張勇 李傳峰 高桂花 馬瑜 任強(qiáng)

中圖分類號(hào) R917 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A 文章編號(hào) 1001-0408（2021）13-1583-06

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2021.13.08

摘 要 目的：建立半夏野生品和栽培品中8種核苷類成分含量測(cè)定的方法，并進(jìn)行兩者的差異分析。方法：采用高效液相色譜法測(cè)定20批半夏藥材（野生品YS1～YS8、栽培品ZP1～ZP12）中尿嘧啶、尿苷、肌苷、黃嘌呤、腺嘌呤、鳥苷、β-胸苷和腺苷的含量;以上述8種核苷類成分含量為基礎(chǔ)，采用聚類分析、主成分分析（PCA）、偏最小二乘法-判別分析（OPLS-DA）等化學(xué)模式識(shí)別法對(duì)半夏野生品和栽培品進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果：20批半夏藥材中尿嘧啶、黃嘌呤、尿苷、肌苷、腺嘌呤、鳥苷、β-胸苷和腺苷的含量分別為0.02～0.24、0.01～0.24、0.06～0.37、0.02～0.14、0.04～0.22、0.14～0.42、0.01～0.09、0～0.32 mg/g。經(jīng)聚類分析、PCA和OPLS-DA發(fā)現(xiàn)，8批野生品（YS1～YS8）聚為一類，12批栽培品（ZP1～ZP12）聚為一類;半夏野生品的主要特征標(biāo)志物為鳥苷、尿苷、腺苷、腺嘌呤，半夏栽培品的主要特征標(biāo)志物為尿嘧啶、黃嘌呤、肌苷、β-胸苷。結(jié)論：建立了半夏藥材中8種核苷類成分的含量測(cè)定方法;以核苷類成分為質(zhì)量標(biāo)志物可有效區(qū)分半夏野生品和栽培品，且野生品質(zhì)量?jī)?yōu)于栽培品。

關(guān)鍵詞 半夏;野生品;栽培品;核苷類;含量測(cè)定;化學(xué)模式識(shí)別法

Method Establishment for Content Determination of 8 Nucleosides in Wild and Cultivated Pinellia ternata and the Difference Analysis

ZHANG Yong，LI Chuanfeng，GAO Guihua，MA Yu，REN Qiang（School of Pharmacy， Jining Medical University， Shandong Rizhao 276826， China）

ABSTRACT? ?OBJECTIVE： To establish the method for the content determination of 8 nucleosides in wild and cultivated Pinellia ternate， and to conduct the difference analysis. METHODS： The contents of uracil， uridine， inosine， xanthine， adenine， guanosine， β-thymidine and adenosine in 20 batches of P. ternate （wild product YS1-YS8， cultivated product ZP1-ZP12） were determined by HPLC method. Based on the contents of the above 8 nucleosides， cluster analysis， principal component analysis （PCA）， partial least squares analysis （OPLS-DA） were used to comprehensively evaluate the wild and cultivated P. ternata. RESULTS： The contents of uracil， uridine， inosine， xanthine， adenine， guanosine， β-thymidine and adenosine in 20 batches of P. ternate were 0.02-0.24， 0.01-0.24， 0.06-0.37， 0.02-0.14， 0.04-0.22， 0.14-0.42， 0.01-0.09， 0-0.32 mg/g， respectively. Cluster analysis， PCA and OPLS-DA showed that 8 batches of wild P. ternate （YS1-YS8） were clustered into one category， and 12 batches of cultivated P. ternate （ZP1-ZP12） were clustered into one category. Main characteristic markers of wild P. ternate were guanosine， uridine， adenosine and adenine， while the main characteristic markers of cultivated P. ternate were urinine， xanthine， inosine， and β-thymidine. CONCLUSIONS： The method for the content determination of 8 nucleosides in P. ternate is established. Nucleosides as quality markers can effectively distinguish wild and cultivated P. ternata， and the quality of the wild P. ternate was better than that of cultivated P. ternate.

