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中药青蒿抗氧化活性的谱效关系研究

赖立勇 夏天爽 徐圣焱 蒋益萍 岳小强 辛海量

吴海韵, 杨甜, 张弛, 梁文仪, 苏娟. 气相色谱-离子迁移谱技术在中药研究中的应用进展[J]. 药学实践与服务. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202409007
引用本文: 赖立勇, 夏天爽, 徐圣焱, 蒋益萍, 岳小强, 辛海量. 中药青蒿抗氧化活性的谱效关系研究[J]. 药学实践与服务, 2024, 42(5): 203-210, 216. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202211012
WU Haiyun, YANG Tian, ZHANG Chi, LIANG Wenyi, SU Juan. Advancements in the application of gas chromatography-ion migration spectrometry(GC-IMS)in traditional Chinese medicine research[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202409007
Citation: LAI Liyong, XIA Tianshuang, XU Shengyan, JIANG Yiping, YUE Xiaoqiang, XIN Hailiang. Study on spectrum-effect relationship based on antioxidant activity of Artemisiae Annuae Herba[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2024, 42(5): 203-210, 216. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202211012

中药青蒿抗氧化活性的谱效关系研究

doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202211012
基金项目: 国家自然科学基金(82174079,U1603283)
详细信息
    作者简介:

    赖立勇,博士研究生,Email:17301785074@163.com

    通讯作者: 岳小强,博士,教授,研究方向:中西医临床与科研,Email:yuexiaoqiang@163.com辛海量,博士,教授,研究方向:中药资源、品质评价、药理学研究,Email:hailiangxin@163.com

Study on spectrum-effect relationship based on antioxidant activity of Artemisiae Annuae Herba

  • 摘要:   目的  通过考察11批青蒿的高效液相色谱(HPLC)指纹图谱与体外抗氧化活性的谱效关系,筛选出青蒿体外抗氧化作用的药效物质基础成分。  方法  色谱柱为Aglient C18(250 mm×4.6 mm, 5 μm)色谱柱,流动相为0.2%磷酸水-甲醇,流速为1 ml /min;柱温为室温;检测波长为220 nm;进样量为10 μl。以异绿原酸A为参照,采用《中药指纹图谱相似度评价系统》(2012版)确定并记录11批青蒿样品的共有峰。检测不同青蒿样品对DPPH自由基和ABTS自由基的清除效率,作为其抗氧化评价,利用SIMCA14.1软件构建PLSR模型并分析谱效关系。  结果  11批青蒿样品中共检测出48个共有峰,鉴定11个成分,分别为东莨菪内酯、滨蒿内酯、异绿原酸B、异绿原酸A、异绿原酸C、木犀草素、芹菜素、猫眼草黄素、青蒿素、艾黄素和青蒿酸。检测11批青蒿样品的DPPH自由基和ABTS自由基的清除能力,谱效关系显示,异绿原酸A、B、C和滨蒿内酯峰面积与青蒿的DPPH自由基和ABTS自由基清除能力正相关,且变量投影值大于1,表明这些成分在青蒿的体外抗氧化方面有显著贡献。  结论  本研究考察了青蒿中不同物质的体外抗氧化能力,证明异绿原酸A、B、C和滨蒿内酯为青蒿的体外抗氧化活性的药效物质基础。
  • 中药挥发性成分(VOCs)是指中药中一类具有芳香气并易挥发的成分,其化学组成复杂,主要包括挥发油类以及其他分子量较小、易挥发的化合物,例如萜类、脂肪族、芳香族化合物等。VOCs具有发汗解表、芳香开窍、镇咳祛痰、理气、驱风、抑菌、镇痛、杀虫等多种功效。作为中药学研究的热点之一,高效率、高标准的检测药材中VOCs十分关键。因此,利用现代化方法来实现对中草药挥发性成分的细致分析,意义巨大。

    VOCs常用气相色谱-质谱联用(GC-MS)方法进行分析,虽分离能力强,但样品需要预处理且分析时间长。气相色谱-离子迁移谱(GC-IMS)法结合了GC突出的分离能力和IMS快速响应、高灵敏度的特点,具有样品准备简便、高灵敏度、高分辨率等显著优势,结合化学计量学分析中药材VOCs所呈现图谱,可实现对药材VOCs无损、快速区分[1]

    GC-IMS 技术的基本原理[2]是通过将样品混合物引进气相色谱仪进行分离,样品分子和载气分子在离子源放射性物质的作用下发生一系列反应形成产物离子,这些产物离子在不同的电场驱动下通过离子门进入迁移区,与逆向而来的中性迁移气体分子发生碰撞而损失能量。产物离子在电场中的迁移速率不同,到达检测器上的时间不同,从而使样品差异化分离(如图1),最后可得到一个包含有离子迁移时间(X轴),气相色谱保留时间(Y轴),离子强度(Z轴)的三维谱图(如图2)。

    图  1  气相色谱-离子迁移谱联用技术分离示意图
    图  2  气相色谱-离子迁移谱联用技术结果三维谱图[3]

    顶空-气相色谱-离子迁移谱(HS-GC-IMS)是应用于检测药材中VOCs最为广泛的方式之一 [3]。其原理是首先将样品中的VOCs通过热孵育和振摇使之从药材中逸出,随后抽取顶空气体进行分析,避免复杂基质干扰,再使之进入气相色谱(GC)、离子迁移谱(IMS)中,得到相应谱图。HS-GC-IMS无需样品预处理,在分析复杂样品或需要快速检测场景方面更具优势。

    自从1972年第一张经过GC分离的IMS谱图出现[2],早期主要用于军事领域(如化学战剂检测)和毒品筛查的先进技术逐渐面向市场,应用于研究(如图3),引进国内后广泛使用于中药研究。现阶段,通过GC-IMS捕捉到中药材中的微量VOCs,将其应用于区分中药的不同种类和产地、监控中药炮制过程以及中药复方组分分析等[4],为中药材的产地及真伪鉴别提供可靠的依据,同时也为质量控制和药效研究等方面提供数据支持。

    图  3  GC-IMS在中药领域发展时间脉络图

    同属不同种之间的中药材亲缘关系比较接近,在VOCs种类差异上不显著,利用GC-IMS技术善于捕捉挥发性化合物种类微小差异的特点,可对样品进行品种鉴别。

    陈皮中主要含有三萜类、挥发油类等几百种成分,有平喘止咳、调节血管等药理作用[5-6],刘主洁等[7]和Lv等[8]采用HS-GC-IMS对陈皮和广陈皮样品中VOCs进行研究,分析二者的特征信号,以邻氨基苯甲酸二甲酯为广陈皮最明显的特征标记物,柠檬烯、癸醛等也可作为广陈皮的特征信号,利用这些特征信号可对陈皮和广陈皮进行区分。山莓是覆盆子的混淆品之一,为保证用药安全有效,有必要对两者进行区分[9],严爱娟等[10]采用GC-IMS技术检测山莓和覆盆子VOCs,明确鉴定出覆盆子特征成分较山莓多,其中癸醛、1-辛烯-3-醇等在覆盆子样品中的含量更高,苯甲醛、2-丁酮等在山莓样品中的含量更高,以此来实现山莓和覆盆子的区分。彭旭阳等[11]采用GC-IMS分析新疆和田地区“梭梭”和“红柳”肉苁蓉这两种不同寄主肉苁蓉挥发性物质之间的不同,找到了二者主要差异物质为苯甲醛、庚醛等。

    道地药材是指生长在特定的自然生态环境中,经过一系列技术培育和加工而成,且被公认为比其他地方生产的同种药材的质量和治疗效果好的药材[12]。但随着产地的迁移、品种的引入,在外观性状上对道地药材和其他产地的中药进行简单鉴别已经不能满足需求。

