蒙藥三子散HPLC指紋圖譜結合化學模式識別研究

劉妍妍 張慧文 白云霞 劉宏 夏慧敏 久欣 王煥蕓

中圖分類號 R917 文獻標志碼 A 文章編號 1001-0408（2022）03-0319-07

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2022.03.11

摘 要 目的 建立蒙藥三子散高效液相色譜（HPLC）指紋圖譜，通過化學模式識別方法綜合評價其內在質量。方法 采用HPLC法，以京尼平苷色譜峰為參照峰，采用《中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統（2012版）》繪制15批三子散的HPLC指紋圖譜并進行相似度評價，標定并指認共有峰。結合聚類分析、主成分分析和正交偏最小二乘法-判別分析對15批三子散的指紋圖譜進行質量評價，篩選影響其質量的差異性標志物。結果 15批三子散中共有29個共有峰，相似度均不低于0.952，表明15批三子散的化學組成一致性較好;共指認了訶子次酸、沒食子酸、石榴皮鞣素、安石榴苷A、安石榴苷B、jasminoside B、咖啡酸、柯里拉京、京尼平苷、訶子鞣酸、1，2，3，4，6-O-沒食子酰葡萄糖、訶子林鞣酸、鞣花酸13個共有峰。聚類分析與主成分分析均可將15批三子散分為4類，且分類結果一致，表明15批三子散的質量存在一定差異;結合正交偏最小二乘法-判別分析篩選出導致批次間質量差異的14個差異性標志物（訶子次酸、沒食子酸、鞣花酸等）。結論 建立的HPLC指紋圖譜分析方法簡便、穩定，結合化學模式識別分析可用于三子散的質量控制。

關鍵詞 三子散;高效液相色譜法;指紋圖譜;相似度評價;化學模式識別;聚類分析;主成分分析;正交偏最小二乘法-判別分析;質量控制

Study on HPLC fingerprint and chemical pattern recognition of Mongolian medicine Sanzisan

LIU Yanyan1，ZHANG Huiwen1，BAI Yunxia2，LIU Hong1，XIA Huimin1，JIU Xin1，WANG Huanyun1（1. School of Pharmacy， Inner Mongolia Medical University， Hohhot 010110， China; 2. Baotou Medical College， Inner Mongolia University of Science and Technology， Inner Mongolia Baotou 014010， China）

ABSTRACT? ?OBJECTIVE To establish the HPLC fingerprint of Mongolian medicine Sanzisan， and to evaluate its internal quality by chemical pattern recognition technique comprehensively. METHODS HPLC method was used. Using geniposide as reference， HPLC fingerprints of 15 batches of Sanzisan were drawn with Similarity Evaluation System of TCM Chromatogram Fingerprint （2012 edition）. Similarity evaluation and common peaks identification were conducted. Combined with cluster analysis （CA）， principal component analysis （PCA）， and orthogonal partial least squares-discriminant analysis （OPLS-DA）， the quality of 15 batches of Sanzisan was evaluated， and the differential markers that affected its quality were screened. RESULTS There were 29 common peaks in 15 batches of Sanzisan， and the similarity was no less than 0.952， indicating that the chemical composition of the 15 batches of Sanzisan had good consistency. A total of 13 common peaks were identified， which were chebulic acid， gallic acid， punicalin， punicalagin A， punicalagin B， jasminoside B， caffeic acid， corilagin， geniposide， chebulagic acid， 1，2，3，4，6- O-galloylglucose， chebulinic acid， ellagic acid. Both CA and PCA could divide 15 batches of Sanzisan into four categories， and the classification results were consistent， indicating that the quality of 15 batches of Sanzisan had certain differences. Fourteen differential markers （chebulic acid， gallic acid， ellagic acid， etc） that lead to the quality difference between batches were screened out by OPLS-DA. CONCLUSIONS Established HPLC fingerprint analysis method is simple and stable. Combined with chemical pattern recognition analysis， it can be used for the quality control of Sanzisan.

