中草药  2016, Vol. 47 Issue (2): 309-317
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红花龙胆不同药用部位UV-Vis和UPLC指纹图谱研究及资源评价
沈涛1, 张霁2, 赵艳丽2, 左智天2, 王元忠2     
1. 玉溪师范学院资源环境学院, 云南 玉溪 653100;
2. 云南省农业科学院 药用植物研究所, 云南 昆明 650200
摘要: 目的 建立红花龙胆Gentiana rhodantha不同药用部位UV-Vis和UPLC指纹图谱,结合多变量分析研究红花龙胆根、茎、叶和花中化学成分的整体分布与质量分数变化。方法 Shim-pack XR-ODS III液相色谱柱(150 mm×2.0 mm,2.2 μm)。流动相为0.1%甲酸水溶液和乙腈,梯度洗脱,柱温40 ℃;检测波长242 nm,进样量0.3 μL;体积流量为1.00 mL/min。电喷雾离子源(ESI)正/负离子模式,多反应监测(MRM)模式,喷雾电压3.5 kV,脱溶剂管温度250 ℃,鞘气和干燥气体积流量分别为3.0 L/min和15.0 L/min,碰撞气体积流量0.15 mL/min;UV-Vis指纹图谱测定,检测波长200~500 nm,狭缝1.0 nm,采样间隔0.5 nm;采用偏最小二乘判别分析(PLS-DA),变量投影重要性准则(VIP)和系统聚类(CA)对不同产地药材进行分类研究。结果 UPLC和UV-Vis方法学考察显示,精密度、稳定性、重复性试验RSD均小于2.00%;马钱苷酸、芒果苷和当药苷加样回收率在97.89%~102.71%,RSD在1.09%~2.88%;11点平滑+一阶导数预处理为最佳光谱预处理方法,PLS-DA模型R2cal=0.931 5,RMSEE=0.302,R2val=0.901,RMSEP=0.341,根、茎、叶和花UV-Vis光谱呈现指纹特性;UPLC指纹图谱相似度分析显示植株化学成分分别在叶部和花部较接近,根部和茎部较相似。不同产地红花龙胆根部UPLC指纹图相似性系数变化范围大,药材质量不稳定。马钱苷酸、芒果苷在叶片和花中量较高[(1.46±0.42)、(51.59±15.45)mg/g];当药苷在根中量较高 [(4.41±3.24)mg/g]。叶片总体呈现较高的化学成分量,马钱苷酸、芒果苷和当药苷量对不同药用部位的区分均有较大贡献。聚类分析显示,不同产地红花龙胆植株化学成分呈现一定地理特征,高海拔地区的药材和低海拔地区的药材成分整体差别较大,聚为不同类群。结论 UPLC和UV-Vis指纹图谱相结合可反映红花龙胆根、茎、叶和花中化学成分的整体分布与质量分数变化,研究结果为野生红花龙胆资源的质量评价提供方法和理论依据。
关键词: 红花龙胆     UPLC指纹图谱     UV-Vis指纹图谱     多变量分析     资源评价    
UV-Vis and UPLC fingerprint analysis on various medicinal parts of Gentiana rhodantha and resource evaluation
SHEN Tao1, ZHANG Ji2, ZHAO Yan-li2, ZUO Zhi-tian2, WANG Yuan-zhong2    
1. College of Resource and Environment, Yuxi Normal University, Yuxi 653100, China;
2. Institute of Medicinal Plant, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Kunming 650200, China
Abstract: Objective To develope a method for UV-Vis and UPLC fingerprint on various medicinal parts of Gentiana rhodantha. The chemical compounds variation in roots, steams, leaves, and flowers were studied by using fingerprint data combined with multivariate analysis. Methods Using Shim-pack XR-ODS III liquid chromatographic column (150 mm × 2.0 mm, 2.2 μm) for gradient elution, mobile phase was water with 0.1% formic acid and acetonitrile, temperature was 40 ℃, detection wavelength was 242 nm, injection value was 0.3 μL, and flow rate was 1.00 mL/min. Electrospray ionization (ESI) source and MRM model, the interface voltage was set to 3.5 kV. Desolation line (DL) temperature was 250 ℃. Nebulizing gas and drying gas were nitrogen at a flow rate of 3.0 and 15.0 L/min, respectively. Collision gas was 0.15 mL/min. UV-Vis detection wavelength range at 200 - 500 nm, slit was 1.0 nm, step was 0.5 nm. Multivariate analysis methods including partial least squares discriminant analysis (PLS-DA), variable importance (VIP), and hierarchical cluster were used for this projection. Results The investigation of UPLC and UV-Vis showed RSD was lower than 2.00% for precision, repeatability, and stability. The recoveries of loganin acid, mangiferin, and sweroside were 97.89% - 102.71% and RSD was 1.09% - 2.88%. Pretreatment by 11 smooth + first order was the best data processing method for PLS-DA model (R2cal = 0.9315, RMSEE = 0.302, R2val = 0.901, and RMSEP = 0.341). UV-Vis spectra of roots, steams, leaves, and flowers had the significant fingerprint characteristic. Similarity analysis showed the chemical compounds in the leaves and flowers were similar and those in the stems and roots were similar too. Similarity index of root medicinal material has a widely range. The quality of the roots was not stable. The contents of loganic acid and mangiferin were the highest in the leaves and flowers [(1.46 ± 0.42) and (51.59 ± 15.45) mg/g]. The content of sweroside was the hightest in the roots [(4.41 ± 3.24) mg/g]. The total content of compounds of the leaves was higher than other medicinal part, the three compounds, loganic acid, mangiferin, and sweroside were very used for the discrimination of different parts of G. rhodantha. Cluster anslysis showed there were geography characteristics of the constituents. Sample collected from high altitude was higher than samples collected from lower altitude. And they were classified in different groups. Conclusion UPLC and UV-Vis fingerprint could describe the variation of chemical compounds in the roots, steams, leaves, and flowers. All the results could provide the evaluation method and basic theory of G. rhodantha resource.
Key words: Gentiana rhodantha Franch. ex Hemsl.     UPLC fingerprint     UV-Vis fingerprint     multivariate analysis     resource evaluation    

