黄芪皂苷检测规程建立与恒山黄芪成分积累分布规律研究

摘要

黄芪在我国药用历史悠久，药用价值极高，《药典》收载有蒙古黄芪和膜荚黄芪两个种。山西恒山及其周边地区为蒙古黄芪的道地产区，是我国为数不多的保存了黄芪传统生长模式的地区。传统芪较高的药用价值自古以来就被中医临床所证明，然而发展至今，由于生长周期长和较高的成本，其国内市场渐渐地被兴起的“移栽”芪所抢占，主要原因之一是传统芪现存市场交易的商品规格等级标准是否与质量相关尚不清楚，更无法直接对比评价两种不同种植模式黄芪的质量差异。对于传统黄芪而言，不同生长年限会对黄芪的质量产生哪些影响尚不完全清楚;虽然已明确黄芪根是主要药用部位，但根的不同部位化学成分分布是否相同，也不清楚。另外，黄芪市场仅从规格大小划分黄芪等级，这种划分方式是否科学，也未得到证明。面对这些疑问，实际上就是要解决“辨状论质”的科学内涵，建立中药材的外观性状、化学成分和生物效应相结合的质量评价体系。面对市场上形形色色的黄芪药材商品，“性状”首先是作为区分质量以及商品定价的依据，对于传统道地黄芪而言，它们有生长年限的差异，这种差异不仅体现在不同黄芪植株上，也体现在同一黄芪的不同部位上。分析研究传统芪中化学成分的积累规律和分布规律，不仅对于评价传统黄芪的质量非常重要，而且对于黄芪等级的区分，以及提供科学的证据为市场实行优质优价的交易，也起到十分重要的作用。
　　目的：黄芪中的皂苷和黄酮类成分已被证明是主要活性成分，但黄芪皂苷成分的提取分离过程较为繁琐，其最终含量是溶液碱化后多种皂苷水解生成黄芪甲苷的最终含量，其含量不仅容易受到溶液碱化程度的影响，且由于其特殊的分布部位和现今对于该类成分检测技术的不完善，其含量还受到黄芪的加工方式及仪器稳定性的影响。本文主要建立黄芪取样和皂苷类成分含量测定标准化操作规程，为黄芪质量评价提供方法基础;阐明生长年限对黄芪指标成分的积累规律，为制定黄芪适当的生长采收年限提供科学依据;明确黄芪主侧根、上下根段以及根的内外部位化学成分的分布规律，为制定黄芪产地加工规程和建立科学的商品规格标准提供依据。
　　方法：制定建立从采收到加工，命名全套控制流程，重点对皂苷成分进行分析规范，探讨了三种主要影响因素，建立标准操作规程;采用HPLC-UV-ELSD串联同时测定12种成分(8种黄酮:1.毛蕊异黄酮葡萄糖苷;2.芒柄花苷;3.(6aR，11aR)-9，10-二甲氧基紫檀烷-3-O-β-D-葡萄糖苷;4，7，2'-二羟基-3'，4'-二甲氧基异黄烷-7-O-β-D-葡萄糖苷;5.毛蕊异黄酮;6.芒柄花素;7.3-羟基-9，10-二甲氧基紫檀烷;8.7，2'-二羟基-3'，4'-二甲氧基异黄烷;4种皂苷:分别是黄芪皂苷Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ和Ⅰ）。色谱条件:参考课题组建立的方法，最终的洗脱条件为流动相为乙腈(A)-水(B)，体积流量1.0mL/min，蒸发光检测器参数:空气泵压力为0.5MPa，气体流速为2.5L/min，漂移管加热温度设为105℃，增益值为1.0，Venusil MP C18色谱柱（250mm×4.6mm，5μm），紫外检测波长230nm，柱温25℃，进样量20μl。