不同產(chǎn)地鐵線蕨藥材指紋圖譜的建立、分析及差異成分的含量測定

肖丹 范東生 劉星 孔毅 雪錦菁 高源

中圖分類號 R284.1 文獻標志碼 A 文章編號 1001-0408（2021）17-2085-06

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2021.17.07

摘 要 目的：建立不同產(chǎn)地鐵線蕨藥材的指紋圖譜，并進行化學計量學分析和差異成分的含量測定，為鐵線蕨藥材質量控制提供參考。方法：采用高效液相色譜-二極管陣列檢測器法（HPLC-DAD）檢測并結合《中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統(tǒng)》（2004A版）建立19批不同產(chǎn)地鐵線蕨藥材（S1～S19）的指紋圖譜，同時進行共有峰指認和相似度評價。采用聚類分析、主成分分析（PCA）、正交偏最小二乘法-判別分析（OPLS-DA）等化學計量學分析方法對19批不同產(chǎn)地鐵線蕨藥材的質量進行評價，篩選差異成分，并對部分差異成分進行含量測定。結果：19批不同產(chǎn)地鐵線蕨藥材中，共確定22個共有峰，并指認了9號峰為綠原酸、17號峰為槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡糖苷酸、20號峰為山柰酚-3-O-蕓香糖苷;19批藥材的相似度為0.530～0.962。經(jīng)聚類分析發(fā)現(xiàn)，S7、S10聚為一類，S15、S18聚為一類，S1～S6、S8、S9、S11～S14、S16、S17、S19聚為一類;經(jīng)PCA、OPLS-DA發(fā)現(xiàn)，S7、S10聚為一類，S15為一類，S18為一類，S1～S6、S8、S9、S11～S14、S16、S17、S19聚為一類;篩選出綠原酸、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡糖苷酸、山柰酚-3-O-蕓香糖苷以及14號峰所代表的化學成分為該藥材的差異成分。19批鐵線蕨藥材中，綠原酸、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡糖苷酸和山柰酚-3-O-蕓香糖苷的平均含量分別為0.10～4.25、0.31～7.11、0.61～12.00 mg/g。結論：本研究建立了不同產(chǎn)地鐵線蕨藥材的HPLC-DAD指紋圖譜，指認了3個共有峰;篩選出了4個影響鐵線蕨藥材質量的差異成分，其中綠原酸、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡糖苷酸、山柰酚-3-O-蕓香糖苷在不同產(chǎn)地鐵線蕨藥材中的含量差異明顯。

關鍵詞 鐵線蕨; 高效液相色譜-二極管陣列檢測器;指紋圖譜;化學計量學分析;差異成分;含量測定

Establishment and Analysis of the Fingerprints of Adiantum capillusveneris from Different Producing Areas and Content Determination of Its Differential Components

XIAO Dan1，F(xiàn)AN Dongsheng2，LIU Xing1，KONG Yi1，XUE Jinjing1，GAO Yuan1（1. Guizhou Provincial Institute for Food Inspection， Guiyang 550004， China; 2. Dept. of Pharmacy， the First Affiliated Hospital of Guizhou University of TCM， Guiyang 550001， China）

