7~11 min,15%A→21%A;11~15 min,21%A→33%A;15~17 min,33%A→70%A;17~18 min,70%A→80%A;18~20 min,80%A;20~21 min,80%A→5%A);流速:0.4 mL·min-1;检测波长为280 nm;进样量:2 μL。
2.2 对照品溶液制备分别精密称取丹参素、原儿茶醛、咖啡酸、迷迭香酸、紫草酸、丹酚酸B、丹酚酸A的对照品适量,用甲醇配成质量浓度分别为0.229、0.162、0.190、0.253、0.190、0.257、0.174 mg·mL-1的混合溶液,即得。
2.3 供试品溶液制备取样品粉末(过40目筛)1 g,精密称定,置于具塞锥形瓶中,精密加入超纯水50 mL,静置过夜,热回流1 h后补足减失的量,13 000 r·min-1离心10 min。取上清液适量,0.45 μm的微孔滤膜滤过,取续滤液作为供试品溶液。
2.4 方法学考察 2.4.1 精密度试验取Y1号样品,按照“2.3”项下方法制备供试品溶液,连续进样6次,记录色谱图;以丹酚酸B峰为参照峰,计算各共有峰的相对保留时间和相对峰面积,其RSD均小于3.0%,表明仪器精密度良好,符合特征图谱要求。
2.4.2 重复性试验取Y1号样品6份,分别按照“2.3”项下方法制备供试品溶液,进样测定;以丹酚酸B峰为参照峰,计算各共有峰的相对保留时间和相对峰面积,其RSD均小于3.0%,表明方法重复性良好,符合特征图谱要求。
2.4.3 稳定性试验取Y1号样品,按照“2.3”项下方法制备供试品溶液,分别在0、2、4、8、12、24 h进样,记录色谱图;以丹酚酸B峰为参照峰,计算各共有峰的相对保留时间和相对峰面积,其RSD均小于3.0%,结果表明供试品溶液在24 h内稳定。
2.5 指纹图谱建立及相似度分析 2.5.1 丹参UPLC指纹图谱共有模式的建立取不同批次(G1~G13)的丹参粉末,精密称定,分别按供试品溶液制备及检测方法进行检测,记录21 min的UPLC图,以CDF格式导入《中药色谱指纹图谱相似度评价系统》(国家药典委员会2004A版),G9号样品的图谱为参照谱,设定时间窗宽度为0.1,采用中位数法自动匹配生成丹参指纹图谱共有模式(即对照图谱),丹参叠加图谱及对照图谱见图 1-A。将该对照图谱的相似度值定为1,计算G1~G13号样品特征图谱的相似度分别为0.996、0.998、0.998、0.995、0.995、0.995、0.992、0.984、0.999、0.964、0.985、0.977、0.994。13批丹参指纹图谱与对照图谱相似度均大于0.964,表明相似度良好。
![]() |
A.丹参(Radix et Rhizoma Salviae Miltiorrhizae)B.丹参茎叶(Salvia stems and leaves)R.对照(reference fingerprint) 图 1 丹参、丹参茎叶水提物UPLC指纹图谱及对照图谱 Figure 1 UPLC fingerprints of water extracts of Radix et Rhizoma Salviae Miltiorrhizae, stems and leaves of Salvia miltiorrhiza, and the referencefingerprint |
同“2.5.1”项下方法,以Y9号样品图谱为参照谱建立丹参茎叶特征指纹图谱及对照图谱,如图 1-B,计算Y1~Y13号样品图谱与对照图谱相似度分别为0.843、0.805、0.909、0.852、0.976、0.916、0.746、0.803、0.917、0.976、0.979、0.961、0.971,其中Y7、Y8样品产地为江苏南京,相对其他批次样品,相似度较低。
2.5.3 丹参、丹参茎叶指纹图谱比较将所得26批样品(13批丹参和13批丹参茎叶)UPLC指纹图谱依次导入《中药色谱指纹图谱相似度评价系统2004A版》软件进行数据分析处理,以G9号样品图谱为参照谱,计算13批丹参和13批丹参茎叶图谱相似度,结果见表 2,除Y7、Y8号样品图谱外,丹参和丹参茎叶水提物指纹图谱相似度为0.543~0.981。在2~15 min内,丹参茎叶特有峰数量多于丹参,说明丹参茎叶水提物中化学成分相对丹参水提物组成种类较为多样化,是丹参茎叶指纹图谱与丹参指纹图谱的差异所在。
