全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 3 期 2011 年 3 月
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骨碎补的 HPLC 指纹图谱研究
刘珂弟,乔 雪,梁永红,果德安,叶 敏*
北京大学药学院 天然药物与仿生药物国家重点实验室,北京 100191
摘 要:目的 对市售骨碎补进行化学成分分析并建立 HPLC 指纹图谱,为骨碎补的品种鉴别和质量评价提供依据。方法 采
用 HPLC 方法对购自全国各地共 33 批骨碎补进行指纹图谱分析,利用 LC-MS 指认特征色谱峰,并结合药材性状特征探讨
品种鉴别方法。结果 建立了 33 批市售骨碎补的化学成分指纹图谱,共标定了 17 个共有峰,指认了其中 5 个色谱峰。将化
学组成与药材性状特征进行了关联,骨碎补药材分为 4 大类,其中包括正品槲蕨与常用混淆品种大叶骨碎补,另外两类药材
的原植物尚待鉴定。结论 建立的 HPLC 方法可应用于骨碎补的质量控制。
关键词:骨碎补;HPLC 指纹图谱;槲蕨;大叶骨碎补;质量控制
中图分类号:R282.7 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2011)03 - 0510 - 05
HPLC fingerprint of Drynariae Rhizoma
LIU Ke-di, QIAO Xue, LIANG Yong-hong, GUO De-an, YE Min
State Key Laboratory of Natural and Biomimetic Drugs, College of Pharmacy, Peking University, Beijing 100191, China
Key words: Drynariae Rhizoma; HPLC fingerprint; Drynaria fortunei (Kunze) J. Sm.; Davallia formosana Hayata; quality control
骨碎补是著名的骨伤科常用中药。《中国药典》
2010 年版[1]规定,中药骨碎补为水龙骨科植物槲蕨
Drynaria fortunei (Kunze) J. Sm. 的干燥根茎。除形
态特征外,均以其主要成分柚皮苷为主要标准,《中
国药典》2010 年版收录骨碎补的定性、定量鉴别方
法。我国有 3 科 6 属 12 种植物均作为“骨碎补”药
用,其中以槲蕨为主要品种[2]。骨碎补中黄酮类化
合物是骨碎补药材的主要活性成分[3]。李晓红等[4]
建立了骨碎补 HPLC 指纹图谱,并用主成分分析法
对其差异进行了解释。然而,目前市售骨碎补药材
的来源比较混乱,性状比较相似,而化学组成又很
复杂,现有的形态鉴别、单成分定量及指纹图谱等
方法仍然难以对骨碎补药材的品种及质量进行有
效的评价。因此,本课题组在系统研究骨碎补化学
成分的基础上,建立了骨碎补药材的 HPLC 指纹图
谱,利用 LC-MS 技术及对照品[5-6]对主要色谱峰进
行指认,并将化学组成与药材的性状特征进行关
联,基本明确了骨碎补药材的品种鉴别特征。
1 仪器与材料
Agilent 1100 高效液相色谱仪:配有四元泵溶剂
洗脱系统、柱温箱、自动进样器及二极管阵列检测
器 (Agilent, Waldbronn,Germany);Finnigan LCQ
Advantage 离子阱质谱仪,ESI 接口(Thermo
Finnigan,San Jose,CA,USA);KQ-500DB 型数
控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);十
万分之一电子分析天平(Sartorius),甲酸(色谱级),
乙腈(色谱级),去离子水(色谱级,Milli-Q 系统
纯化),其他试剂均为分析纯。
原儿茶酸、4-O-β-D-葡萄糖基反式咖啡酸、对
羟基苯甲酸、新北美圣草苷、柚皮苷由本研究室分
离纯化得到,质量分数大于 98%。从全国各地药店
及药材市场先后收集 33 批骨碎补药材,均由北京
大学药学院叶敏副教授鉴定,见表 1。
2 方法与结果
2.1 色谱条件
色谱柱为Agilent ZORBAX SB-C18柱(250 mm×
4.6 mm,5 μm),保护柱为 Agilent Zorbax SB-C18
(12.5 mm×4.6 mm,5 μm),流动相 A-乙腈,B-0.088%
收稿日期:2010-06-09
基金项目:北京大学医学部 985 项目(985-2-119-121)
作者简介:刘珂弟(1990—),男,土家族,湖南省张家界市人,研究生阶段在北京大学医学部天然药物学系生药学生物技术研究室从事中药、
天然药物的研究工作。Tel: (010)82802024 E-mail: cordillera.liu@gmail.com
﹡通讯作者 叶 敏 Tel/Fax: (010)82802024 E-mail: yemin@bjmu.edu.cn
