全 文 ：收稿日期:2007-08-28
基金项目:佳木斯大学科研基金资助项目(S15)
作者简介:方洪壮(1956-), 男 , 齐齐哈尔市人 , 教授 , 研究
方向:计算药物分析。 E-mail:fhz-chjms@163.
com
黑龙江 4种铁线莲色谱指纹特征比较分析
方洪壮 1 ,麻明臣 2 ,宗希明1
(1.佳木斯大学 化学与药学院 ,黑龙江 佳木斯 154007;2.佳木斯市药品检验所 ,黑龙江 佳木斯 154007)
摘　要　运用化学计量学方法 ,比较分析黑龙江 4种铁线莲植物 , 辣蓼铁线莲 、棉团铁线莲 、褐毛铁线莲 、齿叶铁线
莲根及根茎石油醚提取物的色谱指纹特征。色谱 -光谱数据的多元分辨结果表明 4种铁线莲的色谱指纹特征中 ,
总计至少有 45种化学成分存在 ,共有的化学成分为 14种 ,单独的化学成分分别为 3、 6、2及 2种。聚类分析显示 ,
辣蓼铁线莲与棉团铁线莲间的相似程度在 4种铁线莲全部两 -两组合的相似程度中最小。
关键词　辣蓼铁线莲;棉团铁线莲;褐毛铁线莲;齿叶铁线莲;指纹特征;化学计量学
中图分类号:R917　　　文献标识码:A　　　文章编号:1006-9690(2008)04-0046-04
ComparisonAnalysisofChromatographicProfilesof
FourClematisPlantsinHeilongjiangProvince
FangHongzhuang1 , MaMingchen2 , ZongXiming1
(1.ColegeofChemistryandPharmacy, JiamusiUniversity, Jiamusi154007, China;
2.JiamusiInstituteforDrugControl, Jiamusi154007, China)
Abstract　ThechromatographicprofilesofbenzinumpurificatumextractionofradixandrhizomeofHei-
longjiangfourClematisplants, includingClematismandshurica, Clematishexapetala, Clematisfuscaand
Clematisseratifolia, werecomparisonanalyzedwithchemometricsmethods.Themultivariateresolution
resultsofchromatographicspectroscopicdatashowedthatatleasttotaledof45chemicalcomponentspres-
entinthechromatographyprofilesoffourclematisand14 commoncomponentsarepresentinbothsam-
ples, while3, 6, 2and2 chemicalcomponentspresentalonerespectivelytotheClematismandshurica,
Clematishexapetala, ClematisfuscaandClematisseratifolia.Theresultsofclusteranalysisindicated
thatthesimilaritydegreebetweenClematismandshuricaandClematishexapetalawastheminimuminthe
alpaircombinationoffourclematisplants.
Keywords　Clematismandshurica;Clematishexapetala;Clematisfusca;Clematisseratifolia;chroma-
tographicprofile;chemometrics
　　毛莨科铁线莲属植物 ,辣蓼铁线莲 (东北铁线
莲)ClematismandshuricaRupr、棉团铁线莲 Clematis
hexapetalaPal.、褐毛铁线莲 ClematisfuscaTurcz及
齿叶铁线莲 ClematisserratifoliaRehd在黑龙江省多
有分布 [ 1-3] ,其中收载在中国药典一部中威灵仙药
材项下的辣蓼铁线莲和棉团铁线莲的干燥根及根
茎[ 4] ,具有多种药理作用 、临床上应用较多 [ 5] 。中
药色谱指纹图谱是表征中药所含的成分与其质量关
系的有效手段 ,是国内外广泛接受的中药质量评价
模式 [ 6] 。比较 4种铁线莲的色谱指纹图谱 ,可揭示
它们的内在化学本质 ,有助于相关的植物分类 、扩大
药源及药理药效的研究 。化学计量学方法用于中药