    王振洲等[13]采用GC-IMS对来自不同产区的人参VOCs进行检测,发现2,5-二甲基吡嗪和2,6-二甲基吡嗪等VOCs在吉林集安四年生人参中含量较高,而吉林敦化四年生人参中含量相对较低,由此鉴别四年生吉林集安和敦化的人参。西洋参同属于五加科人参属,成功引种进入我国后,辽宁、吉林和山东是其主产区[14],王燕等[15]使用GC-IMS技术对美国、加拿大、山东等五个不同产地的西洋参进行研究,共鉴定出53种VOCs,其中美国西洋参中2-庚酮等成分的含量较高,而加拿大产α-蒎烯等成分的含量显著高于其它产区,中国产芳樟醇等成分的含量较高,其中吉林产地的含量是辽宁、山东产地的2.60和3.60倍,通过这些显著差异可对西洋参进行产地溯源和鉴别。

    李曼祎等[16]使用GC-IMS技术对新疆、宁夏、内蒙古、青海四个主要产区的枸杞进行化学成分测定,分析出了四个地区含量差异较大的16种物质,发现内蒙古枸杞区别于另外三个产地特有的物质为正丁醇,同时筛选出了叶醇等五种标记性物质对枸杞产地进行区分。Li[17]等分别采用HS-SPME-GC-MS和HS-GC-IMS检测河北、河南、江苏、浙江、安徽以及山东6个不同地区的五味子,结果显示安徽的五味子萜类物质含量较高,同时该研究也证明了HS-GC-IMS对样品的分类效果优于HS-SPME-GC-MS。山东为瓜萎的道地产区[18],河北也是瓜萎的重要产区,不同产地的瓜萎可能在品质及所含成分上有所差别,从而对药效也会产生一定的影响[19-20]。张敏敏等[19]采用GC-IMS在瓜萎皮样品中共鉴定出醛类和醇类等88种VOCs,分析发现山东瓜蒌皮中2-庚酮、正壬醛等物质的含量低于河北瓜蒌皮,但1-己醇、糠醇等含量更高的结论,通过这些差异基本实现了两地区瓜萎皮的区分。Li等[21]采用HS-GC-IMS联合PCA建立松茸特征图谱,对分别来自云南和四川的松茸样品以及它们的菌盖和菌柄进行研究,发现虽然指纹图谱相似度较高,但各自也有其特征性挥发物:苯乙醛和糠醇等仅在云南产松茸的菌柄中被发现,戊烷仅在四川产松茸的菌柄中被发现,戊醛仅在云南产松茸的菌盖中检出,甲基吡嗪仅在四川产松茸的菌盖中检出,通过特征性挥发物的不同,可对分别产自云南和四川的松茸进行区分。

    中药复方成分众多且复杂,确保其质量符合标准、疗效可靠、使用安全是关键,采用HPLC特征图谱进行分析是目前公认的良好方法之一[22]。GC-IMS检测灵敏度高、分离效果好,是对HPLC表征中药复方质量分析的有益补充。

    Yuan等[23]设置了对照组、慢性不可预测轻度应激(CUMS)组和CUMS+百合鸡子黄汤组,采用HS-GC-IMS等方法对百合鸡子黄汤治疗CUMS大鼠粪便中挥发性化合物含量进行研究,鉴定出了11个生物标志物,找出了对照组大鼠粪便样品中甲硫醚含量较高,而CUMS组则较低,同时百合子鸡汤组抑郁表现出保护性干预作用;Yin等[24]采用HS-GC-IMS对开心散中的挥发性化合物进行分析,鉴别出β-细辛酮等十种VOCs可作为开心散的质量标记物,进一步为开心散质量控制及药效机制等的相关研究奠定基础;李巍等[25]利用HS-GC-IMS对清感秋饮中的VOCs进行定性定量分析,共鉴定出120种VOCs,其中,紫苏属酮、β-石竹烯等可能为其主要药效成分。

    中药的加工炮制是提高临床疗效的重要手段,也是保证临床用药安全的重要措施[26]。应用不同的炮制方法可能会引起中药中的化学成分发生含量加减、成分转化与破坏等变化,采用GC-IMS技术对中药加工炮制过程中的VOCs进行动态监控,对于炮制工艺的规范、制定更优炮制方案等具有指导意义。

    干燥是中药材和饮片加工制备过程中的重要且关键的环节之一,而中药中的VOCs易受干燥工艺的影响,对于富含VOCs的中药,准确控制干燥工艺有利于减少有效成分的损失。陈树鹏等[27]采用GC-IMS等技术确定烘干样品的整体香气属性优于晒干样品,这可能是由于烘干工艺对环境温度的调整使得烘干过程更有利于果香、柑橘香以及甜香香气保留。其中苯乙酸乙酯、乙酸乙酯等 12 种物质为晒干主要成分,2-甲基-1-丁醇、(E)-2-己烯-1-醇等为烘干主要成分;Wang等[24]在8S-GC-IMS技术的辅助下,了解了柑橘皮干燥以及不同条件下挥发性成分情况,研究柑橘皮各成分在不同干燥温度下的缺失,其中,70 ℃下干燥会导致2,2-苯基-1-苦基肼基和铁还原抗氧化能力显著降低。Yu等[29]通过GC-MS比较总离子色谱图中的峰面积与苯乙酸乙酯的峰面积,将VOCs的含量进行半定量再通过GC-IMS呈现图谱对结果进行比较,确定VOCs的身份,从而证实晒干有利于两个品种的网纹柑橘中萜醇类化合物的保存,热风干燥有利于脂肪族醛和倍半萜的保存,而冷冻干燥是保存酯类和酚类物质的最佳方法;Zhou等[30]对肉苁蓉进行酒制增效后粉碎、超微粉碎、醇提、水提等处理,采用HS-GC-IMS方法检测其VOCs并建立指纹图谱,发现增效处理的肉苁蓉VOCs的种类和含量有所减少,分析原因可能为各种化学物质之间在处理过程中会发生化学变化,而新鲜肉苁蓉则保存了更多种类的VOCs,超微粉碎处理和水提处理后的肉苁蓉挥发性化合物主要以醛类为主。除此之外,将其它中药基于GC-IMS技术在不同炮制方法中的应用汇总于表1

    表  1  GC-IMS技术在炮制研究方面的应用
    作者 药材及炮制方法 采用方式 实例
    高以丹等 [31] 柴达木枸杞
    冷冻干燥、自然阴干、热风烘干
    GC-IMS 从枸杞样品中鉴定出反-2-壬烯醛、2,4-庚二烯醛等52种VOCs,表明冷冻干燥法比自然阴干、热风烘干以及微波干燥更好,能够有效保留枸杞中的VOCs,使枸杞保持较高的品质。
    时海燕等 [32] 六神曲
    生品、炒品、焦品
    HS-GC-IMS 从六神曲生品、炒品和焦品中鉴别出60种化合物通过比较种类和差异,得出炒神曲比焦神曲健胃消食的效果更好。
    林秀敏等 [33] 当归
    酒洗、酒炙、酒浸
    GC-IMS 2-十一烯醛、丙酮等为酒洗与酒浸当归的主要差异性物质,2-十一烯醛、丙酮等为酒洗与酒炙当归的主要差异性物质,2-十一烯醛、辛酸乙酯等为酒浸与酒炙当归的主要差异性物质。
    武旭等 [34] 胆南星
    发酵炮制
    GC-IMS 发酵炮制有助于胆南星矫味矫臭
    王雨晨等 [35] 太子参
    常温晾干、晒干、热风干燥、
    真空冷冻干燥
    GC-IMS 40 ℃热风干燥可以有效保留太子参样品中的VOCs,与晒干、晾干样品无差异,但真空冷冻干燥对太子参挥发性成分的影响较大,会造成挥发性成分以及风味的损失
    焦焕然等 [36] 侧柏叶
    常温晾干、晒干,热风干燥、
    变温干燥
    GC-IMS 40 ℃和60 ℃热风干燥能够较好地保留瓜蒌样品中的核苷类和黄酮类成分
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    国内外也有许多采用GC-IMS与电子鼻联用对中药挥发性成分进行研究。电子鼻是一种通过模拟人嗅觉系统对检测物质进行品质评价的感官仪器,其原理是通过传感器阵列对气味分子进行检测和响应,将产生的信号经过预处理后送入模式识别系统,通过指纹图谱对挥发性成分或是气体进行定量或定性分析[37]。两种技术的联用为实验的结果研究提供了更高的准确度。

