不同產地皂角刺多指標定量檢測及質量差異評價

中圖分類號 R917；R284 文獻標志碼 A 文章編號 1001-0408（2025）05-0568-06

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2025.05.11

摘要 目的 建立不同產地皂角刺的多指標定量檢測方法，并評價其質量差異。方法 采用高效液相色譜-一測多評（HPLCQAMS）法同時檢測皂角刺中原兒茶酸、香草酸、異東莨菪內酯、濱蒿內酯、異牡荊素、黃顏木素、花旗松素、漆黃素、槲皮素、山柰酚、刺囊酸、白樺脂酸、β-谷甾醇、豆甾醇的含量，色譜柱為Kromasil C18，流動相為0.2% 磷酸-乙腈溶液（梯度洗脫），檢測波長針對不同指標成分分別為254、360、210 nm，柱溫為30 ℃，流速為1.0 mL/min，進樣量為10 μL；按照《中國藥典》方法檢測浸出物和總灰分含量；利用化學計量學、加權逼近理想解排序（TOPSIS）分析、Logistic 回歸模型對不同產地30 批（編號S1～S30）皂角刺樣品進行質量差異評價。結果 上述14 種成分依次在1.55～77.50、0.71～35.50、0.28～14.00、0.96～48.00、1.77～88.50、0.09～4.50、4.65～232.50、1.49～74.50、0.37～18.50、1.18～59.00、7.35～367.50、3.58～179.00、0.49～24.50、0.21～10.50 μg/mL 質量濃度范圍內線性關系良好（r 均大于0.999），精密度、穩定性（24 h）及重復性的RSD 均小于2.00%，平均加樣回收率為96.99%～100.13%（RSD均小于2.00%），相對校正因子重復性良好。浸出物和總灰分含量分別為4.2%～12.5% 和0.5%～2.3%。QAMS法與外標法所測得的14 種成分的含量差異無統計學意義（P＞0.05）?；瘜W計量學分析結果顯示，30 批皂角刺樣品可聚為3 類，其中S1～S11聚為一類，S12～S20 聚為一類，S21～S30 聚為一類；刺囊酸、白樺脂酸、花旗松素、山柰酚、異牡荊素、濱蒿內酯和原兒茶酸可能是影響不同產地皂角刺質量的差異成分。加權TOPSIS 分析結果顯示，30 批皂角刺的相對貼近度（Jb）為0.144 5～0.721 8，其中樣品S27 的質量最優（Jb值為0.721 8）。Logistic 回歸模型分析結果顯示，樣品S21～S30 為優級，S1～S11 為中級，S12～S20 為差級。結論 所建立的HPLC-QAMS法操作簡便、結果準確，綜合評價方法客觀、全面，可用于不同產地皂角刺的質量差異評價。

關鍵詞 皂角刺；高效液相色譜法；一測多評法；化學計量學；加權TOPSIS分析；Logistic回歸模型；質量差異評價

皂角刺為豆科植物皂莢Gleditsia sinensis Lam. 的干燥棘刺，主產于河南、河北、山東、江蘇等地[1]，具有消腫脫毒、排膿的功效，臨床用于治療癰疽初起或膿成不潰[2]。皂角刺主要含有黃酮類、三萜類、酚酸類、香豆素類化合物等[3―4]?，F代藥理研究發現，皂角刺具有抗腫瘤、抗菌、調節免疫、抗炎等作用[3]。皂角刺收載于2020年版《中國藥典》（一部），但是該標準僅制定了性狀、顯微鑒別和理化鑒別項，未涉及任何成分的定量檢測[2]。高效液相色譜-一測多評（HPLC-QAMS）法檢驗成本低、周期短，不僅可用于同類型化學成分的同時測定，還可用于不同類型化學成分的同時測定，因此近年來該法在中藥質量控制中得到廣泛應用[5―6]。

