全 文 ：2006 , Vol. 23 No. 2化学与生物工程
Chemistry &Bioengineering60　
基金项目:宁夏回族自治区自然科学基金资助项目(B1012)
收稿日期:2005 - 11 - 14
作者简介:林枫(1979 -),女 , 浙江人 ,硕士研究生 ,研究方向:分析化学及有机合成;通讯联系人:刘利军(1958 -), 女 , 博士 , 教授。
电话:0951-2062366 , E-mail:ljliu@163. com。
高效液相色谱 -系统聚类分析方法
在麻黄属药材分类中的应用
林　枫 , 刘利军
(宁夏大学化学化工学院 ,宁夏 银川 750021)
　　摘　要:探讨系统聚类分析方法应用于麻黄属中药的鉴定研究。利用高效液相色谱技术提供了 2 个麻黄属药材品
种 17 个样品的内在成分信息 , 结合聚类分析技术 ,对麻黄属植物进行了分类及鉴定。色谱数据的系统聚类结果得到了
预期效果 ,为研究麻黄属药材的类别提供了依据。该方法能较好地识别麻黄药材的种类 ,为麻黄药材质量评估提供了有
益的信息。
关键词:麻黄;高效液相色谱法;聚类分析;相似度
中图分类号:R 944　　　　　文献标识码:A　　　　　文章编号:1672 - 5425(2006)02 - 0060 - 03
　　麻黄为常用的保健中药材 ,主要药效成分为有机
胺类生物碱 ,此外尚含有少量挥发性成分及有机酸类
成分。多年来国内外的化学 、植物 、药理 、药学及临床
等研究学者对麻黄进行了深入的研究和探讨 ,尤其在
麻黄生物碱的药理方面取得了许多有价值的成
果[ 1 ～ 4 ] 。
作者主要考察了宁夏麻黄属植物之间的地域相关
性 ,借助模式识别的方法[ 5 ,6]提取麻黄的液相色谱[ 7]特征 ,
对不同产地 、不同采收期共计 2 个品种 17个样品进行
聚类分析 ,从而为麻黄药材质量评估提供有益的信息。
1　实验
1. 1　仪器与试剂
高效液相色谱 LC-6A 系统 、SPD-6A V 紫外检测
器 、S LC-6A 系统控制器 、C-R3A 数据处理系统 ,均为
日本 SHIMADZU 公司;CSF-IA 超声波清洗器 ,上海
超声波仪器厂;Mil lipore 溶剂过滤系统 , 美国 M illi-
po re 公司 。
甲醇 ,优级纯 ,北京化工厂;磷酸二氢钾 、磷酸 、三
乙胺均为分析纯;去甲基麻黄碱对照品(批号:P-7876 ,
LO T 75FO385),SIGMA 公司;麻黄碱对照品(批号:
171241-200303)、伪麻黄碱对照品 (批号:171237-
200304)、甲基麻黄碱对照品(批号:171247-200301)均
由中国药品生物制品检定所提供;实验用水均为自制
二次蒸馏水。药材来源见表 1。
表 1　 药材样品植物学分类及鉴定
Tab. 1　The sample plant credits of crude drugs and appraise
编号 产地 采收期 基原鉴定
1 宁夏广夏 GMP 基地 1997年秋 草麻黄
2 宁夏广夏 GMP 基地 1997年秋 中麻黄
3 宁夏广夏 GMP 基地 1998年春 草麻黄
4 宁夏广夏 GMP 基地 1998年秋 草麻黄
5 宁夏广夏 GMP 基地 1999年秋 草麻黄
6 宁夏广夏 GMP 基地 2000年春 草麻黄
7 宁夏广夏 GMP 基地 2004年春 草麻黄
8 宁夏广夏 GMP 基地 2004年秋 草麻黄
9 宁夏吴忠 2003年秋 草麻黄
10 宁夏吴忠 2004年秋 草麻黄
11 宁夏红寺堡 GMP 基地 2003年秋 草麻黄
12 宁夏红寺堡 GMP 基地 2004年秋 草麻黄
13 宁夏红寺堡 2004年秋 草麻黄(野生)
14 宁夏盐池 2004年秋 草麻黄
15 内蒙 2004年秋 中麻黄
16 内蒙 2004年秋 草麻黄(野生)
17 宁夏广夏 GMP 基地 2004年秋 麻黄根
注:麻黄样品由本课题研究项目组提供 ,鉴定人:宁夏大学生命科学学
院王俊教授
林　枫等:高效液相色谱 -系统聚类分析方法在麻黄属药材分类中的应用 /2006年第 2期 61　
1. 2　色谱条件
色谱柱:WATERS-ODS 250 mm ×6. 0 mm 。流
动相:甲醇 - 20 mmol L -1磷酸二氢钾 -三乙胺(3∶