指纹图谱高维数据的处理 ,为中药分析开辟了一个
全新的研究领域 [ 7] ,并取得了引人注目的成果 [ 8] 。
我们采用化学计量学方法 ,处理由梯度洗脱高效液
—46—
第 27卷第 4期
2008年 8月 　　　　　　　　　　　　　 中 国 野 生 植 物 资 源ChineseWildPlantResources　　　　　　　　　　 　Vol.27 No.4Aug.2008
相色谱法获取的 4种铁线莲根及根茎石油醚提取物
色谱指纹特征数据 ,运用多元分辨方法中渐近窗口
正交投影残差曲线对色谱指纹特征进行比较分
析 [ 9] ,以聚类分析方法考察色谱指纹特征的相似程
度 [ 10] 。实验结果为进一步确定 4种铁线莲石油醚
提取物中的化学成分及进行相关的研究奠定基础。
1　实验材料与方法
1.1　仪器与试药
高效液相色谱仪:HP1100型 ,包括 Agilent1100
四元泵 , HP1100二极管阵列检测器 , HP色谱化学工
作站(美国安捷伦科技公司)。
辣蓼铁线莲 、棉团铁线莲 、齿叶铁线莲 , 2005年
9月采自伊春市亮子河林区;褐毛铁线莲 , 2005年 9
月采自佳木斯市桦南林区。学名经作者鉴定 ,并按
药典相关的显微鉴别对辣蓼铁线莲 、棉团铁线莲进
一步确认。
齐墩果酸对照品(110709-200304)购自中国
药品生物制品检定所 。乙腈 、甲醇为色谱纯;无水乙
醇 、盐酸与石油醚(60 ～ 90 ℃)为分析纯。
1.2　色谱条件
色谱柱为 EclipseXDB-C18分析柱(250 mm ×
4.0mmID, 5 μm)和 ZorbaxSB-C18保护柱 (12.5
mm×4.6mmID, 5 μm);流动相为(A)0.1%磷酸
水溶液 、(B)乙腈 ,梯度洗脱程序为 0 ～ 5min, 25%
B;5 ～ 30 min, 25% B～ 85% B;30 ～ 45 min, 85% B
～ 100% B;45 ～ 60min100%B。检测波长 210 nm;
柱温为 20℃;流速为 1.0 mL/min。
1.3　方法
1.3.1　溶液配制
取齐墩果酸对照品约 10 mg, 精密称定 , 置 10
ml容量瓶中 ,加甲醇适量使其溶解 ,加甲醇至刻度 。
制成 1 mg/mL的齐墩果酸对照品溶液 。
4种铁线莲根和根茎 ,分别粉碎后 ,过五号(180
μm±7.6μm)药筛。分别取药材粉末 1.0 g,加乙
醇 50mL,加热回流 2h,滤过 ,滤液浓缩至约 20mL,
加盐酸 3 mL,加热回流 1 h,加水 10 mL,放冷 ,加石
油醚振摇提取 3次 ,石油醚用量分别为 20、10 mL、
10 mL,蒸干石油醚 ,残渣用 1 mL甲醇使溶解 ,经
0.45μm油性微孔滤膜过滤 ,制成辣蓼铁线莲 、棉团
铁线莲 、褐毛铁线莲及齿叶铁线莲供试品溶液。
取乙醇 50 mL,同供试品溶液制备方法 ,加热回
流提取 ,石油醚残渣加甲醇 1 mL溶解作为空白溶
液。
1.3.2　指纹图谱
取齐墩果酸对照品溶液 、空白溶液及 4种铁线
莲供试液 ,分别按 1.2节的色谱条件 ,进样 20 μL,
进行检测 。根据齐墩果酸对照品色谱与空白溶液的
色谱确定齐墩果酸及空白色谱峰 。选取铁线莲色谱
中的齐墩果酸色谱峰为参照物峰 ,结合空白色谱峰 ,
按国家药品监督管理局的中药注射剂色谱指纹图谱
研究技术要求(试行)规定的检测方法与相关内容
制备指纹图谱 。
1.4　数据分析
1.4.1　化学成分比较
在色谱仪上间隔 2 nm记录采集 4种铁线莲色
谱光谱二维数据 ,并选取各色谱中与参照物峰峰面
积比大于 2%的色谱峰作为比较分析的目标峰。提
取某一铁线莲目标色谱峰的色谱光谱数据中的抽象
光谱 ,分别对另外 3种铁线莲样品的数据进行窗口
移动正交投影 ,计算残差矢量长度 ,以残差矢量长度
对色谱保留时间绘制投影残差曲线图。按残差矢量
长度小于 0.000 1为指标 ,结合色谱保留时间判定相
同的化学成分是否存在以及在色谱指纹图谱中的位
置。
1.4.2　聚类分析
在色谱仪上采集相应化学成分的峰面积比值数
据 ,分别用欧氏距离 、马氏距离及布洛克距离 3种聚
类统计量 ,计算铁线莲样品间的近邻矩阵 ,分别用最
短距离法 、最长距离法 、平均距离法 ,重心距离法及
平方和递增法 5种不同的系统聚类方法计算样品的
同现矩阵 ,绘制层次聚类树图。另将样品的峰面积
值原始数据标准化后 ,分别用上述 3种聚类统计量
计算铁线莲样品间的近邻矩阵 ,用 5种不同的系统
聚类方法进行聚类并绘聚类图。根据相应的同现相
关系数对聚类结果进行比较分析 。
2　结果与讨论
2.1　指纹图谱
图 1为对照品溶液及空白溶液的色谱图 。从图
—47—
第 4期　　　　　　　　　　　　　 　方洪壮 , 等:黑龙江 4种铁线莲色谱指纹特征比较分析　　　　　　　　　　　　　
