灰色关联度分析法评价半枝莲药材质量

王斌，林钦贤，梁伟龙，郭长达，张华勇，康志英

(1.广州市香雪制药股份有限公司，广东 广州 510663；2.四川香雪制药有限公司，四川 南充 637000；3.亳州市沪谯药业有限公司，安徽 亳州 236800；4.宁夏隆德县六盘山中药资源开发有限公司，宁夏 固原 756300)

半枝莲为唇形科植物半枝莲(ScutellariabarbataD.Don)的干燥全草，别名并头草、通经草等，具有清热解毒、化瘀利尿的功效，可用于疔疮肿毒、咽喉肿痛、跌扑伤痛、水肿、黄疸、蛇虫咬伤[1-2]。现代药理及化学成分研究表明,半枝莲具有抗肿瘤、抗病原体、解热、利尿等多种药理作用，可用于治疗各种癌症、疔疮肿毒等[3-5]，含有黄酮类、生物碱、萜类、多糖等多种化学成分，其中黄酮类化合物为主要的活性成分，包括野黄芩苷、野黄芩素、木犀草素、芹菜素、汉黄芩素等[6]。

灰色关联度分析法(grey relation analysis,GRA)作为灰色理论的重要组成部分，可实现对未知系统的预测、决策等作用[7-11]，目前已在许多中药研究中应用，例如甘草[12]、黄管秦艽[13]、栀子[14]、广藿香[15]、滇龙胆[16]等。为客观、有效地综合评价不同产地半枝莲药材的质量，本研究以14个不同产地半枝莲药材作为研究对象，采用UV-Vis法测定其总黄酮的含量，HPLC法测定其野黄芩苷、野黄芩素、木犀草素、芹菜素的含量，并分别测定其水溶性、醇溶性浸出物的含量，结合GRA法，建立不同产地半枝莲药材质量评价的灰色关联度模型，为半枝莲药材资源的开发与利用提供参考依据。

1 仪器与材料

1.1 仪器

DHG-9245A型电热鼓风干燥箱、HWS-24型电热恒温水浴锅(上海一恒科学仪器有限公司)；TU-1901型双光束紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)；1200型高效液相色谱仪(Agilent)。

1.2 材料

野黄芩苷(110842-201508，纯度91.3%)、木犀草素(111520-201605，纯度99.6%)(中国食品药品检定研究院)；野黄芩素(MUST-1602204)、芹菜素(MUST-1606130)(成都曼斯特生物科技有限公司)。

半枝莲药材于2017年先后采自贵州、湖北、安徽、四川、山东、河南、湖南等14个地区，经广州市香雪制药股份有限公司康志英制药高级工程师鉴定为唇形科黄芩属半枝莲(ScutellariabarbataD.Don)的干燥全草，其药材来源、性状信息见表1。

