基于化學模式識別及多指標定量分析比較訶子和西青果的差異

索彩仙 邱韻靜 吳文平 孫冬梅 李秀枝 潘禮業 李國衛

摘 要 目的：為鑒別訶子和西青果提供參考。方法：采用超高效液相色譜（UPLC）法。色譜柱為Waters Cortecs T3 C18，流動相為乙腈-0.2%磷酸水溶液（梯度洗脫），流速為0.35 mL/min，柱溫為30 ℃，檢測波長為270 nm，進樣量為1 μL。以沒食子酸為參照，采用《中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統（2012版）》建立17批訶子和14批西青果藥材的指紋圖譜并進行相似度評價;通過與對照品、紫外吸收光譜和相關文獻對比，指認共有峰。采用SPSS 20.0、SIMCA 14.1軟件進行主成分分析（PCA）和偏最小二乘法-判別分析（PLS-DA）以篩選主要差異成分;采用上述UPLC法測定訶子和西青果中主要差異成分的含量并比較。結果：訶子和西青果的UPLC指紋圖譜中均有共有峰8個，指認峰1、2、3、4、6、7、8分別為訶子次酸、沒食子酸、安石榴苷A、安石榴苷B、柯里拉京、訶子鞣酸、訶子酸;17批訶子的相似度為0.92～0.99，14批西青果的相似度均大于0.99，訶子對照指紋圖譜與西青果對照指紋圖譜的相似度為0.909。PCA顯示，訶子與西青果存在一定差異;PLS-DA結果與PCA結果一致，其模型的變量重要性投影（VIP）值顯示，峰5、4、7、3、2的VIP值均大于1。31批樣品中，沒食子酸（峰2）、安石榴苷A（峰3）、安石榴苷B（峰4）、訶子鞣酸（峰7）的含量分別為2.63～10.31、5.37～44.63、8.02～60.77、44.07～162.98 mg/g，RSD分別為40.14%、47.91%、53.97%、36.22%（n=31）。訶子和西青果中上述4個成分組間比較差異均有統計學意義（P<0.05）。結論：訶子和西青果存在明顯差異，沒食子酸、安石榴苷A、安石榴苷B、訶子鞣酸可作為鑒別二者的主要差異成分。

關鍵詞 訶子;西青果;化學模式識別;多指標定量分析;主成分分析;偏最小二乘-判別分析;差異

中圖分類號 R282;R917 文獻標志碼 A 文章編號 1001-0408（2020）20-2512-07

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2020.20.15

ABSTRACT? ?OBJECTIVE： To provide reference for the identification of Chebulae Fructus and Chebulae Fructus Immaturus. METHODS： UPLC method was adopted. The determination was performed on Waters Cortecs T3 C18 column with mobile phase consisted of acetonitrile-0.2% phosphoric acid solution （gradient elution） at the flow rate of 0.35 mL/min. The column temperature was 30 ℃， and the detection wavelength was set at 270 nm. The sample size was 1 μL. Using gallic acid as reference， UPLC fingerprints of 17 batches of Chebulae Fructus and 14 batches of Chebulae Fructus Immaturus were established and their similarity was evaluated by TCM Chromatographic Fingerprint Similarity Evaluation System （2012 edition）. By comparing substance control， UV absorption spectrum and related literaturs， common peaks were identified. PCA and PLS-DA were performed by using SPSS 20.0 and SIMCA 14.1 software. The contents of main difference components in Chebulae Fructus and Chebulae Fructus Immaturus were determined by above UPLC method and compared. RESULTS： There were 8 common peaks in UPLC fingerprint of Chebulae Fructus and Chebulae Fructus Immaturus， i.e. chebulic acid （peak 1）， gallic acid （peak 2）， punicalagin A （peak 3）， punicalagin B （peak 4）， corilagin （peak 6）， chebulagic acid （peak 7） and chebulinic acid （peak 8）. The similarities of 17 batches of Chebulae Fructus were from 0.92 to 0.99， while 14 batches of Chebulae Fructus Immaturus were all above 0.99. The similarity of control fingerprint between Chebulae Fructus and Chebulae Fructus Immaturus was 0.909. PCA? demonstrated the differences between Chebulae Fructus and Chebulae Fructus Immaturus. The results of PLS-DA were consistent with those of PCA， and the variable importance in projection （VIP） values of peak 5， 4， 7， 3 and 2 were above 1 in the PLS-DA model. In 31 batches of samples， the contents of gallic acid （peak 2）， punicalagin A （peak 3）， punicalagin B （peak 4） and chebulagic acid （peak 7） were 2.63-10.31， 5.37-44.63，8.02-60.77， 44.07-162.98 mg/g; RSDs were 40.14%， 47.91%，53.97%， 36.22%（n=31）. There was statistical significance in the differences of the mentioned 4 components between Chebulae Fructus and Chebulae Fructus Immaturus （P<0.05）. CONCLUSIONS： There are significant differences between Chebulae Fructus and Chebulae Fructus Immaturus; gallic acid， punicalagin A， punicalagin B and chebulagic acid are the main difference components for identification.

