基于灰色关联度分析与TOPSIS 模型的不同产地锁阳综合质量评价

马转霞 孙岚萍 顾志荣 吴国泰 马天翔 祁 梅 许爱霞 葛 斌

（1.甘肃中医药大学药学院， 甘肃 兰州730000； 2.甘肃省人民医院药剂科， 甘肃 兰州730000； 3.甘肃省中药药理与毒理学重点实验室， 甘肃 兰州730000）

锁阳为中、蒙医的常用药，来源于锁阳科植物锁阳Cynomorium songaricumRupr.的干燥肉质茎，在《本草原始》 《中华本草·蒙药卷》等本草著作中均有记载［1⁃2］，主要分布于内蒙古、新疆、青海、甘肃等半荒漠或荒漠地带，具有补肾益精、润肠通便之功效，中医常用于治疗阳痿、遗精、腰膝酸软、肠燥便秘等［3］，具有调节肾功能、提高机体免疫力、抗氧化、抑制人体免疫缺陷病毒、抑制血小板聚集等广泛的药理作用［4⁃5］。近年来，市场上流通的锁阳存在掺杂、混用、乱用等现象，且2015 年版《中国药典》 未制定其含有量测定标准，难以全面反映其内在质量。因此，建立一种全面可靠的锁阳质量评价体系，是目前亟需解决的问题。

灰色关联度分析和逼近理想解排序法（TOPSIS）是目前应用较为广泛的决策评判手段，前言已在郁金［6］、木香［7］、黄柏［8］等大宗使用的中药质量评价中得到了广泛的应用；后者是近年引入中药研究领域的新型多指标决策方法［9］，目前在中药质量评价［10］、活性部位筛选［11］、制剂工艺研究［12］、中药市场分析［13］等方面均得到了广泛应用。本研究采集甘肃省内13 个产地30 批锁阳，测定没食子酸、原儿茶酸、儿茶素、总多糖、总黄酮的含有量，并采用灰色关联度分析与TOPSIS 模型首次综合评价该药材质量，以期为全面控制其质量提供依据。

1 材料

1.1 仪器 岛津LC⁃16 型高效液相色谱仪（日本岛津公司，配置SIL⁃16 型自动进样器、SPD⁃16 型紫外⁃可见检测器、CTO⁃16 型柱温箱、LabSoLutions化学工作站）；UV8100A 型紫外⁃可见分光光度计（北京莱伯泰科仪器有限公司）；BT125D 电子天平（十万分之一）、BSA4202S⁃CW 型电子天平（百分之一）（德国赛多利斯公司）；Milli⁃Q 超纯水装置（法国Millipore 公司）；SB25⁃12DTD 型超声波清洗机（宁波新芝生物科技股份有限公司）；HH⁃6 型数显恒温水浴锅（西安超杰仪器有限公司）；DD⁃5M型低速大容量离心机（湘仪离心机仪器有限公司）。

1.2 试剂与药物 没食子酸（批号CHB171107，纯度≥98%）、原儿茶酸（批号CHB170822，纯度≥98%）、儿茶素（批号CHB170313，纯度≥98%）、D⁃无水葡萄糖（批号CHB180115，纯度≥98%）、芦丁（批号CHB170303，纯度≥98%）对照品均购于成都克洛玛生物科技有限公司。甲醇、甲酸为色谱纯（天津大茂化学试剂厂）；其余试剂均为分析纯（天津大茂化学试剂厂）；水为纯化水。

锁阳采自甘肃武威、敦煌、酒泉、张掖，经甘肃中医药大学中药鉴定教研室李硕副教授鉴定为Cynomorium songaricumRupr.的干燥肉质茎，自然阴干、粉碎后过80 目筛，冷藏备用，具体信息见表1。

表1 样品信息Tab.1 Information of samples

2 方法

2.1 3 种成分含有量测定

2.1.1 色谱条件 参考文献［14］。WondaSil C18⁃WR 色谱柱（4.6 mm×150 mm，5 μm）；流动相甲醇⁃水⁃甲酸（9 ∶91 ∶0.1）；体积流量0.8 mL／min；柱温30 ℃；检测波长258 nm；进样量10 μL。色谱图见图1。

