不同产地和不同年限黄芩HPLC指纹图谱研究

田 甜，韩蕊莲，梁宗锁*

(1.浙江理工大学a生命科学学院，b建筑工程学院，浙江 杭州 310018； 2.中国科学院水利部水土保持研究所，陕西 杨凌 712100)

黄芩(ScutellariabaicalensisGeorgi)是唇形科黄芩属植物，以干燥根入药，是我国常用的大宗药材之一，具有泻火解毒、清热燥湿、止血安胎等功效[1]。黄芩含有多种化学成分，黄酮类是黄芩的有效成分，包括黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素、千层纸素A等，其中黄芩苷是评价黄芩药材质量的主要依据[2-4]。黄芩主产于河北、山西、内蒙古、陕西、山东等地，多为野生，以河北热河野生黄芩为道地品种，现由于人工采挖较为频繁，黄芩资源短缺，人工种植黄芩也越来越多，栽培黄芩已成为黄芩药材的主要来源[5-6]。中药指纹图谱是一种从整体上对中药进行鉴定和评价的技术，为中药质量评价建立了重要的模式，已经成为国内外公认的控制中药材和天然药物质量最有效的方法，被更多人采纳[7-8]。

我国种植黄芩的产地较多，生长环境及栽培方式也有差别。黄芩生长受这些因子影响，不同产地和不同生长年限的黄芩中黄酮类成分有较大差别，如何保证黄芩药材质量成为当前待解决的问题。目前对于产地和生长年限对黄芩药材化学成分和质量影响的报道较少，因此，本文收集到6个不同产地22批次黄芩药材，采用HPLC检测其有效成分[9-10]，建立了黄芩药材的指纹图谱，并通过相似性分析，对不同产地黄芩有效成分含量、产量进行比较分析，以确定不同产地黄芩最佳采收期，为黄芩药材的质量评价提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 仪器

电热鼓风干燥箱GZX-9023MBE(上海博讯实业有限公司医疗设备厂)，50 g手提式高速万能粉碎机DEF-50 A(温岭市林大机械有限公司)，标准检验筛(浙江上虞瑞志仪器厂)，电子天平(赛多利斯科学仪器北京有限公司)，数控超声波清洗机KQ-500DE型(昆山市超声仪器有限公司)，R3加热水浴锅和R3旋转蒸发仪(瑞士BUCHI公司)，外循环水浴锅(济南海能仪器股份有限公司)，AP-9925真空泵(天津奥特赛恩斯仪器有限公司)，移液器Eppendorf research plus(德国Eppendorf公司)，Waters2695高效液相色谱仪，Waters2998二极管阵列检测仪，Empower3色谱分析软件，Waters SunFireTMC18色谱柱(4.6×250 mm，5 μm)(美国Waters公司)。

1.1.2 试剂

丙酮(浙江汉诺化工科技有限公司)，色谱级甲醇(德国默克公司)，色谱级磷酸(上海阿拉丁生化科技股份有限公司)，超纯水，蒸馏水。

1.1.3 对照品及样品

对照品。黄芩苷对照品(批号SB8020，纯度≥98%)、黄芩素对照品(批号SW8010，纯度≥98%)、汉黄芩素对照品(批号SW8030，纯度≥98%)均购自北京索莱宝科技有限公司，千层纸素A对照品(批号P0967，纯度≥98%)购自北京博易汇科生物技术有限公司。

样品。不同产地黄芩样品的来源见表1，且经浙江理工大学生命科学学院生态学与植物学重点实验室梁宗锁教授鉴定所有样品均为黄芩(ScutellariabaicalensisGeorgi)正品。

表1 不同产地黄芩样品的来源

1.2 方法

本试验方法根据文献[11]中的方法进行优化。

1.2.1 供试品溶液制备

将黄芩样品于50 ℃烘箱干燥，粉碎，过40目尼龙筛(425 μm)。精密称定样品0.1 g置于25 mL容量瓶中，加入70%丙酮22.5 mL，于60 ℃下超声60 min(频率：20 kHz，功率：500 W)，冷却后用70%丙酮定容至25 mL，过滤后精密吸取滤液5 mL于旋转蒸发瓶中，滤液于60 ℃下旋转蒸发至干后，用甲醇定容至10 mL，超声溶解，即为供试品溶液。经0.22 μm微孔滤膜过滤后，即为待测样品(每个样品3个重复)。

1.2.2 HPLC条件

HPLC采用二次元梯度洗脱的方式，流动相为甲醇(A相)和0.22%磷酸水(B相)，梯度洗脱程序为：0～10 min，35%～45% A；10～15 min，45%～70% A；55～65 min，70%～35% A；检测波长：274 nm；流速：1.0 mL·min-1；柱温：25 ℃；进样量：10 μL。

1.2.3 对照品溶液制备

精密称取黄芩苷对照品0.002 99 g，黄芩素对照品0.001 2 g，汉黄芩素对照品0.000 4 g，千层纸素A对照品0.000 24 g，均置于25 mL容量瓶中用甲醇溶解，即为混合对照品溶液。经0.22 μm微孔滤膜过滤后，即为待测对照品。