指纹图谱可对已知和未知成分进行分析,反映药材化学成分整体信息,被广泛应用于中药的质量评价研究[1, 2, 3]。由于中药化学成分复杂多样[4],单一指纹图谱难以全面反映药材的化学组成和量特征,近年已有学者将多种指纹图谱数据进行整合,借助多变量分析解读图谱信息,对食品和药品进行更全面的评价[5, 6, 7]。Sârbu等[8]同时建立猕猴桃和柚子多个亚种的高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)指纹图谱与紫外-可见(UV-Vis)光谱指纹图谱,借助主成分分析(PCA)、线性判别(LDA)等多变量分析方法对猕猴桃和柚子进行种类鉴别。Medvedovici等[9]采用模糊聚类(FHC)评价UV-Vis、电喷雾电离质谱(ESI-MS)、反相液相色谱(RPLC)及其联用数据对银杏叶片不同提取物的区分能力,并确定最佳数据联用模式。Lu等[10]将偏最小二乘判别分析(PLS-DA)与超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)指纹图谱和流动注射质谱(FIMS)指纹图谱相结合,对中国传统中药枸杞的产地进行区分。以上报道表明,传统中药评价模式正从单一指纹图谱向多种指纹图谱技术联用评价的方式转变[11]

红花龙胆Gentiana rhodantha Franch. ex Hemsl.别名小龙胆草、星秀草,为龙胆科(Gentianaceae)龙胆属Gentiana L.多年生草本植物,主要分布于云南、四川、贵州等地[12, 13],以根及全草入药,味苦,性寒,具清热利湿、解毒等功效,常被用于治疗急性黄疸型肝炎、痢疾、风热感冒、胃痛等疾病[13]。其质量评价多以芒果苷量为评价指标[14]。植物化学研究显示,除芒果苷外,龙胆类药材富含环烯醚萜、多酚等化合物,如马钱甘酸,当药苷为该类药材中重要保肝、护肝活性成分[15, 16, 17],红花龙胆以上成分的测定与评价研究鲜有报道[18]。作为一个复杂化学成分混合体系,以单一成分评价药材质量仍显不足[1],本研究采用UPLC和UV-Vis法建立红花龙胆不同药用部位UPLC和UV-Vis指纹图谱,结合多变量分析研究红花龙胆根、茎、叶和花中化学成分的整体分布与含量变化,研究结果以期为红花龙胆资源的质量评价提供方法和理论依据。

