基于超高效液相色谱-电雾式检测技术结合化学计量学的胆汁类药材全面分析研究

这篇研究通过超高效液相色谱-电雾式检测技术（UHPLC-CAD）结合化学计量学方法（包括色谱指纹图谱相似度分析、层次聚类分析、主成分分析和正交偏最小二乘判别分析），系统分析了10种胆汁类药材（如熊胆粉、猪胆粉等）的化学成分差异，成功筛选出9种特征性差异成分（如牛磺胆酸TCA、牛磺鹅去氧胆酸TCDCA等），为胆汁类药材的真伪鉴别和质量控制提供了可靠方法学支持。

　　

1 引言

中国是世界上最早将动物胆汁作为药材使用的国家，历史上记载的胆汁类药材超过40种，包括熊胆粉（BBP）、蛇胆粉（SNBP）等。这些药材的核心活性成分（尤其是胆汁酸）具有广泛的药理活性，但复杂的化学成分和形态相似性导致市场上普遍存在以廉价胆汁冒充高价产品的现象。传统鉴别方法依赖主观经验，而现代色谱技术如高效液相色谱-蒸发光散射检测（HPLC-ELSD）和红外光谱（IR）虽有一定进展，但存在灵敏度不足或分析范围局限的问题。本研究创新性地采用UHPLC-CAD技术，结合多维化学计量学方法，构建了一套高效、客观的胆汁类药材分析体系。

2 材料与方法

2.1 化学试剂与样本

研究收集了103份胆汁粉末样本，涵盖10种类型（如生物转化熊胆粉BBBP、鸡胆粉CBP等），所有样本均经国家食品药品检定研究院专家鉴定。使用17种胆汁酸标准品（纯度87.3%~99.7%）和三元流动相系统（甲醇-乙腈-0.01 mol/L乙酸铵）进行色谱分离优化。

2.2 仪器与条件

采用ACQUITY UPLC系统搭配电雾式检测器（CAD），色谱柱为Atiantis T3（2.1×100 mm，3 μm），梯度洗脱程序历时46分钟。数据通过ChemPattern和SIMCA 14.1软件进行多元统计分析。

2.3 方法优化

通过对比不同提取溶剂和时间，最终确定纯甲醇超声提取20分钟为最佳前处理方案。系统适应性验证显示，各胆汁酸相对保留时间的RSD均<2%，溶液稳定性达24小时。

3 结果与讨论

3.1 UHPLC分析结果

成功分离17种胆汁酸，并建立各胆汁类型的共有模式色谱图。例如熊胆粉（BBP）鉴定出5个共有峰，而猪胆粉（PBP）含12个。通过标准品比对，确认了10种化合物，包括牛磺熊去氧胆酸（TUDCA）和甘氨鹅去氧胆酸（GCDCA）。

3.2 相似性分析

以共有模式色谱图为参照，组内相似度>0.98，而跨种类比较显示显著差异。例如鸡胆粉（CBP）、鸭胆粉（DBP）和鹅胆粉（GBP）因饮食习性相近呈现较高相似度（0.91~0.99），而兔胆粉（RBP）与其他胆汁相似度均<0.25。

3.3 层次聚类分析（HCA）

基于36个共有峰的欧氏距离分析，103份样本被准确划分为10个独立簇群，验证了不同来源胆汁的显著化学差异。

3.4 主成分分析（PCA）

前7个主成分累计解释方差达99.4%，模型Q²值为0.893，显示数据高度可靠。PCA得分图清晰呈现各组间分离趋势。

3.5 正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）

模型参数R²Y=1.00、Q²=0.842，经200次置换验证确认无过拟合。VIP分析筛选出9种关键差异成分（VIP>1），包括：

• •

  TUDCA：仅存在于BBP和BBBP

• •

  GCDCA/GHDCA：猪胆粉（PBP）特征成分

• •

  GDCA：兔胆粉（RBP）标志物

4 结论

本研究建立的UHPLC-CAD-化学计量学联用技术，不仅实现了10种胆汁类药材的精准鉴别，还揭示了物种特异性标志物。未来可通过扩大样本量和融合深度学习算法，进一步提升鉴别体系的稳健性，为传统药材的质量标准升级提供科学范式。