基于数据融合和多指标定量对滇龙胆产地鉴别和质量评价

中药次生代谢产物积累和产地密切相关,产地鉴别以及多指标评价对保证药材质量具有重要意义。该实验采用高效液相色谱(HPLC)与傅里叶变换红外光谱(FTIR)数据融合结合偏最小二乘判别分析对滇龙胆进行产地鉴别,辅以多指标成分含量分析,以期为滇龙胆药材建立一种全面准确的鉴别和质量评价方法,为滇龙胆最佳产区筛选提供参考。采集云南、四川、广西、贵州共169份样品的FTIR和HPLC指纹图谱,并对FTIR进行多元散射校正、标准正态变量(SNV)、Savitzky-Golay(SG)卷积求导等预处理;比较FTIR,HPLC及低级、中级数据融合鉴别效果;利用HPLC分析样品中龙胆苦苷、獐牙菜苦苷、马钱苷酸与当药苷含量。结果发现,不同产地滇龙胆FTIR图谱存在差异,最佳预处理为SNV+SG求导(二阶求导,窗口参数为15,多项式次数为2次)。低级、中级数据融合预测集正确率为96.43%,高于FTIR,HPLC预测集正确率94.64%;低级数据融合训练集正确率为100%,优于中级数据融合99.12%。云南滇龙胆4种环烯醚萜苷含量均高于其他省份,其中药典指标性成分龙胆苦苷平均质量分数为47.40 mg·g~(-1),最大值达到79.83 mg·g~(-1),且龙胆苦苷、马钱苷酸与当药苷含量同其他省份含量差异显著(P0.05)。云南省不同地区滇龙胆4种环烯醚萜苷总含量比较发现,大理洱源、丽江玉龙较高,分别为68.59,66.68mg·g~(-1),同楚雄武定、玉溪澄江、昆明寻甸(52.99,52.29,46.71 mg·g~(-1))差异显著(P0.05),可作为滇龙胆栽培和优良种质资源筛选的参考地。FTIR-HPLC数据融合定性分析结合HPLC定量分析方法为不同产地滇龙胆鉴别和质量评价提供一种全面准确的新思路,为滇龙胆资源开发与利用提供科学依据。     

基于灰色关联度分析法的滇龙胆质量评价

目的:测定不同来源滇龙胆样品中4种指标成分,结合灰色关联度分析(GRA)法建立其质量评价方法。方法:采用高效液相色谱法测定云南10个不同地区的50株滇龙胆根及根茎中主要药效成分马钱苷酸、獐牙菜苦苷、龙胆苦苷和当药苷的含量。基于GRA法处理样品各指标成分数据,计算各评价单元序列相对于参考序列的相对关联度作为测度,对样品进行综合评价。结果:建立滇龙胆样品的指纹图谱,并测定出4种主要成分的含量。滇龙胆样品的相对关联度r_i在0.306~0.600,其中14个样品的r_i0.500,23个样品的r_i0.400,表明样品质量之间存在较大差异。大理鹤庆的DH3和DH5的r_i分别为0.600和0.576,质量最优。不同地区样品r_i的平均值在0.325~0.541,鹤庆样品r_i的平均值最大,质量总体水平最高,可作为优质种源进一步研究和推广。各地区样品r_i的RSD在4.4%~11.9%,昆明寻甸样品r_i的RSD最小,样品最为稳定。结论:GRA法结合多指标成分定量的评价方法简单、全面,可用于滇龙胆的质量评价,为资源开发利用及优质种源的筛选提供了参考依据。     

基于二维光谱结合深度学习对不同产地杜仲的鉴别

目的：对来自全国13个省市共171个杜仲茎和叶样本进行光谱分析,结合深度学习建立不同产地判别模型,为其资源合理开发利用提供依据。方法：以13个产地的杜仲茎和叶为实验材料,分别检测其近红外光谱,结合二维光谱算法和残差卷积神经网络建立模式识别模型。结果：基于同步二维相关光谱的模型在卷积层数为26层及以上时均取得了100%的分类正确率,而基于异步二维相关光谱的模型预测集正确率低于30%。结论：表明该模型能够应用于不同产地杜仲药材的鉴别。     