表1 半枝莲药材来源及性状信息

2 方法与结果

2.1 浸出物

按照《中华人民共和国药典》2015年版四部醇溶性浸出物测定法、水溶性浸出物测定法项下的热浸法测定，用稀乙醇作溶剂，分别测定其醇溶性浸出物、水溶性浸出物的含量。

2.2 总黄酮含量测定

按照《中华人民共和国药典》2015年版一部半枝莲项下的【含量测定】总黄酮测定方法，对不同产地半枝莲样品的总黄酮含量进行测定。

2.3 多成分含量测定

参照之前半枝莲研究的分析方法[17-18]，对不同产地的半枝莲药材的野黄芩苷、野黄芩素、木犀草素、芹菜素的含量进行测定，其HPLC图谱见图1。

注：a.对照品；b.供试品；c.空白；1.野黄芩苷；2.野黄芩素；3.木犀草素；4.芹菜素。图1 半枝莲HPLC色谱图

2.4 含量测定

取不同产地半枝莲药材样品，分别按“2.1”“2.2”“2.3”项下的方法测定其浸出物、总黄酮、野黄芩苷等多成分的含量，结果见表2。

2.5 灰色关联度方法的建立

参考序列的选择设有n个研究的样品，每个样品有m项的评价指标，记作为{Xik}(i=1，2，3……n；k=1，2，3……m；本次试验中n为14，m为7)。本试验将醇溶性浸出物、水溶性浸出物、总黄酮、野黄芩苷、野黄芩素、木犀草素、芹菜素共同构成指标矩阵。将最优参考序列的指标对应n个半枝莲药材对应指标的最大值，记作为{Xsk}=max(1≤i≤n){Xik}，最差参考序列的指标半枝莲药材对应n个样品对应指标的最小值，记作为{Xtk}=min(1≤i≤n){Xik}。

表2 半枝莲检测结果(%)

原始数据的规格化处理对其原始数据进行规格化变换处理，以平均值化转换最为常用，见公式(1)。

(1)

公式(1)中，Yik为规格化处理后的实验数据，Xik为原始的实验数据，Xk为第n个半枝莲药材样品的第k个指标的平均值。

计算关联系数计算相对于最优的参考序列、最差的参考序列的关联系数，见公式(2)、公式(3)。

(2)

公式(2)中，Δmin= min |Yik-Ysk|，Δmax=max |Yik-Ysk|(i=1，2,……,n；k=1，2,……,m)

(3)

计算关联度按公式(4)计算相对于最优参考序列的关联度ri(s)，按公式(5)计算最差参考序列的关联度ri(t)。

(4)

(5)

计算相对关联度将相对于最优参考序列、最差参考序列的相对关联度ri定义为公式(6)。

(6)

建立样品实验数据集对不同产地半枝莲药材中7种成分含量进行测定，建立半枝莲药材实验数据集，见表3。

数据规格化的处理将半枝莲药材的原始实验数据集按公式(1)进行转换，规格化处理后的结果见表3。

表3 不同产地半枝莲药材原始数据规格化处理

计算关联系数按照公式(2)计算各评价单元相对于最优参考序列关联系数ξik(s)、按公式(3)计算最差参考序列的关联系数ξik(t)，结果见表4和表5。

表4 评价各单元序列相对于最优参考序列的关联系数

表5 评价单元序列相对于最差参考序列的关联系数

关联度与相对关联度的计算按公式(4)计算相对于最优参考序列关联度ri(s)，按公式(5)计算相对于最差参考序列的关联度ri(t)，按公式(6)计算出14个不同产地半枝莲药材的相对关联度ri，并进行质量排序，结果见表6。

表6 关联度与相对关联度及质量排序

半枝莲药材质量评价由表6可知，14个不同产地半枝莲样品的相对关联度在0.267～0.653之间，其中2个产地半枝莲药材样品的相对关联度>0.50，2个产地半枝莲药材样品的相对关联度在0.45～0.50之间，10个产地半枝莲药材样品的相对关联度<0.45，表明不同产地半枝莲药材的质量存在着差别。湖南邵阳(S11)、河南信阳(S9)、安徽种植基地(S1)的相对关联度为0.653、0.596、0.487，排名前3位，表明其药材质量较好。河南确山县石滚河乡(S13)、安徽寿县(S4)、安徽临泉(S10)的相关关联系数为0.353、0.282、0.267，排名后3位，表明其药材质量较差。

3 讨论

本研究建立的HPLC法可同步测定半枝莲药材中野黄芩苷、野黄芩素、木犀草素、芹菜素的含量，该方法准确可靠、重复性好，可用于半枝莲质量评价研究，为半枝莲多指标质量控制方法的建立提供科学依据。

半枝莲是一个复杂的药材，成分的多样性致使其质量很难控制，单一的指标成分不能准确反映中药的药效和质量，使其在分析评价中药的质量时损失信息量太多。本研究以相对关联度为测度，结合灰色关联度分析法，建立一种半枝莲药材质量综合评价的模型，客观整体地反映了半枝莲药材的内在质量，为半枝莲药材的综合质量评价提供了新思路，也为半枝莲资源的开发利用、质量评价方法的建立提供了参考依据。