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表 1 骨碎补药材产地及来源
Table 1 Origins and sources of Drynariae Rhizoma
编号 产 地 购买时间 编号 产 地 购买时间
G1 广东 2008.11 G18 广东 2010.02
G2 内蒙古包头 2008.09 G19 河北安国 2010.02
G3 黑龙江哈尔滨 2007.09 G20 山东泰安 2010.02
G4 湖北武汉 2007.09 G21 陕西西安 2010.02
G5 上海 2007.09 G22 广东肇庆 2010.02
G6 湖南长沙 2007.09 G23 内蒙古东河 2010.02
G7 黑龙江哈尔滨 2007.09 G24 吉林长春 2010.02
G8 山东泰安 2008.09 G25 湖北宜昌 2010.02
G9 云南昆明 2008.09 G26 北京同仁堂 2010.02
G10 河北廊坊 2008.09 G27 河北唐山 2010.02
G11 四川成都 2008.09 G28 江西宜春 2010.02
G12 广东深圳 2008.09 G29 贵州贵阳 2010.02
G13 云南昆明 2009.08 G30 北京同仁堂 2010.02
G14 云南昆明 2007.09 G31 山东菏泽 2010.02
G15 安徽怀远 2007.09 G32 云南昆明 2010.02
G16 湖北宜昌 2008.09 G33 河北邢台 2010.02
G17 湖南张家界 2010.02
甲酸;二元线性梯度洗脱:0~7 min,6% A;7~
10 min,6%~12% A;10~12 min,12% A;12~
20 min,12%~18% A;20~35 min,18%~25% A;
体积流量:1 mL/min;柱温:30 ℃;进样量:10 μL;
检测波长:263 nm。
2.2 对照品溶液的制备
分别精密称取原儿茶酸、4-O-β-D 葡萄糖基反
式咖啡酸、对羟基苯甲酸、新北美圣草苷、柚皮苷
适量,加甲醇分别制成 0.8 mg/mL 对照品储备液,
各取 100 μL 混合,0.45 μm 滤膜滤过,即得混合对
照品溶液。
2.3 供试品溶液的制备
粉碎骨碎补药材,精密称取药材粉末 1.0 g,加
70%甲醇 5 mL,摇匀,超声 30 min,振摇,0.45 μm
滤膜滤过,即得。
2.4 方法学考察
2.4.1 精密度试验 取同一份供试品溶液,按“2.1”
项色谱条件连续测定 6 次,测得各主要色谱峰的保
留时间RSD均小于0.2%,峰面积RSD均小于3.2%,
表明本方法精密度良好。
2.4.2 重现性试验 取同一批药材样品 6 份,按
“2.3”项方法平行制备,按“2.1”项色谱条件测定,
测得各主要色谱峰的保留时间 RSD 均小于 0.2%,
峰面积 RSD 均小于 2.7%,表明本方法重现性良好。
2.4.3 稳定性试验 取同一份供试品溶液,置室温
条件下,按“2.1”项中色谱条件,分别于 0、2、4、
8、12、24、48 h 进行测定,测得各主要色谱峰的
保留时间 RSD 均小于 0.2%,峰面积 RSD 均小于
3.4%,表明样品溶液于 48 h 内保持稳定。
2.5 HPLC 指纹图谱的建立及相似度评价
将 33 批不同产地收集的骨碎补药材分别按
“2.3”项方法制备,按“2.1”项色谱条件测定并建
立 HPLC 指纹图谱。将所得指纹图谱导入“中药色
谱指纹图谱相似度评价系统(2004A)”,计算各样
品指纹图谱与生成的对照图谱的相似性系数,结果
见表 2。从各批药材的 HPLC 图谱与相似性系数都
可以看出,不同批次骨碎补药材的化学组成差异十
分显著。
表 2 33 批骨碎补药材相似度结果
Table 2 Similarities of 33 batches of commercial
Drynariae Rhizoma
编号 相似度 编号 相似度 编号 相似度
G1 0.285 G12 0.900 G23 0.328
G2 0.853 G13 0.499 G24 0.703
G3 0.529 G14 0.687 G25 0.718
G4 0.477 G15 0.875 G26 0.917
G5 0.273 G16 0.879 G27 0.364
G6 0.808 G17 0.896 G28 0.266
G7 0.931 G18 0.897 G29 0.937
G8 0.295 G19 0.372 G30 0.464
G9 0.456 G20 0.498 G31 0.602
G10 0.929 G21 0.865 G32 0.285
G11 0.872 G22 0.697 G33 0.475
2.6 共有峰的标定
将 33 批骨碎补药材指纹图谱中的主要共有峰
与“2.2”项各对照品储备液的色谱峰进行对照,其
中共有峰 1~5 分别指认为原儿茶酸、4-O-β-D 葡萄
糖基反式咖啡酸、对羟基苯甲酸、新北美圣草苷、
柚皮苷,见图 1。对于没有对照品的共有成分,采
用 LC-MS 分析,获得其最大吸收波长及质荷比信