![]() |
表 2 丹参、丹参茎叶水提物UPLC特征图谱相似度分析结果 Table 2 Similarity of 26 batches of samples |
将丹参和丹参茎叶水提物指纹图谱峰锁定在2~15 min共有指纹区进行统计,经与对照品比对和UPLC/Q-TOF-MS鉴定[15],确定了其中7个共有峰,分别为丹参素(1号峰)、原儿茶醛(2号峰)、咖啡酸(3号峰)、迷迭香酸(4号峰)、紫草酸(5号峰)、丹酚酸B(6号峰)和丹酚酸A(7号峰),见图 2。
![]() |
1.丹参素(danshensu)2.原儿茶醛(protocatechuic aldehyde)3.咖啡酸(caffeic acid)4.迷迭香酸(rosmarinic acid)5.紫草酸(lithospermic acid)6.丹酚酸B(salvianolic acid B)7.丹酚酸A(salvianolic acid A) 图 2 对照品色谱图(A)及丹参(B)、丹参茎叶(C)指纹图谱对照谱 Figure 2 UPLC chromatograms of the reference solution(A)and the reference fingerprints of Radix et Rhizoma Salviae Miltiorrhizae(B)and stems and leaves of saliva miltiorrhiza(C) |
按“2.1”项下色谱条件进行检测,7种丹酚酸类成分(丹参素、原儿茶醛、咖啡酸、迷迭香酸、紫草酸、丹酚酸B和丹酚酸A)分离度均大于1.5,理论塔板数以丹酚酸B计大于5 000,对照品溶液色谱图及丹参、丹参茎叶水提物指纹图谱对照谱见图 2。
2.6.2 线性关系取“2.2”项下对照品溶液依次稀释到不同质量浓度,分别进样2 μL,测定峰面积,以对照品进样浓度(μg·mL-1)为横坐标X,峰面积为纵坐标Y绘制标准曲线,得7个丹酚酸类成分的回归方程及线性范围,见表 3。
![]() |
表 3 7个丹酚酸类成分的回归方程、相关系数和线性范围 Table 3 The regression equations, coefficient correlations and linear ranges of 7 phenolic acids |
取Y1号样品的供试品溶液,按“2.1”项下色谱条件连续进样测定6次,记录峰面积,得丹参素、原儿茶醛、咖啡酸、迷迭香酸、紫草酸、丹酚酸B和丹酚酸A峰面积的RSD分别为2.0%、2.1%、1.9%、1.1%、2.9%、1.2%、2.4%,表明仪器精密度良好。
2.6.4 重复性试验取Y1号样品6份,按照“2.3”项下方法制备供试品溶液,按“2.1”项下色谱条件进样测定各共有峰峰面积,丹参素、原儿茶醛、咖啡酸、迷迭香酸、紫草酸、丹酚酸B和丹酚酸A平均含量分别为2.979、0.068、3.102、33.707、1.482、17.692、0.433 mg·g-1,RSD分别为2.9%、2.7%、1.7%、1.2%、2.8%、2.3%、1.9%,表明该方法重复性良好。
2.6.5 稳定性试验取Y1号样品的供试品溶液,分别于0、2、4、8、12、24 h进样测定峰面积,丹参素、原儿茶醛、咖啡酸、迷迭香酸、紫草酸、丹酚酸B和丹酚酸A峰面积的RSD分别为1.9%、2.1%、2.9%、1.1%、2.2%、2.8%、1.9%,表明供试品溶液稳定性良好。
2.6.6 回收率试验精密称定已知含量的Y1号样品粉末0.5 g,6份,分别精密加入丹参素对照品溶液(2.963 mg·mL-1)0.5 mL、原儿茶醛对照品溶液(0.3 mg·mL-1)0.1 mL、咖啡酸对照品溶液(1.565 mg·mL-1)1 mL、迷迭香酸对照品溶液(2.73mg·mL-1)5 mL、紫草酸对照品溶液(1.402 mg·mL-1)0.5 mL、丹酚酸B对照品溶液(1.5 mg·mL-1)5 mL和丹酚酸A对照品溶液(0.278 mg·mL-1)0.5 mL,按照“2.3”项下方法制备供试溶液,在“2.1”项色谱条件下进行测定,计算丹参素、原儿茶醛、咖啡酸、迷迭香酸、紫草酸、丹酚酸B和丹酚酸A的平均回收率分别为102.2%、100.4%、99.1%、100.2%、101.5%、97.3%、103.5%,RSD分别为2.2%、2.9%、1.6%、3.0%、2.8%、1.9%和2.3%。表明该方法回收率良好。