KEYWORDS? ?Chebulae Fructus; Chebulae Fructus Immaturus; Chemical pattern recognition; Multi-index quantification; PCA; PLS-DA; Difference

訶子Chebulae Fructus為使君子科植物訶子Terminalia chebula Retz.或絨毛訶子T. chebula Retz. var. tomentella Kurt.的干燥成熟果實，秋、冬二季果實成熟時采收，除去雜質，曬干;該藥氣微，味苦酸澀后甜;粉末為黃白色或黃褐色[1]。西青果Chebulae Fructus Immaturus別名藏青果，是使君子科植物訶子T. chebula Retz.的干燥幼果，每年的9～10月將尚未成熟的幼果采下，置于沸水中略煮燙，曬干或者烘干;該藥氣微，味苦澀、微甘;粉末為黃棕色[1]。已有研究表明，訶子和西青果的化學成分較為相似，均以可水解鞣質類成分為主，還含有多酚類、黃酮類、三萜類等化學成分[2-4]。有學者通過高效液相色譜法（HPLC）同時測定了訶子中莽草酸、沒食子酸、鞣花酸、柯里拉京、五沒食子酰葡萄糖等化學成分的含量及總鞣質含量[5-6]，也有研究建立了訶子、毛訶子、西青果等HPLC指紋圖譜及質量評價方法[7-12]，但未對訶子和西青果藥材指紋圖譜中的特征信息進行比較?，F代藥理研究表明，訶子具有抗病毒、抗氧化、抗糖尿病、抗炎、降血糖和鎮咳等藥理作用[13-15];西青果可清熱生津、解毒，主治陰虛白喉，具有清除羥自由基、抗氧化等功效，臨床常用于治療咽喉腫痛、咽炎等癥[16];二者的藥理作用存在較大不同[17]。訶子和西青果是同一種植物不同生長期的果實，通過外觀顏色和果實大小只能進行主觀評價，可能會對其鑒別造成誤差。因此，本研究采用超高效液相色譜法（UPLC），建立17批訶子和14批西青果藥材的指紋圖譜，利用化學模式識別法中的主成分分析（PCA）、偏最小二乘法-判別分析（PLS-DA）進行聯合分析，尋找訶子和西青果的主要差異成分;對上述差異成分進行定量分析，并通過獨立樣品t檢驗進一步比較訶子和西青果中主要成分的差異，旨在為訶子和西青果的鑒別及質量評價提供參考依據。

1 材料

1.1 儀器

Waters H-Class型UPLC儀（美國Waters公司）;XP-26型百萬分之一天平、ME204E型萬分之一天平（瑞士Mettler Toledo公司）;Milli-Q型超純水凈化系統（美國Millipore公司）;KQ-500DE型超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）。