    Feng等 [38]采用GC-IMS、GC-MS对不同地理标志的八种花椒的VOCs进行测定,证明了两种方法均可用于对不同花椒的分类,但相较之下GC-IMS操作时间更短,且有能够检测到含量很低物质,结果表明红花椒比青花椒能够释放出更多的萜烯、酯类和更少的醇类,同时该研究还与电子鼻联用表征花椒中的香气物质,W1W、W2W和W5S传感器对花椒样品VOCs的响应更强,说明花椒产品中可能含有更高丰度的萜烯、有机硫化物和氮氧化物。陈小爱等 [39]利用GC-MS、GC-IMS和电子鼻技术联用,分析老香黄在发酵期间的VOCs变化,GC-MS共鉴别出包括醇类等八个种类的46种VOCs,GC-IMS则检测出包括杂环类等九个类别的38种VOCs,同时电子鼻PCA有效区分了不同发酵时间的样品,发现发酵6个月后老香黄挥发性组分开始发生较大的变化,其中柠檬烯等14种是发酵期间含量较高且相对稳定的成分,发酵过程中产生的庚醛、糠醛等是构成老香黄特有气味的特征性成分。王世丽等 [40]通过电子鼻辨识南北柴胡气味特征物质与GC-IMS检测其挥发性成分,发现南北柴胡中短链烷烃、醛类等物质差异较大,癸醛、异戊烯醛等可作为南柴胡的特征物质,2-甲基丙酸、3-甲基丁醇可作为北柴胡的特征物质,此外乙酸、乙酸甲酯等成分在北柴胡中显著高于南柴胡。

    GC-IMS在中药研究中的应用前景非常广阔,不仅可以对同属不同种、不同产地来源、不同采收期以及不同贮存时间的中药VOCs进行分析鉴别,还可以帮助分析炮制前后中药VOCs含量变化以及在复方中寻找质量标志物,为药物质量控制与药效研究提供帮助。另外,随着技术的不断进步和中药现代化需求的增加,GC-IMS可以与特征图谱相结合,构建特征指纹图谱;也可以与电子鼻等其他分析手段融合,发挥出新的效果,让其所能提供的信息更加全面。但该项技术作为新兴科技仍需解决许多问题,比如应探索融合数据库的体系架构[41]。目前,GC-IMS通常使用的数据库为NIST出版的标准质谱图,对于中药VOCs的专业数据库搭建还不全面,部分VOCs需要自行判断建立文档保存入库,对实验进程造成不便。由于中药挥发性成分复杂,GC-IMS可能因峰重叠导致部分成分无法准确定性,例如分析复方丹参片时,GC-IMS仅能明确鉴定其中60%的化合物,需GC-MS辅助验证。而且GC-IMS对象单一,无法检测多糖、生物碱等非挥发性成分,难以全面评价中药质量。

    总的来说,GC-IMS技术为中药研究提供了一种新的科学工具,有利于推动中药科学研究深入,也为中药产业的发展走向国际化和标准化提供支持。

  • 图  1  11批中药青蒿样品的HPLC叠加指纹图谱

    图  2  11批中药青蒿样品的HPLC对照图谱

    图  3  混合对照品的HPLC图

    图  4  各共有峰相关系数

    A. 清除DPPH自由基;B.清除ABTS自由基

    图  5  各共有峰的VIP值

    A.清除DPPH自由基;B.清除ABTS自由基

    表  1  药材样品来源信息

    序号 产地 序号 产地
    S1 河北邯郸 S7 安徽亳州
    S2 安徽亳州 S8 江西赣州
    S3 河南驻马店 S9 四川自贡
    S4 安徽亳州 S10 河南南阳
    S5 湖北恩施 S11 重庆市
    S6 安徽亳州
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    表  2  11批中药青蒿样品HPLC图谱共有峰的相对保留时间