1 材料与仪器 1.1 材料

11批药材于2013年10~11月分别采集自昆明嵩明(YKM)、丽江永胜(YLJ)、大理剑川(YJC)、文山小街(YWS)、云南蒙自(YMZ)、贵州安顺(GAS)、贵州遵义(GZY)、贵州凯里(GKL)、贵州兴义(GXY)、广西上林(XGL)、贵州安龙(GAL)。所有样品均为野生并由云南省农业科学院药用植物研究所金航研究员鉴定为红花龙胆Gentiana rhodantha Franch. ex Hemsl.;每批药材由20株红花龙胆构成,并依照不同药用部位分为根(G)、茎(J)、叶(Y)和花(H)4个混合样品。所有样品于50 ℃条件下烘干至恒定质量,粉碎过60目筛,充分混匀放入自封袋避光保存,样品信息详见表 1

表 1 红花龙胆样品来源信息 Table 1 Source information of G. rhodantha samples
1.2 仪器和试剂

TU-1901紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司);LCMS-8030超高效液相色质谱联用仪(日本岛津公司),包括:LC/MS/MS-8030主机,LC-30AD高精度溶液输送单元,SIL-30AC自动进样器,CTO-30AC色谱柱恒温箱,SPD-20A UFLC紫外检测器,CBM-20A网络化系统控制器;SY3200-T型超声波清洗仪(上海声源超声波仪器设备有限公司);万分之一电子分析天平(美国奥豪斯);FW-100型高速万能粉碎机(天津泰斯特仪器有限公司);优普UPT-I-10L超纯水机(四川卓越水处理设备有限公司)。

马钱苷酸购自中国食品药品检定研究院(批号111865-201403),芒果苷(批号B10640)和当药苷(批号:B11118)购自上海士锋科技有限公司;乙腈和甲酸均为色谱纯购自美国Fisher,水为自制超纯水;甲醇和其余试剂均为分析纯,购自四川西陇化工有限公司。

2 方法与结果 2.1 样品测试条件 2.1.1 UPLC-UV色谱条件

色谱柱为岛津Shim-pack XR-ODS III液相色谱柱(150 mm×2.0 mm,2.2 μm)。流动相为0.1%甲酸水溶液(A)和乙腈(B),梯度洗脱,0~2.50 min,12%B;2.51~7.30 min,12%~15% B;7.31~12.00 min,15%~32% B;12.01~16.00 min,32%~78% B。体积流量0.25 mL/min;柱温40 ℃;检测波长242 nm,进样量0.3 μL。

2.1.2 质谱条件

电喷雾离子源(ESI)正/负离子模式;多反应监测(MRM)模式,喷雾电压3.5 kV,脱溶剂管温度250 ℃,鞘气和干燥气体积流量分别为3.0 L/min和15.0 L/min,碰撞气体积流量0.15 mL/min。马钱苷酸、芒果苷和当药苷的监测离子对及锥孔电压、碰撞能、离子源模式等参数[18]表 2

表 2 待测化学成分质谱分析条件 Table 2 MS parameters for analysis of compounds to be measured
2.1.3 UV-Vis光谱测定条件

将不同极性部位红花龙胆供试品溶液置于紫外-可见分光光度计中,分别以70%甲醇溶液作为参比液进行UV-Vis指纹图谱测定,检测波长200~500 nm,狭缝1.0 nm,采样间隔0.5 nm。

2.2 对照品溶液的制备

精密称取5.0 mg马钱苷酸、30.0 mg芒果苷、1.0 mg当药苷对照品,分别溶于10 mL容量瓶中并加入适量色谱纯甲醇定容,摇匀,得马钱苷酸,芒果苷和当药苷对照品储备溶液,避光4 ℃保存备用。