1.2 藥品與試劑

沒食子酸對照品（批號：110831-201906，純度：91.5%）、柯里拉京對照品（批號：111623-200301，純度：100%）均由中國食品藥品檢定研究院提供;訶子次酸對照品（南京源植生物科技有限公司，批號：Yz0613211，純度：98%）;安石榴苷對照品[批號：CFS201901，純度：98%（安石榴苷A：34.64%，安石榴苷B：65.36%）]、訶子鞣酸對照品（批號：CFS201901，純度：98%）、訶子酸對照品（批號：CFS201902，純度：98%）均由武漢天植生物技術有限公司提供;甲醇、乙腈為色譜純;其余試劑均為分析純，水為純化水。

試驗所用藥材共31批，經廣東一方制藥有限公司魏梅主任中藥師鑒定，H1～H17號樣品為使君子科植物訶子T. chebula Retz.的干燥成熟果實，X1～X14號樣品為使君子科植物訶子T. chebula Retz.的干燥幼果，藥材來源信息見表1。

2 方法與結果

2.1 色譜條件

色譜柱：Waters Cortecs T3 C18（150 mm×2.1 mm，1.6 μm）;流動相：乙腈（A）-0.2%磷酸水溶液（B），梯度洗脫（0～3 min，100%B;3～5 min，100%B→97%B;5～12 min，97%B→90%B;12～20 min，90%B;20～25 min，90%B→86%B;25～35 min，86%B→83%B;35～40 min，83%B→79%B;40～45 min，79%B→40%B;45～50 min，40%B）;流速：0.35 mL/min;柱溫：30 ℃;檢測波長：270 nm;進樣量：1 μL。

2.2 溶液的制備

2.2.1 混合對照品溶液 分別稱取訶子次酸、沒食子酸、安石榴苷、柯里拉京、訶子鞣酸、訶子酸對照品適量，精密稱定，用70%甲醇溶解并稀釋，制成質量濃度分別為413.560、105.271、519.400、116.700、1 609.552、495.635 μg/mL的混合對照品溶液。

2.2.2 供試品溶液 取樣品，粉碎后，過三號篩，精密稱取粉末約0.25 g，置于具塞錐形瓶中，精密加入70%甲醇25 mL，稱定質量，超聲（功率：300 W，頻率：40 kHz）處理30 min，冷卻至室溫，再次稱定質量，用70%甲醇補足減失的質量，搖勻，濾過，取續濾液即得供試品溶液。

2.3 指紋圖譜的建立與分析

2.3.1 精密度試驗 分別取同一供試品溶液（編號：H17、X1），按“2.1”項下色譜條件連續進樣6次，記錄峰面積。均以沒食子酸（峰2，下同）為參照，分別計算兩組樣品各8個共有峰的相對保留時間和相對峰面積。結果，兩組樣品各8個共有峰相對保留時間和相對峰面積的RSD均小于2%（n=6），表明方法精密度良好。

2.3.2 穩定性試驗 分別取同一供試品溶液（編號：H17、X1），分別在室溫下放置0、2、4、6、8、12 h時按“2.1”項下色譜條件進樣測定，記錄峰面積。均以沒食子酸為參照，分別計算兩組樣品各8個共有峰的相對保留時間和相對峰面積。結果，兩組樣品各8個共有峰相對保留時間和相對峰面積的RSD均小于2%（n=6），表明供試品溶液在12 h內穩定性良好。

2.3.3 重復性試驗 分別取樣品粉末（編號：H17、X1）約0.25 g，平行6份，按“2.2.2”項下方法制備供試品溶液，再按“2.1”項下色譜條件進樣測定，記錄峰面積。均以沒食子酸為參照，分別計算兩組樣品各8個共有峰的相對保留時間和相對峰面積。結果，兩組樣品各8個共有峰相對保留時間和相對峰面積的RSD均小于2%（n=6），表明方法重復性良好。