2.6.7 样品测定精密称取13批丹参和13批丹参茎叶粉末,分别按“2.3”项下方法制备供试品溶液,在“2.1”项下色谱条件下测定,根据回归方程计算各化合物含量,结果见表 4。
![]() |
表 4 26批样品中7个酚酸类成分的含量 Table 4 Content of 7 phenolic acids in 26 batches of samples |
为了更加合理地评价丹参、丹参茎叶水提物特征指纹图谱异同,以丹参、丹参茎叶指纹图谱中标定的共有化学成分含量为变量,导入SPSS 19.0数据统计软件进行主成分分析,分别提取出所对应特征值大于1的2个主成分PC1和PC2,其累计贡献率可达到80.694%,包含了大部分信息:第1主成分特征值为3.799,方差贡献率为54.276%;第2主成分特征值为1.849,方差贡献率为26.418%。分别以第1、2主成分建立坐标系,进行投影,得到26批样品的PCA得分图,见图 3。在13批丹参中,G1、G2、G5、G6和G9号样品为丹参药材,G3、G4、G7、G8、G10~G13号样品为丹参饮片,通过丹参、丹参茎叶PCA图可知,G1、G2和G9号丹参药材样品与丹参饮片样品聚为一类,而产地为江苏的丹参药材样品G5和G6单独聚为一类。总体上主成分1将丹参和丹参茎叶分别聚为两类,符合丹参和丹参茎叶具有各自特征图谱的特点。
![]() |
图 3 丹参、丹参茎叶PCA图 Figure 3 PCA diagram of 26 batches of samples |
分别以丹参、丹参茎叶指纹图谱中标定的共有化学成分含量为变量,采用SPSS 19.0数据统计软件,采用欧氏距离进行聚类分析,结果见图 4。以所测26批样品(丹参13批,丹参茎叶13批)指纹图谱中标定的共有化学成分含量为变量,运用SPSS 19.0数据统计软件进行系统聚类分析,采用组间连接法,利用欧氏距离(Euclidean distance)作为样品的测度,聚类分析结果见图 4。根据丹参、丹参茎叶水提物UPLC特征指纹图谱聚类分析结果可知,26批丹参样品分为两类,G1~G6、G9,G11和G13聚为一类,G7、G8、G10、G12和Y1~Y13聚为一类,说明13批丹参与13批丹参茎叶水提物指纹图谱在一定程度上具有相似性,这一结果与相似度分析结果相一致。
![]() |
图 4 丹参、丹参茎叶聚类树状图 Figure 4 Dendrogram of 26 batches of samples |
本文通过比较丹参与丹参茎叶水提取物的指纹图谱相似性,主成分分析法进一步根据专属性及存在的差异而有效地区分这两者,相似度分析与聚类分析结果表明丹参和丹参茎叶水提物在一定程度上存在相似性,相似度最高可达0.981。在13批丹参水提物指纹图谱中,除产地为江苏的G5、G6号丹参药材样品外,丹参药材和丹参饮片样品指纹图谱并无统计学差异。在13批丹参茎叶水提物指纹图谱中,产地为江苏南京的Y7、Y8号丹参茎叶样品相对其他批次相似度低,观察其图谱可知,在5、7号峰后各多出1个峰,且各共有峰峰面积均较低,其中代表性成分丹酚酸B峰面积极小,可能为引起差异的主要原因。此外,丹参茎叶水提物中含有种类更为丰富的化学成分,其资源价值值得进一步深入挖掘。
3.2 定量分析本研究在同一色谱条件下,建立并比较了丹参、丹参茎叶水提物UPLC特征指纹图谱,同时确定了两者共有化学成分,分别为丹参素、原儿茶醛、咖啡酸、迷迭香酸、紫草酸、丹酚酸B和丹酚酸A,定性分析结果进一步证实了丹参与丹参茎叶水提物在化学成分种类上的相似性。同时,通过分析并比较丹参和丹参茎叶(各13批)中7种丹酚酸及总酚酸含量,得出不同产地、不同批次的丹参及丹参茎叶中丹酚酸总量差异均较大,可能由于地域环境、水土气候等因素的影响,结合相似度分析、主成分分析和聚类分析,可为丹参及丹参茎叶质量评价和合理应用提供参考依据。由定量分析结果可知,总体上丹参茎叶中酚酸类成分种类组成与丹参相一致,但在含量上存在一定差异。丹参素、咖啡酸及迷迭香酸在丹参茎叶中含量高于丹参,而丹酚酸B和紫草酸在丹参中含量较高。因此,丹参茎叶可作为获得丹酚酸类成分的新资源进行开发利用,为丹参茎叶的资源化利用提供了支撑,同时为提高丹参资源的利用效率以及促进丹参资源产业链的延伸提供了科学依据和借鉴。
