基于主成分分析的不同产地蔓荆子的质量评价研究

刘奇越，马恩耀,2，周劲松*，张路娣，杨诗慧，周首婷

（1.广东汉潮中药科技有限公司，广东广州，510360；2.广州采芝林药业有限公司，广东广州，510360）

0 引言

蔓荆子，又名“蔓荆实”，为马鞭草科植物单叶蔓荆（Vitex trifolia L.var.simplicifolia Cham.）或蔓荆（Vitex trifolia L.）的干燥成熟果实，辛、苦，微寒，归膀胱、肝、胃经［1］。蔓荆子为我国重要的药材之一，始记于东汉时期的《神农本草经》，拥有二千多年的用药历史。蔓荆子是一味辛凉解表常用药，临床上可以用于治疗风热感冒、头晕头痛、牙龈肿痛等疾病，还具有抗发炎、降血压、除细菌、祛老痰、抵抗恶性肿瘤等特殊效用［2］。蔓荆子的化学成分主要含有挥发油、黄酮类、环烯醚萜类、双萜类、脂肪酸、生物碱、甾体、氨基酸等化学成分［3］。现代药理研究表明，蔓荆子具有抗肿瘤、解热、镇痛、抗炎、抗菌、降压及改善微循环、抗氧化等药理作用［4］。蔓荆子生产原料年需求量在6 000 吨左右，《中国药典》2020 版本收载七味榼藤子丸、天菊脑安胶囊、芎菊上清丸、妇科养坤丸、拨云退翳丸、黄连上清丸等多种含有蔓荆子的中成药。蔓荆子在全国分布广泛，产地在我国山东、广西、广东、云南、福建、台湾等省区均有分布。在质量评价方面，蔓荆子的药用价值正在开发的过程中，在蔓荆子化学成分的分离鉴定、活性成分的药理作用、含量测定、定性鉴别等研究方向上均有很多的报道［4，5］，但是系统地从鉴别、检查、含量测定来对蔓荆子进行质量评价的报道较少，而水分、灰分、浸出物、含量等是衡量中药材品质的一个重要因素。

蔓荆子原料产地在我国的分布一直比较广泛，但由于其生长条件和环境不同，存在各地气候和栽培工艺等因素影响，不同原料产地的蔓荆子药材质量可能会有较大的差异，而蔓荆子的质量优劣会直接影响其药理功能和临床治疗效果。所以，对不同原料产地的蔓荆子药材质量进行研究评价，对提高蔓荆子资源的有效利用率有益。本研究收集了江西省、云南省、安徽省、山东省、福建省5 个省份不同产地的10 批蔓荆子药材作为研究对象，按《中国药典》2020 版的要求对不同产地的蔓荆子药材进行研究，采用定性及定量的分析方法对其质量进行检测。同时，全面评价不同产地蔓荆子的质量，为蔓荆子药材的产地选择及标准提升提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试剂与对照品

对照品：蔓荆子黄素对照药品（批号：CHB180128，含量以≥98%计，成都克洛玛生物科技有限公司）。

试剂：水合氯醛（麦克林公司）、甘油（麦克林公司），甲醇（广州化学试剂厂）、石油醚（60~90℃，广州化学试剂厂）、丙酮（广州化学试剂厂）、乙醇（广州化学试剂厂）、环己烷（广州化学试剂厂）、乙酸乙酯（广州化学试剂厂），氢氧化钠（广州化学试剂厂）、三氯化铝（麦克林公司）、甲醇（美国Fisher 公司）、磷酸（广州化学试剂厂）、超纯水（实验室自制）。

1.1.2 样品信息

蔓荆子药材样品信息详见表1。

表1 蔓荆子药材样品信息

1.2 仪器与设备

岛津高效液相色谱仪LC-20ADXR（日本岛津公司），RHP-100 型高速多功能粉碎机（浙江永康荣浩工贸有限公司），BSA224S-CW 型万分之一电子天平（赛多利斯斯泰迪生物设备（北京）有限公司），BM-20 型百万分-微量分析天平（广州市锦泉仪器科技有限公司），HH-4 型数显恒温水浴锅（常州澳华仪器有限公司），TH-II 型薄层加热器（上海科哲生化科技有限公司），Fastreport 100 型薄层成像系统（广州市锦泉仪器科技有限公司），KQ-300DA 型数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司），SX2-4-10Z 型箱式电阻炉（上海博迅实业有限公司医疗设备厂），GZX-9070 型数显鼓风恒温干燥箱（上海博迅实业有限公司医疗设备厂），CX51RF 型生物数码摄影显微镜（日本奥林巴斯公司），Comfort Ⅰ型超纯水机（赛多利斯斯泰迪生物设备〈北京〉有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 显微鉴别