息,见表 3。此外,LC-MS 还用于判断相同保留时
间的色谱峰是否为同一化合物,为指纹图谱提供依
据。质谱条件为:负离子扫描模式;扫描范围:m/z
100~1 500;鞘气体积流量:50 arb;辅助气体积流
量:15 arb;电喷雾电压:4.50 kV;毛细管温度:
330 ℃;毛细管电压:−11 V;管棱镜补偿电压:
−40 V。
2.7 骨碎补药材化学分类与形态特征的关联
不同批次骨碎补药材 HPLC 图谱存在极大差
异,干扰了指纹图谱的建立。同时证明市售骨碎补
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图 1 4 类(A~D)骨碎补药材与对照品的指纹图谱(a)及横切面简图(b)对照
Fig. 1 Chromatographic fingerprints and reference standards (a) of four types (A—D) of Drynariae Rhizoma,
and corresponding cross-section diagrams (b)
表 3 4 类骨碎补药材 17 个共有峰的最大吸收波长及质荷比
Table 3 Maximum absorption wave length and mass-to-charge ratio of 17 common peaks for four types of Drynariae Rhizoma
峰号 tR/min m/z λmax /nm 峰号 tR/min m/z λmax/nm
1 11.198 153 226, 262, 296 10 28.03 593 238, 262, 346
2 13.777 341 234, 296 11 5.825 191 (w) 298
3 16.042 137 256 12 16.656 1 153 208, 226, 284
4 27.354 595 232, 280, 324 13 18.741 577 204, 226, 278
5 31.781 579 232, 280, 328 14 27.708 577 204, 286, 330
6 8.074 657 284 27.832 463 204, 286, 330
7 15.317 193 234, 314 15 30.634 177 226, 284
8 18.822 485 232, 258, 290, 314 16 17.521 239 228, 276
9 21.723 593 238, 262, 346 17 20.588 347 234, 272
药材品种繁多,很可能有习用品或混淆品掺杂其
中,需要进行进一步的品种鉴别。结合药材形态特
征[7],本研究将 33 批药材分成 4 类。
A类:在33批骨碎补药材中,14批药材的HPLC
指纹图谱有很高的相似度,将其划分为 A 类。在指
纹图谱中共标定 10 个共有峰(1~10),可知该类药
材含有原儿茶酸、4-O-β-D 葡萄糖基反式咖啡酸、
对羟基苯甲酸(少量)、新北美圣草苷、柚皮苷。
经切片观察,A 类骨碎补药材有着一致的形态
特征。药材经炮制,呈扁平长条形,有分枝,长 5~
15 cm,宽 1~2 cm,厚 0.2~0.5 cm。表面密被深棕
色至暗棕色的小鳞片,小鳞片两种类型,一种为披
针形的鳞毛,另一种为鱼鳞状鳞片,均柔软如毛。
两侧及上面具凸起或凹下的圆形叶痕。体轻,质脆,
折断面红棕色,有 17~25 个维管束小点排列成环。
味淡,微涩。横切面简图见图 1-b-A。依据以上特
征,鉴定A类骨碎补药材来源为槲蕨Drynaria roosii
Nakaike,为《中国药典》(2010 版)收载的正品骨
碎补药材。
将 14 批样品的指纹图谱导入“中药色谱指纹
图谱相似度评价系统 2004A”,各样品指纹图谱见
图 2,生成的对照图谱与各样品图谱的相似度见表
4。其中较有代表性的样品 G10 的指纹图谱见图
1-a-A。大部分批次的相似性系数超过 0.90,表明此
类型药材的化学组成比较相似。
B 类:在 33 批骨碎补药材中,另有 8 批药材的 HPLC
指纹图谱相似度较高,但与 A 类差异较大,归为 B
类。B 类样品共标定 10 个共有峰(1、2、3、6、7、
11、12、13、14、15),该类药材含有原儿茶酸、4-O-β-D
葡萄糖基反式咖啡酸(少量)、对羟基苯甲酸(少
量),基本不含新北美圣草苷和柚皮苷。B 类骨碎补
药材均呈扭曲的圆柱状,直径约 1 cm,表面具突起
的圆柱形叶基直径约 7 mm,质坚硬,不易折断;
横切面显微特征为除近边缘外可见黄白维管束小
2
3 4
5
6 7
8
9 10
11 12 13
14
15
16
17
A
B
C
D
1 表皮
薄壁组织
维管束小点
鳞片
弯月形维管束
a b
A
B
C
D
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图 2 槲蕨药材(共 14 批)的指纹图谱
Fig. 2 Fingerprint of 14 batches of D. fortunei samples