97∶0. 25 ,体积比),水相用磷酸调 pH =3. 0 ,临用前
以微孔滤膜过滤 ,并经超声脱气处理 ,紫外检测波长为
210 nm , 灵 敏 度 为 0. 08 A UFS , 流 速 为
0. 8 mL min- 1 ,柱温为室温。
1. 3　样品溶液的制备
将各种麻黄样品干燥粉碎 ,过 120目筛子。分别
称取0. 100 g ,精确加入 50%甲醇溶液5. 0 mL ,密闭超
声提取30 min ,提取液经过 M illipor 溶剂过滤系统后
供进样用 。
2　结果与讨论
2. 1　标准溶液的配制
精确称取麻黄碱 、伪麻黄碱 、甲基麻黄碱和去甲基
麻黄碱标准品适量 ,用甲醇溶解定容 ,制成一系列标准
溶液 。
2. 2　供试品溶液的配制
分别称取干燥的各种麻黄样品0. 100 g ,精确加入
50%甲醇溶液 5. 0 mL , 密闭超声提取 30 m in , 过
0. 45 μm滤膜 ,取滤液作为供试品溶液。
2. 3　测定方法
各供试品溶液分别进样5. 0μL ,在上述色谱条件
下进行分离测定 ,记录色谱图 。
2. 4　分析方法的精密度 、重现性和回收率实验
取对照品溶液 ,在测定条件下进样5. 0 μL ,重复
进样 5次 ,以 4种麻黄碱的峰面积计算测定方法的精
密度;平行测定样品 6份 ,每间隔2 h进样一次 ,进行重
现性测定;精确称取已测知含量的 5份平行样品 ,其中
2份作为对照 ,其余 3份加入一定量的混合标准品 ,按
样品溶液的制备方法制备 ,测定分析方法的加样回收
率 ,结果见表 2。
表 2　 4 种麻黄碱的标准曲线及相关数据
Tab. 2　 Calibration curve and relative data of the four ephedrine alkaloids
生物碱标准品 回归方程 相关系数 RSD /%(n=5) 线性范围 加入量 / g 回收率* /%
麻黄碱 y=- 313. 85442+357943. 53071 x 0. 9995 2. 8 0. 026 ～ 0. 4166 0. 0500 95. 0
伪麻黄碱 y =- 463. 53+357601. 40776 x 0. 9994 1. 0 0. 026 ～ 0. 4166 0. 0500 91. 3
甲基麻黄碱 y=- 263. 27758+268268. 94298 x 0. 9996 1. 1 0. 0104～ 0. 1666 0. 0500 92. 8
去甲基麻黄碱 y=- 123. 29819+169367. 34456 x 0. 9991 4. 2 0. 0102～ 0. 0579 / /
*:3次测定回收率的平均值
　　由表 2可知 ,本法精密度高 、重现性好 、回收率高。
2. 5　不同来源麻黄药材 HPLC图谱分析
2. 5. 1　HPLC 图谱的测定
取不同来源麻黄药材按 2. 2 方法配制供试品溶
液 ,按 2. 3方法测定并记录色谱图 ,如图 1 ,样品(b)有
14个共有峰 ,与对照品(a)比较 ,鉴定了其中的 4 个
峰 ,分别为去甲基麻黄碱 (8#峰)、麻黄碱 (11#峰)、伪
麻黄碱 (12#峰)、甲基麻黄碱(13#峰)。
2. 5. 2　系统聚类分析
系统聚类分析是把所有样品的共有色谱峰的保留
时间从小到大排列起来 ,记录其下的色谱峰面积 ,再将
各组分峰面积与共有峰面积之和相比 ,这样就得到了
2个麻黄属药材品种 17个样品的相对色谱峰面积表 ,
并以此进行系统聚类分析。经过 SPSS统计软件的分
图 1　4种麻黄对照品(a)和麻黄样品色谱图(b)
Fig. 1　Chromatograms of four alkaloids mixed standards
(a)and the samples of ephedrin(b)
析 ,得聚类分析图如图 2 ,分类结果见表 3。
林　枫等:高效液相色谱- 系统聚类分析方法在麻黄属药材分类中的应用 /2006 年第 2 期62　
图 2　聚类分析图
Fig. 2　Hierarchical cluster analysis
表 3　 聚类分析结果
Tab. 3　The results of hierarchical clustering analysis
类别 样品号
Ⅰ 1 、3 、4 、5 、6 、7 、8 、11 、12 、13 、16