取10 批次不同产地的蔓荆子，按照《中国药典》2020 年版四部通则2001 显微鉴别法进行测定。

1.3.2 薄层鉴别

取10 批不同产地的蔓荆子粉末5 g，加石油醚（60~90℃）50 mL，加热回流2h，滤过，弃去石油醚液，药渣挥干，加丙酮80 mL，加热回流1.5h，滤过，滤液蒸干，残渣加甲醇2 mL 使溶解，作为供试品溶液。另取蔓荆子黄素对照品，加甲醇制成每1 mL 含1 mg 的溶液，作为对照品溶液。照薄层色谱法（通则0502）试验，吸取上述两种溶液各5 μL，分别点于同一用1%氢氧化钠溶液制备的硅胶G 薄层板上，以环己烷-乙酸乙酯-甲醇（3：2：0.2）为展开剂，展开，取出，晾干，喷以10%三氯化铝乙醇溶液后进行检视。

1.3.3 杂质

取10 批次不同产地的蔓荆子，依照《中国药典》2020 年版四部通则2301 项下杂质测定法检测。

1.3.4 水分

取10 批次不同产地的蔓荆子，依照《中国药典》2020 年版四部通则0832 项下水分测定的第四法检测。

1.3.5 总灰分

取10 批次不同产地的蔓荆子，依照《中国药典》2020 年版四部通则2302 项下总灰分测定法检测。

1.3.6 浸出物

取10 批次不同产地的蔓荆子，依照《中国药典》2020 年版四部通则2201 项下醇溶性浸出物测定法项下的热浸法测定，用甲醇作溶剂。

1.3.7 含量测定

1.3.7.1 色谱条件

采用Agilent ZORBAX SB-C18（4.6×250 mm，5 μm）色谱柱；流动相为甲醇-0.4%磷酸溶液（60：40）；检测波长为258 nm；柱温30 ℃；流速1.0 mL/min。

1.3.7.2 对照品溶液的制备

取蔓荆子黄素对照品适量，精密称定，加甲醇制成每1mL 含30μg 的溶液，即得。

1.3.7.3 供试品溶液的制备

取10 批次不同产地的蔓荆子粉末（过三号筛）约2g，精密称定，置具塞锥形瓶中，精密加入甲醇50mL，称定重量，加热回流1 小时，放冷，再称定重量，用甲醇补足减失的重量，摇匀，滤过，取续滤液，即得。

1.3.7.4 样品测定

分别精密吸取对照品溶液与供试品溶液各10μL，注入液相色谱仪，测定，即得。

2 结果与分析

2.1 显微鉴别

结果显示，10 批蔓荆子样品显微均符合《中国药典》2020 版规定。由图1 可见，花萼表皮细胞类圆形，壁多弯曲；非腺毛2~3 细胞，顶端细胞基部稍粗，有疣突。外果皮细胞多角形，有角质纹理和毛茸脱落后的痕迹，并有腺毛与非腺毛。腺毛分头部单细胞、柄1~2 细胞及头部2~6 细胞、柄单细胞两种；非腺毛2~4细胞，长14~68 μm，多弯曲，有壁疣。中果皮细胞长圆形或类圆形，壁微木化，纹孔明显。油管多破碎，含分泌物，周围细胞有淡黄色油滴。内果皮石细胞椭圆形或近方形，直径10~35 μm。种皮细胞圆形或类圆形，直径42~73 μm，壁有网状纹理，木化。

图1 蔓荆子粉显微图

2.2 薄层鉴别

如图2 所示，10 批蔓荆子样品与蔓荆子黄素对照品在紫外光365 nm 下，在相应位置上都出现了相同颜色的斑点和荧光斑点，即10 批蔓荆子样品均含蔓荆子黄素。

图2 10 批蔓荆子药材薄层色谱图

2.3 水分

对10 批蔓荆子药材样品进行水分测定。《中国药典》2020 年版规定，水分不得超过14.0 %。结果显示，10 批蔓荆子样品的水分测定结果均在正常范围内，结果见表2。