KEYWORDS? ?Pinellia ternata; Wild product; Cultivated product; Nucleoside; Content determination; Chemical pattern recognition

半夏是天南星科多年生草本植物半夏Pinellia ternata（Thunb.）Breit.的干燥塊莖，其性溫味辛、有小毒，具有止咳、平喘、止吐、抗炎等多種藥理作用[1-4]。目前，半夏主要分布在四川、甘肅、山東、貴州、湖南、湖北等地[5];其主要化學(xué)成分包括核苷類、生物堿類、有機(jī)酸類、甾醇類成分及揮發(fā)油等[6-10]。隨著人類社會(huì)的不斷拓展，野生半夏資源被無計(jì)劃、掠奪性地采挖，造成野生半夏資源銳減，已經(jīng)無法滿足市場(chǎng)的大量需求，使栽培品種成為市場(chǎng)上主要商品[11]。由于栽培與野生環(huán)境不同，故半夏的塊莖形態(tài)也出現(xiàn)了部分變異，甚至品質(zhì)下降[12]，造成其在臨床上的超量使用[13]。因此，有必要對(duì)野生半夏及其栽培品進(jìn)行區(qū)別。

有研究表明，核苷類成分是半夏 “降逆止嘔”的主要物質(zhì)基礎(chǔ)[14-15]，且其具有廣泛的生理活性，是生物細(xì)胞維持生命活動(dòng)的基本組成，參與 DNA 代謝過程，具有抗腫瘤、抗病毒、免疫調(diào)節(jié)、改善腦細(xì)胞代謝、鎮(zhèn)靜中樞神經(jīng)、抗血小板凝集、抗心律失常和抗驚厥等多種生物活性[16]。在2020年版《中國(guó)藥典》（一部）中，半夏并無含量測(cè)定相關(guān)的要求，僅對(duì)其中4種氨基酸（精氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸）進(jìn)行薄層色譜鑒別[17];且筆者在前期預(yù)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，采用薄層色譜法并不能鑒別野生半夏及其栽培品。因此，考慮增加半夏中核苷類成分的含量測(cè)定項(xiàng)以更好地評(píng)價(jià)半夏的質(zhì)量。但野生半夏和其栽培品是否可通過核苷類成分進(jìn)行區(qū)分尚不明確。

化學(xué)模式識(shí)別法是化學(xué)計(jì)量學(xué)的重要組成部分，也是篩選中藥質(zhì)量標(biāo)志物的重要數(shù)學(xué)方法，可劃分為無監(jiān)督的模式識(shí)別（包括聚類分析、主成分分析）和有監(jiān)督的模式識(shí)別[偏最小二乘法-判別分析（OPLS-DA）][18]?；诖?，筆者擬采用高效液相色譜法（HPLC）建立同時(shí)測(cè)定半夏中8種核苷酸類成分（尿嘧啶、尿苷、肌苷、黃嘌呤、腺嘌呤、鳥苷、β-胸苷和腺苷）的含量;并以上述8種核苷類成分的含量為基礎(chǔ)，采用化學(xué)模式識(shí)別法分析野生半夏及其栽培品中核苷類成分差異，以期為野生半夏及其栽培品的質(zhì)量控制提供參考。

1 材料

1.1 主要儀器

1260型 HPLC儀，配有G1329B自動(dòng)控溫自動(dòng)進(jìn)樣器、G1312B二元泵、G1362A柱溫箱、G1315D二極管陣列檢測(cè)器（DAD）和Agilent OpenLAB CDS數(shù)據(jù)處理工作站，購(gòu)自美國(guó)Agilent公司; BP121S型萬(wàn)分之一電子天平購(gòu)自德國(guó)Sartorius公司;KQ-500DB 型數(shù)控超聲波清洗器購(gòu)自昆山市超聲儀器有限公司;ST8R型離心機(jī)購(gòu)自美國(guó)Thermo Fisher Scientific公司。

1.2 主要藥品與試劑

本研究所用半夏野生品和栽培品藥材采自全國(guó)7個(gè)省或直轄市，由濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院王建安教授鑒定為天南星科植物半夏P. ternata（Thunb.）Breit.的干燥塊莖（樣品來源信息見表1）;尿嘧啶對(duì)照品（批號(hào)C10668189，純度99%）、尿苷對(duì)照品（批號(hào)C10633868，純度99%）、肌苷對(duì)照品（批號(hào)C10443696，純度98%）、黃嘌呤對(duì)照品（批號(hào)C10830281，純度98%）、腺嘌呤對(duì)照品（批號(hào)C10492152，純度98%）、鳥苷對(duì)照品（批號(hào)C10079911，純度99%）、β-胸苷對(duì)照品（批號(hào)C10080693，純度99%）和腺苷對(duì)照品（批號(hào)C10825934，純度99%）均購(gòu)自上海麥克林生化科技有限公司;其余試劑為實(shí)驗(yàn)室常用規(guī)格，甲醇為色譜純，水為超純水。

