基于化学模式识别和熵权TOPSIS法分析木棉花不同部位的差异- 大数跨境

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基于化学模式识别和熵权TOPSIS法分析木棉花不同部位的差异

天然产物研究与开发

2022-10-26

导读：本研究基于HPLC指纹图谱比较木棉花不同部位(花瓣、花萼、雄蕊)化学成分的差异性，并综合评价木棉花不同部位的质量。

曾昭君1 余欣彤1 邓成程2 黎桃敏1 史龙梅3 张兰兰1 刘燎原1*

1 广东一方制药有限公司广东省中药配方颗粒企业重点实验室

2 湖南一方天江药业有限公司

3 陇西一方制药有限公司

前言

木棉花为木棉科植物木棉Gossampinus malabarica (DC.) Merr.的干燥花，性凉，归大肠经，具有清热利湿，解毒的功效，常用于泄泻、痢疾、痔疮、出血等病症。木棉花资源丰富，广泛分布于我国云南、海南、广西、广东、台湾等地区，一般于春季花盛开时采收。现代研究表明，木棉花含有丰富的黄酮类、苯丙素类及酚酸类等化合物，其中黄酮类化合物芒果苷、芦丁等在肝损伤、心肌缺血再灌注损伤、肺癌等疾病的治疗方面具有良好疗效; 酚酸类化合物有较强的DPPH自由基清除活性，原儿茶酸在糖尿病方面具有潜在的降血糖作用。目前，关于木棉花药材显微鉴别、薄层鉴别、芒果苷含量测定的研究较多，但有关木棉花HPLC指纹图谱及其不同部位的质量差异研究却鲜见报道。

仅从单一化学成分去评价木棉花药材的质量存在一定的局限性，通过中药指纹图谱与化学计量学的有机结合，可整体反映木棉花化学成分的多样性和复杂性，系统表征木棉花不同部位的质量差异。熵权优劣解距离(TOPSIS)法通过对多指标进行合理赋权得到一个综合指标，以距离理想化目标的程度为基准进行综合评价，可有效避免主观因素对木棉花内在质量评价的影响，具有一定的准确性和科学性。本研究建立木棉花药材及其不同部位(花瓣、花萼、雄蕊)的HPLC指纹图谱，采用相似度评价、热图聚类分析、主成分分析、正交偏最小二乘法判别分析方法对木棉花不同部位指纹图谱进行质量评价，并结合熵权TOPSIS法对木棉花不同部位的质量进行综合评分排序，旨在为木棉花药材多指标成分富集部位、资源开发提供数据支持，为其质量控制及临床应用研究奠定基础。

代表性结果

讨论与结论

本研究在对色谱条件进行考察时发现，当检测波长为300nm时，部分黄酮类化合物色谱峰不存在相应的紫外吸收; 当检测波长为255nm时，各色谱峰响应值相差较大，芒果苷色谱峰响应较高，部分色谱峰吸收较小或丢失; 当检测波长为230nm时，各色谱峰信号响应值均较高，基线较平稳，故采用230nm为检测波长。同时，还对不同提取方式(超声、回流)、提取溶媒( 甲醇、50%甲醇、70%甲醇)、溶媒用量(15、25、50mL)和提取时间(30、45、60min)进行考察，结果发现采用“2.3”项下方法制备的供试品溶液各色谱峰分离度较好、组分含量较高。

研究结果表明，木棉花药材与花萼的相似度较高，花瓣与雄蕊的相似度较为接近。热图聚类分析结果表明，花瓣和雄蕊的质量一致性更高，木棉花化学成分主要富集在花萼，与相似度结果一致。CA和PCA结果显示，二者均可明确表征花萼与花瓣、雄蕊样品之间存在显著差异，花瓣与雄蕊间差异相对较小。结合OPLS-DA分析，可以较好地将木棉花花瓣、花萼、雄蕊完全区分，峰8、芒果苷、峰13、峰6、新绿原酸、峰5、芦丁为三者之间的差异性化合物，可作为区分木棉花药材不同部位的指标性成分。同时结合熵权TOPSIS法，对15批木棉花药材不同部位的各特征峰赋权，根据Ci值对木棉花药材不同部位样品进行排序，能实现对木棉花药材整体控制以及优质种源筛选。研究结果显示，云南省木棉花样品Ci均值均高于其余产地样品，且花萼质量更优。

综上，本研究建立的木棉花药材及其不同部位HPLC指纹图谱检测方法稳定可靠，通过化学模式识别和熵权TOPSIS法，对木棉花药材及其不同部位的HPLC指纹图谱进行分析评价，可全面、综合、系统地对样本进行质量评价和差异分析，从而比较不同部位的化学成分差异，明确化学成分的分布规律，为木棉花药材的质量控制和临床应用提供数据支持。该研究成果发表在《天然产物研究与开发》2022年第9期，欢迎引用(点击左下方“阅读原文”可查看全文)。

引用格式：曾昭君,余欣彤,邓成程,等.基于化学模式识别和熵权TOPSIS法分析木棉花不同部位的差异[J].天然产物研究与开发,2022,34:1557-1564. Zeng ZJ,Yu XT,Deng CC,et al.Study on the differences in different parts of Gossampim Flos based on chemical pattern recognition and entropy TOPSIS method[J].Nat Prod Res Dev,2022,34:1557-1564.