Ⅱ 9 、10 、14
Ⅲ 2 、15
Ⅳ 17
从表 3 可以清晰地看到样品分为 4类 。首先 ,麻
黄根部(17)和麻黄地上部分区别很大。在相同提取分
离条件下 ,麻黄根部仅有麻黄地上部分共有峰中的 7
个峰 ,尤其未测到已知麻黄碱中的去甲基麻黄碱和甲
基麻黄碱 。第二 ,不同种麻黄区别很大 ,中麻黄(2 、15)
较草麻黄明显分为一类。草麻黄中麻黄碱(11#峰)的
峰面积比都要大于其伪麻黄碱(12#峰)的峰面积比 ,
而中麻黄则恰恰相反 。这可能是影响它们分类的主要
因素 。第三 ,吴忠麻黄(9 、10)、盐池麻黄(14)与其它产
地的麻黄相比差别较大 ,另分为一类。吴忠 、盐池麻黄
中 1#峰的面积相对较大 ,占其共有峰总面积的 30%
以上 ,大大高于其它产地 1#峰在其总共有峰中的比
值;且其主要麻黄碱(8# 、11# 、12# 、13#峰)的峰面积
之和与其它产地的麻黄相比也较小 。这可能是由于这
两个地方都是采用围栏种植的生产方式 ,作物受降雨
量影响很大 ,而当地极为干旱少雨 。
此外 ,从表 3可知 ,不同采收期的麻黄仅含量有所
差异 ,但对其分类几乎没有影响。
总体来说 ,宁夏产麻黄地域性差别不大 ,且与内蒙
产麻黄(15 、16)没有明显区别 ,这可能是因为它们生长
的自然环境相似 ,都长在干旱 、半干旱沙漠地区 ,气候
干旱 、降雨稀少 、日照充分 ,加之昼夜温差大等特点 ,使
得其内在主要成分相对稳定。
3　结论
运用指纹图谱与聚类分析相结合的方法能更全
面 、综合 、准确地区分不同种类的麻黄 ,作为药材质量
检测的一种辅助手段 ,该法有一定应用价值。
参考文献:
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Application of Hierarchical Cluster with High Performance
Liquid Chromatography in the Classif ication of Ephedrine
LIN Feng , LIU Li-jun
(College o f Chemistry and Chemical Eng ineering , Ning xia University ,Yinchuan 750021 ,China)
Abstract:To realize the relationships of the plants of ephedrine in Ningxia and conf irm the feasibi li ty of the
application of hierarchical cluster in the classi fica tion of ephedrine. The chemical informat ion of 17 samples o f 2
kinds of plants w as obtained w ith high perfo rmance liquid chromatog raphic method and classif ication based on
their chemical info rmation w as made through hie ra rchical cluste r. Expected resul ts w ere achieved in the hierar-
chical clusters of the chromato graphic data of the plants of ephedrine w hich supplied the foundation for study ing
crude drugs catego ry . The identification resul ts showed this method could be used to dif ferentiate ephedrine of
dif ferent species and provide useful informat ion for quality ev aluation.
Keywords:ephedrine;HPLC;hierarchical clustering analy sis;simi lari ty