2.3.4 指紋圖譜的生成 取31批樣品，分別按“2.2.2”項下方法制備供試品溶液，再按照“2.1”項下色譜條件進樣測定，記錄色譜圖。將31批樣品的UPLC圖譜導入《中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統（2012版）》，分別以H1和X1號樣品的圖譜作為參照圖譜[2015年版《中國藥典》（一部）“訶子”和“西青果”項下均未有含量測定，前期性狀鑒別判斷H1和X1號樣品均符合藥材性狀規定，故以這兩批樣品作為參照]，設置時間窗口為1，自動匹配生成UPLC疊加指紋圖譜，以平均數法生成對照指紋圖譜（R）。結果，訶子和西青果指紋圖譜中分別有共有峰8個，詳見圖1。通過與對照品保留時間（見圖2A）、紫外吸收光譜和文獻信息[11，17]比對，指認峰1為訶子次酸，峰2為沒食子酸，峰3為安石榴苷A，峰4為安石榴苷B，峰6為柯里拉京，峰7為訶子鞣酸，峰8為訶子酸。有研究表明，沒食子酸為訶子藥材中澀腸止瀉、肺虛喘咳主要的化學成分之一[16，18-19]，且其在圖譜中的分離度最佳，故選擇第2號峰（沒食子酸）作為參照。

2.3.5 相似度評價 以對照指紋圖譜為參照，采用《中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統（2012版）》分別對17批訶子和14批西青果的UPLC指紋圖譜進行相似度評價。結果，17批訶子的相似度均在0.919～0.996范圍內，14批西青果的相似度均大于0.990，結果見表2、表3。另外，將已建立的訶子對照指紋圖譜（R1）和西青果對照指紋圖譜（R2）進行相似度評價，結果，兩者的相似度為0.909。結果表明，訶子與西青果在指紋圖譜上存在一定差異，所建立的指紋圖譜可用于鑒別訶子和西青果。

2.4 化學模式識別分析

2.4.1 PCA 以31批樣品8個共有峰峰面積為變量，通過SPSS 20.0軟件進行PCA。以特征值大于1為判斷標準，僅提取了1個主成分，即主成分1，其累積方差貢獻率達81.131%，說明主成分1可作為樣品的主要評價指標，詳見表4。通過因子載荷矩陣得知，峰1、2、3、4、5、7在主成分1上有較高載荷，對主成分1產生主要影響，詳見表5。以主成分1為變量，計算PCA得分，其得分圖見圖3，得分結果見表6。由圖3可知，31批樣品明顯被分為2類，即H1～H17為Ⅰ類、X1～X14為Ⅱ類。由表6可知，西青果主成分1的得分均為正值，最低為0.789 39（X11），最高為1.189 60（X10）;而訶子除H15、H16、H17號樣品主成分1的得分為正值外，其余14批均為負值，最高為0.415 86（H15），表明西青果和訶子存在明顯差異。

2.4.2 PLS-DA 利用SIMCA 14.1軟件建立訶子和西青果的PLS-DA模型，得分圖見圖4;8個共有峰的變量重要性投影值（VIP）圖見圖5。結果，模型對X矩陣的累積解釋率R 2X（cum）為0.907，對Y矩陣的累積解釋率R 2Y（cum）為0.975，累積模型預測參數Q 2（cum）為0.967，參考同類型研究文獻[20]，上述數據提示模型對17批訶子和14批西青果藥材8個共有峰峰面積具有較強的擬合和預測能力，且越接近1能力越強[21]。由圖4可知，31批樣品可區分為2類，與PCA分析結果一致;由圖5可知，VIP值排序為峰5（未知物）>峰4（安石榴苷B）>峰7（訶子鞣酸）>峰3（安石榴苷A）>峰2（沒食子酸），且VIP值均大于1，表明該5個共有峰對應的化合物是區分訶子和西青果的主要差異成分[22]。

2.5 多指標含量測定

“2.4”項下結果顯示，峰2、3、4、5、7是區分訶子和西青果的主要差異成分，由于峰5為未知物，故以其他4個共有峰對應的化合物沒食子酸（峰2）、安石榴苷A（峰3）、安石榴苷B（峰4）、訶子鞣酸（峰7）為含量測定指標，對17批訶子和14批西青果進行定量分析。