1.2.4 线性关系考查

将1.2.3节中的混合对照品溶液0.5，2，5，10，20，30 μL，在1.2.2节HPLC条件下精密进样，以对照品浓度(g·mL-1)为横坐标(X轴)、色谱峰面积为纵坐标(Y轴)，分别计算黄芩苷对照品、黄芩素对照品、汉黄芩素对照品、千层纸素A对照品的线性回归方程(表2)。

表2 黄芩中4种有效成分的线性回归方程

1.2.5 方法学考查

稳定性实验。取同一产地黄芩粉末，按照1.2.1节和1.2.2节的方法进行提取和检测，分别在0、2、4、6、8、10、12、24、36、48、72 h检测样品色谱峰。结果表明，样品各主要色谱峰的相对保留时间和峰面积的相对标准差(RSD)值均小于2%，符合指纹图谱要求，稳定性较好。

精密度实验。取同一产地黄芩粉末，按照1.2.1节和1.2.2节的方法进行提取和检测，连续进样6次，检测样品色谱峰。结果表明，样品各主要色谱峰的相对保留时间和峰面积的RSD值均小于2%，符合指纹图谱要求，精密度较好。

重复性试验。 取同一产地黄芩粉末，称取6份，制备6个供试品溶液，按照1.2.1节和1.2.2节的方法进行提取和检测，检测样品色谱峰。结果表明，样品各主要色谱峰的相对保留时间和峰面积的RSD值均小于2%，符合指纹图谱要求，重复性较好。

1.2.6 中药指纹图谱建立

将22批次黄芩样品的色谱峰导入“中药色谱指纹图谱相似度评价系统(2012版)”，对4个有效成分色谱峰进行多点校正，生成对照指纹图谱。

1.2.7 相似性分析

将实验数据导入“中药色谱指纹图谱相似度评价系统(2012版)”相似度计算软件，进行相似度的评价分析。

2 结果与分析

2.1 HPLC对比图

如图1中A和B所示，样品中4种成分(黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素、千层纸素A)的出峰时间与标品中相应成分的出峰时间具有较好的拟合度。

2.2 不同产地黄芩样品4种有效成分HPLC测定结果

将6个产地的22批次黄芩样品按照1.2.1节和1.2.2节的方法进行提取和检测，得到22批次黄芩样品的高效液相色谱图，根据峰面积和对照品的标准曲线来计算黄芩样品中4种有效成分的含量，结果如表3所示。

a. 黄芩苷； b. 黄芩素；c. 汉黄芩素；d.千层纸素A图1 黄芩根对照品(A)和样品(B)的HPLC图谱

表3 不同产地黄芩样品4种有效成分含量的百分比

22批次黄芩样品中均含有黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素、千层纸素A 4种有效成分，但是每个样品中4种成分含量差异较大。其中山东潍坊一年生黄芩苷含量最高，为21.13%±0.56%；山西长治二年生黄芩素、汉黄芩素、千层纸素A含量均为最高，分别为4.56%±0.40%、1.14%±0.10%、0.69%±0.05%；陕西商洛四年生黄芩苷含量最低，为11.06%±1.80%；内蒙古野生黄芩黄芩素含量最低，为1.09%±0.00%；河北热河一年生汉黄芩素含量最低，为0.26%±0.07%；山东临沂一年生千层纸素A含量最低，为0.13%±0.01%。

4种有效成分按照不同产地比较，如图2所示，一年生黄芩中，山东潍坊黄芩苷含量最高，甘肃定西黄芩素、千层纸素A含量最高，陕西商洛汉黄芩素含量最高，二年生黄芩中：山东潍坊黄芩苷含量最高，山西长治黄芩素、汉黄芩素和千层纸素A含量最高；三年生黄芩中，陕西商洛黄芩苷含量最高，甘肃定西黄芩素和千层纸素A含量最高，山西长治汉黄芩素含量最高，野生黄芩中：山东沂蒙山黄芩苷含量最高，河北热河黄芩素含量最高，山西长治汉黄芩素和千层纸素A含量最高。

图2 相同产地不同年限黄芩中4种有效成分含量的差异

总黄酮含量分别按照不同年限来比较，如表2所示，甘肃定西一年生黄芩总黄酮含量最高，三年生次之，二年生最少；河北热河一年生黄芩总黄酮含量最高，野生和三年生次之，二年生最少；内蒙古赤峰二年生黄芩总黄酮含量比野生的高；山东潍坊一年生黄芩总黄酮含量最高，临沂一年生和沂蒙山野生次之，潍坊二年生黄芩总黄酮含量最低；山西长治二年生黄芩总黄酮含量最高，一、三年生次之，野生最低；陕西商洛三年生黄芩总黄酮含量最高，一年生和野生次之，二年生和四年生最低。

2.3 不同产地黄芩总黄酮产量

从图3可以看出，随着生长年限的增加，黄芩总黄酮产量呈上升趋势。内蒙古赤峰野生黄芩总黄酮产量比二年生黄芩略高；山西长治、甘肃定西、山东和河北热河产地的黄芩随着年限增加，黄芩总黄酮产量也会增加；陕西商洛三年生黄芩总黄酮产量最高；总体看来，河北热河野生黄芩中黄芩总黄酮产量最高，要比其他产地黄芩高一倍以上，品质最好。