2.1.2 对照品溶液制备 精密称取没食子酸、原儿茶酸、儿茶素对照品适量，置于10 mL 量瓶中，纯化水溶解并定容至刻度，即得（三者质量浓度分别为0.11、0.01、0.40 mg／mL）。

2.1.3 供试品溶液制备 参考文献［15］。精密称取药材粉末约2.0 g，加纯化水10 mL，称定质量，超声（500 W、40 kHz）提取60 min，放冷，纯化水补足减失质量，离心，取上清液，滤过，取续滤液，即得，于4 ℃保存备用。

2.1.4 方法学考察 按2015 年版《中国药典》第四部指导原则中的方法，考察精密度、重复性、稳定性、加样回收率试验，结果RSD 均小于2.3%，表明仪器精密度、方法重复性、24 h内稳定性良好，平均加样回收率为100.69%。

2.2 多糖含有量测定

2.2.1 对照品溶液制备 精密称取D⁃无水葡萄糖对照品5.00 mg，置于50 mL 量瓶中，纯化水溶解并定容至刻度，即得0.10 mg／mL 对照品溶液。

2.2.2 供试品溶液制备 精密称取药材粉末约2.0 g，加30 mL 纯化水煎煮2 次，每次90 min，合并滤液，浓缩至20 mL，置于锥形瓶中，加无水乙醇，边加边搅拌，使其体积分数达80%，静置过夜，4 000 r／min 离心10 min，残渣用热水溶解，置于250 mL 量瓶中，定容，即得。

图1 各成分HPLC 色谱图Fig.1 HPLC chromatograms of various constituents

2.2.3 检测方法 参考文献［16］。精密吸取对照品、供试品溶液各1 mL，置于2 个20 mL 具塞试管中，加1 mL 5%苯酚溶液，混匀，加5 mL浓硫酸，迅速放入沸水浴中加热15 min，取出后于冰水混合液中冷却5 min，停止反应；另精密吸取1 mL纯化水于20 mL 具塞试管中，同法制备空白对照溶液，均在486 nm 波长处测定吸光度。

2.2.4 方法学考察 按2015 年版《中国药典》第四部指导原则中的方法，考察精密度、重复性、稳定性、加样回收率试验，结果RSD 均小于2.4%，表明仪器精密度、方法重复性、24 h内稳定性良好，平均加样回收率为101.02%。

2.3 黄酮含有量测定

2.3.1 对照品溶液制备 精密称取芦丁对照品10.00 mg，置于50 mL 量瓶中，60%乙醇溶解并定容至刻度，即得0.20 mg／mL 对照品溶液。

2.3.2 供试品溶液制备 精密称取药材粉末约2.0 g，加乙醇30 mL 60%回流提取3 h，4 000 r／min离心10 min，取上清液，置于500 mL 量瓶中，定容，即得。

2.3.3 检测方法 参考文献［16］，精密吸取对照品、供试品溶液各1 mL，置于2 个25 mL 量瓶中，加8 mL 纯化水、1 mL 5%亚硝酸钠溶液，混匀后放置6 min，加1 mL 10%硝酸铝溶液，混匀后放置6 min，加10 mL 10%氢氧化钠溶液，混匀后放置15 min；另精密吸取1 mL 纯化水于25 mL 量瓶中，同法制备空白对照溶液，均在510 nm 波长处测定吸光度。

2.3.4 方法学考察 按2015 年版《中国药典》第四部指导原则中的方法，考察精密度、重复性、稳定性、加样回收率试验，结果表明RSD 均小于2.7%，表明仪器精密度、方法重复性、24 h 内稳定性良好，平均加样回收率为99.86%。

3 结果与分析

3.1 含有量测定 结果见表2。

3.2 灰色关联度分析

3.2.1 原始数据规格化处理 设有m个样品和n个评价指标，组成评价单元序列Xik（i＝1，2，3，…，m；k＝1，2，3，…，n），本研究中m＝30，n＝5。按式（1）对原始数据进行规格化处理，结果见表3。

式中Yik为处理后的数据，Xik为样本数据，Yk为第k个评价指标的均值。

3.2.2 参考序列选择 用灰色关联度进行评价时，应选择其参考序列。最优参考序列为｛Xsk｝，是m个样品对应指标的最大值；最差参考序列为｛Xtk｝，是m个样品对应指标的最小值（k＝1，2，3，…，n）。