梯度洗脱:0-8min，20％A;8-15min，30％A;15-30min，43％A;30-40min，60％A;40-50min，100％A;50-60min，100％A;60-66min，20％A。进行方法学考察，结果稳定可靠，得到样本测定数据;采用偏最小二乘判别分析、贝叶斯判别分析、聚类分析、相关分析、相似度评价和因子分析等数据统计分析方法，研究了不同生长年限黄芪中指标成分的积累规律和指标成分在根中不同解剖部位、上下和内外部位的分布规律。采用相关分析和综合评价的方式分析探讨了黄芪外观性状与指标成分之间的关联。
　　结果：1.黄芪芦头直径和根的长度的平均值与生长年限呈正相关。
　　2.黄芪药材的粉碎程度对含量测定影响表现在两方面:一是粉末取样均匀性，二是药材的提取效率。
　　3.黄酮类成分对照品性质稳定;黄芪皂苷Ⅰ在4℃存储条件下缓慢水解为皂苷Ⅱ，而皂苷Ⅱ很少水解成皂苷Ⅳ。
　　4.在同一检测条件下，紫外检测器对同一浓度、同一种物质，具有稳定的响应信号值，而蒸发光检测器的响应信号值容易波动变化。
　　5.黄芪中总黄酮和总皂苷均在生长不到一年的时间内就达到平均水平，此后总黄酮含量随着生长年限的积累波动变化，其中生长4年的黄芪总黄酮积累量达到最高;除3年生黄芪外，皂苷含量随着生长时间的延长含量逐渐降低，3年生黄芪总皂苷的含量达到峰值。
　　6.一株黄芪上下段生长时间不同，按绝对年限能够将不同组的黄芪样本区分开，不同全植株黄芪中总黄酮和总皂苷的积累量也有明显差异，说明总黄酮和总皂苷确实与生长年限密切相关。
　　7.12种指标成分可以分成3大类，他们之间具有不同的积累和分布规律。
　　8.一株黄芪侧根与主根总黄酮含量无差异，侧根总皂苷含量显著高于主根;主根和侧根的内部生长发育过程可能有所差异。
　　9.黄芪中皂苷80％以上分布在表皮，只有不到20％分布在其它解剖部位;黄酮类成分在木质部、韧皮部和表皮均有分布，且以木质部居多，但含量差异不大。
　　10.一株黄芪由芦头（上端）至根尖（下端）黄酮苷类成分分布与生长年限密切相关;黄烷和皂苷类成分含量都是逐渐升高，但以一株黄芪的中间偏下的位置有稳定的较高含量。其中黄烷类成分上下含量极不均匀。
　　11.传统芪黄酮苷含量与密度正相关;总皂苷含量与规格大小负相关;形状为鞭杆型的黄芪往往具有较高的总黄酮和总皂苷，圆柱型黄芪总黄酮和总皂苷含量最低，其次是生长年限较长的多叉型黄芪，直根型黄芪总黄酮和总皂苷含量居于这几种形状之间。
　　结论：建立的皂苷类成分检测规范及多指标成分测定方法可靠;恒山黄芪药材化学成分的积累与生长年限有关，4年生黄芪中黄酮含量最高，3年生黄芪中皂苷含量最高;黄芪药材的化学成分在主侧根、根的上下段与内外各部位的分布上有差异，存在不同的分布规律，其中皂苷绝大多数分布在表皮，韧皮和木质部含量均低。黄酮类成分在木质部、韧皮和表皮均有分布，不同成分布含量的高低稍有差异。建议黄芪加工时应根据需要合理选择黄芪药材各部位。研究结果实用性强，建立的研究方法稳定可靠，能用于评价不同黄芪之间的差异。

