基于主成分分析的不同产地两面针药材质量评价

吴禄祥，黄若干，蓝晓东，马恩耀，陈俊禧，杨诗慧，刘奇越，周首婷

（1.广西白云山盈康药业有限公司，南宁 530000；2.广州采芝林药业有限公司，广州 510360；3.广东汉潮中药科技有限公司，广州 510360；4.梅州广药采芝林药业有限公司，广东梅州 514000）

两面针为芸香科植物两面针［Zanthoxylum nitidum（Roxb.）DC.］的干燥根［1］，有抗肿瘤、抗炎止痛、抗菌、抗寄生虫、抗疟疾等药理作用［2-10］。两面针盛产于中国南方，主要分布于广东、广西、贵州、云南、福建等亚热带季风气候地区［11］，各地药材质量参差不齐，为了能更安全有效地利用两面针，优化两面针种植条件，提高两面针的种植品质，本研究收集了广东、广西、云南10 个不同产地的两面针药材作为研究对象，按《中华人民共和国药典（2020 版）》（简称《药典》）的要求对不同产地的两面针药材进行研究［12-14］，包括显微和薄层鉴别，测定水分、总灰分、浸出物、氯化两面针碱含量，为两面针规范化种植、采收、产地选择及质量评价标准的提升提供参考［15］。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试剂与对照品 试剂：乙醇、甲醇、三氯甲烷、浓氨试液、硫酸、甲酸、三乙胺（广州化学试剂厂）；水合氯醛、甘油（天津市致远化学试剂有限公司），均为分析纯；乙腈（美国Fisher 公司）和甲酸（科密欧化学试剂有限公司）为色谱纯，水为超纯水。

对照品：氯化两面针碱对照药品（批号：CHB190122，含量以≥98%计）购于成都克洛玛生物科技有限公司；乙氧基白屈菜红碱对照品（批号：110847-200601）、两面针对照药材（批号：121014-201715）购于中国食品药品检定研究院。

1.1.2 样品信息 两面针药材样品信息详见表1。

表1 两面针药材样品信息

1.2 仪器设备

LC-40D 型岛津液相色谱仪（日本岛津公司）；RHP-100 型高速多功能粉碎机（浙江永康荣浩工贸有限公司）；BSA224S-CW 型万分之一电子天平（广州授科仪器科技有限公司）；BM-20 型百万分-微量分析天平、Fastreport100 型薄层成像系统（广州市锦泉仪器科技有限公司）；HH-4 型数显恒温水浴锅（常州澳华仪器有限公司）；TH-II 型薄层加热器（上海科哲生化科技有限公司）；KQ-300DA 型数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；GZX-9070型数显鼓风恒温干燥箱、SX2-4-10Z 型箱式电阻炉（上海博迅实业有限公司医疗设备厂）；CX51RF 型生物数码摄影显微镜（日本奥林巴斯公司）；ComfortⅠ型超纯水机［赛多利斯斯泰迪生物设备（北京）有限公司］。

1.3 方法

1.3.1 薄层鉴别 取不同产地的两面针粉末各1 g，加乙醇40 mL，超声处理1 h，过滤，滤液蒸干，残渣加乙醇1 mL 使其溶解，作为供试品溶液。取两面针对照药材1 g，同法制成对照药材溶液。取氯化两面针碱对照品，加乙醇制成每1 mL 含1 mg 的溶液，作为对照品溶液。用毛细管吸取上述3 种溶液各2 μL，分别点于同一硅胶G 薄层板上，以三氯甲烷-甲醇-浓氨试液（30.0∶1.0∶0.2）为展开剂展开，取出晾干，喷10%硫酸乙醇溶液，在105 ℃加热至斑点显色清晰，置于紫外光灯（365 nm）下进行观察。

取乙氧基白屈菜红碱对照品，加乙醇制成每1 mL 含1 mg 的溶液，作为对照品溶液。用毛细管吸取薄层鉴别上述的供试品溶液、对照药材溶液和对照品溶液各2 μL，分别点于同一硅胶G 薄层板上，以三氯甲烷-甲醇（25∶1）为展开剂展开，取出晾干，置于紫外光灯（365 nm）下检视。

1.3.2 水分、总灰分和浸出物测定 水分、总灰分和浸出物的测定均参照《药典》，其中浸出物采用热浸法，用乙醇作溶剂进行测定。

1.3.3 含量测定 按照《药典》中两面针含量测定项的方法，采用色谱柱Agilent ZORBAXSB-C18（4.5 mm×250 mm，5 μm，美国安捷伦公司），以乙腈为流动相A，以0.1%甲酸-三乙胺（pH 4.5）为流动相B，按表2 中的程序进行梯度洗脱，检测波长为273 nm。