2.3 供试品溶液的制备

称取样品粉末0.250 0 g放入具塞试管中,倒入10.00 mL 70%甲醇溶液超声提取30 min,待溶液冷却至室温,称定质量,用甲醇补足损失质量,摇匀过0.22 μm微孔滤膜滤过,取滤液得UPLC供试品溶液。取UPLC供试品溶液1 mL稀释14倍即得UV-Vis紫外吸收光谱测定用供试品溶液。

2.4 线性关系、检出限及定量限

以峰面积为纵坐标(Y),对照品溶液质量浓度为横坐标(X)绘制标准工作曲线,得回归方程。结果见表 3

表 3 回归方程与线性范围 Table 3 Regression equationand linear ranges
2.5 UPLC方法学考察 2.5.1 精密度试验

取同一份供试品(Y11)溶液,在“2.1.1”项色谱条件下连续进样6次,测得马钱苷酸、芒果苷和当药苷相对峰面积的RSD分别为1.25%、1.07 %、1.87%,结果表明方法精密度良好。

2.5.2 重复性试验

取样品(Y11)6份,依照“2.3”项方法制备UPLC供试品溶液,在“2.1.1”项色谱条件下测定马钱苷酸、芒果苷和当药苷相对峰面积,计算RSD分别为1.75%、1.23%、1.98%,表明方法重复性良好。

2.5.3 稳定性试验

取样品(Y11)6份,依照“2.3”项方法制备UPLC样品溶液,在0、2、4、6、8、12 h内测定,计算马钱苷酸、芒果苷和当药苷相对峰面积RSD均小于2.00%,表明供试品溶液在12 h内稳定。

2.5.4 加样回收率试验

称取已测定的样品0.250 0 g共6份。分别添加一定浓度的马钱苷酸、芒果苷和当药苷对照品,依照“2.3”项方法制备样品溶液,在“2.1.1”项色谱条件下测定各化学成分的量,马钱苷酸芒果苷和当药苷加样回收率在97.89%~102.71%,RSD在1.09%~2.88%。

2.6 UV-Vis方法学考察 2.6.1 精密度试验

取同一份UV-Vis供试品(Y11)溶液,在“2.1.3”项UV-Vis光谱测定条件下连续进样6次,以吸收波长计算,供试品溶液吸光度值的RSD为1.19%~1.37%。

2.6.2 稳定性试验

选取同一份样品(Y11),依照“2.3”方法制备UV-Vis供试品溶液,溶液分别放置2、4、6、8、12 h后,在“2.1.3”项条件下进行UV-Vis光谱测定,以吸收波长计算供试品溶液吸光度值的RSD为1.15%~1.34%,供试品溶液在12 h内稳定。

2.6.3 重复性试验

选取同一份样品(Y11),依照“2.3”方法制备UV-Vis供试品溶液,在“2.1.3”项条件下进行UV-Vis光谱测定,以吸收波长计算供试品溶液吸光度值的RSD为0.77%~1.62%,结果表明该方法重复性良好。

2.7 数据分析

采用《中药色谱指纹图谱相似度评价系统》分析红花龙胆不同药用部位UPLC指纹图谱数据,确定共有峰,生成对照指纹图谱并进行相似度(SA)计算。PLS-DA和变量投影重要性准则(VIP)确定最佳光谱数据前处理方法及引起红花龙胆不同药用部位成分差异的重要光谱和色谱信息。以红花龙胆根、茎、叶和花UV-Vis光谱和UPLC色谱数据为变量,采用组间连接法和欧氏距离平方,对不同产地红花龙胆全株药材进行系统聚类(CA),研究药材间化学成分的整体差异。

2.8 结果与分析 2.8.1 红花龙胆根、茎、叶、花UV-Vis光谱指纹图谱的建立与分析

将44份供试品溶液分别进样分析,记录200~500 nm 601个检测波长对应的紫外-可见吸收光谱数据;对以上光谱数据进行3种预处理:(1)11点平滑、(2)11点平滑+标准化(3)11点平滑+一阶导数,建立不同光谱预处理后的红花龙胆药材根、茎、叶和花UV-Vis光谱指纹图谱(图 1)。

