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Comparisons between NIR and HPLC fingerprint on qualitystability of Shudihuang decoction pieces

NIR和HPLC指纹图谱在熟地黄饮片质量稳定性考察中的对比研究



全 文 :Releasekineticsoforidoninselfmicroemulsifying
drugdeliverysysteminvitro
LIUYing,ZHANGPing,FENGNianping,ZHANGXin,XUJie
(DepartmentofPharmaceutics,ShanghaiUniversityofTraditionalChineseMedicine,Shanghai201203,China)
[Abstract] Objective:Toinvestigatethereleasecharacteristicsandmechanismoforidnoninselfmicroemulsifyingdrugdeliver
ysystem(SMEDDS)invitro.Method:TheconcentrationoforidoninwasdeterminedbyHPLC.Invitroreleasestudieswereconduc
tedbyreversedialysistechnique.Theefectsofreleasemedium,agitationrateandpreparationsontheoridoninreleasewerestudied.
Thesimilarityfactor(f2)wasappliedtothereleaseprofilecomparisons.Modelfitingwasusedtodeterminethekineticsandmecha
nism.Result:Thereleasemediaandagitationratefrom50100r·min-1hadnodistinctiveefectontheoridoninreleasekinetics,
whichthesimilarityfactorsweregreaterthan50.TheoridoninreleaseprofilesfororidoninSMEDDSandoridoninethanolsolutionwere
similar.65% oforidoninwerereleasedin30minfororidoninSMEDDSinpH78PBS.OridoninSMEDDSfittheHixsonCrowel
modelbest.Conclusion:ThereleasedatafromoridoninSMEDDSshoweditreleasefast.Thededucedreleasemechanismisthatthe
surfaceandparticlesizesofselfmicroemulsioninwatersolutionarechangingduringtheprocessofreleaseandthedrugpenetration
throughmembraneisapassivedifusionprocess.
[Keywords] oridonin;selfmicroemulsifyingdrugdeliverysystem;invitroreleasekinetics;reversedialysistechnique
[责任编辑 鲍 雷]
[收稿日期] 20080325
[基金项目] 2006年国家教育部科技研究重点资助项目(206087)
[通讯作者] 白雁,Tel:(0371)65962967,Email:white_yan@
hotmail.com
NIR和 HPLC指纹图谱在熟地黄饮片
质量稳定性考察中的对比研究
雷敬卫1,2,白 雁2,樊克锋3
(1.南京中医药大学,江苏 南京 210046;2.河南中医学院,河南 郑州 450008;
3.郑州牧业工程高等专科学校,河南 郑州 450011)
[摘要] 目的:建立近红外光谱法(NIR)考察熟地黄饮片质量稳定性的方法。方法:以 NIR光谱聚类分析法
对不同种类的熟地黄样品进行了聚类鉴别,并与HPLC指纹图谱方法进行了对比研究。结果:NIR光谱聚类分析结
果反映了熟地黄饮片间的相似程度,与HPLC指纹图谱实验结果比较结果准确、分析过程简便。结论:NIR技术应
用于熟地黄饮片质量的稳定性考察是可行和有效的,具有独特的优点。
[关键词] 熟地黄;NIR;HPLC指纹图谱;聚类分析
[中图分类号]R284.1 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)18205204
  近红外光谱法(nearinfraredspectrum,简称
NIR)是一种快速无损分析,样品很少或无需进行预
处理即可进行定性、定量分析。将近红外技术与计
算机技术和化学计量学相结合,采用漫反射光学检
测方法,可以对复杂化合物进行分析,目前已广泛应
用于各个领域[12]。作为一种物理测试技术,它可以
实现对药物的定性、定量分析,可以较好的适应现代
化药物研发和生产的需要,目前该技术在药物质量
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控制方面也得到了广泛应用。特别是近年来数学、
中药化学、中药炮制学、分析化学等多学科的相互支
持以及计算机辅助解析技术、化学计量学等的应用,