中可知 ,齐墩果酸色谱峰的保留时间为 43.25 min,
空白溶液在 35.20 min与 52.30 min处有 2个不可
忽略的色谱峰。 4种铁线莲色谱指纹图如图 2。比
较对照溶液色谱和经多元分辨方法得知 , 4种铁线
莲中都含有齐墩果酸 ,并以辣蓼铁线莲中的含量为
最高 ,占总峰面积 18.3%,其它依次为:棉团铁线莲
4.30%、褐毛铁线莲 3.11%、齿叶铁线莲 2.97%。
2.2　化学成分
对 4种铁线莲的色谱 -光谱数据进行正交投影
计算分析 ,得到相应各色谱指纹图谱中各化学成分
和峰位结果如表 1。由表 1可知 , 4种铁线莲石油醚
提取物中 ,总计至少有 45个化学成分存在 ,其中辣
蓼铁线莲 、棉团铁线莲 ,褐毛铁线莲及齿叶铁线莲分
别有 30、22、31及 31个化学成分 ,单独存在的化学
成分数分别为 , 3、6、2及 2个 。 4种铁线莲共有的化
学成分数至少有 14个 ,辣蓼铁线莲与其它 3种铁线
莲的共有化学成分数分别不少于 13、25及 21个 ,棉
团铁线莲与褐毛铁线莲及齿叶铁线莲分别不少于 15
和 14个 ,褐毛铁线莲与齿叶铁线莲至少有 25个。
表 1　4种铁线莲色谱指纹特征
图中的化学成分及保留时间
辣蓼铁线莲
目标峰 时间 /min
棉团铁线莲
目标峰 时间 /min
褐毛铁线莲
目标峰 时间 /min
齿叶铁线莲
目标峰 时间 /min
共有
成分数
10.04 10.05 1 10.04 10.07 1
11.27 No 2 11.26 1 11.27
11.55 No 3 11.61 11.50
1 12.89 1 12.83 4 12.89 2 12.94 2
2 15.12 2 15.20 5 15.17 15.15 3
3 15.94 3 15.98 6 15.95 3 15.94 4
4 17.63 4 17.63 7 17.63 4 17.64 5
5 19.08 5 19.12 8 19.09 19.10 6
No No 9 19.39 19.40
19.80 No No 5 19.81
20.16 No No No
22.49 No 10 22.50 6 22.49
6 23.08 6 23.12 11 23.06 No
No No No 7 23.10
7 25.88 7 25.89 12 25.81 25.90 8
8 26.52 No 13 26.48 8 26.56
26.85 26.90 14 26.80 No
9 27.95 No 15 27.95 No
No 8 30.88 No No
No No No 9 30.83
31.35 No 16 31.32 10 31.35
No 9 32.05 No No
10 32.37 No No No
11 35.40 10 35.47 35.35 11 35.46 9
12 38.94 No 17 38.85 38.95
No No 18 40.50 No
13 40.83 No No No
No 11 40.93 No 40.85
No No 19 41.96 No
14 43.61 12 43.22 20 42.75 12 43.17 10
No 13 43.80 No No
No No 21 44.81 45.00
15 45.54 14 45.64 22 45.34 13 45.60 11
No 15 46.82 No No
No No 23 46.76 14 46.88
16 48.36 No No 15 48.43
No 16 48.46 No No
17 49.00 No 24 48.91 16 49.08
No 17 49.31 No No
18 49.83 No 49.58 49.65
19 50.51 18 50.66 25 50.40 17 50.61 12
20 51.68 No 26 51.52 18 51.76
No No 52.16 19 52.49
21 53.13 19 53.32 27 52.95 53.28 13
22 53.74 20 53.96 28 53.54 20 53.78 14
2.3　聚类分析
用 3种聚类统计量和 5种系统聚类方法 ,计算
—48—
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　中 国 野 生 植 物 资 源　　　　　　　　　　　　　　　　第 27卷
4种铁线莲两 -两组合的近邻矩阵与同现矩阵间的
同现相关系数 ,结果以用欧氏距离统计量的类平均
系统聚类方法所得的同现相关系数为最好 。对原始
数据标准化后的同现相关系数也以用欧氏距离类平
均法为最佳 ,但同现相关系数由数据标准化前的 0.