A、B-11点平滑预处理 C、D-11点平滑+标准化预处理 E、F-11点平滑+一阶导数预处理
A and B-11 point smooth pretreatment C and D-11 point smooth + normalised pretreatment E and F-11 point smooth + first order pretreatment
图 1 红花龙胆根、茎、叶和花紫外-可见光谱指纹图谱 (A、C、E) 与PLS-DA模型得分图 (B、D、F) Fig.1 UV-Vis spectra fingerprint (A, C, and E) and PLS-DA model score chart (B, D, andF) of roots, stems, leaves, and flowers of G. rhodantha

对3种光谱数据预处理方法进行比较,结果显示所有样品UV-Vis光谱在270~400 nm出现多个强吸收峰,且各药用部位吸收光谱峰形、峰高具有差异,呈现一定指纹特性;同一植株叶片和花的供试品溶液在270~400 nm内各检测波长对应吸光度值高于根、茎样品溶液的吸光度值。光谱数据经11点平滑和11点平滑+标准化预处理后(图 1-AC),在318 nm和357 nm处有2个特征吸收峰;经11点平滑+一阶导数预处理后(图 1-E),在283、310、313、351、354、362 nm处共有6个特征吸收峰,图谱光谱信息更丰富。

进一步筛选最佳光谱预处理方法,以预处理后的光谱数据为变量,进行PLS-DA分析,通过校正决定系数(R2cal)、均方差(RMSEE)、外部验证系数(R2val)和均方差(RMSEP)对模型分类与预测能力进行评价(图 1-BDF)。结果显示用11点平

滑处理后的光谱数据所建立的模型不能有效区分供试样品根、茎、叶和花(R2cal=0.859,RMSEE=0.346,R2val=0.880,RMSEP=0.814);经过11点平滑+标准化处理后,样品中花可被正确区分,但根、茎、叶区分效果不佳(R2cal=0.899 3,RMSEE=0.357,R2val=0.786 2,RMSEP=1.127);经过11点平滑+一阶导数处理后,红花龙胆不同部位UV-Vis光谱指纹特征加强,所有药材花、叶部位可被完全区分,茎与根光谱特征较接近,有少量样品仍有混淆(R2cal=0.931 5,RMSEE=0.302,R2val=0.901,RMSEP=0.341)。经11点平滑+一阶导数预处理后的光谱数据所建PLS-DA模型R2calR2val数值最高,RMSEE与RMSEP数值较低,在3种光谱预处理中效果最佳。基于PLS-DA结果,对11点平滑+一阶导数处理后的根、茎、叶、花各波长对应吸光度的VIP值大小进行排序。结果显示共有207个波长其对应吸光度VIP值>1(最大值为2.21,最小值为1.00),以上光谱数据对红花龙胆不同部位的区分具有较大贡献。其中有50.24%的波长(104个)集中分布于300~400 nm内;VIP值排名前20的波长主要介于337.5~340.5 nm(共7个)和362.0~368.5 nm(共13个)。

2.8.2 红花龙胆根、茎、叶、花UPLC指纹图谱的建立与分析

11批药材不同部位的UPLC色谱数据以AIA格式分别导入《中药色谱指纹图谱相似度评价系统A版》,以Y01色谱图为参照谱,通过多点矫正、自动匹配建立有12个共有峰的红花龙胆根、茎、叶、花UPLC指纹图谱(图 2)。通过与混合对

1-马钱苷酸 5-芒果苷 6-当药苷
1-loganic acid 5-mangiferin 6-sweroside
图 2 红花龙胆根、茎、叶和花UPLC色谱指纹图谱 Fig.2 UPLC fingerprints of roots, stems, leaves, and flowers of G. rhodantha