    编号 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 RSD(%)
    峰1 0.071 0.071 0.071 0.071 0.070 0.070 0.070 0.071 0.070 0.072 0.072 1.060
    峰2 0.075 0.075 0.075 0.075 0.075 0.074 0.075 0.075 0.074 0.075 0.075 0.540
    峰3 0.303 0.308 0.308 0.309 0.309 0.309 0.310 0.311 0.310 0.310 0.309 0.680
    峰4 0.396 0.401 0.401 0.401 0.400 0.401 0.401 0.402 0.402 0.403 0.402 0.450
    峰5 0.418 0.423 0.423 0.424 0.424 0.423 0.424 0.425 0.424 0.425 0.425 0.460
    峰6 0.433 0.437 0.437 0.437 0.436 0.436 0.436 0.437 0.437 0.439 0.438 0.340
    峰7 0.468 0.472 0.472 0.472 0.472 0.472 0.472 0.473 0.473 0.473 0.473 0.300
    峰8 0.662 0.667 0.667 0.667 0.667 0.666 0.667 0.668 0.667 0.668 0.668 0.250
    峰9 0.717 0.723 0.723 0.723 0.723 0.722 0.724 0.724 0.724 0.724 0.724 0.280
    峰10 0.731 0.739 0.738 0.738 0.741 0.737 0.738 0.738 0.738 0.738 0.740 0.340
    峰11 0.794 0.796 0.796 0.796 0.796 0.795 0.797 0.797 0.796 0.797 0.797 0.120
    峰12 0.810 0.815 0.815 0.815 0.809 0.814 0.815 0.815 0.814 0.817 0.817 0.310
    峰13 0.823 0.825 0.825 0.825 0.825 0.824 0.826 0.827 0.825 0.826 0.826 0.130
    峰14 0.912 0.912 0.912 0.913 0.911 0.912 0.914 0.914 0.913 0.913 0.914 0.110
    峰15 0.983 0.982 0.983 0.983 0.982 0.982 0.983 0.985 0.982 0.984 0.983 0.100
    峰16 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 0
    峰17 1.038 1.037 1.037 1.037 1.037 1.037 1.037 1.038 1.037 1.038 1.038 0.050
    峰18 1.058 1.056 1.058 1.058 1.060 1.060 1.061 1.062 1.060 1.059 1.059 0.160
    峰19 1.078 1.079 1.078 1.078 1.075 1.074 1.078 1.079 1.075 1.078 1.079 0.170
    峰20 1.133 1.131 1.131 1.131 1.131 1.129 1.130 1.131 1.129 1.132 1.132 0.110
    峰21 1.157 1.154 1.157 1.155 1.155 1.156 1.156 1.157 1.154 1.158 1.156 0.110
    峰22 1.190 1.190 1.189 1.189 1.190 1.192 1.188 1.189 1.187 1.189 1.192 0.130
    峰23 1.199 1.198 1.198 1.198 1.198 1.198 1.199 1.199 1.197 1.198 1.198 0.050
    峰24 1.215 1.214 1.214 1.214 1.213 1.213 1.213 1.215 1.212 1.214 1.214 0.070
    峰25 1.246 1.244 1.244 1.244 1.243 1.242 1.243 1.244 1.242 1.244 1.245 0.100
    峰26 1.307 1.306 1.306 1.307 1.306 1.305 1.306 1.308 1.306 1.306 1.308 0.070
    峰27 1.452 1.453 1.450 1.450 1.450 1.450 1.450 1.453 1.449 1.448 1.449 0.110
    峰28 1.464 1.462 1.463 1.463 1.464 1.463 1.464 1.465 1.461 1.461 1.460 0.110
    峰29 1.497 1.493 1.495 1.495 1.492 1.492 1.495 1.500 1.492 1.494 1.494 0.160
    峰30 1.656 1.655 1.656 1.653 1.648 1.645 1.648 1.649 1.647 1.658 1.659 0.300
    峰31 1.665 1.665 1.672 1.663 1.659 1.657 1.657 1.658 1.656 1.667 1.667 0.320
    峰32 1.718 1.718 1.717 1.716 1.711 1.709 1.710 1.711 1.708 1.719 1.721 0.270
    峰33 1.752 1.752 1.751 1.748 1.743 1.738 1.738 1.740 1.739 1.754 1.756 0.400
    峰34 1.770 1.770 1.769 1.767 1.762 1.758 1.758 1.759 1.758 1.772 1.775 0.360
    峰35 1.833 1.834 1.833 1.830 1.825 1.821 1.821 1.822 1.820 1.835 1.838 0.360
    峰36 1.893 1.894 1.893 1.890 1.884 1.879 1.879 1.880 1.879 1.896 1.900 0.420
    峰37 1.942 1.943 1.942 1.939 1.932 1.927 1.927 1.928 1.928 1.945 1.949 0.430
    峰38 1.950 1.950 1.949 1.946 1.939 1.934 1.934 1.935 1.935 1.953 1.956 0.430
    峰39 2.027 2.027 2.026 2.023 2.015 2.010 2.009 2.011 2.011 2.030 2.034 0.460
    峰40 2.036 2.036 2.032 2.031 2.024 2.019 2.018 2.016 2.020 2.039 2.043 0.470
    峰41 2.102 2.102 2.101 2.097 2.090 2.084 2.084 2.085 2.085 2.105 2.109 0.450
    峰42 2.117 2.116 2.114 2.111 2.103 2.097 2.097 2.097 2.098 2.119 2.122 0.470
    峰43 2.156 2.155 2.153 2.149 2.141 2.135 2.134 2.135 2.136 2.157 2.161 0.490
    峰44 2.226 2.224 2.223 2.219 2.211 2.204 2.204 2.205 2.205 2.226 2.230 0.470
    峰45 2.233 2.232 2.230 2.226 2.218 2.212 2.211 2.213 2.212 2.234 2.238 0.470
    峰46 2.267 2.265 2.263 2.259 2.250 2.243 2.243 2.244 2.244 2.265 2.270 0.490
    峰47 2.329 2.327 2.325 2.321 2.312 2.306 2.304 2.306 2.306 2.328 2.332 0.480
    峰48 2.363 2.362 2.36 2.355 2.346 2.339 2.338 2.340 2.340 2.363 2.367 0.490
    共有峰/总峰 0.837 0.815 0.778 0.821 0.811 0.834 0.864 0.776 0.823 0.806 0.838
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    表  3  11批中药青蒿样品HPLC图谱共有峰的相对峰面积

    编号 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 RSD(%)
    峰1 0.221 0.718 0.167 0.215 6.001 18.615 0.134 0.037 0.545 0.046 0.033 232.240
    峰2 0.539 2.042 0.539 0.505 11.735 36.124 0.337 0.055 1.571 0.192 0.041 223.380
    峰3 0.065 0.102 0.060 0.131 0.300 0.356 0.050 0.035 0.070 0.032 0.028 100.170
    峰4 0.066 0.061 0.059 0.088 0.121 0.476 0.033 0.015 0.064 0.021 0.026 139.490
    峰5 0.134 0.056 0.104 0.130 0.183 0.339 0.145 0.084 0.080 0.054 0.073 64.820
    峰6 0.391 0.338 0.288 0.344 0.243 0.408 0.321 0.169 0.271 0.131 0.077 39.430
    峰7 0.987 0.201 0.214 0.514 0.385 0.315 0.850 0.405 0.308 0.251 0.482 57.330
    峰8 0.375 0.295 0.217 0.584 0.686 0.903 0.376 0.150 0.338 0.143 0.305 59.310
    峰9 0.533 0.646 0.316 0.766 2.647 4.610 0.201 0.130 0.674 0.112 0.332 139.510
    峰10 0.223 0.058 0.024 0.137 0.259 0.464 0.189 0.008 0.051 0.039 0.023 104.800
    峰11 0.225 0.203 0.202 0.236 0.365 0.952 0.079 0.120 0.145 0.112 0.069 101.160
    峰12 0.119 0.213 0.234 0.245 0.516 0.872 0.116 0.072 0.117 0.055 0.049 105.050
    峰13 0.197 0.181 0.207 0.214 0.376 1.106 0.085 0.107 0.143 0.111 0.061 116.600
    峰14 0.055 0.151 0.081 0.096 0.132 0.242 0.064 0.129 0.067 0.047 0.058 57.120
    峰15 0.125 0.315 0.186 0.226 0.295 0.477 0.109 0.138 0.179 0.062 0.126 58.660
    峰16 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 0
    峰17 1.130 0.724 0.667 1.118 0.879 0.891 1.175 0.356 0.943 0.466 0.849 31.770
    峰18 0.104 0.101 0.185 0.115 0.241 0.060 0.089 0.224 0.053 0.108 0.087 51.150
    峰19 0.551 0.465 0.406 0.497 1.441 1.610 0.265 0.566 0.291 0.253 0.229 79.600
    峰20 0.050 0.093 0.222 0.077 0.080 0.171 0.041 0.214 0.047 0.079 0.029 69.220
    峰21 0.086 0.169 0.206 0.138 0.095 0.248 0.085 0.079 0.120 0.066 0.058 50.140
    峰22 0.096 0.098 0.081 0.120 0.130 0.177 0.105 0.050 0.112 0.069 0.078 33.720
    峰23 0.251 0.842 0.321 0.530 0.626 0.594 0.206 0.256 0.418 0.121 0.353 52.610
    峰24 0.237 0.280 0.147 0.286 0.324 0.264 0.244 0.138 0.289 0.122 0.176 30.790
    峰25 0.445 0.565 0.441 0.730 0.725 0.619 0.486 0.121 0.558 0.243 0.306 40.560
    峰26 0.175 0.211 0.243 0.279 0.427 0.832 0.121 0.107 0.199 0.093 0.120 83.960
    峰27 0.050 0.045 0.030 0.090 0.161 0.245 0.056 0.006 0.071 0.028 0.027 95.860
    峰28 0.063 0.243 0.054 0.177 0.170 0.123 0.049 0.036 0.127 0.018 0.080 68.020
    峰29 0.107 0.125 0.092 0.177 0.361 0.428 0.091 0.015 0.109 0.053 0.041 90.430
    峰30 0.080 0.390 0.063 0.298 1.373 1.312 0.065 0.019 0.113 0.026 0.030 148.400
    峰31 0.071 0.216 0.066 0.163 0.244 0.216 0.065 0.023 0.100 0.030 0.158 64.710
    峰32 0.027 0.071 0.019 0.054 0.303 0.210 0.030 0.014 0.032 0.017 0.018 131.430
    峰33 0.160 0.445 0.234 0.380 1.852 2.801 0.146 0.036 0.261 0.087 0.075 151.790
    峰34 0.114 0.280 0.166 0.312 0.777 1.295 0.117 0.019 0.159 0.054 0.055 128.230
    峰35 0.336 1.630 0.399 1.267 6.102 5.469 0.423 0.117 0.603 0.123 0.317 141.670
    峰36 0.070 0.330 0.042 0.260 1.421 1.875 0.063 0.004 0.116 0.013 0.021 167.530
    峰37 0.153 0.999 0.269 0.774 3.799 5.304 0.195 0.088 0.399 0.071 0.106 159.420
    峰38 0.304 0.702 0.221 0.534 3.139 3.099 0.303 0.068 0.400 0.101 0.143 140.610
    峰39 0.090 0.447 0.148 0.331 1.801 2.513 0.123 0.022 0.194 0.042 0.033 159.710
    峰40 0.084 0.285 0.091 0.199 1.102 1.365 0.043 0.076 0.122 0.021 0.016 151.000
    峰41 0.190 0.366 0.232 0.172 1.131 2.101 0.068 0.033 0.226 0.055 0.039 152.190
    峰42 0.157 0.322 0.185 0.229 1.672 2.273 0.121 0.028 0.231 0.047 0.052 155.930
    峰43 0.065 0.137 0.091 0.109 0.535 1.037 0.049 0.017 0.093 0.027 0.027 157.670
    峰44 0.059 0.108 0.068 0.049 0.303 0.650 0.019 0.012 0.062 0.017 0.014 156.080
    峰45 0.110 0.234 0.138 0.113 0.747 1.344 0.045 0.020 0.135 0.033 0.025 153.940
    峰46 0.083 0.114 0.089 0.161 0.705 1.559 0.064 0.024 0.127 0.032 0.049 170.940
    峰47 0.108 0.285 0.176 0.201 1.054 2.412 0.039 0.039 0.161 0.037 0.038 175.050
    峰48 0.389 0.878 0.171 0.854 4.399 5.353 0.419 0.045 0.356 0.065 0.162 155.940
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    表  4  自由基标准回归曲线方程

