2.4茯苓化學拆分組分不交叉性分析
由於多糖為大分子物質,本實驗僅對小分子部分的石油醚萃取組分、乙酸乙酯萃取組分、樹脂醇洗組分和樹脂水洗組分進行不交叉性的定性和半定量分析。
2.4.1茯苓化學拆分組分不交叉性的定性分析——主成分分析本實驗利用 SPSS 13.0 統計處理軟件,采用主成分分析方法對前文建立的HPLC指紋圖譜的數據(以242 nm處的數據為主)進行分析。為了消除原始數據數量級的差異對主成分分析結果的影響而使每個數據對分類有相近的貢獻,需對原始數據進行規範化處理,以得到的規範值進行
1. 鄰苯二甲酸二辛酯;2. 鄰苯二甲酸二丁酯;A.242 nm;B.210 nm。
Fig.2The fingerprint of the fraction of petroleum ether
3. 茯苓酸;4. 去氫茯苓酸;5. 豬苓酸C。
Fig.3The fingerprint of the fraction of ethyl acetate
計算。本實驗共獲得3個主成分,特征值按從大到小的順序排列分別為100.188,77.652,33.562,累計貢獻率達到了71.662%,說明其降維效果較好,僅用前3個主成分即可包含原始因子代表的眾多主要信息。可直觀地看出,提取的3個主成分將原始組分分為3類:主成分1包括絕大
6. 3-吲哚乙醇 7. 苯丙氨酸。
部分樹脂醇洗組分和樹脂水洗組分,樹脂水洗組分集中於PC1正軸,樹脂醇洗組分集中於PC1負軸;主成分2包括絕大部分乙酸乙酯萃取組分,均集中於PC2負軸;主成分3包括絕大部分石油醚萃取組分,均集中於PC3正軸。
A.乙酸乙酯萃取組分;B.石油醚萃取組分;C.樹脂醇洗組分;D.樹脂水洗組分。
Fig.6Three dimensional scatter plot of Principle Component Analysis
2.4.2茯苓化學拆分組分不交叉性的定性分析—聚類分析本實驗運用SPSS 13.0 統計處理軟件,利用係統聚類法以主成分分析中獲得的規範值為原始數據,采用歐氏距離法計算樣品間相似度,選用最短距離法進行聚類。根據茯苓化學組分拆分原則,最佳方案是將40個組分聚為4類,組分1~10聚為Ⅰ類,即為乙酸乙酯萃取組分;組分11~20聚為Ⅱ類,即為石油醚萃取組分;組分21~30聚為Ⅲ類,即為樹脂醇洗組分;組分31~40聚為Ⅳ類,即為樹脂水洗組分。
為了更好地進行不交叉性分析,作者定義各化學拆分組分交叉或相似的程度為相似度或交叉度(similarity degree,SD),用S表示。在此基礎上,定義組分之間的不交叉程度為差異度(non similarity degree, NSD),用NS表示,即S+NS=1。
2.4.3茯苓化學拆分組分不交叉性的半定量分析——夾角餘弦方法本實驗采用《中藥色譜指紋圖譜相似度評價係統 2004 A版》以夾角餘弦為測度對上述4部分化學拆分組分的公共指紋圖譜進行相似度分析,4個組分相似度或交叉度均小於0.1。由各組分的相似度或交叉度(S),可以近似得出各
1~10.乙酸乙酯萃取組分;11~20.石油醚萃取組分;21~30.樹脂醇洗組分;31~40.樹脂水洗組分。
Fig.7Tree diagram of cluster analysis組分的差異度(1-S),即均在0.9以上。