2.5.1 色譜條件 同“2.1”項。

2.5.2 溶液的制備 同“2.2”項。

2.5.3 系統適用性考察 取混合對照品溶液，按“2.5.1”項下色譜條件進樣測定，記錄色譜圖;分別取訶子和西青果樣品（編號：H17、X1），按“2.5.2”項下方法制備供試品溶液，再按“2.5.1”項下色譜條件進樣測定，記錄色譜圖。結果，沒食子酸、安石榴苷A、安石榴苷B、訶子鞣酸色譜峰與相鄰色譜峰的分離度均大于1.5，拖尾因子在1.00～1.05之內，詳見圖2。

2.5.4 線性關系考察 分別取沒食子酸、安石榴苷、訶子鞣酸對照品適量，精密稱定，分別用70%甲醇溶解并稀釋，制成6個不同質量濃度的系列對照品溶液，其中沒食子酸質量濃度分別為0.35、3.51、35.09、105.27、210.54、315.81 μg/mL，安石榴苷A質量濃度分別為2.84、28.41、259.70、519.40、831.04、1 038.80 μg/mL，安石榴苷B質量濃度分別為2.84、28.41、259.70、519.40、831.04、1 038.80 μg/mL，訶子鞣酸質量濃度分別為0.34、3.40、34.04、1 005.97、1 609.55、2 011.94 μg/mL。以質量濃度為橫坐標（x，μg/mL）、峰面積為縱坐標（y）進行回歸分析，結果見表7。

2.5.5 檢測限和定量限考察 取混合對照品溶液，以70%甲醇等比例稀釋后，按“2.5.1”項下色譜條件進樣測定，記錄峰面積，以信噪比3 ∶ 1、10 ∶ 1分別確定檢測限和定量限。結果，沒食子酸、安石榴苷A、安石榴苷B、訶子鞣酸的檢測限分別為0.04、0.02、0.02、0.11 ng，定量限分別為0.14、0.05、0.06、0.35 ng。

2.5.6 精密度試驗 分別取同一供試品溶液（編號：H17、X1），按“2.5.1”項下色譜條件連續進樣6次，記錄峰面積。結果，兩組樣品沒食子酸峰面積的RSD分別為1.21%、1.34%（n=6），安石榴苷A峰面積的RSD分別為1.60%、1.42%（n=6），安石榴苷B峰面積的RSD分別為1.74%、1.51%（n=6），訶子鞣酸峰面積的RSD分別為0.52%、0.98%（n=6），表明方法精密度良好。

2.5.7 穩定性試驗 分別取同一供試品溶液（編號：H17、X1），分別在室溫下放置0、2、4、6、8、12 h時按“2.5.1”項下色譜條件進樣測定，記錄峰面積。結果，兩組樣品沒食子酸峰面積的RSD分別為1.62%、1.36%（n=6），安石榴苷A峰面積的RSD分別為1.93%、1.67%（n=6），安石榴苷B峰面積的RSD分別為1.98%、1.79%（n=6），訶子鞣酸酸峰面積的RSD分別為1.08%、0.87%（n=6），表明供試品溶液在室溫下放置12 h內穩定性良好。

2.5.8 重復性試驗 分別取樣品（編號H17、X1）粉末約0.25 g，平行6份，按“2.5.2”項下方法制備成供試品溶液，再按“2.5.1”項下色譜條件進樣測定，記錄峰面積并按外標法計算含量。結果，兩組樣品沒食子酸含量的RSD分別為1.24%、1.05%（n=6），安石榴苷A含量的RSD分別為1.81%、1.48%（n=6），安石榴苷B含量的RSD分別為1.62%、1.48%（n=6），訶子鞣酸含量的RSD分別為1.28%、1.42%（n=6），表明方法重復性良好。