ABSTRACT? ?OBJECTIVE： To establish the fingerprint of Adiantum capillusveneris from different producing areas， and to conduct chemometric analysis and content determination of differential components， so as to provide reference for quality control of A. capillusveneris. METHODS： HPLC-DAD combined with Similarity Evaluation System of TCM Chromatogramtic Fingerprint （2004 A edition） were used to establish fingerprint of 19 batches of A. capillusveneris from different producing areas （S1-S19）. Common peaks were confirmed and their similarities were evaluated. Chemometric analysis methods such as cluster analysis， principle component analysis （PCA）， orthogonal partial least squares discriminant analysis （OPLS-DA） were used to evaluate the quality of 19 batches of A. capillusveneris from different producing areas， screen the differential components， and determine the contents of some differential components. RESULTS： Among 19 batches of A. capillusveneris from different producing areas， 22 common peaks were confirmed; peak 9 was chlorogenic acid， peak 17 was quercetin-3-O-β-D-glucopyranoside， peak 20 was kaempferol-3-O-rutoside; the similarity of 19 batches of sample were 0.677-0.962. Through cluster analysis， it was found that S7 and S10 were clustered into one category; S15 and S18 were clustered into one category; and S1-S6， S8， S9， S11-S14， S16， S17 and S19 were clustered into one category. PCA and OPLS-DA found that S7 and S10 were clustered into one category; S15 were clustered into one category; S18 were clustered into one category; S1-S6， S8， S9， S11-S14， S16， S17 and S19 were clustered into one category. Chlorogenic acid， quercetin-3-O-β-D-glucopyranoside， kaempferol-3-O-rutoside and chemical composition represented by peak 14 were the differential components of the medicinal material. Among 19 batches of A. capillusveneris，? average contents of chlorogenic acid and quercetin-3-O-β-D- glucopyranoside and kaempferol-3-O-rutoside were 0.10-4.25， 0.31-7.11， 0.61-12.00 mg/g， respectively. CONCLUSIONS： HPLC-DAD fingerprints of A. capillusveneris from different producing areas are established in the study， and three common peaks are identified. Four differential components affecting the quality of A. capillusveneris are screened， and the contents of chlorogenic acid， quercetin-3-O-β-D-glucopyranoside and kaempferol-3-O-rutoside in A. capillusveneris from different producing areas were significantly different.

KEYWORDS? ?Adiantum capillusveneris; HPLC-DAD; Fingerprint; Chemometric analysis; Differential component; Content determination

鐵線蕨為鐵線蕨科鐵線蕨屬植物Adiantum capillusveneris L.的新鮮或干燥全草，是貴州少數(shù)民族常用藥材之一;其原植物廣泛分布于貴州、湖北、河北等地，主要生長于流水溪旁石灰?guī)r上、石灰?guī)r洞底或滴水巖壁上，為鈣質土的指示植物[1]。研究發(fā)現(xiàn)，鐵線蕨具有清熱解毒、利濕消腫、利尿通淋的功效，也具有良好的抗菌、抗癌、抗氧化等藥理作用[2]。目前，以鐵線蕨藥材為主藥的成方制劑已被用于治療前列腺炎或前列腺增生等疾病[3]。由于鐵線蕨藥材來源較多，雖然該藥材已收載于2003年版《貴州中藥材、民族藥材質量標準》中，但缺乏對不同產(chǎn)地鐵線蕨藥材的質量控制及其主要成分的定量研究，導致其質量控制較為困難[4];且該藥材并未收載于2020年版《中國藥典》中，缺乏權威的質量控制方法。因此，有必要對不同產(chǎn)地鐵線蕨藥材進行質量控制。

基于此，本研究收集了19批不同產(chǎn)地鐵線蕨藥材，采用高效液相色譜-二極管陣列檢測器法（HPLC-DAD）建立不同產(chǎn)地鐵線蕨藥材的指紋圖譜，并進行化學計量學分析及差異成分的含量測定，以期為鐵線蕨藥材的質量控制提供參考。

1 材料

1.1 主要儀器

本研究所用主要儀器有：XS205DU型電子天平（瑞士Mettler Toledo公司）、KQ500-DA型超聲儀（昆山市超聲儀有限公司）、DK98-ⅡA型電熱恒溫水浴鍋（天津泰斯特儀器有限公司）、E2695型HPLC儀（美國Waters公司）。