表2 蔓荆子水分、总灰分、浸出物、含量测定结果（，n=3）

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2.4 总灰分

《中国药典》2020 版规定，总灰分不得超过7 %。对10 批不同产地蔓荆子样品进行总灰分测定，结果显示，10 批蔓荆子样品的总灰分结果均在正常范围内，结果见表2。

2.5 浸出物

《中国药典》2020 版规定，浸出物不得少于8.0 %。对10 批不同产地蔓荆子样品进行浸出物测定，结果显示，10 批蔓荆子样品的浸出物结果均在正常范围内，结果见表2。

2.6 蔓荆子黄素含量测定

《中国药典》2020 版规定，蔓荆子黄素含量不得少于0.030 %。对10 批不同产地蔓荆子样品进行含量测定，结果显示，10 批蔓荆子样品的蔓荆子黄素含量测定结果均在正常范围内，结果见表2，色谱图如图3所示。

图3 蔓荆子高效液相色谱图

2.7 聚类分析

分别以蔓荆子测定的水分、总灰分、浸出物及含量测定为变量，将表3 所得数据录入SPSS25.0 软件中经处理后进行聚类分析。结果显示，当系数值设置为10 时，所有批次样品可分为四类，具体见图4。其中，云南省楚雄彝族自治州楚雄市、江西省九江市彭泽县、福建省莆田市产的蔓荆子归为一类，江西省宜春市丰城市、安徽省安庆市望江县产地批次蔓荆子样品归为一类，江西省南昌市、安徽省亳州市谯城区、江西省宜春市樟树市、山东省威海市文登区产地批次蔓荆子样品归为一类，云南省普洱市景谷傣族彝族自治县产地蔓荆子样品归为一类。

图4 10 个不同产地蔓荆子药材聚类结果图

表3 蔓荆子主成分的特征值和贡献率

2.8 主成分分析

将表2 所得数据录入SPSS25.0 软件中经处理后进行主成分分析，结果见表3、表4。

表4 10 批样品批蔓荆子药材主成分得分（F1、F2）、综合得分（F）、排名信息表

如表4 所示，主成分1 的贡献率最高，主成分2的贡献率次之，二者累计贡献率达81.154%，因此可用这两个主成分代替原来的4 个指标，用以评价10 批蔓荆子药材的综合质量情况。结果显示，综合考察不同产地评分，云南省普洱市景谷傣族彝族自治县产地的蔓荆子药材质量最优。

3 结论

产地是影响中药材质量的重要因素之一，不同地区的某种中药材的质量往往与其他地区的相同种类药材存在一定的差异，某些特定地区种植的某种药材，质量会优于其他地区。中药材的生长具有一定的地域性，与土壤、气候、水质等自然环境因素关联紧密。同时，不同的采收、加工方式及不同的贮藏条件，也会造成中药材质量存在差异。如不同采收期及加工方式，会造成中药材的杂质、水分含量，有效成分含量的明显差异；采用产地常规采收加工和产地趁鲜加工等不同方式，也会使药材质量产生一定的差异。药材采收加工后的贮藏也是影响药材质量的关键因素之一，受贮藏环境的温度、湿度等因素影响，药材在贮藏过程中可能出现有效成分降解的情况。

综上所述，综合对蔓荆子药材质量多方位评价结果得出结论：10 批蔓荆子药材，由性状鉴别和薄层鉴别可知，均符合药典要求。对其进行水分、总灰分、醇溶性浸出物测定，水分含量在6.92%~11.92%，总灰分含量在3.59%~4.19%，醇溶性浸出物含量在10.27%~12.20%， 均符合药典规定。HPLC 测定10 批蔓荆子药材的蔓荆子黄素的含量，范围在0.061%~0.079%，也符合药典规定。10 批次不同产地的蔓荆子的水分含量、灰分含量、浸出物含量及蔓荆子黄素含量测定结果均符合《中国药典》2020 版蔓荆子药材的各项规定标准。采用聚类分析法和主成分分析法对不同产地的蔓荆子药材进行质量评价，将不同产地的蔓荆子药材进行分类，结果表明不同产地的蔓荆子药材的质量存在一定的差异。比较10 批蔓荆子药材发现，云南省普洱市景谷傣族彝族自治县所产的蔓荆子的质量最优。