表2 流动相梯度洗脱程序

2 结果与分析

2.1 两面针显微鉴别结果

结果显示，10 个产地两面针样品显微鉴别结果均符合《药典》的规定。由图1 可见，单粒淀粉粒（图1a）宽卵形或类圆形，偏光显微镜下（图1b）呈黑十字状；石细胞（图1f）呈淡黄绿色，类长方形，相对较大，壁厚薄不均，具壁厚者有明显纹理。草酸钙方晶（图1c）单个散在薄壁细胞中，有多种形状，偏光显微镜下（图1d）呈亮橙色，导管为具缘纹孔导管（图1e）。木栓细胞（图1i）呈棕色，表面观察呈多边形或长多边形，壁稍厚，有的胞腔含棕色物。纤维（图1g）较长，壁稍厚，木化，偏光显微镜下呈多彩状（图1h）。

图1 两面针粉末显微结构

2.2 两面针薄层鉴别结果

由图2 可知，在紫外光灯（365 nm）下进行观察，10 个产地两面针药材样品中与氯化两面针碱对照品、乙氧基白屈菜红碱对照品的相应位置检出对应的相同颜色的荧光斑点，即不同产地两面针均含氯化两面针碱、乙氧基白屈菜红碱。

图2 10 个产地两面针薄层色谱（紫外光365 nm）

2.3 两面针水分、总灰分和浸出物含量

《药典》规定，两面针水分不得超过10.0%，总灰分不得超过7.0%，浸出物不得少于5.5%。对10 个产地两面针样品进行水分测定，结果（表3）显示，所有样品两面针水分含量测定结果为4.27%～5.86%，平均值为4.82%，总灰分含量测定结果为3.44%～4.77%，平均值为4.01%，浸出物含量测定结果为7.10%～13.86%，平均值为11.22%，说明所有样品3种物质测定结果均在正常范围内。

表3 两面针水分、总灰分、浸出物和氯化两面针碱含量测定结果（单位：%）

2.4 两面针氯化两面针碱含量测定

《药典》规定，氯化两面针碱含量不得少于0.13%。两面针样品的氯化两面针碱含量测定结果（表3）显示，所有样品测定结果为0.14%～0.19%，平均值为0.15%，测定结果均在正常范围内。两面针供试品氯化两面针碱的色谱见图3。

图3 两面针高效液相色谱

2.5 两面针的聚类分析

聚类分析是用于分析样品间相似性的分析方法，其以不同的观测指标作为依据将相似性较大的样品划分为一类，由此可以初步区分差异较大的样品，降低详细分析样品间差异的难度。

将表3 所得数据录入SPSS 25.0 软件，经处理后进行聚类分析，结果显示，当系数值设置为5 时，所有样品可分为两类（图4），其中云南省文山州、云南省临沧市镇康县、广东省潮州市饶平县产地两面针归为一类，其余产地批次样品归为一类，由此可见云南省文山州、云南省临沧市镇康县、广东省潮州市饶平县产地两面针的相似性较大。

图4 10 个产地两面针样品聚类结果

2.6 两面针的主成分分析

将表3 所得数据录入SPSS 25.0 软件，经处理后进行主成分分析，结果见表4。如表4 所示，主成分1的贡献率最髙，达54.993%，主成分2 的贡献率次之，二者累计贡献率达82.041%，因此可用这2 个主成分代替原来的4 个指标来评价10 个产地两面针药材的综合质量情况。结果显示，综合考察不同产地评分，LMZYC01～LMZYC10 的排名分别为第8、6、10、9、1、2、4、3、5、7 位，以广东省广州市从化区（LMZYC05）产的两面针药材质量最优，其次是广西壮族自治区南宁市邕宁区（LMZYC06）。

表4 两面针主成分的特征值和贡献率及评分系数矩阵

3 小结与讨论

产地是影响中药材质量的重要因素。中药材的生长具有一定的地域性，与海拔、土壤、水质、水分、光照、温度、二氧化碳浓度、生物等因素相关［16］，采收加工方式和贮藏条件也会影响中药材质量。在贮藏过程中，由于贮藏环境的影响，可能出现有效成分自然分解的现象。

综合对两面针药材质量多方位评价结果得出以下结论，由性状鉴别和薄层鉴别结果可知，10 个产地两面针药材均符合《药典》规定。对其进行水分、总灰分、浸出物测定，水分含量为4.27%～5.86%，总灰分含量为3.44%～4.77%，浸出物含量为7.10%～13.86%，均符合《药典》规定。HPLC 测定10 个产地两面针药材的氯化两面针碱含量，为0.14%～0.19%，也符合《药典》规定。采用聚类分析法和主成分分析法对产地的两面针药材进行质量评价，将不同产地的两面针药材分为两类，产地不同，质量存在差异。比较10 个产地两面针药材发现，广东省广州市从化区所产的两面针质量最优，其次是广西壮族自治区南宁市邕宁区，南宁市马山县、钦州市灵山县、崇左市大新县产地的两面针质量也较优。