1.2 主要藥品與試劑

本研究所用鐵線蕨藥材（編號S1～S19）采自貴州、湖北、河北等地（藥材樣品來源詳見表1），經(jīng)貴州中醫(yī)藥大學藥學院藥用植物教研室吳之坤副教授鑒定為鐵線蕨科鐵線蕨屬植物A. capillus-veneris L.的新鮮或干燥全草;所有鐵線蕨藥材經(jīng)自然晾曬后，粉碎過四號篩備用。其他藥品與試劑有：綠原酸對照品（中國食品藥品檢定研究院，批號110753-201817，純度96.8%），槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡糖苷酸對照品、山柰酚-3-O-蕓香糖苷對照品（成都普思生物科技股份有限公司，批號分別為MUST-19052825、MUST-19041507，純度均大于98%）;甲醇為色譜純，其余試劑為分析純，水為超純水。

2 方法與結果

2.1 色譜條件

色譜柱為SHISEIDO CAPCELL PAK C18（250 mm×4.6 mm，5 μm）;流動相為甲醇（A）-0.05%磷酸溶液（B），梯度洗脫（0～10 min，5%A;10～20 min，5%A→20%A;20～60 min，20%A → 40% A;60～75 min，40%A→50%A;75～85 min，50%A→100%A;85～95 min，100%A;95～96 min，100%A →5%A;96～110 min，5%A）;流速為1 mL/min;柱溫為35 ℃;二極管陣列檢測器波長為280 nm;進樣量為20 μL。

2.2 不同產(chǎn)地鐵線蕨藥材的HPLC-DAD指紋圖譜的建立

2.2.1 供試品溶液的制備 取鐵線蕨藥材粉末1.0 g，精密稱定，置于100 mL具塞錐形瓶中，加入80%甲醇50 mL，加熱回流提取60 min;趁熱過濾，濾液于80 ℃水浴條件下濃縮至浸膏狀;取浸膏，以80%甲醇溶解并定容至10 mL，經(jīng)0.45 μm的微孔濾膜濾過后，即得供試品溶液。

2.2.2 單一對照品溶液的制備 分別精密稱定綠原酸、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡糖苷酸、山柰酚-3-O-蕓香糖苷的對照品各適量，置于10 mL量瓶中，加80%甲醇溶解并定容，制成質量濃度分別為1.001、1.100、1.017 mg/mL的單一對照品溶液。

2.2.3 混合對照品溶液的制備 分別精密量取“2.2.2”項下單一對照品溶液各適量，置于同一50 mL量瓶中，加80%甲醇定容，搖勻，即得含綠原酸、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡糖苷酸、山柰酚-3-O-蕓香糖苷的質量濃度分別為 0.100 1、0.110 0、0.101 7 mg/mL的混合對照品溶液。

2.2.4 精密度試驗 取鐵線蕨藥材粉末（編號S9）適量，按“2.2.1”項下方法制備供試品溶液，再按“2.1”項下色譜條件連續(xù)進樣測定6次，記錄色譜圖。以12號峰（該峰保留時間居中、峰形較好且峰面積穩(wěn)定，下同）為參照峰，計算各共有峰的相對保留時間和相對峰面積。結果顯示，各共有峰相對保留時間的RSD為0.01%～0.26%，相對保留峰面積的RSD為0.30%～2.98%，均小于3%（n=6），表明儀器精密度良好。

2.2.5 穩(wěn)定性試驗 取鐵線蕨藥材粉末（編號S9）適量，按“2.2.1”項下方法制備供試品溶液后，分別于室溫下放置0、2、4、8、24、48 h時，再按“2.1”項下色譜條件進樣分析，記錄色譜圖。以12號峰為參照峰，計算各共有峰的相對保留時間和相對峰面積。結果顯示，各共有峰相對保留時間的RSD為0.01%～0.21%，相對保留峰面積的RSD為1.00%～2.98%，均小于3%（n=6），表明供試品溶液在室溫下放置48 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。