2.4.4茯苓化學拆分組分不交叉性的半定量分析——平方歐氏距離方法從上文聚類分析結果來看,雖然采用歐式距離法,但是從 SPSS 13.0 統計處理軟件得到的樹狀圖的橫軸上無法直觀的讀出具體數值。因此,本實驗通過幾何畫板獲得各化學拆分組分在樹狀圖橫軸上平方歐氏距離的具體數值,首次利用平方歐式距離對樹狀圖進行數字化分析,並運用最先聚為一類的兩組分的最小平方歐式距離(dmin)占總量程(d=25)的比例來定義組分間的最大交叉度(Smax),用(1-Smax)定義最小差異度。聚類分析結果經數字化分析得到石油醚萃取組分和乙酸乙酯萃取組分的平方歐氏距離最短為15,根據最短距離法聚類,石油醚萃取組分和乙酸乙酯萃取組分較其他組分的交叉性最大最先聚為一類,即組分間最大交叉度Smax=15/25=0.6,最小差異度1-Smax=1-0.6=0.4。
2.4.5茯苓化學拆分組分不交叉性的半定量分析——生藥峰麵積交叉分析方法以樣本和每個樣本的各個峰麵積列出相關數據的矩陣Y,如下公式(1)所示,首次提出利用公共指紋圖譜的匹配峰麵積對兩兩化學拆分組分進行交叉度(S)和差異度(1-S)的分析。
式中YA,YB,YC和YD分別代表石油醚萃取組分、乙酸乙酯萃取組分、樹脂醇洗組分和樹脂水洗組分所有批次(n=10)的HPLC公共指紋圖譜中相應保留時間下經標準化處理(即所有批次樣品各自匹配的峰麵積與各組分公共指紋圖譜所有峰的平均峰麵積之比)的平均峰麵積。以YA和YB兩組分的數據為例,見公式(2)和(3),S1,2和S2,1分別為相應保留時間下2組分中較小峰麵積占較大峰麵積的比例總和,即較小峰麵積與較大峰麵積的匹配程度,作者可以近似的理解為相應保留時間下兩組分間的交叉度。因此,兩組分總的交叉度S=S1,2+S2,1,差異度1-S=1-(S1,2+S2,1),其他組分相關數據以規範值按上述公式計算。
當x1,j[1-2]可知,茯苓的化學成分主要含有多糖、三萜酸類等成分,鑒於中醫傳統用藥多為水煎液,因此本實驗通過水蒸氣蒸餾法、水提醇沉法和大孔吸附樹脂柱色譜法的組合應用,實現茯苓物質基礎的拆分。通過水煎煮法和水蒸氣蒸餾法得到水煎液和揮發油,水煎液醇沉後可以得到多糖組分,醇沉後的上清液依次經過石油醚和乙酸乙酯萃取得到石油醚萃取物Ⅰ和乙酸乙酯萃取物Ⅰ,剩下水層采用大孔吸附樹脂柱色譜法得到樹脂水洗組分和樹脂醇洗物,樹脂醇洗物再依次用石油醚和乙酸乙酯的萃取,剩下的醇洗物即為樹脂醇洗組分,而得到的石油醚萃取物Ⅱ與前麵得到的揮發油和石油醚萃取物Ⅰ合並為石油醚萃取組分,而得到的乙酸乙酯萃取物Ⅱ與前麵得到的乙酸乙酯萃取物Ⅰ合並為乙酸乙酯萃取組分。
為了證明本實驗所建立的茯苓化學組分拆分方法的可重複性和穩定性,首先,按照2.1項下方法對10批茯苓藥材進行化學組分拆分,並進行相應組分HPLC指紋圖譜的測定,在242,210 nm處檢測的色譜峰可以相互補充,確保了化學指紋信息的完整,色譜峰分離度和峰形較好,特征明顯,具有較好的穩定性;進而對各化學拆分組分的化學成分進行表征,得到的單體化合物純度均高於98%,其中石油醚萃取組分主要包含芳香酯類化合物;乙酸乙酯萃取組分主要包含三萜酸類化合物;樹脂醇洗組分主要包含氨基酸和吲哚類化合物,研究為進一步對其已知和未知化學成分的分離和藥效物質研究提供科學的參考依據。
3.2茯苓化學拆分組分的不交叉性分析
為了進一步評價茯苓化學組分拆分方法的科學性以符合化學組分拆分的原則,本實驗對石油醚萃取組分、乙酸乙酯萃取組分、樹脂醇洗組分和樹脂水洗組分進行不交叉性的定性和半定量分析。