照品色谱峰进行对照,结合质谱信息确定1、5、6号峰分别为马钱苷酸、芒果苷和当药苷。指纹图谱相似度评价结果显示(表 4),11批红花龙胆药材叶部和花部UPLC指纹图谱相似性系数均大于0.980,各批次样品相似度高,质量稳定。茎部UPLC指纹图谱相似性系数最大值为0.993,最小值为0.845,大部分样品相似性系数介于0.950~0.990,不同批次样品间具有一定差异。红花龙胆根部UPLC指纹图谱相似性系数介于0.788~0.962,不同批次间相似性系数变化范围大,药材质量不稳定。以2.97~20.80 min,213个指纹图谱色谱峰峰面积为变量进行PLS-DA判别分析并建立模型(R2cal=0.949,RMSEE=0.197,R2val=0.987,RMSEP=0.292),见图 3,44份供试样品依照根、茎、叶、花被正确区分,叶部和花部化学成分构成较接近,根部和茎部化学成分构成与其他部位差别较大。依照PLS-DA结果,对各变量VIP值大小进行排序,结果显示包括12个共有峰在内的70个色谱峰峰面积VIP值>1,以上变量对药材根、茎、叶、花的区分具有重要意义。其中保留时间在3.00~5.00 min的色谱峰共7个(占10%),在5.10~10.00 min的色谱峰共17个(占24.29%),在10.01~15.00 min 内的色谱峰共18个(占25.71%),在15.01~20.44 min内的色谱峰共28个(占40%)。3种已知化学成分VIP值由大到小为芒果苷(1.856)>马钱苷酸(1.502)>当药苷(1.341),芒果苷区分不同药用部位的贡献最大。

表 4 11批红花龙胆药材根、茎、叶和花UPLC指纹图谱相似度评价 Table 4 Similarity evaluation for UPLC fingerprint of roots, stems, leaves, and flowers of 11 batches of G. rhodantha medicinal materials

图 3 基于不同部位色谱指纹图谱数据的PLS-DA模型得分图 Fig.3 PLS-DA model score chart based on fingerprint data of different medicinal parts
2.8.3 药材口山酮类与环烯醚萜类成分量比较

11批药材3种化学成分测定结果显示(表 5),马钱苷酸量最大值为(2.27±0.09)mg/g(Y09),最小值为(0.25±0.01)mg/g(J07),叶部马钱苷酸平均量最高(1.46±0.42)mg/g,茎部马钱苷酸量最低(0.75±0.26)mg/g,花和根中马钱苷酸量较接近(0.87±0.48)mg/g和(0.85±0.44)mg/g。芒果苷量最大值为(66.05±2.31)mg/g(Y11),最小值为(5.93±0.24)mg/g(J07),其平均量在叶片和花中量最高,分别为(51.59±15.45)mg/g和(41.52±8.21)mg/g,根和茎中量较低,分别为(21.11±9.35)mg/g和(22.78±9.92)mg/g。当药苷质量分数最大值和最小值均出现在同一批药材的不同部位,G07量最高(13.59±0.73)mg/g,J07量最低(0.61±0.03)mg/g,最大值和最小值相差22.28倍;11批药材当药苷平均量由大到小为根 [(4.41±3.24)mg/g]、叶[(3.07±1.20)mg/g]、茎 [(2.36±1.33)mg/g]、花[(2.11±0.70)mg/g]。

表 5 红花龙胆药材根、茎、叶和花中3种化学成分的定量测定 Table 5 Determination of three constituents in roots, stems,leaves, and flowers of G. rhodantha medicinal materials
2.8.4 不同产地药材的聚类分析

基于PLS-DA和VIP分析结果,以区分根、茎、叶、花具有重要意义的207个波长对应吸光度值和70个色谱峰峰面积为变量,对来自不同产地的11批药材进行系统聚类分析(图 4)。综合样品不同药用部位光谱和色谱信息,在距离20处,所有药材被分为5类。来自云南文山、蒙自,贵州兴义、安龙、凯里,和广西桂林的红花龙胆聚为第1类;来自贵州安顺和遵义的药材分别聚为第2和第3类;来自云南丽江和大理的药材聚为第4类,云南昆明采集的红花龙胆单独聚为第5类。

图 4 红花龙胆产地聚类分析 Fig.4 Cluster analysis of G. rhodantha medicinal materials from different geographical origins
3 讨论