中藥所含化學成分復雜，且易受產地環境、氣候、種屬、采收時間、炮制方法、貯藏方式等因素影響。隨著中醫藥的發展，化學計量學在中藥質量評價中的利用度越來越高，其可解決中藥質量控制的數據化、標準化難題[7]。加權逼近理想解排序（technique for order preferenceby similarity to an ideal solution，TOPSIS）分析可解決多目標決策問題，具有科學性和便捷性，在中藥質量評價中逐漸被應用[8]；Logistic 回歸可將多個質量控制指標和生物活性指標納入模型進行關聯分析，從而全面反映中藥的質量等級，為中藥質量評價提供了新的思路和方法 [9]。為評價皂角刺的整體質量，本研究采用HPLCQAMS法同時檢測皂角刺中14 種成分含量，同時檢測其浸出物和總灰分含量，并利用化學計量學、加權TOPSIS分析、Logistic 回歸模型對不同產地30 批皂角刺藥材進行質量差異評價，以期為皂角刺的質量控制提供參考。

1 材料

1.1 主要儀器

e2695 型HPLC 儀購自美國Waters 公司；1100 型HPLC 儀購自美國Agilengt 公司；BT-125D 型電子天平（精度0.01 mg）、BSA124S-CW 型電子天平（精度0.1mg）均購自德國Sartorius公司。

1.2 主要藥品與試劑

對照品濱蒿內酯（ 批號111511-201704，純度99.9%）、香草酸（批號110776-201503，純度99.8%）、槲皮素（批號100081-201610，純度99.1%）、花旗松素（批號111816-202403，純度98.2%）、原兒茶酸（批號110809-202207，純度97.5%）、山柰酚（批號110861-202214，純度97.4%）和β-谷甾醇（批號110851-201909，純度92.7%）均購自中國食品藥品檢定研究院；對照品異東莨菪內酯（批號CFS202201，純度98.3%）、異牡荊素（批號CFS201502，純度98.0%）、黃顏木素（批號CFS202101，純度98.5%）、漆黃素（批號CFS202201，純度98.2%）、刺囊酸（批號CFS202201，純度99.1%）、白樺脂酸（批號CFS201501，純度98.0%）和豆甾醇（批號CFS201502，純度98.0%）均購自武漢天植生物技術有限公司。30 批（編號S1～S30）皂角刺藥材分別收集于浙江、安徽、江蘇、湖北、廣西、云南、四川、河南、山西、山東和河北11 個省份，經武漢科技大學附屬華潤武鋼總醫院藥學部萬雄飛副主任藥師鑒定，均為豆科植物皂莢G. sinensis Lam.的干燥棘刺，藥材詳細信息見表1。

2 方法與結果

2.1 多指標定量檢測

2.1.1 混合對照品溶液的制備

取各對照品適量，準確稱定后用50% 甲醇超聲混勻，制成原兒茶酸、香草酸、異東莨菪內酯、濱蒿內酯、異牡荊素、黃顏木素、花旗松素、漆黃素、槲皮素、山柰酚、刺囊酸、白樺脂酸、β-谷甾醇、豆甾醇質量濃度分別為0.310、0.142、0.056、0.192、0.354、0.018、0.930、0.298、0.074、0.236、1.470、0.716、0.098、0.042 mg/mL 的混合對照品貯備液；精密吸取該貯備液1 mL，置于同一20 mL容量瓶中，用50% 甲醇稀釋至刻度，搖勻，即得混合對照品溶液。

2.1.2 供試品溶液的制備

取皂角刺藥材，潤透，切厚片，干燥，粉碎，過三號篩；取粉末約0.6 g，置于具塞錐形瓶中，加入50% 甲醇25 mL，稱定質量；加熱回流40 min，冷卻，以50% 甲醇補足減失的質量，搖勻，靜置，過濾，即得。