KEYWORDS? ?Sanzisan; HPLC; fingerprint; similarity evaluation; chemical pattern recognition; cluster analysis; principal component analysis; orthogonal partial least squares-discriminant analysis; quality control

三子散系2020年版《中國藥典》（一部）收載的少數蒙古族驗方之一，由訶子、梔子、川楝子等比例組成，具有清熱涼血、解毒的功效，主治溫熱、血熱、新久熱[1]。三子散始載于《四部醫典》[2]，主治新舊血熱、血熱性目赤、正常血與病血混合、未成熟熱、搏熱，希拉熱等癥[3]。現代藥理學研究報道，三子散能夠降低全血黏度，增加血流量[4-6];能治療高脂血癥，提示其對血栓形成、防治心腦血管疾病有重要參考意義[7];還能防止血小板聚集、抗凝血、提高免疫力和抗炎、抗菌[8]等。

三子散臨床療效顯著，使用歷史久遠。現行的質控方法多以單指標測定有效成分梔子苷、沒食子酸、川楝素、還原糖的含量[9-14]表征復方質量，難以體現制劑的整體特性和內在品質。本課題組前期已通過一測多評法測定三子散中活性成分，如沒食子酸、羥異梔子苷、京尼平龍膽二糖苷、綠原酸、西紅花苷Ⅰ、西紅花苷Ⅱ和訶黎勒酸的含量，建立了三子散的多指標質量評價模式[15-16]。基于此，為了更系統地評價三子散質量，本研究采用高效液相色譜（HPLC）法建立了15批三子散指紋圖譜，并對共有峰進行標定、指認與歸屬，同時在指紋圖譜相似度評價的基礎上，首次結合化學模式識別分析方法比較15批三子散的質量差異，篩選影響三子散質量的差異性標志物，旨在為其質量控制提供依據，同時為更多蒙古族驗方質量控制方法的建立提供參考。

1 材料

1.1 主要儀器

本研究所用主要儀器有LC-2030C 3D型HPLC儀、AP135W型十萬分之一電子天平（日本Shimadzu公司），MS205DU型十萬分之一天平（瑞士Mettler Toledo公司），JJ224BC型萬分之一電子天平（常熟市雙杰測試儀器廠），SB25-12DTD型超聲波清洗機（寧波新芝生物科技股份有限公司），WK-1000A型小型高速粉碎機（濰坊市北方制藥設備制造有限公司）等。

1.2 主要藥品與試劑

對照品訶子次酸（批號M30GB150105，純度≥95%）、石榴皮鞣素（批號M23J11S119104，純度≥98%）、安石榴苷（批號Y11S11Y124050，純度≥98%）、柯里拉京（批號P25A11S122217，純度≥98%）、訶子鞣酸（批號M29GB143373，純度≥98%）、1，2，3，4，6-O-沒食子酰葡萄糖（批號P16M11F113433，純度≥99%）、訶子林鞣酸（批號P24J9F53640，純度≥98%）均購自上海源葉生物科技有限公司;對照品沒食子酸（批號D2016091，純度99%）、咖啡酸（批號I2002097，純度98%）、京尼平苷（批號J2027132，純度≥98%）、鞣花酸（批號K1813148，純度96%）均購自阿拉丁試劑有限公司;對照品jasminoside B（批號P16A9F58571，純度≥98%）購自北京譜析科技有限公司。乙腈、甲醇為色譜純，甲酸、磷酸為分析純，水為純凈水。

購買訶子、梔子、川楝子單味藥飲片各15批，經內蒙古醫科大學生藥教研室張慧文博士鑒定，訶子為使君子科植物訶子Terminalia chebula Retz.的干燥成熟果實，梔子為茜草科植物梔子Gardenia jasminoides Ellis的干燥成熟果實，川楝子為楝科植物川楝Melia toosendan Sieb.et Zucc.的干燥成熟果實，均符合2020年版《中國藥典》（一部）標準。將各批次單味藥飲片隨機取樣組合得15批三子散樣品（編號S1～S15），各單味藥飲片來源見表1。