表 4 槲蕨类样品相似度结果
Table 4 Similarities of D. fortunei samples
编号 相似度 编号 相似度
G2 0.948 G7 0.939
G6 0.919 G17 0.901
G10 0.975 G18 0.984
G11 0.959 G21 0.927
G12 0.964 G26 0.955
G15 0.972 G29 0.972
G16 0.944 G24 0.679
点 14~20 个,排列成环状,中央有 2 个大的弯月
形维管束,与文献报道[7]的骨碎补混淆品种大叶骨
碎补基本一致。横切面简图见图 1-b-B。故将 B 类
药材来源鉴定为大叶骨碎补,又名硬骨碎补、广骨
碎补,为骨碎补科植物大叶骨碎补 Davallia
formosana Hayata 的根茎。将 8 批样品的指纹图谱
导入“中药色谱指纹图谱相似度评价系统
(2004A)”,各样品指纹图谱见图 3,生成的对照图
谱与各样品图谱的相似度见表 5。其中较有代表性
的样品 G27 的指纹图谱见图 1-a-B。各批次药材的
成分类似,但其量差异显著,多批药材的相似性系
数低于 0.90。
C 类:C 类药材指纹图谱含有部分 A、B 类药
材的共有峰,但在 HPLC 谱图中,25 min 后基本不
再有任何成分被洗脱。共有 8 批样品的指纹图谱符
合 C 类模式(G1、G5、G9、G13、G14、G22、G25、
G31)。C 类样品共标定 7 个共有峰(1、2、3、11、
12、16、17),其中有代表性的 G13 与对照品指纹
图谱对比见图 1-C。可知该类药材含有原儿茶酸、
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图 3 大叶骨碎补药材(共 8 批)的 HPLC 指纹图谱
Fig. 3 Fingerprint of eight batches of D. formosana samples
表 5 大叶骨碎补类样品相似度结果
Table 5 Similarities of D. formosana samples
编号 相似度 编号 相似度
G3 0.919 G27 0.959
G4 0.909 G30 0.752
G8 0.859 G32 0.661
G20 0.935 G33 0.957
4-O-β-D 葡萄糖基反式咖啡酸、对羟基苯甲酸,不
含新北美圣草苷和柚皮苷。形态上,C 类骨碎补药
材形态特征与槲蕨相似,横切面简图见图 1-b-C,
未发现明显的共同特征。此类药材原植物的拉丁名
尚待进一步鉴定。
D 类:D 类样品的指纹图谱响应低,成分少,
相似度高,并与 A、B、C 3 类均有明显差异。D 类
样品共标定 4 个共有峰(11、1、2、3),可知该类
材含原儿茶酸(少量)、4-O-β-D 葡萄糖基反式咖啡
酸(极少量)、对羟基苯甲酸(极少量),不含有新
北美圣草苷和柚皮苷。符合这一模式的样品(G19、
G23、G28)形态特征与槲蕨相似,区别在于没有
鳞毛或鳞毛极易脱落。横切面简图见图 1-b-D。其
中较有代表性的 G23 与对照品指纹图谱对比见图
1-a-D。此类药材原植物的拉丁名也待进一步鉴定。
3 讨论
本实验建立了骨碎补药材的 HPLC 指纹图谱,
相对于已有的图谱[4,8]分离度更好、指纹性更强,且
指认了 5 个共有峰相应的指标成分:原儿茶酸、4-O-
β-D 葡萄糖基反式咖啡酸、对羟基苯甲酸、新北美
圣草苷、柚皮苷。该方法简便、快速,可用于骨碎
补药材的质量评价。
本实验测试了购自全国 15 个省市的 33 批骨碎
补药材,基本反映了目前市售骨碎补药材的混用现
状。研究结果发现目前骨碎补药材商品的质量差异
显著,亟待建立简便、可靠的鉴别方法。本研究将
骨碎补药材的 HPLC 指纹图谱与其性状鉴别特征相
G2
G6
G10
G11
G12
G15
G16
G7
G17
G18
G21
G26
G29
G24
G3
G4
G8
G20
G27
G30
G32
G33
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关联,将 33 批药材归为 4 类,其中 A 类 14 份药材
的化学组成及性状特征均符合《中国药典》的规定,
来源于正品槲蕨。B 类 8 批药材因性状及化学组成
与正品均有显著差异,尤其是基本不含有主要成分
柚皮苷,药材的横断面也以有两个弯月形维管束作
为明显的鉴别特征。C 类及 D 类药材的情况比较复
杂,其药材性状与正品相近,但化学组成差异十分
明显,其原植物尚待进一步鉴定。由于 B、C、D
类药材不含柚皮苷,采用《中国药典》2010 年版相
应的鉴别及定量测定方法完全可以与正品区分。
骨碎补药材一般需经炮制后制成饮片入药,炮
制过程对药材有效成分的影响是中药质量控制必
不可少的一个环节,值得深入探讨。本实验所建立
的骨碎补 HPLC 指纹图谱亦可用于此类研究。
参考文献
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