2.2.6 重復性試驗 取鐵線蕨藥材粉末（編號S9）適量，按“2.2.1”項下方法平行制備6份供試品溶液，再按“2.1”項下色譜條件進樣分析，記錄色譜圖。以12號峰為參照峰，計算各共有峰的相對保留時間和相對峰面積。結果顯示，各共有峰相對保留時間的RSD為0.01%～0.26%，相對保留峰面積的RSD為2.06%～2.99%，均小于3%（n=6），表明該方法重復性良好。

2.2.7 鐵線蕨藥材指紋圖譜的生成 取19批鐵線蕨藥材粉末適量，按“2.2.1”項下方法制備供試品溶液，再按“2.1”項色譜條件進樣分析，記錄色譜圖。采用《中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統(tǒng)》（2004A版），以樣品S8的圖譜為參照圖譜（該圖譜的色譜峰峰形較好），設定時間窗寬度為0.3 s，采用多點校正的方法和平均數(shù)圖譜生成法，對19批鐵線蕨藥材的指紋圖譜進行數(shù)據(jù)整合，生成19批鐵線蕨藥材的疊加指紋圖譜和對照指紋圖譜R，詳見圖1、圖2。

2.2.8 共有峰指認 取“2.2.3”項下混合對照品溶液，按“2.1”項下色譜條件進樣分析，記錄色譜圖，詳見圖3。由圖2和圖3比對可知，19批鐵線蕨藥材共有22個共有峰，其中 9號峰為綠原酸、17號峰為槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡糖苷酸、20號峰為山柰酚-3-O-蕓香糖苷。

2.2.9 相似度評價 將19批鐵線蕨藥材的HPLC-DAD指紋圖譜導入《中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統(tǒng)》（2004A版）進行相似度評價。結果顯示，19批鐵線蕨藥材的相似度范圍為0.530～0.962，表明不同產(chǎn)地鐵線蕨藥材間的成分存在一定差異，詳見表2。

2.3 化學計量學分析

2.3.1 聚類分析 將19批鐵線蕨藥材22個共有峰的相對峰面積導入SPSS 26.0軟件，采用組間連接法，以平方歐氏距離作為樣品的測度進行聚類分析[5]，詳見圖4。由圖4可知，19批鐵線蕨藥材可聚為3類：S7、S10聚為一類，S15、S18聚為一類，S1～S6、S8、S9、S11～S14、S16、S17、S19聚為一類。

2.3.2 主成分分析（PCA） 將19批鐵線蕨藥材的22個共有峰的相對峰面積導入SIMCA 14.1軟件中，采用非監(jiān)督模式識別法進行PCA[6]，并繪制PCA得分散點圖，詳見圖5。由圖5可知，19批鐵線蕨藥材樣品可聚為4類：S7、S10聚為一類，S15為一類，S18為一類，S1～S6、S8、S9、S11～S14、S16、S17、S19聚為一類。

2.3.3 正交偏最小二乘法-判別分析（OPLS-DA） 為更好地反映19批鐵線蕨藥材的成分差異，筆者基于PCA結果，采用監(jiān)督模式識別法進行OPLS-DA，并繪制OPLS-DA模型得分圖，詳見圖6。由圖6可知，19批鐵線蕨藥材樣品可聚為4類，與PCA結果一致。另外，OPLS-DA模型中的擬合參數(shù)R2X=0.854，R2Y=0.918，模型預測參數(shù)（Q2）=0.776，均大于0.5，表明所建立的模型穩(wěn)定且預測能力較強[6]。以模型變量投影重要性（VIP）值>1為指標篩選19批鐵線蕨藥材的差異成分[6]，結果詳見圖7。由圖7可知，9號峰（綠原酸）、17號峰（槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡糖苷酸）、20號峰（山柰酚-3-O-蕓香糖苷）和14號峰所代表的化學成分為19批鐵線蕨藥材的差異成分。

2.4 鐵線蕨藥材中3種差異成分的含量測定

根據(jù)化學計量學分析結果，選擇已指認出的3種差異成分（綠原酸、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡糖苷酸、山柰酚-3-O-蕓香糖苷）為指標，采用HPLC-DAD法進行含量測定。