2 方法與結果

2.1 色譜條件

色譜柱為Ultimate? LP-C18（4.6 mm×250 mm，5 μm）;流動相為0.1%甲酸溶液（A）-甲醇（B），梯度洗脫（0～5 min，1%B→5%B;5～10 min，5%B→13%B;10～24 min，13%B→23%B;24～56 min，23%B→35%B;56～78 min，35%B→47%B;78～90 min，47%B→85%B;90～100 min，85%B→90%B;100～105 min，90%B→100%B）;流速為1.0 mL/min;柱溫為30 ℃;進樣量為10 μL;檢測波長為254 nm。

2.2 溶液的制備

2.2.1 混合對照品溶液 精密稱取訶子次酸、沒食子酸、石榴皮鞣素、安石榴苷、jasminoside B、咖啡酸、柯里拉京、京尼平苷、訶子鞣酸、1，2，3，4，6-O-沒食子酰葡萄糖、訶子林鞣酸、鞣花酸對照品適量，置于同一量瓶中，加甲醇溶解并定容，混勻，制備成混合對照品貯備液。取混合對照品貯備液逐級稀釋成質量濃度分別為訶子次酸0.094 mg/mL、沒食子酸0.050 mg/mL、石榴皮鞣素0.019 mg/mL、安石榴苷0.206 mg/mL、Jasminoside B 0.264 mg/mL、咖啡酸0.031 mg/mL、柯里拉京0.108? ? mg/mL、京尼平苷0.360 mg/mL、訶子鞣酸0.574 mg/mL、1，2，3，4，6-O-沒食子酰葡萄糖0.090 mg/mL、訶子林鞣酸0.522 mg/mL、鞣花酸0.110 mg/mL的混合對照品溶液，搖勻，即得。

2.2.2 供試品溶液 稱取各單味藥飲片適量，分別粉碎成粗粉，過40目篩。按2020年版《中國藥典》（一部）中規定的三子散驗方比例（等比），精密稱取各單味藥飲片粉末10.0 g，混勻，即得三子散樣品。精密稱取上述三子散樣品1.0 g，置于具塞錐形瓶中，精密加入甲醇25 mL，稱定質量，超聲（40 kHz，500 W）提取30 min，放至室溫后再次稱定質量，用甲醇補足減失的質量，搖勻，4 ℃條件避光保存;進樣前經0.22 μm針式過濾器過濾，取續濾液，即得。

2.2.3 缺味陰性對照溶液 按2020年版《中國藥典》（一部）中規定的三子散驗方比例，以1.2 g為處方總量，分別配制不含川楝子或梔子或訶子的缺味陰性樣品處方，并按“2.2.2”項下方法處理，即得各缺味陰性對照溶液。

2.2.4 單味藥飲片溶液 按2020年版《中國藥典》（一部）中規定的三子散驗方比例，以1.2 g為處方總量，計算各單味藥飲片的質量，分別按“2.2.2”項下方法處理，即得各單味藥飲片溶液。

2.3 方法學考察

2.3.1 精密度試驗 取三子散（S14）樣品適量，按“2.2.2”項下方法制備供試品溶液，按“2.1”項下色譜條件連續進樣6次，記錄色譜圖。以京尼平苷色譜峰（其色譜峰較穩定、分離度良好且保留時間、峰面積適中）為參照峰（S），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均小于2.00%，相對峰面積的RSD均小于3.00%，表明所用儀器精密度良好。

2.3.2 重復性試驗 取三子散（S14）樣品適量，按“2.2.2”項下方法平行制備6份供試品溶液，按“2.1”項下色譜條件進樣測定。以京尼平苷色譜峰為參照峰（S），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均小于2.00%，相對峰面積的RSD均小于3.00%，表明本方法重復性良好。

2.3.3 穩定性試驗 取三子散（S14）樣品適量，按“2.2.2”項下方法制備供試品溶液，分別于室溫下放置0、3、6、9、12、24、48 h時按“2.1”項下色譜條件進樣測定。以京尼平苷色譜峰為參照峰（S），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均小于2.00%，相對峰面積的RSD均小于3.00%，表明供試品溶液于室溫下放置48 h內穩定性良好。