    自由基 标准回归曲线方程 r
    DPPH Y=0.021 8X+0.005 7 0.999 9
    ABTS Y=0.447 6X+0.012 4 0.997 3
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    表  5  青蒿抗氧化活性检测(mmol/L Trolox)

    编号DPPH清除能力ABTS清除能力
    S12.7256.243
    S21.3362.025
    S32.7654.521
    S43.1107.190
    S51.6172.848
    S60.9700.853
    S75.0578.641
    S86.47710.453
    S92.0252.575
    S104.7318.313
    S115.3219.848
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-11-07
  • 修回日期:  2024-01-26
  • 网络出版日期:  2024-05-22
  • 刊出日期:  2024-05-25

中药青蒿抗氧化活性的谱效关系研究

doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202211012
    基金项目:  国家自然科学基金(82174079,U1603283)
    作者简介:

    赖立勇,博士研究生,Email:17301785074@163.com

    通讯作者: 岳小强,博士,教授,研究方向:中西医临床与科研,Email:yuexiaoqiang@163.com辛海量,博士,教授,研究方向:中药资源、品质评价、药理学研究,Email:hailiangxin@163.com

摘要:   目的  通过考察11批青蒿的高效液相色谱(HPLC)指纹图谱与体外抗氧化活性的谱效关系,筛选出青蒿体外抗氧化作用的药效物质基础成分。  方法  色谱柱为Aglient C18(250 mm×4.6 mm, 5 μm)色谱柱,流动相为0.2%磷酸水-甲醇,流速为1 ml /min;柱温为室温;检测波长为220 nm;进样量为10 μl。以异绿原酸A为参照,采用《中药指纹图谱相似度评价系统》(2012版)确定并记录11批青蒿样品的共有峰。检测不同青蒿样品对DPPH自由基和ABTS自由基的清除效率,作为其抗氧化评价,利用SIMCA14.1软件构建PLSR模型并分析谱效关系。  结果  11批青蒿样品中共检测出48个共有峰,鉴定11个成分,分别为东莨菪内酯、滨蒿内酯、异绿原酸B、异绿原酸A、异绿原酸C、木犀草素、芹菜素、猫眼草黄素、青蒿素、艾黄素和青蒿酸。检测11批青蒿样品的DPPH自由基和ABTS自由基的清除能力,谱效关系显示,异绿原酸A、B、C和滨蒿内酯峰面积与青蒿的DPPH自由基和ABTS自由基清除能力正相关,且变量投影值大于1,表明这些成分在青蒿的体外抗氧化方面有显著贡献。  结论  本研究考察了青蒿中不同物质的体外抗氧化能力,证明异绿原酸A、B、C和滨蒿内酯为青蒿的体外抗氧化活性的药效物质基础。

English Abstract

吴海韵, 杨甜, 张弛, 梁文仪, 苏娟. 气相色谱-离子迁移谱技术在中药研究中的应用进展[J]. 药学实践与服务. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202409007
引用本文: 赖立勇, 夏天爽, 徐圣焱, 蒋益萍, 岳小强, 辛海量. 中药青蒿抗氧化活性的谱效关系研究[J]. 药学实践与服务, 2024, 42(5): 203-210, 216. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202211012
WU Haiyun, YANG Tian, ZHANG Chi, LIANG Wenyi, SU Juan. Advancements in the application of gas chromatography-ion migration spectrometry(GC-IMS)in traditional Chinese medicine research[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202409007
Citation: LAI Liyong, XIA Tianshuang, XU Shengyan, JIANG Yiping, YUE Xiaoqiang, XIN Hailiang. Study on spectrum-effect relationship based on antioxidant activity of Artemisiae Annuae Herba[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2024, 42(5): 203-210, 216. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202211012
  • 中药青蒿为植物菊科黄花蒿(Artemisia annua L.)的干燥地上部分,味苦、辛,性寒,归肝、胆经,具有清虚热等功效[1]。现代研究表明,青蒿及其所含有关单体成分除了在抗疟疾方面有效外,在抑菌抗炎、免疫调节和缓解热应激等方面也有效果[2],特别是在抗氧化方面,青蒿亦表现出良好作用[3]。现有研究表明,氧化应激与许多疾病关系密切,过度氧化应激可导致骨质疏松症等疾病[4]。目前,对青蒿所含活性成分青蒿素研究较多,特别是其抗疟、抗氧化等作用受到关注[5],但青蒿素之外的其他成分在抗氧化方面亦有活性[6-9],应受到重视。本研究进行青蒿抗氧化活性的谱效关系研究,分析色谱特征峰与DPPH和ABTS自由基清除能力的关联性[10],探究青蒿所含不同化学成分的抗氧化活性,以阐明青蒿体外抗氧化活性的药效物质基础,为青蒿的质量评价和资源开发等提供依据。

    • 岛津LC-20AD型高效液相色谱仪,包括四元泵、PAD检测器、自动进样器(日本岛津株式会社);BT285S型电子分析天平(德国Sartorius 公司);DL-1000B型超声波清洗仪(上海之信仪器有限公司);ELx 800型多功能酶标仪(美国 Biotek公司)。