[1] |
SU CY, QIAN LM, KHALID R, et al. Salvia miltiorrhiza:Traditional medical uses, chemistry, and pharmacology[J]. Chin J Nat Med, 2015, 13(3): 163. |
[2] |
段金廒. 中药资源化学-理论基础与资源循环利用[M]. 北京: 科学出版社, 2015. DUAN JA. Resources Chemistry of Chinese Medicinal Materials:Theoretical Basis and Resource Recycling Utilization[M]. Beijing: Science Press, 2015. |
[3] |
ZHANG Y, LI X, WANG ZZ. Antioxidant activities of leaf extract of Salvia miltiorrhiza Bunge and related phenolic constituents[J]. Food Chem Toxic, 2010, 48(10): 2656. DOI:10.1016/j.fct.2010.06.036 |
[4] |
李大伟, 蔡洪信, 张玲, 等. 白花丹参叶水提物对糖尿病大鼠糖化血红蛋白的影响[J]. 中成药, 2008, 30(5): 764. LI DW, CAI HX, ZHANG L, et al. Effect of aqueous extract of Salvia miltiorrhiza leaves on glycosylated hemoglobin in diabetic rats[J]. Chin Tradit Pat Med, 2008, 30(5): 764. |
[5] |
ZHANG Q, CHANG Z, YANG J, et al. Antiatherogenic property of triterpenoids-enriched extract from the aerial parts of Salvia miltiorrhiza[J]. Phytother Res, 2008, 22(8): 1040. DOI:10.1002/ptr.2426 |
[6] |
LENG J, CHEN MH, ZHOU ZH, et al. Triterpenoids-enriched extract from the aerial parts of Salvia miltiorrhiza regulates macrophage polarization and ameliorates insulin resistance in highfat fed mice[J]. Phytother Res, 2017, 31(1): 100. DOI:10.1002/ptr.v31.1 |
[7] |
钟晓凤. 丹参和白花丹参叶的化学成分药理研究及临床应用[J]. 中医临床研究, 2014, 6(3): 135. ZHONG XF. Pharmacological study on chemical composition and clinical application of Salvia miltiorrhiza and Salvia miltiorrhiza Bge. f. alba leaf[J]. Clin J Chin Med, 2014, 6(3): 135. |
[8] |
陈瑞雪, 焦玉娇, 朱彦, 等. 基于UPLC-DAD/ESI-Q-TOF MS技术的丹红注射液指纹图谱的构建[J]. 药物分析杂志, 2016, 36(3): 457. CHEN RX, JIAO YJ, ZHU Y, et al. Establishment of chromatographic fingerprint of Danhong injection by UPLC-DAD/ESI-Q-TOF MS[J]. Chin J Pharm Anal, 2016, 36(3): 457. |