2.4 指紋圖譜的建立及相似度評價

2.4.1 指紋圖譜的建立 按“2.2.2”項下方法，分別制備S1～S15三子散樣品的供試品溶液，按“2.1”項下色譜條件進樣測定，記錄色譜圖。采用《中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統（2012版）》處理色譜圖，設定S1樣品色譜圖為參照圖譜，設置時間窗寬度0.1 min，采用中位數法，經多點校正后Mark峰匹配生成15批三子散的HPLC疊加指紋圖譜和對照指紋圖譜（R），共標定了29個共有峰，詳見圖1、圖2。

2.4.2 共有峰的指認 按“2.1”項下色譜條件，分別對混合對照品溶液和三子散（S1）供試品溶液進樣分析。通過將混合對照品溶液和三子散（S1）供試品溶液HPLC圖進行比對，指認出13個共有峰，分別為：峰1（訶子次酸）、峰2（沒食子酸）、峰3（石榴皮鞣素）、峰6（安石榴苷A）、峰8（安石榴苷B）、峰11（jasminoside B）、峰13（咖啡酸）、峰14（柯里拉京）、峰16（京尼平苷）、峰20（訶子鞣酸）、峰22（1，2，3，4，6-O-沒食子酰葡萄糖）、峰23（訶子林鞣酸）、峰24（鞣花酸），詳見圖3。以峰16（京尼平苷）為參照峰（S），計算各共有峰的相對保留時間和相對峰面積，詳見表2、表3。

2.4.3 共有峰的歸屬 分別按“2.2.2” “2.2.3” “2.2.4”項下方法制備三子散全方溶液、缺味陰性對照溶液和單味藥飲片溶液，并按“2.1”項下色譜條件進樣測定，記錄色譜圖，詳見圖4。將三子散全方、缺味陰性對照、單味藥飲片的HPLC圖進行比較，對29個共有峰進行藥材歸屬。其中，峰1～峰9、峰11、峰12、峰14、峰15、峰17～峰24、峰26、峰28、峰29為訶子專屬峰，峰10、峰13、峰16、峰25、峰27為梔子專屬峰;川楝子主要成分紫外吸收較弱，在當前檢測條件下響應較低，未貢獻峰。

2.4.4 指紋圖譜相似度評價 采用《中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統（2012版）》對15批三子散的HPLC指紋圖譜與對照指紋圖譜（R）進行相似度評價，結果顯示相似度為0.952～0.994，可見15批三子散相似度較高，詳見表4。

2.5 化學模式識別分析

為了進一步區分差異性樣品，尋找差異性標志物，在該指紋圖譜分析結果基礎上，本研究引入化學模式識別分析方法，結合兩種分析方法，以求更加客觀全面地評價藥品質量。

2.5.1 聚類分析 將15批三子散HPLC指紋圖譜在254 nm波長下的29個共有峰峰面積進行標準化處理后，導入MeV-4.9.0軟件，進行聚類分析（cluster analysis，CA）與熱圖繪制，詳見圖5。由圖5可知，15批三子散聚為4類：S7樣品單獨聚為一類，S3～S5、S9、S13樣品聚為一類，S1、S2、S6、S8、S10～S12樣品聚為一類，S14、S15樣品聚為一類。

2.5.2 主成分分析 將15批三子散HPLC指紋圖譜在254 nm波長下的29個共有峰峰面積進行標準化處理后，導入SIMCA 14.1軟件，進行主成分分析（principal component analysis，PCA）。從29個變量中提取出6個變量，累計方差貢獻率為89.03%，提示該模型的預測能力較好[17]。提取前2個主成分作PCA得分圖，詳見圖6。結果表明，15批三子散聚為4類：S7樣品單獨聚為一類，S3～S5、S9、S13樣品聚為一類，S1、S2、S6、S8、S10～S12樣品聚為一類，S14、S15樣品聚為一類。該結果與CA結果相互印證。

PCA載荷圖中的點代表各共有峰，其距離原點越遠，表明其權重越大，對樣品質量差異影響越大[18]，結果見圖7。由圖7可知，對第1主成分影響較大的有峰11（jasminoside B）、峰24（鞣花酸）、峰2（沒食子酸）、峰15、峰23（訶子林鞣酸）、峰29，對第2主成分影響較大的有峰8（安石榴苷B）、峰9、峰18、峰14（柯里拉京）、峰6（安石榴苷A）、峰1（訶子次酸）、峰5。