2.5.9 加樣回收率試驗 精密稱取已知含量的訶子藥材（編號：H17）和西青果藥材（編號：X1）粉末各0.125 g，平行6份，加入與樣品中含量相當的對照品溶液，按“2.5.2”項下方法制備供試品溶液，再按“2.5.1”項下色譜條件進樣測定，記錄峰面積并計算加樣回收率，結果見表8。

2.6 獨立樣品t檢驗

以31批樣品中4個成分含量為變量，通過SPSS 20.00軟件進行獨立樣品t檢驗。結果，訶子和西青果中沒食子酸、安石榴苷A、安石榴苷B、訶子鞣酸差異均有統計學意義。沒食子酸、安石榴苷A、安石榴苷B在方差方程Levene檢驗中P均大于0.05，方差相等;訶子鞣酸的P為0.003，小于0.05，方差不相等;4個成分在均值方程t檢驗中，P均小于0.001，說明這4個成分在訶子和西青果中具有顯著差異，結果與PLS-DA結果一致。

3 討論

訶子和西青果指紋圖譜中共指認8個共有峰，兩者指紋圖譜上存在差異，共指認了其中7個共有峰，分別為峰1訶子次酸、峰2沒食子酸、峰3安石榴苷A、峰4安石榴苷B、峰6柯里拉京、峰7訶子鞣酸、峰8訶子酸。

PCA結果顯示，31批樣品可劃分為兩類，即H1～H17為一類、X1～X14為一類;PLA-DA得分圖結果與PCA結果一致。PCA得分結果顯示，14批西青果的得分均大于17批訶子，且均為正值;而17批訶子中，14批樣品的PCA得分為負值，僅H15、H16、H17等3批樣品的PCA得分為正值。在PCA、PLA-DA得分圖中，31批樣品分散在X軸及Y軸上，14批西青果單獨分散在右邊，17批訶子樣品分在左邊，區分明顯;但筆者發現在17批訶子樣品中，H15、H16、H17等3批樣品與其他批次的樣品較為分散，結合峰面積進行分析，H15、H16、H17等3批訶子樣品中8個共有峰峰面積均大于其余14批訶子樣品，但小于14批西青果樣品，推測這3批樣品的成熟度介于訶子和西青果之間。通過PCA得分值可確定，PCA得分值>0.7以上歸為西青果，與訶子存在明顯差異，兩者可實現樣品分離。

由PLA-DA結果可知，峰2（沒食子酸）、峰3（安石榴苷A）、峰4（安石榴苷B）、峰5（未知物）、峰7（訶子鞣酸）等5個成分的VIP值均大于1，是區分訶子和西青果的主要差異成分。對其中4個已知成分進行定量分析發現，17批訶子和14批西青果中上述成分的含量存在明顯差異，西青果中4個成分的含量普遍高于訶子;兩種藥材中，均以訶子鞣酸含量最高，其次為安石榴苷B、安石榴苷A、沒食子酸。通過獨立樣品t檢驗對4個成分含量數據進行驗證顯示，在訶子和西青果中，沒食子酸、安石榴苷A、安石榴苷B、訶子鞣酸4個成分的含量存在顯著差異，與PLA-DA結果一致。

趙鹿等[23]通過化學成分、藥理作用、化學成分特有性、藥性、臨床新用途等方面對訶子藥材進行分析和論證，預測沒食子酸、訶黎勒酸、鞣花酸和訶子酸可能是訶子的質量標志物（Q-marker）;本研究通過化學模式識別分析方法發現，訶子次酸、沒食子酸、安石榴苷A、安石榴苷B、訶子鞣酸、訶子酸對主成分1產生較大影響，結合上述分析結果得出訶子和西青果藥材中的主要化合物為鞣質類成分。

綜上所述，本研究成功建立了訶子和西青果的UPLC指紋圖譜，較全面地比較了二者的成分及含量差異，結果顯示，訶子和西青果存在顯著差異，沒食子酸、安石榴苷A、安石榴苷B、訶子鞣酸可作為區分二者的主要差異成分。

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（收稿日期：2020-06-30 修回日期：2020-09-02）

（編輯：鄒麗娟）