    • 东莨菪内酯(批号:20220215)、芹菜素(批号:20220216)、木犀草素(批号:20220216)购自上海历鼎生物技术有限公司;异绿原酸A(批号:DSTDY054701)、异绿原酸B(批号:DST210625-037)、异绿原酸C(批号:DSTDY003802)、滨蒿内酯(批号:DSTDB003101)、艾黄素(批号:DST220119-004)、青蒿素(批号:DSTDQ004702)、青蒿酸(批号:DST210919-048)购自成都德思特生物技术有限公司;所有对照品纯度均≥98%。DPPH自由基清除能力试剂盒(批号:20220223)、ABTS自由基清除能力试剂盒(批号:20220224)购自上海励瑞生物科技有限公司。

    • 11批青蒿药材样品信息见表1,经海军军医大学药学系生药教研室辛海量教授鉴定为Artemisia annua L.的干燥地上部分。

      表 1  药材样品来源信息

      序号 产地 序号 产地
      S1 河北邯郸 S7 安徽亳州
      S2 安徽亳州 S8 江西赣州
      S3 河南驻马店 S9 四川自贡
      S4 安徽亳州 S10 河南南阳
      S5 湖北恩施 S11 重庆市
      S6 安徽亳州
    • 采用 Agilent C18(250 mm×4.6 mm, 5 μm)色谱柱;流动相为0.2%磷酸水溶液(A)-甲醇(B),梯度洗脱(0~5 min,90%→82.5% A;5~10 min,82.5%→75% A;10~30 min,75%→62% A;30~38 min,62%→58.3% A;38~43 min,58.3% A;43~48 min,58.3%→55% A;48~58 min,55→40% A;58~68 min,40%→20% A;68~72 min,20%→18.5% A;72~80 min,18.5%→5% A;80~90min,5%→90% A);流速:1 ml /min;柱温:室温;检测波长:220 nm;进样量:10 μl。

    • 精密称取青蒿素、艾黄素、青蒿酸、猫眼草黄素、芹菜素、木犀草素、异绿原酸C、异绿原酸A、异绿原酸B、滨蒿内酯、东莨菪内酯对照品适量,用甲醇溶解得到浓度分别为300、31、96、78 、16、12、52、134、28、18、86 μg/ml的混合对照品溶液[11]

    • 药材粉末过50目筛后,精密称取1.5 g,加入甲醇50 ml,记录重量后超声(600 W,40 kHz,50 ℃)提取50 min,取出放置冷却至室温后加甲醇至之前的重量,混匀,过0. 45 μm微孔滤膜。

    • 取“2.2.2”项下编号为S10的供试品溶液适量,按“2.1”项所述条件连续运行6次,计算得到RSD(色谱峰保留时间)均小于0.49%,RSD(峰面积)均小于1.93%,表明本研究所用设备精密度良好。

    • 取“2.2.2”项下编号为S10的供试品溶液适量,分别于室温下放置0、2、4、8、12、16、24 h时按“2.1”项所述条件运行,计算得到RSD(色谱峰保留时间)均小于0.69%,RSD(峰面积)均小于4.67%,说明配制的溶液在1 d内具有稳定性。

    • 取编号为S10的青蒿样品粉末1.5 g,共6份,精密称定,按“2.2.2”项和“2.1”项下制备供试品溶液并运行,计算得到色谱峰保留时间均小于0.72%,峰面积均小于4.76%,表明该方法重复性良好。

    • 分别取11批青蒿样品,按照“2.2.2”项下方法制备供试品溶液,精密吸取供试品溶液10 μl,按“2.1”项下色谱条件进样检测后,将获得的HPLC数据导入《中药色谱指纹图谱相似度评价系统》(2012版),得到11批青蒿样品的指纹图谱,指认出48个共有峰,见图1图2

      图  1  11批中药青蒿样品的HPLC叠加指纹图谱

      图  2  11批中药青蒿样品的HPLC对照图谱

    • 11批青蒿样品共有48个共有峰,共有峰占总峰比在0.776~0.864之间。选择S10为参照图谱,时间窗宽度设置为0.1 min,采用平均数法,以指纹图谱中峰形较好的色谱峰进行多点校正后生成叠加图谱,即为对照图谱。通过与混合对照品的HPLC分析结果对比,指认出9号峰为东莨菪内酯、14号峰为滨蒿内酯、15号峰为异绿原酸B、16号峰为异绿原酸A、23号峰为异绿原酸C、31号峰为木犀草素、35号峰为芹菜素、38号峰为猫眼草黄素、39号峰为青蒿素、40号峰为艾黄素、48号峰为青蒿酸(图3)。图谱显示,异绿原酸A峰面积大且稳定,分离度良好,故对比其保留时间(峰面积),其他峰的相对保留时间(峰面积)=其他峰的保留时间(峰面积)/异绿原酸A的保留时间(峰面积),见表2表3