图3 不同产地不同年限黄芩中总黄酮产量的差异

2.4 黄芩样品HPLC指纹图谱

2.4.1 指纹图谱建立

黄芩样品指纹图谱如图4所示，将22个色谱峰进行比对之后，共有13个共有峰(图5)，其中8号峰为黄芩苷，11号峰为黄芩素，12号峰为汉黄芩素，13号峰为千层纸素A。以8号峰作为参照峰，计算13个共有峰的相对保留时间，得出其RSD均小于1.5%(表4)。

图4 不同产地黄芩样品的指纹图谱

图5 22批次黄芩样品13个共有峰色谱

表4 不同产地黄芩共有峰的相对保留时间 min

2.4.2 相似性

从表5数据结果可以看出，22批次黄芩样品指纹图谱的相似度较高，均在0.953%～0.999%。以夹角余弦系数作为相似度指标，13个共有峰相对峰面积作为基本数据，对22批次黄芩药材进行相似性评价，结果列表6。

表6表明，22批次黄芩药材与标准指纹图谱之间的夹角余弦系数均在0.970%以上，与指纹图谱相似度分析相似，并且以矢量法建立标准的指纹图谱较能反应黄芩的质量。

表5 22个黄芩样品指纹图谱相似度分析

表6 不同产地黄芩共有峰相对峰面积

3 小结与讨论

3.1 不同产地和不同生长年限黄芩有效成分差异

本文分析了不同产地和不同生长年限黄芩有效成分含量的差异。结果表明，22批样品中，山东潍坊一年生黄芩苷含量最高，为21.13%±0.56%；陕西商洛四年生黄芩苷含量最低，为11.06%±1.80%；样品均符合2015版《中国药典》[1]规定：即，按干燥品算，黄芩苷(C21H18O11)含量不得少于9.0%。并且郭晓燕等[12]、李韦等[13]、周锡钦等[14]研究表明，黄芩药材中黄芩苷的含量一般在10%～25%，本实验的结果与这一规律一致。

不同产地黄芩受生长环境[15]、土壤[16]、水分[17]、施肥[18-19]及栽培方式[20]等多种因素的影响，黄芩的长势、化学成分的组成及其含量也会有差别。本研究中一年生黄芩中山东潍坊产地总黄酮含量最高，二年生黄芩中山西长治产地总黄酮含量最高，三年生黄芩中陕西商洛产地总黄酮含量最高，野生黄芩中山东沂蒙山产地总黄酮含量最高。王磊等[21]、管仁伟等[22]研究发现不同产地黄芩的性状、化学成分和质量存在差异。本实验结果显示，山东、陕西等道地产区黄芩品质较好。且黄芩品质受采收期影响，因此应因地适宜，根据当地条件选择最佳的采收时间。

不同采收期的黄芩中黄酮类成分的种类与含量也有一定的差异[23]。本研究中同一产地一年生黄芩的黄芩苷含量普遍高于二年生、三年生和野生黄芩，说明随着时间的增长，黄芩根中黄芩苷含量随着时间的增长而降低。然而赵胜男等[24]研究发现一年生并不是黄芩的最佳采收期，因此本文结合黄芩根重，粗略估计出不同生长年限黄芩总黄酮产量。结果表明，三年生黄芩和野生黄芩总黄酮产量显著高于一二年生黄芩总黄酮产量，其中河北热河野生黄芩产量最高。由于野生黄芩生长时间过长，资源较少，也有文献表明野生黄芩可以用人工栽培黄芩替代[25]，结合黄芩的产量和有效成分含量，建议三四年生的黄芩更适合采收加工。

3.2 黄芩有效成分指纹图谱建立

中药指纹图谱的建立对于鉴别中药品种和评价中药质量有非常重要的意义，已经成为国内外公认的一种最有效的手段[26]，目前，丹参[27]、黄精[28]、酸枣[29]、三七[30]、乌药[31]、秦艽[32]、熟地黄[33]、铁皮石斛[34]、三叶青[35]等多种药材的指纹图谱已经建立。中药指纹图谱通过欧氏距离、夹角余弦和相似系数等作为评价指标来反应样品之间的相似性，能够从整体上更好的评价药材质量[7]。

本实验在6个产地22批次样品的基础上建立黄芩指纹图谱。结果表明，22批次不同产地样品共有13个共有峰，且共有峰相对保留时间均小于1.5%，说明本方法色谱峰分离度较好，特征峰明显；与此同时，采用中药指纹图谱相似度和夹角余弦系数作为评价指标来评价各样品之间的相似性，样品相似度分别大于95.0%和97.0%，说明本次样品之间一致性较好，无异常样品。本研究采用HPLC-中药指纹图谱技术结合多成分定量分析的方法，可以更可靠地用于中药质量评价[36]，对于不同产地黄芩质量评价有了更全面的分析，有助于提高黄芩药材的研究水平和质量控制水平。

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