Создание ВЭЖХ-отпечатка пальца, анализ с распознаванием химических образов и определение содержания алоэ вера
Алоэ вера - важное съедобное лекарственное растение, относящееся к семейству лилейных и роду Алоэ. Это многолетнее вечнозеленое мясистое травянистое растение с холодным характером и горьким вкусом. Согласно древним рецептам, это растение очищает печень от жара, способствует очищению кишечника, рассасывает узелки и лечит стригущий лишай. Существует более 500 сортов алоэ вера, среди которых Aloe vera (L.) Burm. f. является наиболее распространенным лекарственным сортом, а его продукты широко используются в различных областях, таких как продукты питания (включая здоровое питание), медицина, косметика и т.д. В последние годы исследования алоэ вера как внутри страны, так и за рубежом в основном были направлены на сравнительный анализ сортов, выделение и очистку, масс-спектрометрический анализ, определение содержания и фармакологических эффектов. Исследования показали, что основными активными ингредиентами алоэ вера являются антроны, антрахиноны и хромоновые соединения. Кроме того, существуют такие химические компоненты, как полисахариды, гликозиды, аминокислоты и органические кислоты, которые обладают антибактериальной, противовоспалительной, противоопухолевой, противовирусной и противоаллергической активностью.

В настоящее время сочетание дактилоскопического и химического распознавания образов является эффективным методом оценки качества традиционных китайских лекарственных материалов. Спектры отпечатков пальцев в основном сосредоточены на целостности лекарственных материалов, устанавливают общие закономерности, идентифицируют общие пики, объективно и всесторонне раскрывают возможные типы и количества активных ингредиентов в лекарственных материалах; технология распознавания химических образцов подчеркивает различия между лекарственными травами и еще больше сужает диапазон активных ингредиентов в лекарственных травах путем интеграции и корректировки информации об отпечатках пальцев; сочетание этих двух методов может достичь процесса общего описания и индивидуального анализа лекарственных материалов, что может более точно и объективно отразить различия в качестве традиционной китайской медицины. Основными лекарственными ингредиентами лекарственного сырья алоэ вера являются такие соединения, как алоин и эмодин, но эффективные ингредиенты и их содержание зависят от таких факторов, как место происхождения, среда произрастания, почва и сезон сбора, что создает определенные трудности при оценке качества и безопасности лекарственного сырья алоэ вера. Кроме того, пункты определения содержания лекарственного сырья алоэ вера в Китайской фармакопее (издание 2020 года) основаны на содержании алоина, а индикаторные компоненты являются единичными, что затрудняет контроль качества лекарственного сырья. Поэтому перед производством и разработкой соответствующих препаратов необходимо провести исследование лекарственного сырья алоэ вера по отпечаткам пальцев и комбинированному распознаванию химических образов.

В данном исследовании с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) были получены спектры отпечатков пальцев 12 партий лекарственного сырья алоэ вера различного происхождения. Для изучения характеристик их химического состава были использованы анализ сходства, кластерный анализ, анализ главных компонент (PCA) и ортогональный частичный дискриминантный анализ по методу наименьших квадратов (OPLS-DA). Был проведен скрининг маркеров, которые могут влиять на различия в качестве лекарственного сырья, и тем же методом определено содержание шести маркеров (алоин D, алоин A, алоин B, 7-O-метил алоин A, алоин и эмодин алоэ) в 12 партиях лекарственного сырья алоэ вера. Цель - обеспечить качество лекарственного сырья из источника производства и предоставить научную основу для контроля качества и улучшения стандартов лекарственного сырья алоэ вера. Ниже приведены репрезентативные результаты.

В данном исследовании сравнивалось влияние метода горячего рефлюкса и ультразвукового метода на степень извлечения характерных хроматографических пиков. Результаты показали, что ультразвуковая обработка обладает высокой эффективностью экстракции, коротким временем, низкими потерями и простотой эксплуатации. В то же время было исследовано влияние растворителей для экстракции (метанол, этанол) и их концентрации, времени экстракции и соотношения жидкости и материала на скорость экстракции шести индикаторных компонентов в лекарственном сырье алоэ вера. Результаты показали, что ультразвуковая экстракция в течение 20 минут с 75 мл водного раствора метанола 50% является наилучшей. Мы исследовали такие системы подвижных фаз, как водный раствор ацетонитрила с муравьиной кислотой, водный раствор ацетонитрила с фосфорной кислотой и водный раствор метанола с фосфорной кислотой. Результаты показали, что при градиентном элюировании с использованием в качестве подвижной фазы водного раствора метанола-ацетонитрила 0,3% фосфорной кислоты формы пиков каждого компонента индикатора были симметричными, степень разделения - хорошей, время работы - коротким, а эффект - наилучшим. Сравнивались формы пиков и разрешение различных хроматографических пиков при различных длинах волн детектирования (254, 280, 310, 330, 360 нм). Результаты показали, что интенсивность поглощения шести индикаторных компонентов при 254 нм была высокой, базовая линия была стабильной, а разрешение - хорошим. Поэтому в качестве длины волны обнаружения была выбрана 254 нм.
В спектрах отпечатков пальцев 12 партий лекарственного сырья алоэ вера выявлено в общей сложности 23 общих пика. Из результатов сходства видно, что за исключением сходства менее 0,5 в районе производства Гуанси, все остальные сходства превышают 0,93, что указывает на то, что типы химического состава и содержание лекарственного сырья алоэ вера, продаваемого на рынке, сильно различаются из-за разных районов производства. Согласно результатам кластерного анализа, 12 партий лекарственного сырья алоэ вера объединены в 3 категории, что согласуется с результатами анализа главных компонент. Пять хроматографических пиков, влияющих на различия в качестве лекарственного сырья алоэ вера, были отобраны с помощью ортогонального частичного дискриминантного анализа по методу наименьших квадратов, а их содержание было определено с помощью того же метода ВЭЖХ. Поскольку эмодин алоэ является одним из основных биоактивных соединений в лекарственном сырье алоэ вера, он также включен в качестве индикаторного компонента при определении содержания. Результаты анализа показывают, что содержание шести индикаторных компонентов существенно различается. Эти различия могут быть обусловлены различными факторами, такими как географическая среда, климатические условия, период сбора урожая, управление почвой и полем, способ посадки и т.д., которые влияют на накопление вторичных метаболитов в лекарственных материалах, что приводит к различиям в сходстве и содержании лекарственных материалов; во-вторых, лекарственные материалы алоэ вера представлены в виде концентрированных веществ, и метод их концентрации, процесс сушки и место отбора проб также могут вызывать значительные различия в химическом составе лекарственных материалов.

В данном исследовании проведен анализ различий в составе лекарственного сырья алоэ вера различного происхождения с помощью количественной спектроскопии отпечатков пальцев в сочетании с методом многомерной дискриминации химических паттернов и определено содержание шести индикаторных компонентов. Это позволяет интуитивно оценить постоянство качества лекарственного сырья алоэ вера различного происхождения, а также отразить различия в химическом составе, обеспечивая научную основу для контроля качества лекарственного сырья алоэ вера и разработки соответствующих продуктов в будущем.