为红外光谱技术应用到中药这一复杂混合物体系中
提供了良好的技术工作平台[3]。
作者尝试用近红外漫反射光谱技术对收集到的
地黄样品进行分析,应用聚类分析法获得分类结果,
探讨近红外光谱在考察中药材质量稳定性、一致性
等方面的应用途径和方法,并以 HPLC指纹图谱对
比。
1 材料
BRUKERMPA型傅立叶变换近红外光谱仪和
漫反射附件,PbS检测器,OPUS/IDEN分析软件。
SUMMITDIONEX高效液相色谱仪(美国 DI
ONEX),DIONEXPDA检测器;依利特 BetasilC18
色谱柱(46mm×200mm,5μm)。
清蒸熟地黄和酒炖熟地黄样品各10批,均由同
一批生地黄加工而成,均由河南省焦作市永盛药材
加工厂怀药种植基地提供,并由河南中医学院生药
学科陈随清教授鉴定为玄参科植物地黄 Rehmannia
glatinosaLiboscl.的块根及其炮制品。
2 方法与结果
2.1 HPLC指纹图谱实验部分
2.1.1 供试品溶液的制备 取各生地黄和熟地黄
饮片样品粉末(过40目筛)约2g,精密称定,置100
mL具塞锥形瓶中,精密加入水饱和正丁醇50mL,
密塞,放置过夜。超声处理(250W,50kHz)30min。
滤过,弃去初滤液,精密量取续滤液30mL置蒸发皿
中蒸干,残渣加色谱甲醇溶解并转移至5mL量瓶
中,加色谱甲醇稀释至刻度,摇匀。取适量用045
μm针头过滤器滤过,即得样品溶液。
2.1.2 色谱条件及结果 流动相乙腈01%醋酸
溶液,梯度洗脱:0~60~85min,5% ~25% ~35%
乙腈,波长 320nm;柱温 25℃;流速 10mL·
min-1;进样量5μL。
参照 《中国药典》2005年版一部附录中高效
液相色谱法试验进行,分别吸取对照品溶液与供试
品溶液各5μL,注入高效液相色谱仪,测定样品
色谱图。各样品色谱的 HPLC图叠加见图 1~3。
指纹图谱建立的原则应从色谱峰的整体性出发,找
出的确能够构成指纹特征的色谱峰的峰号、峰位、
峰数。
1~24为特征峰
图1 生地黄HPLC指纹图谱
从下至上依次为Q1~Q10
图2 10批清蒸样品HPLC图叠加
从下至上依次为J1~J10
图3 10批酒炖样品HPLC图叠加
  经过比较所有测定和记录的色谱图,在观察多
批样品色谱图后,确定了清蒸熟地黄饮片和酒炖熟
地黄饮片的特征组成峰。其中10批清蒸熟地黄样
品的共有峰为12个,10批酒炖熟地黄样品的共有
峰共13个,这些峰分别构成了2种饮片的HPLC指
纹图谱特征峰。利用相似度评价软件计算各样品与
共有模式的相似度,结果见表1。
  10批清蒸样品样品的色谱指纹图谱相似度除
10号样品外,其余样品的相似度基本达到了09,说
明药材化学成分一致性较好,质量稳定。
  酒炖样品共10批样品,由相似度结果可知,这
10批样品的色谱指纹图谱非常相似,说明这10批
饮片质量较稳定,均一性较好。
2.2 近红外光谱实验部分
2.2.1 数据采集和处理 采用 BRUKER的 MPA
型傅立叶变换近红外光谱仪和漫反射附件,检测器:
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   表1 10批清蒸、酒炖熟地黄样品与其共有
模式图谱相似度分析
No.1) 相似度 No.2) 相似度
Q1 0992 J1 0941
Q2 0989 J2 0968
Q3 0972 J3 0952
Q4 0944 J4 0854
Q5 0983 J5 0901
Q6 0900 J6 0902
Q7 0897 J7 0977
Q8 0899 J8 0964
Q9 0989 J9 0944
Q10 0811 J10 0984
  注:共有模式图谱为1000;1)清蒸;2)酒炖
PbS。扫描波长范围4000~12000cm-1,扫描次数
64,分辨率8cm-1。按照仪器的操作要求,对设备
进行预热和测定参数设置。近红外光谱采集具体操
作为:取一组粉末混合均匀后,将粉末放入样品杯
中,均匀的覆盖杯底。采用积分球漫反射方式扫描
样品,每份样品重复3次,求平均光谱,获得清蒸熟
地黄、酒炖熟地黄、生地黄的近红外光谱图,如图4。
图4 不同地黄的平均光谱图
2.2.2 不同地黄样品的聚类鉴别 由图4可知,地
黄中不同组分的谱带、同一组分中不同基团的谱带
以及同一基团不同形式的倍频、合频的谱带发生严
重的重叠,从而使近红外光谱图比较复杂,难以解
析,必须依靠化学计量学方法和计算机数据处理提
取其包含的丰富信息。现代光谱分析正是以分析弱
信号与多元信息处理为基本特征。BrukeOPUS/
IDEN定性分析软件包结合现代数学方法和计算机
技术,自动的对可靠的特征信息进行提取,删除那些
与分类无关的信息,并给出数据处理方法和聚类结
果,轻松的寻求解析近红外光谱,使近红外光谱的分
析过程变得快捷、简单。
根据样品性质,OPUS定性软件包提示采用的光
谱预处理方法为一阶导数 +矢量归一化法,在
7228~5334cm-1提取信息。采用标准法计算样品
光谱间的距离,Wrad’s算法获得聚类树状图,见图5。
1~10号为清蒸样品,11~20号为酒炖样品,21~24为生地黄
图5 24个样品聚类分析的树状图
2.2.3 聚类分析 ①经过不同的炮制加工,生地
黄、清蒸熟地黄、酒炖熟地黄所含的成分有了差异。
聚类图显示24个样品的类间距离分类在类间距离
为09时被分为两类:熟地黄组和生地黄组;次之,
类间距离为025时被分为3个大组:生地黄组、清
蒸熟地黄组、酒炖熟地黄组,以上分类归属明确,与
临床应用和商品流通分类相符。②从聚类图上看
到,生地黄样品组中,22号和24号2个样品间相似