2.1.3 色譜條件及方法學考察

采用Kromasil C18 色譜柱（250 mm×4.6 mm，5μm），檢測波長為254 nm（檢測原兒茶酸和香草酸）、360nm（檢測異東莨菪內酯、濱蒿內酯、異牡荊素、黃顏木素、花旗松素、漆黃素、槲皮素和山柰酚）、210 nm（檢測刺囊酸、白樺脂酸、β-谷甾醇和豆甾醇）；流動相為0.2% 磷酸（A）-乙腈（B）溶液，梯度洗脫（0～10 min，15.0%B；10～18 min，15.0%B→26.0%B；18～31 min，26.0%B→48.0%B；31～47 min，48.0%B→55.0%B；47～61 min，55.0%B→72.0%B；61～65 min，72.0%B→15.0%B）；柱溫為30 ℃；流速為1.0 mL/min；進樣量為10 μL。取混合對照品溶液和供試品溶液各適量，按上述色譜條件進樣分析，結果顯示，各成分色譜峰均能達到基線分離，供試品溶液中各成分的色譜峰位置和出峰時間與混合對照品溶液一致（圖1）。參考2020 年版《中國藥典》（四部）9101 分析方法驗證指導原則[10]進行方法學考察，結果顯示，原兒茶酸、香草酸、異東莨菪內酯、濱蒿內酯、異牡荊素、黃顏木素、花旗松素、漆黃素、槲皮素、山柰酚、刺囊酸、白樺脂酸、β-谷甾醇、豆甾醇的質量濃度分別在1.55～77.50、0.71～35.50、0.28～14.00、0.96～48.00、1.77～88.50、0.09～4.50、4.65～232.50、1.49～74.50、0.37～18.50、1.18～59.00、7.35～367.50、3.58～179.00、0.49～24.50、0.21～10.50 μg/mL 范圍內線性關系良好（r 均大于0.999）；精密度試驗（n＝6）、重復性試驗（n＝6）、穩定性試驗（24 h，n＝7）的RSD 均小于2.00%；平均加樣回收率分別為98.68%、97.95%、97.01%、99.28%、99.02%、97.26%、100.03%、99.29%、96.99%、98.58%、100.09%、100.13%、98.47%、97.57%，RSD均小于2.00%（n＝9），表明上述結果均符合2020 年版《中國藥典》相關指導原則要求。

2.1.4 相對校正因子的計算及重復性考察

量取“2.1.1”項下混合對照品貯備液適量，分別置于6 個不同的容量瓶中，用50% 甲醇稀釋4、10、20、40、100和200 倍制成系列溶液，按“2.1.3”項下色譜條件進樣分析，記錄峰面積，再按下述公式計算相對校正因子（f）[5，11]：f＝（ρs×Ai）/（ρi×As），式中ρ 和A分別表示質量濃度和峰面積，i 和s 分別表示內參物和其他待測成分。本研究以香草酸為內參物，計算原兒茶酸的? 值；以花旗松素為內參物，計算異東莨菪內酯、濱蒿內酯、異牡荊素、黃顏木素、漆黃素、槲皮素和山柰酚的? 值；以β-谷甾醇為內參物，計算刺囊酸、白樺脂酸和豆甾醇的? 值。結果顯示，原兒茶酸、異東莨菪內酯、濱蒿內酯、異牡荊素、黃顏木素、漆黃素、槲皮素、山柰酚、刺囊酸、白樺脂酸和豆甾醇的? 值分別為0.688 1、1.035 6、1.207 8、0.722 4、1.507 3、0.870 3、0.923 2、1.093 0、0.750 6、1.430 2 和1.497 8。進一步考察色譜柱（Kromasil C18柱、SGE Jupiter300 C18柱和Alltima C18柱）、流速（0.8、1.0、1.2 mL/min）、柱溫（25、30、35 ℃）對? 值的影響，結果顯示，不同色譜柱、流速和柱溫對? 值的影響較小，RSD均小于2.00%。

2.1.5 含量測定

取30 批皂角刺樣品，分別按“2.1.2”項下方法制備供試品溶液（每批制備3 份），按“2.1.3”項下色譜條件進樣分析，采用外標法（external standard method，ESM）計算樣品中14 種成分的含量；采用QAMS 法，分別以香草酸、花旗松素、β-谷甾醇為內參物，計算其他11 種成分的含量。運用SPSS 26.0 軟件中的獨立樣本t 檢驗比較兩種方法對含量測定結果的影響。結果顯示，兩種方法所測得的含量差異無統計學意義（P＞0.05）。結果見表2。