2 方法與結(jié)果

2.1 半夏野生品和栽培品藥材中8種核苷類成分的含量測(cè)定

2.1.1 色譜條件 色譜柱為Phenomenex C18（150 mm×4.6 mm，3 μm）;流動(dòng)相為水（A）-甲醇（B）溶液，梯度洗脫（0～6 min，2%B;6～8 min，2%B→5%B;8～15 min，5%B→10%B;15～20 min，10%B→30%B;20～30 min，30%B→80%B;30～50 min，80%B;50～52 min，80%B→2%B）;采用DAD，檢測(cè)波長(zhǎng)為265 nm;流速為1.0 mL/min;柱溫為30 ℃;進(jìn)樣量為5 μL。

2.1.2 對(duì)照品溶液的制備 精密稱取尿嘧啶、黃嘌呤、尿苷、腺嘌呤、肌苷、鳥苷、β-胸苷、腺苷對(duì)照品適量，置于同一10 mL量瓶中，加水超聲（功率200 W，頻率50 kHz，下同）溶解后定容，制成上述8種成分質(zhì)量濃度分別為101、100、99、101、99、100、99、98 μg/mL的混合對(duì)照品貯備液。精密量取上述混合對(duì)照品貯備液2 mL，置于10 mL量瓶中，加水稀釋至刻度，即得混合對(duì)照品溶液。另分別取上述8種成分對(duì)照品適量，加水稀釋制成質(zhì)量濃度均為10 μg/mL的單一對(duì)照品溶液。

2.1.3 供試品溶液的制備 取半夏藥材粉末（過60目篩）1 g，精密稱定，加水10 mL，超聲提取45 min，放冷，以4 500 r/min離心10 min，取上清液，經(jīng)0.22 μm微孔濾膜濾過，即得。

2.1.4 專屬性試驗(yàn) 分別精密吸取“2.1.2”項(xiàng)下混合對(duì)照品溶液和“2.1.3”項(xiàng)下供試品溶液（編號(hào)ZP8）各5 μL，按“2.1.1”項(xiàng)下色譜條件進(jìn)樣測(cè)定，記錄色譜圖。結(jié)果，尿嘧啶、尿苷、肌苷、黃嘌呤、腺嘌呤、鳥苷、β-胸苷和腺苷的色譜峰峰形均較好，且分離度均大于1.5，理論板數(shù)以黃嘌呤峰計(jì)不低于3 000，詳見圖1。

2.1.5 線性關(guān)系、定量限和檢測(cè)限考察 分別精密吸取“2.1.2”項(xiàng)下混合對(duì)照品貯備液2、1、0.5、0.1、0.05 mL，置于10 mL量瓶中，加水稀釋至刻度，混勻。分別精密吸取上述系列溶液適量，按“2.1.1”項(xiàng)下色譜條件進(jìn)樣分析，記錄色譜圖。以8種核苷類成分的質(zhì)量濃度（x，? ? ? ?μg/mL）為橫坐標(biāo)、峰面積（y）為縱坐標(biāo)進(jìn)行回歸分析。另外，取“2.1.2”項(xiàng)下8種核苷類成分的單一對(duì)照品溶液，以水逐級(jí)稀釋，再按“2.1.1”項(xiàng)下色譜條件進(jìn)樣分析，記錄色譜圖，以信噪比10 ∶ 1、3 ∶ 1分別計(jì)算定量限（LOQ）和檢測(cè)限（LOD），結(jié)果見表2。

2.1.6 精密度試驗(yàn) 精密吸取“2.1.2”項(xiàng)下混合對(duì)照品溶液5 μL，按“2.1.1”項(xiàng)下色譜條件連續(xù)進(jìn)樣6次，記錄峰面積。結(jié)果，尿嘧啶、黃嘌呤、尿苷、腺嘌呤、肌苷、鳥苷、β-胸苷、腺苷峰面積的RSD分別為0.26%、0.31%、0.33%、0.10%、0.38%、0.39%、0.27%、0.10%（n=6），表明儀器精密度良好。