      图  3  混合对照品的HPLC图

      表 2  11批中药青蒿样品HPLC图谱共有峰的相对保留时间

      编号 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 RSD(%)
      峰1 0.071 0.071 0.071 0.071 0.070 0.070 0.070 0.071 0.070 0.072 0.072 1.060
      峰2 0.075 0.075 0.075 0.075 0.075 0.074 0.075 0.075 0.074 0.075 0.075 0.540
      峰3 0.303 0.308 0.308 0.309 0.309 0.309 0.310 0.311 0.310 0.310 0.309 0.680
      峰4 0.396 0.401 0.401 0.401 0.400 0.401 0.401 0.402 0.402 0.403 0.402 0.450
      峰5 0.418 0.423 0.423 0.424 0.424 0.423 0.424 0.425 0.424 0.425 0.425 0.460
      峰6 0.433 0.437 0.437 0.437 0.436 0.436 0.436 0.437 0.437 0.439 0.438 0.340
      峰7 0.468 0.472 0.472 0.472 0.472 0.472 0.472 0.473 0.473 0.473 0.473 0.300
      峰8 0.662 0.667 0.667 0.667 0.667 0.666 0.667 0.668 0.667 0.668 0.668 0.250
      峰9 0.717 0.723 0.723 0.723 0.723 0.722 0.724 0.724 0.724 0.724 0.724 0.280
      峰10 0.731 0.739 0.738 0.738 0.741 0.737 0.738 0.738 0.738 0.738 0.740 0.340
      峰11 0.794 0.796 0.796 0.796 0.796 0.795 0.797 0.797 0.796 0.797 0.797 0.120
      峰12 0.810 0.815 0.815 0.815 0.809 0.814 0.815 0.815 0.814 0.817 0.817 0.310
      峰13 0.823 0.825 0.825 0.825 0.825 0.824 0.826 0.827 0.825 0.826 0.826 0.130
      峰14 0.912 0.912 0.912 0.913 0.911 0.912 0.914 0.914 0.913 0.913 0.914 0.110
      峰15 0.983 0.982 0.983 0.983 0.982 0.982 0.983 0.985 0.982 0.984 0.983 0.100
      峰16 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 0
      峰17 1.038 1.037 1.037 1.037 1.037 1.037 1.037 1.038 1.037 1.038 1.038 0.050
      峰18 1.058 1.056 1.058 1.058 1.060 1.060 1.061 1.062 1.060 1.059 1.059 0.160
      峰19 1.078 1.079 1.078 1.078 1.075 1.074 1.078 1.079 1.075 1.078 1.079 0.170
      峰20 1.133 1.131 1.131 1.131 1.131 1.129 1.130 1.131 1.129 1.132 1.132 0.110
      峰21 1.157 1.154 1.157 1.155 1.155 1.156 1.156 1.157 1.154 1.158 1.156 0.110
      峰22 1.190 1.190 1.189 1.189 1.190 1.192 1.188 1.189 1.187 1.189 1.192 0.130
      峰23 1.199 1.198 1.198 1.198 1.198 1.198 1.199 1.199 1.197 1.198 1.198 0.050
      峰24 1.215 1.214 1.214 1.214 1.213 1.213 1.213 1.215 1.212 1.214 1.214 0.070
      峰25 1.246 1.244 1.244 1.244 1.243 1.242 1.243 1.244 1.242 1.244 1.245 0.100
      峰26 1.307 1.306 1.306 1.307 1.306 1.305 1.306 1.308 1.306 1.306 1.308 0.070
      峰27 1.452 1.453 1.450 1.450 1.450 1.450 1.450 1.453 1.449 1.448 1.449 0.110
      峰28 1.464 1.462 1.463 1.463 1.464 1.463 1.464 1.465 1.461 1.461 1.460 0.110
      峰29 1.497 1.493 1.495 1.495 1.492 1.492 1.495 1.500 1.492 1.494 1.494 0.160
      峰30 1.656 1.655 1.656 1.653 1.648 1.645 1.648 1.649 1.647 1.658 1.659 0.300
      峰31 1.665 1.665 1.672 1.663 1.659 1.657 1.657 1.658 1.656 1.667 1.667 0.320
      峰32 1.718 1.718 1.717 1.716 1.711 1.709 1.710 1.711 1.708 1.719 1.721 0.270
      峰33 1.752 1.752 1.751 1.748 1.743 1.738 1.738 1.740 1.739 1.754 1.756 0.400
      峰34 1.770 1.770 1.769 1.767 1.762 1.758 1.758 1.759 1.758 1.772 1.775 0.360
      峰35 1.833 1.834 1.833 1.830 1.825 1.821 1.821 1.822 1.820 1.835 1.838 0.360
      峰36 1.893 1.894 1.893 1.890 1.884 1.879 1.879 1.880 1.879 1.896 1.900 0.420
      峰37 1.942 1.943 1.942 1.939 1.932 1.927 1.927 1.928 1.928 1.945 1.949 0.430
      峰38 1.950 1.950 1.949 1.946 1.939 1.934 1.934 1.935 1.935 1.953 1.956 0.430
      峰39 2.027 2.027 2.026 2.023 2.015 2.010 2.009 2.011 2.011 2.030 2.034 0.460
      峰40 2.036 2.036 2.032 2.031 2.024 2.019 2.018 2.016 2.020 2.039 2.043 0.470
      峰41 2.102 2.102 2.101 2.097 2.090 2.084 2.084 2.085 2.085 2.105 2.109 0.450
      峰42 2.117 2.116 2.114 2.111 2.103 2.097 2.097 2.097 2.098 2.119 2.122 0.470
      峰43 2.156 2.155 2.153 2.149 2.141 2.135 2.134 2.135 2.136 2.157 2.161 0.490
      峰44 2.226 2.224 2.223 2.219 2.211 2.204 2.204 2.205 2.205 2.226 2.230 0.470
      峰45 2.233 2.232 2.230 2.226 2.218 2.212 2.211 2.213 2.212 2.234 2.238 0.470
      峰46 2.267 2.265 2.263 2.259 2.250 2.243 2.243 2.244 2.244 2.265 2.270 0.490
      峰47 2.329 2.327 2.325 2.321 2.312 2.306 2.304 2.306 2.306 2.328 2.332 0.480
      峰48 2.363 2.362 2.36 2.355 2.346 2.339 2.338 2.340 2.340 2.363 2.367 0.490
      共有峰/总峰 0.837 0.815 0.778 0.821 0.811 0.834 0.864 0.776 0.823 0.806 0.838

      表 3  11批中药青蒿样品HPLC图谱共有峰的相对峰面积

      编号 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 RSD(%)
      峰1 0.221 0.718 0.167 0.215 6.001 18.615 0.134 0.037 0.545 0.046 0.033 232.240
      峰2 0.539 2.042 0.539 0.505 11.735 36.124 0.337 0.055 1.571 0.192 0.041 223.380
      峰3 0.065 0.102 0.060 0.131 0.300 0.356 0.050 0.035 0.070 0.032 0.028 100.170
      峰4 0.066 0.061 0.059 0.088 0.121 0.476 0.033 0.015 0.064 0.021 0.026 139.490
      峰5 0.134 0.056 0.104 0.130 0.183 0.339 0.145 0.084 0.080 0.054 0.073 64.820
      峰6 0.391 0.338 0.288 0.344 0.243 0.408 0.321 0.169 0.271 0.131 0.077 39.430
      峰7 0.987 0.201 0.214 0.514 0.385 0.315 0.850 0.405 0.308 0.251 0.482 57.330
      峰8 0.375 0.295 0.217 0.584 0.686 0.903 0.376 0.150 0.338 0.143 0.305 59.310
      峰9 0.533 0.646 0.316 0.766 2.647 4.610 0.201 0.130 0.674 0.112 0.332 139.510
      峰10 0.223 0.058 0.024 0.137 0.259 0.464 0.189 0.008 0.051 0.039 0.023 104.800
      峰11 0.225 0.203 0.202 0.236 0.365 0.952 0.079 0.120 0.145 0.112 0.069 101.160
      峰12 0.119 0.213 0.234 0.245 0.516 0.872 0.116 0.072 0.117 0.055 0.049 105.050
      峰13 0.197 0.181 0.207 0.214 0.376 1.106 0.085 0.107 0.143 0.111 0.061 116.600
      峰14 0.055 0.151 0.081 0.096 0.132 0.242 0.064 0.129 0.067 0.047 0.058 57.120
      峰15 0.125 0.315 0.186 0.226 0.295 0.477 0.109 0.138 0.179 0.062 0.126 58.660
      峰16 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 0
      峰17 1.130 0.724 0.667 1.118 0.879 0.891 1.175 0.356 0.943 0.466 0.849 31.770
      峰18 0.104 0.101 0.185 0.115 0.241 0.060 0.089 0.224 0.053 0.108 0.087 51.150
      峰19 0.551 0.465 0.406 0.497 1.441 1.610 0.265 0.566 0.291 0.253 0.229 79.600
      峰20 0.050 0.093 0.222 0.077 0.080 0.171 0.041 0.214 0.047 0.079 0.029 69.220
      峰21 0.086 0.169 0.206 0.138 0.095 0.248 0.085 0.079 0.120 0.066 0.058 50.140
      峰22 0.096 0.098 0.081 0.120 0.130 0.177 0.105 0.050 0.112 0.069 0.078 33.720
      峰23 0.251 0.842 0.321 0.530 0.626 0.594 0.206 0.256 0.418 0.121 0.353 52.610
      峰24 0.237 0.280 0.147 0.286 0.324 0.264 0.244 0.138 0.289 0.122 0.176 30.790
      峰25 0.445 0.565 0.441 0.730 0.725 0.619 0.486 0.121 0.558 0.243 0.306 40.560
      峰26 0.175 0.211 0.243 0.279 0.427 0.832 0.121 0.107 0.199 0.093 0.120 83.960
      峰27 0.050 0.045 0.030 0.090 0.161 0.245 0.056 0.006 0.071 0.028 0.027 95.860
      峰28 0.063 0.243 0.054 0.177 0.170 0.123 0.049 0.036 0.127 0.018 0.080 68.020
      峰29 0.107 0.125 0.092 0.177 0.361 0.428 0.091 0.015 0.109 0.053 0.041 90.430
      峰30 0.080 0.390 0.063 0.298 1.373 1.312 0.065 0.019 0.113 0.026 0.030 148.400
      峰31 0.071 0.216 0.066 0.163 0.244 0.216 0.065 0.023 0.100 0.030 0.158 64.710
      峰32 0.027 0.071 0.019 0.054 0.303 0.210 0.030 0.014 0.032 0.017 0.018 131.430
      峰33 0.160 0.445 0.234 0.380 1.852 2.801 0.146 0.036 0.261 0.087 0.075 151.790
      峰34 0.114 0.280 0.166 0.312 0.777 1.295 0.117 0.019 0.159 0.054 0.055 128.230
      峰35 0.336 1.630 0.399 1.267 6.102 5.469 0.423 0.117 0.603 0.123 0.317 141.670
      峰36 0.070 0.330 0.042 0.260 1.421 1.875 0.063 0.004 0.116 0.013 0.021 167.530
      峰37 0.153 0.999 0.269 0.774 3.799 5.304 0.195 0.088 0.399 0.071 0.106 159.420
      峰38 0.304 0.702 0.221 0.534 3.139 3.099 0.303 0.068 0.400 0.101 0.143 140.610
      峰39 0.090 0.447 0.148 0.331 1.801 2.513 0.123 0.022 0.194 0.042 0.033 159.710
      峰40 0.084 0.285 0.091 0.199 1.102 1.365 0.043 0.076 0.122 0.021 0.016 151.000
      峰41 0.190 0.366 0.232 0.172 1.131 2.101 0.068 0.033 0.226 0.055 0.039 152.190
      峰42 0.157 0.322 0.185 0.229 1.672 2.273 0.121 0.028 0.231 0.047 0.052 155.930
      峰43 0.065 0.137 0.091 0.109 0.535 1.037 0.049 0.017 0.093 0.027 0.027 157.670
      峰44 0.059 0.108 0.068 0.049 0.303 0.650 0.019 0.012 0.062 0.017 0.014 156.080
      峰45 0.110 0.234 0.138 0.113 0.747 1.344 0.045 0.020 0.135 0.033 0.025 153.940
      峰46 0.083 0.114 0.089 0.161 0.705 1.559 0.064 0.024 0.127 0.032 0.049 170.940
      峰47 0.108 0.285 0.176 0.201 1.054 2.412 0.039 0.039 0.161 0.037 0.038 175.050
      峰48 0.389 0.878 0.171 0.854 4.399 5.353 0.419 0.045 0.356 0.065 0.162 155.940
    • 将试剂盒中Trolox溶液按说明书稀释成梯度浓度,加入反应液、不同浓度的Trolox溶液,并设置空白对照。反应结束后,在相应波长下测出测定孔吸光度Ac、空白孔吸光度Ak,自由基清除率(%)=(1−(AcAk)÷Ak)×100%,以浓度(Y)对DPPH自由基清除率(X)进行线性回归,获得标准回归曲线方程,见表4,以标准回归曲线方程计算得出自由基清除能力。