光谱分析是获得物质化学指纹图谱的途径之一[1],UV-Vis、近红外(NIR)等光谱分析方法具备灵敏、可靠、简便快速等优点,在食品、药物的产地和部位鉴别研究中发挥重要作用[19, 20]。杨天伟等[21]研究食用牛肝菌菌柄、菌盖紫外指纹图谱,发现不同部位化学成份的积累有差异,菌柄和菌盖紫外光谱信息可用于区别食用菌部位和产地。李建蕊等[22]研究三七药材不同部位和组织的红外光谱信息,结果显示三七剪口、主根、表皮、形成层等部位和组织的红外光谱具指纹特征,通过红外光谱信息可对以上部位和组织进行准确、快速的鉴别。本研究显示红花龙胆根、茎、叶和花UV-Vis光谱特征具有差异,且在紫外区差异最大。平滑、归一化、求导是光谱数据预处理常用方法[7]。数据处理可提高光谱的信噪比,去除高频噪音对信号的干扰,增强光谱指纹图谱的特征性[8]。结合PLS-DA分析比较3种预处理方式,经11点平滑+一阶导数预处理后的光谱数据能较好体现红花龙胆不同药用部位指纹特征,可用于药材根、茎、叶和花的区分。VIP分析表明300~368.5 nm内的光谱信息对红花龙胆药用部位的区分具重要意义,结合植物化学报道和紫外谱图相关结构信息[16, 23],推测在红花龙胆中具有较大共轭体系的化合物,如芒果苷、1-O-β-D-吡喃葡萄糖-3,7,8-三羟基口山酮等物质可能对不同部位的区分贡献较大。紫外吸收光谱为宽带吸收,可反映一定化学成分的存在与否和总体量高低,化学物质若分子结构不同,其紫外吸收光谱也会有一定差别[23]。红花龙胆紫外区光谱显示叶片光谱的锋形和锋高与其余部位差别较大,暗示叶片化学成分在种类和量上可能与其他部位有所不同。

UPLC分析显示红花龙胆甲醇提取溶液在210~320 nm内均有吸收,其中230~270 nm主要为马钱苷酸、獐牙菜苦苷等环稀醚萜和裂环稀醚萜的吸收区,220~320 nm为芒果苷的吸收区,242 nm各化合物均有出锋且分离度较好,综合以上信息选取242 nm为样品UPLC指纹图谱检测波长。指纹图谱相似度分析显示植株化学成分分别在叶部和花部较接近,根部和茎部较相似。不同产地红花龙胆根部UPLC指纹图谱相似性系数变化范围大,药材质量不稳定。定量分析表明马钱苷酸、芒果苷在叶片和花中量最高;当药苷在根中量最高。叶片总体呈现较高的化学成分量,可作为药材的主要药用部位。UPLC指纹图谱结合PLS-DA和VIP分析表明,UPLC指纹图谱数据可对根、茎、叶、花进行正确区分。马钱苷酸、芒果苷和当药苷对药用部位的区分均有较大贡献。结合定量分析结果显示,马钱苷酸量差异可协助叶部和茎部的区分,当药苷量差异可协助地上和地下部位的区分。叶片和花中芒果苷量较接近,与PLS-DA分析结果类似;且芒果苷在300~360 nm内亦有强吸收。以上结论可用于支持UPLC指纹图谱和UV-Vis吸收光谱的研究结果。

色谱与光谱数据联用结合化学计量学可对食用和药用资源进行有效评价[8, 9, 24]。对红花龙胆根、茎、叶、花UPLC与UV-Vis数据进行聚类分析,发现不同产地红花龙胆植株化学成分呈现一定地理特征,高海拔地区的药材(大理、丽江、昆明)和低海拔地区的药材(云南蒙自、文山、广西上林和贵州兴义等地)成分整体差别较大,聚为不同类群。龙胆科药用植物化学成分种类构成及量可随地理环境的变化发生变化[25, 26],且地上和地下部分化学成分的变动有多种方式[27],不同产地红花龙胆药材间化学成分的差异可能是多种因素共同作用的结果。

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