2.4.1 色譜條件 筆者在進行鐵線蕨藥材差異成分含量測定研究時發(fā)現(xiàn)，若采用“2.1”項下色譜條件，會導致分析時間較長、各成分分離度較差。故筆者在原色譜條件基礎上，調整梯度洗脫程序為甲醇（A）-0.05%磷酸水溶液（B）（0～30 min，30%A→48%A）。

2.4.2 專屬性試驗 取“2.2.1”“2.2.3”項下供試品溶液、混合對照品溶液和空白溶液（即溶劑80%甲醇）適量，按“2.4.1”項下調整后的色譜條件進樣分析，記錄色譜圖。結果顯示，空白溶液不干擾綠原酸、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡糖苷酸、山柰酚-3-O-蕓香糖苷的測定，說明該方法專屬性良好，詳見圖8。

2.4.3 線性關系考察 分別精密吸取“2.2.2”項下單一對照品溶液適量，置于同一10 mL量瓶，加80%甲醇定容至刻度，制成同時含綠原酸、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡糖苷酸、山柰酚-3-O-蕓香糖苷的系列線性工作溶液，按“2.4.1”項下色譜條件進樣分析，記錄色譜圖。以待測成分的質量濃度（x，mg/mL）為橫坐標、峰面積（y）為縱坐標進行線性回歸。結果，上述3種待測成分的回歸方程分別為y=1 308 445x-7 632（R2=0.995 5）、y=724 515x-38 962（R2=0.997 1）、y=806 074x-22 310（R2=0.998 1），檢測質量濃度線性范圍分別為10.0～200.2、11.0～220.0、10.2～203.4 μg/mL。

2.4.4 精密度試驗 取鐵線蕨藥材粉末（編號S9）適量，按“2.2.1”項下方法制備供試品溶液，再按“2.4.1”項下色譜條件連續(xù)進樣測定6次，記錄峰面積。結果顯示，綠原酸、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡糖苷酸、山柰酚-3-O-蕓香糖苷峰面積的RSD分別為0.87%、1.12%、0.29%（n=6），表明儀器精密度良好。

2.4.5 重復性試驗 取鐵線蕨藥材粉末（編號S9）適量，按“2.2.1”項下方法平行制備6份供試品溶液，再按“2.4.1”項下色譜條件進樣測定，記錄峰面積并根據(jù)標準曲線法計算待測成分含量。結果，綠原酸、槲皮素-3-O-β- D-吡喃葡糖苷酸、山柰酚-3-O-蕓香糖苷的平均含量分別為1.483 4、1.218 9、3.542 6 mg/g，RSD分別為1.49%、2.83%、2.56%（n=6），表明該方法重復性良好。

2.4.6 穩(wěn)定性試驗 取鐵線蕨藥材粉末（編號S9）適量，按“2.2.1”項下方法制備供試品溶液，分別于室溫下放置0、2、4、8、24、48 h時，再按“2.4.1”項下色譜條件進樣測定，記錄峰面積。結果顯示，綠原酸、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡糖苷酸、山柰酚-3-O-蕓香糖苷峰面積的RSD分別為1.61%、2.70%、0.87%（n=6），表明供試品溶液在室溫下放置48 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。

2.4.7 加樣回收率試驗 取已知成分含量的鐵線蕨藥材粉末（編號S9）9份，每份0.5 g，分為3組;分別按待測成分已知含量的80%、100%、120%分組加入單一對照品，按“2.2.1”項下方法制備供試品溶液，再按“2.4.1”項下色譜條件進樣測定，記錄峰面積并計算加樣回收率，結果見表3。