目录

摘要

第一章 引言

1．1 立题背景和意义

1．2 本课题的研究内容、技术路线图和创新点

1．2．1 研究内容

1．2．2 实验流程

1．2．3 创新点

第二章 文献综述

2．1 黄芪黄酮和皂苷类成分定量分析研究现状

2．1．1 黄酮类成分的定量分析

2．1．2 皂苷类成分的定量分析与存在问题

2．2 基于含量测定评价黄芪质量的研究现状

2．2．1 商品规格等级方面的研究

2．2．2 黄芪生长年限对成分含量的影响

2．2．3 黄芪不同生长方式含量差异的比较

2．2．4 黄芪不同组织部位化学成分的差异

2．2．5 评价结果和黄芪化学成分测定存在的问题

2．2．6 问题产生的原因分析

2．3 多指标成分含量测定在中药质量控制中的应用

第三章 中药黄芪取样规范化研究

3．1 引言

3．2．1 样本采挖

3．2．2 样本筛选

3．2．3 待测样本加工及前处理

3．3 待测样本的命名方式及分段依据

3．4 本章总结

第四章 黄芪皂苷类成分含量测定分析方法规范化与HPLC-ELSD指纹图谱研究

4．1 引言

4．2 黄芪的粉碎程度对分析结果的影响

4．2．1 研究材料、仪器和研究方法

4．2．2 实验过程

4．2．3 结果与讨论

4．3 仪器和对照品稳定性实验

4．3．2 仪器的稳定性考察

4．3．3 12种指标成分的稳定性考察

4．3．4 结果与讨论

4．4 黄芪HPLC-ELSD全成分指纹图谱的研究

4．4．1 研究材料、仪器和研究方法

4．4．2 方法学考察

4．4．3 全成分指纹图谱组间差异与组内差异对比实验

4．4．4 总结与讨论

4．5 本章总结

第五章 黄芪中12种指标成分同时测定方法建立与样品测定结果

5．1 引言

5．2 仪器、试剂与研究材料

5．3 研究方法

5．3．1 对照品溶液的制备

5．3．2 供试品溶液的制备

5．4 方法学考察

5．5 总结与讨论

第六章 不同生长年限黄芪中黄酮和皂苷积累规律研究

6．1 引言

6．2 研究材料与方法

6．2．2 研究方法

6．3．1 全植株黄芪生长时间与指标成分的对应关系研究

6．3．2 黄芪绝对生长年限与指标成分间的对应关系研究

6．4 本章总结

第七章 黄芪中12种指标成分的分布规律研究

7．1 引言

7．2 黄芪中各指标成分之间相关性研究

7．2．1 研究材料、研究方法及数据处理

7．2．2 指标成分间Pearson相关分析

7．2．3 指标成分因子分析

7．2．4 结果与讨论

7．3．2 不同解剖部位的指标成分分布规律

7．4 黄芪药材中主、侧根指标成分的分布规律研究

7．4．1 研究材料、研究方法及数据处理

7．4．2 主侧根总黄酮和总皂苷的含量对比

7．4．3 —株黄芪不同部位问相似性分析

7．4．4 总结与讨论

7．5 黄芪药材中上下不同部位指标成分分布规律的研究

7．5．1 研究材料、研究方法及数据处理

7．5．2 黄酮苷的分布规律

7．5．3 黄烷分布规律

7．5．5 皂苷分布规律

7．6 本章总结

第八章 黄芪指标成分与外观性状关联性分析

8．1 引言

8．2 指标成分与密度相关性分析

8．2．1 研究材料、研究方法及数据处理

8．2．2 指标成分与密度相关分析结果

8．2．3 分析与讨论

8．3 指标成分与规格等级相关性分析

8．3．2 指标成分与规格等级相关性分析结果

8．4 不同外观形状黄芪中指标成分差异的对比

8．4．1 研究材料和研究方法

8．4．2 分析结果

8．4．3 总结与讨论

8．5 本章总结

第九章 总结与展望

9．1 研究工作总结

9．1．1 黄芪含量测定整个流程规范化

9．1．2 基于多种数据分析手段研究黄芪中指标成分的积累规律

9．1．3 基于多种数据分析手段研究黄苠中指标成分的分布规律

9．1．4 黄芪中指标成分与外观性状相关性研究

9．2 展望

9．2．1 对用其它更加方便的技术手段确定黄苠生长年限的展望

参考文献

附录

研究成果

致谢

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