3.2.3 关联系数计算 按式（2）～（3）计算各评价单元相对于最优、最差参考序列的关联系数。

表2 各成分含有量测定结果（mg／g）Tab.2 Results of content determination of various constituents（mg／g）

表3 原始数据规格化处理结果Tab.3 Normalization results of original data

3.2.4 关联度及相对关联度的计算 按式（4）～（5）计算各评价单元相对于最优参考序列和最差参考序列的关联度，结果见表4。按式（6）计算相对关联度，并进行排序，确定甘肃省不同产地锁阳药材质量名次。

3.3 TOPSIS 分析

3.3.1 原始数据归一化处理 将30 批样品中没食子酸、原儿茶酸、儿茶素、总多糖、总黄酮含有量数据按式（7）进行归一化处理，并建立相应矩阵，结果见表5。

式中aik表示第i个评价对象在第k个指标上归一化处理后的数值，Xik表示第i个评价对象在第k个指标上的数值。

表4 评价单元相对于最优参考序列和最差参考序列的关联度Tab.4 Correlation degrees by evaluation unit sequences relative to the best reference sequence and the worst reference se⁃quence

表5 归一化处理结果Tab.5 Results of normalization processing

3.3.2 最优、最劣方案选择 根据归一化矩阵结果，选出最优方案和最劣方案。最优方案A＋为n个评价指标对应样品的最大值，A＋最优方案＝（0.358，0.400，0.411，0.351，0.297）；最劣方案A-为n个评价指标对应样品的最小值，A-最劣方案＝（0.007，0.035，0.020，0.047，0.102）。

3.3.4 各评价单元与最优方案接近程度计算 按式（10）计算各评价单元与最优方案的相对接近程度（Ci），0＜Ci＜1。

3.3.5 排序 按照Ci大小将各评价单元排序，Ci越大，表明评价单元综合质量越好，结果见表6。由此可知，30 批样品灰色关联度分析与TOPSIS 分析结果基本一致，排名在前15 名的酒泉市金塔县产有4 批，敦煌市产有4 批，酒泉市瓜州县产有3 批，武威市民勤县产有2 批，张掖市肃南县产有2 批，分别占样本总数13.33%、13.33%、10.00%、6.67% 及6.67%，分别占各自产地样本总数66.67%、66.67%、37.50%、33.33%、50.00%。

表6 不同产地样品灰色关联度和CiTab.6 Grey correlations and Cis of samples from different growing areas

4 讨论

近年来，锁阳的药用价值及保健价值均受到广泛重视，有较大的开发潜力，它含有黄酮、有机酸、萜类、多糖等成分，具有抗凋亡、抗疲劳、抗骨质疏松、抗衰老、抗糖尿病、促生育等多种生物活性［17⁃18］，其中儿茶素是重要成员之一，具有良好的抑菌效果，抗菌谱广［19］；没食子酸、原儿茶酸具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤的作用。因此，本研究测定没食子酸、原儿茶酸、儿茶素含有量，结合有效部位总多糖、总黄酮含有量来评价甘肃不同产地锁阳的质量，从而保证评价结果的科学性。

灰色关联度分析与TOPSIS 模型非常适合用于化学成分复杂的中药材质量评价，在一定程度上解决了中药质量评价中多指标评价标准不统一及评价困难的问题。灰色关联度模型对数据容量和概率分布没有严格要求，它可充分利用较少的原始数据寻找体系中的规律性；TOPSIS 法具有易理解、易计算、评估结果合理、应用灵活等优点［20］。另一方面，灰色关联模型可以较好地反应序列间的非线性变化关系，弥补TOPSIS 法的不足，且其“灰色思维” 的思想与中医药理论特点相契合［21］。本研究采用这2 种方法对甘肃不同产地锁阳质量进行综合评价，发现所得结果基本一致，能为该药材的综合质量评价与控制提供一定依据。

受不同产地海拔、气候、年降雨量、日照时数等环境因素的影响，锁阳中化学成分含有量有较大差异。本研究发现，酒泉市金塔县、敦煌市所产药材质量最好，两地海拔为960～1 270 m，气候类型为温度干旱气候，降雨量为39.9～60.0 mm，全年日照时数为3 193.2～3 246.7 h，年平均蒸发量2 486～2 623 mm。今后，课题组将深入开展产地气候、环境因子与锁阳多指标成分、质量形成的相关性研究。