2.5.3 正交偏最小二乘法-判別分析 為進一步分析樣品的批間差異性，在CA和PCA聚類的情況下，將15批三子散HPLC指紋圖譜在254 nm波長下的29個共有峰峰面積進行標準化處理后，導入SIMCA 14.1軟件，進行正交偏最小二乘法-判別分析（orthogonal partial least squares-discriminant analysis，OPLS-DA）。分析結果顯示，OPLS-DA模型參數R2X為0.863，R2Y為0.936，Q2為0.332，說明該模型穩定性及預測能力較好[19-20]。為進一步驗證該模型的有效性，利用SIMCA 14.1軟件對其進行200次置換檢驗，檢驗結果見圖8，所有Q2均在R2之下，且Q2的回歸直線與y軸的交點在負半軸，說明該模型有效。由OPLS-DA得分圖可以看出，15批樣品被很好地區分為4類，詳見圖9。

OPLS-DA載荷圖中的點離原點越遠，表明對應變量權重值越大[21]。OPLS-DA載荷圖見圖10，可知對第1主成分影響較大的有峰2（沒食子酸）、峰24（鞣花酸）、峰23（訶子林鞣酸）、峰29、峰27，對第2主成分影響較大的有峰1（訶子次酸）、峰8（安石榴苷B）、峰9、峰6（安石榴苷A）、峰3（石榴皮鞣素）、峰11（jasminoside B）、峰4、峰18、峰14（柯里拉京）。提取的29個變量中，變量投影重要性（variable importance in the projection，VIP）值大于1，說明該變量對整體模型的貢獻度高于平均水平，可作為篩選具有顯著貢獻變量的標準[22]。OPLS-DA VIP值圖見圖11，可知VIP值>1且誤差線不超過原點的變量有14個，排列順序為峰1（訶子次酸）>峰2（沒食子酸）>峰8（安石榴苷B）>峰9>峰6（安石榴苷A）>峰24（鞣花酸）>峰3（石榴皮鞣素）>峰11（jasminoside B）>峰4>峰18>峰23（訶子林鞣酸）>峰29>峰14（柯里拉京）>峰27。兩種方法的結果結合，可作為判定標準篩選差異性標志物。

3 討論

3.1 提取條件的考察

在供試品溶液制備過程中，分別考察了超聲、加熱回流2種提取方法，甲醇、70%甲醇、50%甲醇、30%甲醇、水5種不同提取溶劑，15、30、45 min 3種不同提取時間對三子散有效成分提取的影響。綜合色譜峰數量、響應值和實驗經濟性等因素考慮，確定采用甲醇為提取溶劑、超聲提取30 min作為供試品溶液的處理方法。

3.2 色譜條件的優化

在指紋圖譜方法研究過程中，分別對甲醇-水、乙腈-水、甲醇-0.1%磷酸溶液、甲醇-0.1%甲酸溶液等流動相進行考察。綜合實驗經濟性、色譜圖基線平穩水平和基線分離程度，最終確定甲醇-0.1%甲酸溶液為流動相，并對洗脫梯度條件進行優化。依次考察了25、30、35、40 ℃柱溫，結果表明柱溫變化對色譜峰的峰形、保留時間影響較小，根據本課題組前期實驗基礎[23]，最終選擇柱溫為30 ℃。

采用全波長掃描，通過色譜峰數目和響應值大小進行篩選，分析發現，在254 nm波長條件下，三子散HPLC指紋圖譜基線較平穩，共有峰數量較多且具有較高的響應值，故選擇254 nm為HPLC指紋圖譜的檢測波長。

3.3 指紋圖譜研究

中藥材成分復雜，受不同生長環境、生長期、采收期以及加工、炮制方法等多方面的影響，其內在質量會有很大差異。本實驗在生成對照指紋圖譜時采用中位數法，可彌補用平均數法易受個別超常樣本影響的缺點，使生成的對照圖譜更具代表性[24]。