程度高,光谱间差异小,因而被首先聚为一类,记做
L1,然后L1与23号样品间的差异比 L1与21号样
品间的差异小,于是 L1和23号样品组成一类:L2。
接着L2和21号间差异比L2与熟地黄间的差异小,
L2和21号样品被分为一组:L3,即生地黄组。清蒸
熟地黄和酒炖熟地黄两组内的聚类也是按此过程完
成,最后,清蒸熟地黄和酒炖熟地黄两组被聚为一
组,即熟地黄组。熟地黄组和生地黄组间差异较大,
故此被分为2类。③从生地黄组中聚类的顺序可以
看出,4个生地黄样品的差异情况。当距离 01~
02时,生地黄被分为2类,只有当距离大于02时
才被分为1个大类。清蒸熟地黄和酒炖熟地黄组中
样品间样品距离基本小于01,即相似度大于 09
(相似程度较高)。可见生地黄样品间差异性大于
清蒸熟地黄或酒炖熟地黄样品间的差异。④在每一
组中样品间的距离反映了样品间相似程度。由图可
以看出,10批清蒸样品和10批酒炖熟地黄饮片间
的分类结果所反映的形似度和HPLC指纹图谱中的
结果相似,整体的相似度均在 09以上。HPLC指
纹图谱反映的是水饱和正丁醇提取物的信息,而近
红外光谱反映的却是样品粉末的整体信息。
3 讨论
由于不同的炮制工艺、炮制时间等外界因素会
造成其内在化学成分的差异,这种差异性使近红外
光谱技术应用于熟地黄饮片的鉴别分析成为可能。
聚类分析采用的波数为7228~5334cm-1,这
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个区间属于 CH,NH,OH等基团的合频及一级倍
频区域。但熟地黄所含成分复杂,要进行近红外谱
带的归属很困难,必须借助计算机和化学计量学的
方法,提取到特征信息后进行聚类鉴别。
由聚类结果可以看出,聚类分析能够通过样品
光谱间距离的大小,快速准确地把不同的样品区分
开来,并且结果直观地反映了样品间的相似程度,与
HPLC指纹图谱结果相比,近红外光谱聚类结果反
映的信息更全面,更准确,试验过程更简单、快捷。
本次试验中,因样品较少,所得结果代表性有
限。进一步的深入应用研究需要增加具有代表性的
样本数,需要不断对模型进行维护。
4 结论
中药的复杂性、信息的丰富性与特征性、简单识
别性之间的衔接是中药现代化进程中尚未解决的关
键之一[4]。利用近红外光谱技术用于中药材的质
量控制,具有独特的优点,为进行中药现代化研究提
供了一个有力的工具,是一个很有发展前景的新方
法。近红外光谱技术在实验过程中,操作简便,需样
品量少,无需对样品进行化学处理,避免了化学试剂
对人体和环境的毒害,方法绿色环保。实验结果表
明,采用近红外漫反射光谱技术应用于熟地黄饮片
的鉴别分类是可行和有效的。通过近红外聚类分
析,可以建立一种符合中医药特色的熟地黄饮片质
量控制模式。
[参考文献]
[1] 郑咏梅,张 军,陈星旦,等.短波近红外光谱的整粒小麦蛋白
质PLS方法的定量分析[J].光谱学与光谱分析,2004,24(9):
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[3] 梁鑫淼,徐 青.中药药效组分的指纹图谱分析思路与方法
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[4] 相秉仁,李 睿,吴拥军,等.近红外光谱分析技术在药学领域
中的应用[J].计算机与应用化学,1999,15(6):327.
ComparisonsbetweenNIRandHPLCfingerprintonquality
stabilityofShudihuangdecoctionpieces
LEIJingwei1,2,BAIYan2,FANKefeng3
(1.NanjinguniversityofTraditionalChinesemedicme,Nanjing210046,China;
2.HenanuniversityofTraditionalChinesemedicme,Zhengzhou450008,China;
3.ZhengzhouCologeofAnimalHusbandryEngineering,Zhengzhou450011,China)
[Abstract] Objective:ToestablishanewmethodforevaluatingqualitystabilityofShudihuangdecoctionpieceswithnearin
fraredspectrum.Method:ClusteringanalysiswasusedtodistinguishdiferentShudihuangsamples.AndcomparisonsbetweenNIR
andHPLCfringerprint.Result:Resultsofclusteringreflectedthesimilardegreeamongthesesamples.ComparedwithHPLCfinger
print,NIRanalyticalprocessfastandconvenientwithexactresults.Conclusion:NIRisafeasibleandefectiveapproachtoexamine
thequalitystabilityofShudihuangdecoctionpieceswithuniquevirtues.
[Keywords] Shudihuang;NIR;HPLCfingerprint;clusteringanalysis
[责任编辑 鲍 雷
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