[9] |
ZHANG DL, DUAN XJ, DENG SH, et al. Fingerprint analysis, multi-component quantitation, and antioxidant activity for the quality evaluation of Salvia miltiorrhiza var. alba by high-performance liquid chromatography and chemometrics[J]. J Sep Sci, 2015, 38(19): 3337. DOI:10.1002/jssc.v38.19 |
[10] |
史国玉, 郭庆梅, 周凤琴. 丹参叶的化学成分研究[J]. 山西大学学报, 2015, 38(4): 692. SHI GY, GUO QM, ZHOU FQ. Study on chemical constituents of leaves of Salvia miltiorrhiza Bge[J]. J Shanxi Univ, 2015, 38(4): 692. |
[11] |
沙秀秀, 宿树兰, 沈飞, 等. 不同生长期丹参茎叶及花序中丹酚酸类化学成分的分布与积累动态分析评价[J]. 中草药, 2015, 46(22): 3414. SHA XX, SU SL, SHEN F, et al. Distribution of salvianolic acids in aerial parts of Salvia miltiorrhiza during different growing periods and accumulation dynamic analysis[J]. Chin Tradit Herb Drugs, 2015, 46(22): 3414. |
[12] |
郑云枫, 葛婷, 夏彦铭, 等. 生长期内丹参不同部位中水苏糖含量的动态变化[J]. 南京中医药大学学报, 2014, 30(6): 573. ZHENG YF, GE T, XIA YM, et al. Study on dynamic change of stachyose of Salvia miltiorrhiza at different parts in growing period[J]. J Nanjing Univ Tradit Chin Med, 2014, 30(6): 573. |
[13] |
蒋海强, 于鹏飞, 刘玉红. 野生丹参地上部分化学成分提取分离与鉴定[J]. 山东中医药大学学报, 2013, 37(2): 166. JIANG HQ, YU PF, LIU YH. Isolation and identification of chemical constituents from the aerial part of wild Salvia miltiorrhiza[J]. J Shandong Univ Tradit Chin Med, 2013, 37(2): 166. |
[14] |
沙秀秀, 戴新新, 宿树兰, 等. 丹参茎叶药材的质量标准研究[J]. 药物分析杂志, 2016, 36(6): 1106. SHA XX, DAI XX, SU SL, et al. Quality standard for stems and leaves of Salvia miltiorrhiza[J]. Chin J Pharm Anal, 2016, 36(6): 1106. |
[15] |
赵洪芝, 王静, 姜民, 等. 丹参总酚酸提取物UPLC指纹图谱及成分定性研究[J]. 药物分析杂志, 2012, 32(4): 620. ZHAO HZ, WANG J, JIANG M, et al. UPLC fingerprint and qualitative analysis study on Salvia total phenolic acids[J]. Chin J Pharm Anal, 2012, 32(4): 620. |