2.1.6 浸出物和總灰分檢測

參照2020 年版《中國藥典》（四部）通則2201 浸出物測定法、2302 灰分測定法進行測定[10]。結果顯示，30 批皂角刺樣品的浸出物含量分別為8.1%、8.8%、9.2%、10.3%、9.7%、9.1%、10.1%、8.8%、7.9%、7.4%、8.5%、7.3%、6.9%、5.2%、6.7%、4.2%、6.1%、5.8%、6.6%、4.9%、12.1%、11.7%、11.4%、10.9%、11.3%、10.5%、11.7%、10.2%、12.2% 和12.5%；總灰分含量分別為1.3%、0.8%、0.9%、1.1%、0.8%、0.9%、1.2%、1.4%、0.8%、0.9%、1.2%、1.5%、1.4%、1.6%、1.7%、2.3%、2.2%、1.9%、1.8%、2.1%、0.6%、0.5%、0.7%、0.6%、0.7%、0.9%、0.8%、0.7%、1.1%和1.0%。

2.2 不同產地皂角刺的質量差異評價

2.2.1 化學計量學分析

以30 批皂角刺中14 種成分的含量測定結果（香草酸、花旗松素、β-谷甾醇取ESM 結果，其余成分均取QAMS法結果）、浸出物和總灰分檢測結果為變量，借助SIMCA 14.1 軟件進行主成分分析，結果（圖2）顯示，30批皂角刺樣品可聚為3 類，其中S1～S11 聚為一類，S12～S20 聚為一類，S21～S30 聚為一類。進一步運行正交偏最小二乘- 判別分析（orthogonal partial leastsquares discriminant analysis，OPLS-DA）程序，結果顯示，模型參數R2X＝0.928、R2Y＝0.861、Q2＝0.835，3 個參數值均接近1，表明所建模型的穩定性和預測性較好[12]。以變量重要性投影（variable importance projection，VIP）值大于1 為標準，篩選不同產地皂角刺的差異成分，結果（圖3）顯示，刺囊酸、白樺脂酸、花旗松素、山柰酚、異牡荊素、濱蒿內酯和原兒茶酸可能是影響不同產地皂角刺質量的差異成分。

2.2.2 加權TOPSIS分析

14 種待測成分和浸出物屬于“越大越優型”指標，故根據公式Zbc＝Xbc -min（xc ）／max（xc ）-min（xc ）進行歸一化處理；總灰分屬于“ 越小越優型”指標，故根據公式Zbc＝max（xc ）- Xbc／max（xc ）-min（xc ）進行歸一化處理。上式中，Zbc 為歸一化后數據，Xbc 為原始數據，max（xc）為每一指標原始數據的最大值，min（xc）為每一指標原始數據的最小值。以“2.2.1”項下各指標的VIP 值為權重，將各變量歸一化后數據與對應權重相乘，得到加權決策矩陣。以矩陣中各成分的最大值為最優向量（Z +c），最小值為最差向量（Z -c）。在加權TOPSIS 分析應用中，通常以相對貼近度（Jb）為指標且0＜Jb＜1，Jb 值越大，表示被評價樣品的質量越優[8]。按最優向量歐氏距離（D+b）、最差向量歐氏距離（D-b）和Jb 的計算公式D+b＝根號下 Σc = 116 （Zbc - Z +c ）2、D-b＝根號下Σc = 116 （Zbc - Z -c ）2、Jb＝D-b／D+b +D-b分別計算30 批皂角刺樣品的D+b、D-b 和Jb 值，并根據Jb 值進行排序。結果顯示，30 批皂角刺的Jb 值分別為0.428 1、0.492 0、0.486 3、0.565 3、0.505 3、0.532 8、0.531 2、0.536 8、0.551 8、0.523 6、0.511 5、0.272 7、0.164 1、0.267 9、0.231 6、0.197 0、0.193 3、0.188 8、0.243 9、0.144 5、0.708 3、0.595 7、0.708 4、0.706 2、0.702 8、0.707 5、0.721 8、0.601 1、0.705 4 和0.586 3。由此可知，S27、S23、S21、S26、S24、S29、S25、S28、S22 和S30 的Jb 值排名靠前，S4、S9、S8、S6、S7、S10、S11、S5、S2、S3 和S1 的Jb 值排名居中，S12、S14、S19、S15、S16、S17、S18、S13和S20的Jb值排名靠后。