栽培滇龙胆药材不同极性部位紫外吸收光谱特征与判别分析

目的:建立滇龙胆药材不同极性部位的紫外指纹图谱,分析不同栽培模式下药材光谱特征的差异。方法:采用紫外分光光度法检测样品的紫外吸收光谱数据,经过4点平滑和一阶求导对光谱数据进行预处理,建立紫外指纹图谱。运用共有峰率和变异峰率双指标序列分析法对不同栽培模式下滇龙胆药材的指纹特征及相似性进行评价,通过判别分析评价紫外指纹图谱区分药材栽培模式的能力。结果:不同栽培模式滇龙胆紫外指纹图谱在221~247 nm图谱重叠率低,呈现明显指纹特征;相同栽培模式下,滇龙胆醇提液与水提液紫外指纹图谱有差异,呈现药材不同极性部位的指纹特征。荒坡栽培和龙胆与木瓜间作2种模式下,药材化学成分的光谱特征较接近;荒坡栽培和龙胆与旱冬瓜间作模式下,药材化学成分变化较大,二者光谱特征具明显差别。来自不同栽培模式的滇龙胆样品90%能被正确识别。结论:滇龙胆药材不同极性部位紫外指纹图谱可协助区分药材栽培模式,为不同栽培模式下药材质量的等同性研究提供相关数据信息。     

红花龙胆不同药用部位UV-Vis和UPLC指纹图谱研究及资源评价

目的建立红花龙胆Gentiana rhodantha不同药用部位UV-Vis和UPLC指纹图谱,结合多变量分析研究红花龙胆根、茎、叶和花中化学成分的整体分布与质量分数变化。方法 Shim-pack XR-ODS III液相色谱柱(150 mm×2.0 mm,2.2μm)。流动相为0.1%甲酸水溶液和乙腈,梯度洗脱,柱温40℃;检测波长242 nm,进样量0.3μL;体积流量为1.00 m L/min。电喷雾离子源(ESI)正/负离子模式,多反应监测(MRM)模式,喷雾电压3.5 k V,脱溶剂管温度250℃,鞘气和干燥气体积流量分别为3.0 L/min和15.0 L/min,碰撞气体积流量0.15 m L/min;UV-Vis指纹图谱测定,检测波长200~500 nm,狭缝1.0 nm,采样间隔0.5 nm;采用偏最小二乘判别分析(PLS-DA),变量投影重要性准则(VIP)和系统聚类(CA)对不同产地药材进行分类研究。结果 UPLC和UV-Vis方法学考察显示,精密度、稳定性、重复性试验RSD均小于2.00%;马钱苷酸、芒果苷和当药苷加样回收率在97.89%~102.71%,RSD在1.09%~2.88%;11点平滑+一阶导数预处理为最佳光谱预处理方法,PLS-DA模型R2cal=0.931 5,RMSEE=0.302,R2val=0.901,RMSEP=0.341,根、茎、叶和花UV-Vis光谱呈现指纹特性;UPLC指纹图谱相似度分析显示植株化学成分分别在叶部和花部较接近,根部和茎部较相似。不同产地红花龙胆根部UPLC指纹图相似性系数变化范围大,药材质量不稳定。马钱苷酸、芒果苷在叶片和花中量较高[(1.46±0.42)、(51.59±15.45)mg/g];当药苷在根中量较高[(4.41±3.24)mg/g]。叶片总体呈现较高的化学成分量,马钱苷酸、芒果苷和当药苷量对不同药用部位的区分均有较大贡献。聚类分析显示,不同产地红花龙胆植株化学成分呈现一定地理特征,高海拔地区的药材和低海拔地区的药材成分整体差别较大,聚为不同类群。结论 UPLC和UV-Vis指纹图谱相结合可反映红花龙胆根、茎、叶和花中化学成分的整体分布与质量分数变化,研究结果为野生红花龙胆资源的质量评价提供方法和理论依据。     

施用磷肥对菊花活性成分及清除自由基能力的影响

目的:研究施用磷肥对菊花活性成分及清除自由基能力的影响,旨在为制定菊花科学施肥的栽培措施提供理论依据。方法:采用盆栽土壤培养试验,在采收期进行采样测产,分别测定药材总黄酮、绿原酸、可溶性糖、可溶性氨基酸和粗蛋白含量,以及药材提取物对羟基、超氧阴离子及DPPH自由基的清除率。结果:适量施用磷肥可以显著提高菊花药材产量,增产幅度达130%。适量施用磷肥还可显著提高菊花中总黄酮、绿原酸和可溶性糖的含量与累积量,从而显著增强了菊花清除羟基、超氧阴离子及DPPH自由基的能力,即抗氧化活性。而菊花中可溶性氨基酸和粗蛋白含量,随磷肥施用量的增加呈下降的趋势。磷肥(P2O5)施用量过高(0.20 g.kg-1)会导致菊花早熟,从而降低菊花产量,并也导致菊花活性分含量、累积量及其清除自由基的能力有不同程度的降低。另外,菊花中总黄酮和绿原酸含量及菊花对3种自由基的清除率等指标之间,分别呈显著正相关。结论:在菊花种植生产上应重视施用磷肥,综合比较菊花产量、活性成分含量与累积量及清除自由基能力等因素,建议菊花全生育期内磷肥施用量在0.26~0.28 g.kg-1为适宜。