      表 4  自由基标准回归曲线方程

      自由基 标准回归曲线方程 r
      DPPH Y=0.021 8X+0.005 7 0.999 9
      ABTS Y=0.447 6X+0.012 4 0.997 3
    • 取11批供试品溶液(编号:S1~11,按“2.2.2”项下方法制备)各1 ml,加无水甲醇9 ml稀释10倍;对照孔加入供试品100 μl、无水甲醇150 μl,测定孔加入供试品100 μl、DPPH工作液150 μl,空白孔加入供试品100 μl、DPPH工作液150 μl后混匀,避光室温下静置0.5 h,于540 nm波长处测得对照孔吸光度Ad,测定孔吸光度Ac,空白孔吸光度Ak,DPPH自由基清除率(%)=(1−(Ac-Ad)÷Ak)×100%,供试品DPPH自由基清除能力(mmol/L Trolox)=带入标准回归曲线方程所得Trolox的浓度×10,结果见表5。11批青蒿样品中,样品8(编号:S8)清除DPPH自由基的能力最强。

      表 5  青蒿抗氧化活性检测(mmol/L Trolox)

      编号DPPH清除能力ABTS清除能力
      S12.7256.243
      S21.3362.025
      S32.7654.521
      S43.1107.190
      S51.6172.848
      S60.9700.853
      S75.0578.641
      S86.47710.453
      S92.0252.575
      S104.7318.313
      S115.3219.848
    • 取11批供试品溶液(编号:S1~11,按“2.2.2”项下方法制备)各1 ml,加无水甲醇9 ml稀释10倍;对照孔加入供试品100 μl、无水甲醇150 μl,测定孔加入供试品100 μl、ABTS工作液150 μl,空白孔加入无水乙醇100 μl、ABTS工作液150 μl,混匀置于室温反应6 min,于405 nm波长处测得对照孔吸光度Ad,测定孔吸光度Ac,空白孔吸光度Ak,DPPH自由基清除率(%)=(1−(AcAd)÷Ak)×100%,供试品ABTS自由基清除能力(mmol/L Trolox)=代入标准回归曲线方程所得Trolox的浓度×10,结果见表5。11批青蒿样品中,样品8(编号:S8)清除ABTS自由基的能力最强。

    • 表5青蒿抗氧化活性结果和表3的相对峰面积数据导入SIMCA 14.1软件构建PLSR模型。结果显示,峰3~峰8、峰10~峰27、峰29、峰32~峰34、峰38、峰40、峰42~峰43、峰46与DPPH自由基清除率呈正相关;峰3~峰29、峰31~峰35、峰38、峰40、峰42~峰44、峰46、峰48与ABTS自由基清除率呈正相关,结果见图4

      图  4  各共有峰相关系数

      变量投影(VIP)用于评估每个自变量对因变量的重要性,VIP>1表明自变量对因变量的贡献有显著性。筛选出对自由基清除能力呈正相关,且VIP>1的峰。结果显示,青蒿药材样品已明确成分中对DPPH自由基清除能力的贡献大小依次为异绿原酸A(16号峰)>异绿原酸B(15号峰)>滨蒿内酯(14号峰)>异绿原酸C(23号峰);青蒿药材样品已明确成分中对ABTS自由基清除能力的贡献大小依次为异绿原酸A(16号峰)>异绿原酸B(15号峰)>异绿原酸C(23号峰)>滨蒿内酯(14号峰),提示相应成分与青蒿抗氧化能力呈正相关,结果见图5

      图  5  各共有峰的VIP值

    • 利用HPLC法测定青蒿药材样品的图谱,能准确、稳定地检测青蒿中的多种有效成分。实验前期研究发现,在乙腈-0.1%磷酸水、甲醇-0.1%磷酸水等流动相中,甲醇-0.1%磷酸水为流动相的分离效果最优,但青蒿素和艾黄素的分离度不佳;随后将水相改为0.2%磷酸水后,分离度得到了提高。研究前期考察了多个波长下各成分的显峰情况,发现在高波长下青蒿素不显峰,故最后选择220 nm为指纹图谱波长,但低波长时显峰较多,在一定程度上影响了几种已知成分的VIP值。

        本研究以11批不同地区青蒿为研究对象,采用HPLC法研究其各共有峰与体外抗氧化能力之间的关系,探究青蒿体外抗氧化作用的药效物质基础。结果显示,异绿原酸A、异绿原酸B、异绿原酸C和滨蒿内酯与自由基清除率呈正相关,提示这些成分是青蒿体外抗氧化的药效物质基础。青蒿素是青蒿中的重要成分,有文献研究发现其具有抗氧化的作用[12],也有文献研究发现其可以激活氧化应激[13],而本研究发现青蒿素的抗氧化作用并不明显。推测原因可能在于本研究所用的是基于清除自由基的抗氧化测试方法,青蒿素可能是通过清除自由基之外的途径起到抗氧化作用[14],仍有待今后深入研究。

参考文献 (14)

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