2.2.3 Logistic回歸模型分析

按照“2.2.1”項下主成分分析結果，并結合上述各變量檢測結果，假設將30 批皂角刺樣品分為優（S21～S30）、中（S1～S11）、差（S12～S20）3 個等級，再將各變量檢測結果導入SPSS 26.0 統計軟件以建立Logistic 回歸分析模型，然后按模型表達公式分別計算各批樣品屬于相應等級的概率，以確定皂角刺的等級（接近100% 的則判定為該等級）。結果顯示，30 批皂角刺藥材中，樣品S21～S30 為優級，S1～S11 為中級，S12～S20 為差級，各樣品屬于相應等級的概率均大于98.0%。

3 討論

3.1 提取溶劑及方法的選擇

本研究進行供試品溶液處理時，以上述14 種待測成分的綜合提取率為指標，考察了以70% 乙醇、乙醇、50%甲醇、甲醇和水超聲提取和回流提取30、40、60 min 的結果。結果顯示，以50% 甲醇加熱回流40 min 可獲得14種成分最豐富的色譜信息，且雜質不干擾檢測。

3.2 指標成分的選擇

皂角刺主要含有黃酮類、三萜類、酚酸類、香豆素類、甾醇類等化合物。其中，原兒茶酸和香草酸為酚酸類化合物，具有很強的抗氧化及自由基清除能力[3]。異東莨菪內酯和濱蒿內酯為香豆素類物質，對多種腫瘤細胞有抑制作用[13]。異牡荊素、黃顏木素、漆黃素、花旗松素、槲皮素和山柰酚為黃酮類化合物，而皂角刺總黃酮是該藥抗腫瘤的主要有效部位[14]；異牡荊素具有很好的抗氧化、抗菌活性[15]；黃顏木素對肺癌細胞A549 的增殖有較強的抑制作用[13]；漆黃素可抑制支氣管上皮細胞的炎癥反應，減緩氣道炎癥，抑制氣道高反應性及氣道重塑，改善哮喘小鼠肺組織病理學損傷[16]；花旗松素具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗腫瘤、神經保護、改善心肌細胞纖維化等作用[17]；山柰酚對多種常見癌癥如結腸癌、乳腺癌、白血病等具有明顯的預防和抑制作用[18]。刺囊酸和白樺脂酸屬于三萜類皂苷化合物，具有抗菌活性[19]。β-谷甾醇和豆甾醇為甾醇類化合物，具有抗炎、抗氧化和降血脂活性[3]。上述成分均為皂角刺抗腫瘤、抗氧化、抗菌等藥理作用的有效成分，故被選取作為檢測指標。

3.3 質量差異評價結果分析

本研究分別采用ESM和QAMS法對比了30 批皂角刺中14 種成分含量的差異，結果顯示，兩種方法所測結果差異無統計學意義，但是每種成分的含量在不同批次間存在一定差異?；瘜W計量學分析結果顯示，各批次皂角刺可聚為3 類，也提示不同產地皂角刺的質量存在差異。加權TOPSIS 分析結果顯示，30 批皂角刺的Jb 值為0.144 5～0.721 8，同樣提示皂角刺各批次間的質量存在差異，其中樣品S27 的質量最優（Jb 值為0.721 8），且河南、山西、山東和河北產地皂角刺樣品的Jb 值高于其他產區樣品。河南嵩縣是著名的皂角刺道地產區之一，這與本研究結果基本一致。另外，根據VIP 值可知，刺囊酸、白樺脂酸、花旗松素、山柰酚、異牡荊素、濱蒿內酯和原兒茶酸可能是影響不同產地皂角刺質量的差異成分。進一步Logistic 回歸模型分析結果顯示，各批樣品分級結果與加權TOPSIS 分析結果基本一致——樣品S21～S30 為優級，S1～S11 為中級，S12～S20 為差級，表明Logistic回歸模型可用于皂角刺藥材的等級劃分。

綜上所述，本研究建立的HPLC-QAMS 法操作簡便、結果準確，綜合評價方法客觀、全面，可用于不同產地皂角刺的質量差異評價，為皂角刺的資源開發及道地性研究提供了科學依據。皂角刺分布區域較廣，筆者后續將擴大樣品采集產地，進一步驗證所建方法的適用性。

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（收稿日期：2024-10-23 修回日期：2025-02-06）

（編輯：唐曉蓮）

基金項目湖北省中醫藥科研立項青年人才項目（No.ZY2019Q014）