2.1.7 穩(wěn)定性試驗(yàn) 精密稱取同一批半夏藥材粉末（編號(hào)ZP8，過60目篩），按“2.1.3”項(xiàng)下方法制備供試品溶液，于室溫條件下放置0、3、6、9、12、24 h 后，按“2.1.1”項(xiàng)下色譜條件進(jìn)樣分析，記錄峰面積。結(jié)果，尿嘧啶、黃嘌呤、尿苷、腺嘌呤、肌苷、鳥苷、β-胸苷、腺苷峰面積的RSD 分別為1.3%、0.84%、0.91%、1.1%、1.2%、0.91%、0.88%、0.83%（n=6），表明供試品溶液在室溫放置24 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。

2.1.8 重復(fù)性試驗(yàn) 精密稱取同一批半夏藥材粉末（編號(hào)ZP8，過60目篩），共6份，按“2.1.3”項(xiàng)下方法制備供試品溶液，再按“2.1.1”項(xiàng)下色譜條件進(jìn)樣分析，記錄峰面積，并按外標(biāo)法計(jì)算含量。結(jié)果，尿嘧啶、黃嘌呤、尿苷、腺嘌呤、肌苷、鳥苷、β-胸苷和腺苷的平均含量分別為0.19、0.18、0.14、0.06、0.13 、0.17、0.05、0.16 mg/g，RSD分別為1.1%、1.3%、1.5%、0.86%、1.5%、1.3%、0.98%、1.1%（n=6），表明該方法重復(fù)性良好。

2.1.9 加樣回收率試驗(yàn) 精密稱取已知含量的半夏藥材粉末（編號(hào)ZP8，過60目篩）6份，每份0.5 g，分別加入與樣品中待測(cè)成分含量相當(dāng)?shù)哪蜞奏ぁⅫS嘌呤、尿苷、腺嘌呤、肌苷、鳥苷、β-胸苷、腺苷的對(duì)照品，按照“2.1.3”項(xiàng)下方法制備供試品溶液，再按“2.1.1”項(xiàng)下色譜條件進(jìn)樣分析，記錄峰面積并計(jì)算加樣回收率，結(jié)果見表3。

2.1.10 樣品含量測(cè)定 取20批半夏藥材，按“2.1.3”項(xiàng)下方法制備供試品溶液，再按“2.1.1”項(xiàng)下方法進(jìn)樣測(cè)定，采用外標(biāo)法計(jì)算8種核苷類成分的含量。每批樣品平行測(cè)定3份，取平均值，結(jié)果見表4。

2.2 化學(xué)模式識(shí)別分析

2.2.1 聚類分析 采用SPSS 25.0軟件，將20批半夏藥材中8種核苷類成分的含量作為變量，采用平方歐氏距離和組間聯(lián)接法進(jìn)行聚類分析，結(jié)果見圖 2。由圖2可知，當(dāng)平方歐氏距離為25時(shí)，20 批樣品聚為2類：樣品ZP1～ZP12號(hào)聚為第一類，均為栽培品;樣品YS1～YS8聚為第二類，均為野生品。由此說明，野生半夏和其栽培品中核苷類成分的含量存在明顯差異。

2.2.2 主成分分析 采用 SPSS 25.0 軟件建立20批半夏藥材的8種核苷類成分的含量數(shù)據(jù)矩陣，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化后，采用SIMCA-P 14.1軟件進(jìn)行主成分分析，以特征值>1 為標(biāo)準(zhǔn)，得到2個(gè)主成分，累積方差貢獻(xiàn)率為79.333%（表5），表明2個(gè)主成分能較好地解釋原有變量所包含的信息;同時(shí)得到8種核苷類成分的主成分矩陣（表6）、主成分得分圖（圖3）和主成分載荷圖（圖4）。另以8種核苷類成分的含量作為變量，建立主成分分析模型，模型解釋率R2X=0.765（該值大于0.5，說明建立的模型具有較高的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率[19]）。由表6可知，腺嘌呤、鳥苷和腺苷對(duì)主成分1具有較高的載荷，尿苷和β-胸苷對(duì)主成分2具有較高的載荷。由圖3、圖4可知，半夏野生品與栽培品各自聚為一類，說明不同生長(zhǎng)條件的半夏中的核苷類成分含量存在明顯差異;野生品中鳥苷、尿苷、腺苷、腺嘌呤為其主要的特征標(biāo)志物，栽培品中β-胸苷、肌苷、黃嘌呤、尿嘧啶為其主要的特征標(biāo)志物。