7539提高到 0.9408。标准化前后相应的聚类树图
分别见图 3与图 4。
　　由图 3可知 ,褐毛铁线莲与齿叶铁线莲两样品
间最为亲近 。图 4显示 ,褐毛铁线莲与辣蓼铁线莲
样品间最为亲近 。图 3所示的聚类的结果与图 2的
直观比较结果接近 ,图 4的结果与样品两 -两间的
共有化学成分数相符 。图 3与图 4另一不同处在
于 ,在图 3中棉团铁线莲 、褐毛铁线莲 、齿叶铁线莲
可视为 1类 ,而在图 4中 ,辣蓼铁线莲 、褐毛铁线莲 、
齿叶铁线莲可视为 1类。分析原始数据标准化前后
的聚类结果的差异原因 ,是由于色谱指纹图中大峰
所致 。在棉团铁线莲 、褐毛铁线莲 、齿叶铁线莲色谱
中 ,最大的色谱峰均为色谱图中最后 1个色谱峰 ,在
辣蓼铁线莲中齐墩果酸峰面积为最大 ,并且与在其
它 3种铁线莲中差别明显 ,数据标准化后降低了大
峰对聚类结果的影响 ,使得共有化学成分数的作用
增强 。
聚类结果表明 ,褐毛铁线莲 、齿叶铁线莲分别与
辣蓼铁线莲或棉团铁线莲的相似程度 ,均大于辣蓼
铁线莲与棉团铁线莲间的相似程度。指纹图谱的分
析显示 ,褐毛铁线莲 、齿叶铁线莲有作为扩大药用威
灵仙药源选择的可能 ,但还需药理 、毒理等研究证
实。
参考文献:
[ 1] 　王文采 ,李良千.铁线莲属 -新分类系统 [ J] .植物分类学报 ,
2005, 43(5):431-488.
[ 2] 　周以良.黑龙江省植物志, 第五卷 [ M].哈尔滨:东北林业大
学出版社 , 1992:56-61.
[ 3] 　傅沛云.东北植物检索表 [ M] .第二版.北京:科学出版社 ,
1995:193.
[ 4] 　国家药典委员会.中华人民共和国药典 , 2005版一部 [ S] .北
京:化学工业出版社 , 2005:175.
[ 5] 　黄文武.铁线莲属植物的研究进展 [ J] .中草药 , 2002, 33
(3):285-288.
[ 6] 　罗国安 ,王义明 ,曹进 ,等.建立我国现代中药质量标准体系的
研究 [ J] .世界科学技术 -中药现代化 , 2002, 4(4):5-11.
[ 7] 　LiangYiZeng, XiePeishan, ChanKelvin.Qualitycontrolofherb-
almedicines[ J] .JChromatogrB, 2004, 812:53-70.
[ 8] 　谢培山.中药色谱指纹图谱 [ M] .北京:人民卫生出版社 ,
2005:124-167.
[ 9] 　XuCJ, JiangJH, LiangYZ.Evolvingwindoworthogonalprojec-
tionsmethodfortwo-waydataresolution[ J] .Analysis, 1999:
1471-1476.
[ 10] 　TheodoridisS, KoutroumbasK.模式识别 [ M].英文版· 第 2
版.北京:机械工业出版社 , 2003:476-477.
—49—
第 4期　　　　　　　　　　　　　 　方洪壮 , 等:黑龙江 4种铁线莲色谱指纹特征比较分析