2.4.8 樣品含量測定 取 19批鐵線蕨藥材粉末1.0 g，精密稱定，按“2.2.1”項下方法制備供試品溶液，再按“2.4.1”項下色譜條件進樣測定，記錄峰面積并根據(jù)標準曲線法計算樣品含量。平行操作2次，取平均值。結果顯示，19批鐵線蕨藥材中綠原酸、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡糖苷酸、山柰酚-3-O-蕓香糖苷的平均含量分別為0.10～4.25、0.31～7.11、0.61～12.00 mg/g，詳見表4。由表4可見，不同產(chǎn)地鐵線蕨藥材中上述3種成分的含量差異明顯。

3 討論

本研究的前期預實驗考察了不同體積分數(shù)提取溶劑（25%、50%、80%、100%甲醇）、不同提取時間（30、60、90、120 min）等因素對鐵線蕨藥材供試品溶液制備的影響，結果發(fā)現(xiàn)，以80%甲醇加熱回流提取60 min的條件最優(yōu);同時，考察了不同柱溫（25、30、35 ℃）、不同流速（0.8、1.0、1.2 mL/min）和不同流動相系統(tǒng)[水-甲醇、水-乙腈、甲醇-0.05%磷酸溶液、甲醇-0.1%磷酸溶液]對HPLC-DAD色譜圖的影響，結果發(fā)現(xiàn)，當流動相為甲醇（A）-0.05%磷酸溶液（B）、流速為1 mL/min、柱溫為35 ℃時的色譜條件最優(yōu)。本研究建立了鐵線蕨藥材的HPLC-DAD指紋圖譜，共確定了22個共有峰，并指認出9號峰為綠原酸、17號峰為槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡糖苷酸、20號峰為山柰酚-3-O-蕓香糖苷;相似度評價結果顯示，不同產(chǎn)地鐵線蕨藥材的相似度為0.530～0.962，表明不同產(chǎn)地鐵線蕨藥材的成分差異較大，其原因可能與該藥材產(chǎn)地環(huán)境差異有關。

化學計量學分析可解析和發(fā)掘中藥材指紋圖譜中的特征信息，建立有效的鑒定模型[7]。本文采用該方法分析，識別了不同產(chǎn)地藥材的聚類相關性，篩選出主要影響藥材質量的差異成分，對提升藥材質量具有重要意義。經(jīng)聚類分析發(fā)現(xiàn)，19批鐵線蕨藥材可聚為3類，其中S7、S10聚為一類，S15、S18聚為一類，S1～S6、S8、S9、S11～S14、S16、S17、S19聚為一類;經(jīng)PCA、OPLS-DA發(fā)現(xiàn)，19批鐵線蕨藥材可聚為4類，其中S7、S10聚為一類，S15為一類，S18為一類，S1～S6、S8、S9、S11～S14、S16、S17、S19聚為一類;篩選得出9號峰（綠原酸）、17號峰（槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡糖苷酸）、20號峰（山柰酚-3-O-蕓香糖苷）以及14號峰所代表的化學成分為該藥材的差異成分。為進一步評價鐵線蕨藥材質量，筆者又對上述3種已指認成分進行了定量分析。結果顯示，19批鐵線蕨藥材中綠原酸、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡糖苷酸、山柰酚-3-O-蕓香糖苷的平均含量分別為0.10～4.25、0.31～7.11、0.61～12.00 mg/g，表明不同產(chǎn)地鐵線蕨藥材中上述3種成分的含量差異明顯。

綜上所述，本研究建立了不同產(chǎn)地鐵線蕨藥材的HPLC-DAD指紋圖譜，共指認了3個共有峰;篩選出了4個影響鐵線蕨藥材質量的差異成分，其中綠原酸、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡糖苷酸、山柰酚-3-O-蕓香糖苷在不同產(chǎn)地鐵線蕨藥材中的含量差異明顯，可為鐵線蕨藥材質量控制提供參考。

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（收稿日期：2021-04-18 修回日期：2021-07-19）

（編輯：唐曉蓮）