2.2.3 OPLS-DA分析 在主成分分析的基礎(chǔ)上，將20批半夏藥材中8種核苷類成分的含量數(shù)據(jù)導(dǎo)入SIMCA 14.1軟件中，建立OPLS-DA模型（其得分圖見圖5）。結(jié)果顯示，數(shù)據(jù)矩陣模型質(zhì)量參數(shù)R2X=0.95、R2Y=0.94，模型預(yù)測(cè)參數(shù)Q2=0.87（其中，R2X表示概況X矩陣的結(jié)實(shí)率;R2Y表示模型的穩(wěn)定性;Q2表示模型的預(yù)測(cè)性）。三者均大于0.5，且R2X和Q2之間差距小于0.2，說明所建模型具有較強(qiáng)的解釋率和預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率[20-21]，可用于區(qū)分半夏野生品和栽培品。

2.2.4 綜合評(píng)價(jià) 參考文獻(xiàn)[22]方法，將“2.2.2”項(xiàng)下所得的主成分得分系數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)相乘后求和，得到兩個(gè)主成分的表達(dá)式F1、F2：F1=-0.189×Z1-0.197×Z2+0.140×Z3+0.176×Z4-0.154×Z5+0.180×Z6-0.090×Z7+0.171×Z8，F(xiàn)2=0.085×Z1+0.177×Z2+0.406×Z3+0.093×Z4+0.240×Z5+0.275×Z6+0.465×Z7+0.039×Z8（Z1～Z8表示8種核苷類成分含量經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)）。以每個(gè)主成分所對(duì)應(yīng)的特征值占提取主成分的特征值之和的比例作為權(quán)重，得到主成分綜合模型：H=（57.131%×F1+22.202%×F2）/79.333%;然后，根據(jù)此綜合模型計(jì)算20批半夏藥材的主成分得分及綜合得分，綜合得分越高，表明藥材質(zhì)量越好[23]，結(jié)果見表7。

由表7可知，從重慶市和江西省收集的半夏野生品的綜合得分排名前8位，表明該兩地產(chǎn)野生半夏藥材的質(zhì)量較好;也由此說明，對(duì)半夏中核苷類成分的分析，能有效地評(píng)價(jià)其質(zhì)量。

3 討論

3.1 檢測(cè)波長(zhǎng)的選擇

本課題組采用DAD對(duì)混合對(duì)照品溶液進(jìn)行了全波長(zhǎng)掃描，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，半夏藥材中8種核苷類成分的最大吸收波長(zhǎng)均在265 nm附近，且在該波長(zhǎng)下圖譜的基線穩(wěn)定、峰形較好，故選擇265 nm作為本研究的檢測(cè)波長(zhǎng)。

3.2 色譜條件的考察

核苷類成分極性較強(qiáng)，均可在C18柱上采用低有機(jī)溶劑比例的流動(dòng)相洗脫[24]。本課題組比較了甲醇-水、乙腈-水、甲醇-0.1%甲酸溶液等流動(dòng)相對(duì)半夏藥材中核苷類成分洗脫的影響，發(fā)現(xiàn)采用甲醇-水為流動(dòng)相可達(dá)到良好的洗脫效果。本研究選擇甲醇為有機(jī)相進(jìn)一步優(yōu)化梯度洗脫條件，使核苷類成分在25 min內(nèi)全部洗脫，其他成分在50 min內(nèi)洗脫完畢，且供試品溶液中各成分分離良好。

3.3 供試品溶液制備方法的考察

本課題組在前期預(yù)實(shí)驗(yàn)中選擇水、甲醇、乙醇、甲醇-水、乙醇-水等作為核苷類成分的提取溶劑，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，甲醇和乙醇很難將肌苷、鳥苷提取出來，但水對(duì)肌苷和鳥苷的提取效率較高。在提取方法的選擇上，本課題組考察了回流提取法與超聲提取法，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，超聲提取法的效率較高。后續(xù)本課題組又對(duì)影響超聲提取效率的功率（300、400、500 W）、頻率（30、40、50 kHz）、提取時(shí)間（30、45、60 min）等因素進(jìn)行了考察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，選擇超聲功率500 W、頻率40 kHz提取45 min可將半夏中的核苷類成分完全提取。

綜上所述，本研究建立了一種同時(shí)測(cè)定半夏中8種核苷類成分含量的方法;經(jīng)化學(xué)模式識(shí)別法分析后發(fā)現(xiàn)，以核苷類成分為質(zhì)量標(biāo)志物可有效區(qū)分半夏的野生品和栽培品，且野生品質(zhì)量?jī)?yōu)于栽培品。

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（收稿日期：2021-02-04 修回日期：2021-05-18）

（編輯：唐曉蓮）