本實驗在前期實驗基礎及劉昌孝院士等[25]提出的“中藥質量標志物”概念基礎上，從化學成分特有性、傳統功效和化學成分可測性等方面對三子散質量標志物進行預測分析，選擇與中藥質量特性密切相關的標志物，建立三子散HPLC指紋圖譜，確定29個共有峰，并指認出其中的訶子次酸、沒食子酸、石榴皮鞣素、安石榴苷A、安石榴苷B、jasminoside B、咖啡酸、柯里拉京、京尼平苷、訶子鞣酸、1，2，3，4，6-O-沒食子酰葡萄糖、訶子林鞣酸、鞣花酸13個化學成分。15批三子散各共有峰相對保留時間的RSD為0.021%～0.680%，表明其化學組成一致性較好;各共有峰相對峰面積的RSD為15.793%～70.853%，提示15批三子散的某些共有化學成分含量有所差異。各批次樣品圖譜與對照圖譜的相似度結果均不低于0.952，表明各批次三子散化學組成一致性較好。

經與各缺味陰性對照、單味藥飲片HPLC圖比對，訶子、梔子的色譜峰得到較充分表征，但川楝子并未貢獻色譜峰。這是由于三子散為各單味藥飲片等比配比的復方制劑，在現有實驗條件下，相比于訶子、梔子，川楝子主要成分為檸檬苦素型三萜類化合物，多為弱紫外吸收或無紫外吸收，響應低、干擾大，很難達到理想的基線分離[26]。當前實驗條件下，本研究對于三子散的質量控制仍存在不足，本課題組后期將在此研究基礎上兼顧質量標志物，通過液質聯用或其他多種檢測器串聯的測定方法建立相對全面的三子散指紋圖譜或其他質控方法，不斷完善三子散質量控制研究。

3.4 化學模式識別

CA與PCA結果一致，均可將15批三子散聚為4類，即S7樣品單獨聚為一類，S3～S5、S9、S13樣品聚為一類，S1、S2、S6、S8、S10～S12樣品聚為一類，S14、S15樣品聚為一類，表明15批三子散的質量存在差異。OPLS-DA結果篩選出14個導致批次間質量差異的差異性標志物，現已指認出酚酸類化合物沒食子酸（峰2），鞣質類化合物訶子次酸（峰1）、安石榴苷A（峰6）、安石榴苷B（峰8）、鞣花酸（峰24）、石榴皮鞣素（峰3）、訶子林鞣酸（峰23）、柯里拉京（峰14）與單萜苷類化合物jasminoside B（峰11）。現代研究發現，酚酸類化合物如沒食子酸具有抗氧化、抗炎及降糖調脂等作用[27];鞣質類化合物具有抗炎、降血糖、抗氧化、抗腫瘤等藥理作用[28];同時，相關訶子研究報道也從訶子化學成分、藥理作用、植物親緣學及化學成分特有性、傳統功效、藥性、新臨床用途和藥動學等方面分析論證，預測沒食子酸、鞣花酸和訶子酸可能是訶子質量標志物[29]。相關梔子研究基于化學成分的可測性，預測單萜苷類成分是梔子質量標志物的重要選擇[30]。以上研究報道皆與本實驗結果相印證，提示在三子散生產過程中應著重關注以上差異性標志物的變化，從而控制藥品質量。然而峰4、峰5、峰7、峰9、峰10、峰12、峰15、峰17～峰19、峰21、峰25～峰29暫未指認，后期研究擬采用液質聯用等技術對未識別的成分進行鑒定，以期更系統、全面地對三子散進行質量控制。

綜上所述，本研究所建立的三子散HPLC指紋圖譜分析方法高效、穩定，結合化學模式識別技術可用于三子散的質量控制，同時為更多蒙古族驗方質量控制方法的建立提供參考。

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（收稿日期：2021-09-21 修回日期：2021-12-07）

（編輯：曾海蓉）

基金項目：內蒙古自治區科技計劃項目（No.2021GG0176）;內蒙古自治區自然科學基金項目（No.2019MS08157）;內蒙古自治區高等學校科學研究項目（No.NJZZ19089）

碩士研究生。研究方向：中蒙藥質量控制與藥效物質基礎。E-mail：lyyybyq@qq.com

通信作者：教授，碩士生導師。研究方向：中蒙藥質量控制與藥效物質基礎。電話：0471-6653169。E-mail：whuanyun999@163.com