一种综合的质量评估策略，结合了化学指纹图谱技术、化学计量学、网络药理学以及光谱-效应关系分析，用于优化铁筷子根及根茎的采收时间和采后加工过程

《Journal of Chromatography B》：An integrated quality evaluation strategy combining chemical fingerprinting, chemometrics, network pharmacology, and spectrum-effect relationship for optimizing the harvest time and post-harvest processing of Clematidis Radix et Rhizoma

雷公藤红景天（Clematidis Radix et Rhizoma）商业化产品因栽培扩大导致质量下降，本研究通过UPLC-Q-TOF-MS鉴定出75种代谢物以三萜皂苷为主，并建立HPLC-DAD指纹图谱对19批次样品进行质量评价。结合 chemometric analysis、网络药理学预测及光谱-效应关系分析，确定雷公藤苷AR、雷公藤曼陀罗皂苷B、雷公藤曼陀罗苷B为关键抗炎成分。系统评估原产地、采收时间（最佳8月下旬）、加工工艺（烘干60℃最优）等质量影响因素，揭示东北产雷公藤红景天质量最优。

　　

盛东|岳琳|乔莉|韩亚芬|邵萍|韩玲|杨宇|吕崇宁|卢金财

沈阳药科大学中药学院，中国沈阳110016

摘要

威灵仙根及根茎（CRR）具有悠久的应用历史，但随着种植规模的扩大，其商业产品的质量逐渐下降。因此，提出了一种全面的质量评估策略以改进质量控制。本研究通过UPLC-Q-TOF-MS技术鉴定了75种代谢物，其中三萜皂苷为主要成分。据此，开发了一种简单的HPLC-DAD方法，使用乙腈-0.05%磷酸作为流动相，在210 nm和330 nm处进行检测，建立了来自不同产地的19批CRR的指纹图谱，并定量分析了五种特征成分。结合网络药理学预测和光谱-效应关系分析，确定威灵仙苷AR、威灵仙皂苷B和威灵仙皂苷B为CRR的关键抗炎成分。所开发的质量评估策略进一步应用于确定CRR的最佳产地、生产区域、采收时间和采后加工条件。结果表明，来自Clematis terniflora var. manshurica (Rupr.) Ohwi (CTMO)的CRR质量更优，这主要是由于其中关键抗炎皂苷（威灵仙苷AR、威灵仙皂苷B和威灵仙皂苷B）的含量较高。8月下旬被确定为CTMO的最佳采收时间，三年生植株的质量最高。在多种加工方法中，烘干法被认为是大规模生产的最合适方法，最佳加工温度为60°C。这些发现为稳定和提高CRR的质量提供了实用策略。

引言

威灵仙根及根茎（CRR）是Clematis chinensis Osbeck、Clematis terniflora var. manshurica (Rupr.) Ohwi (CTMO)或Clematis hexapetala Pall的干燥根和根茎，是一种具有1000多年使用历史的中药，用于治疗类风湿性关节炎及相关炎症性疾病[1]、[2]。现代研究表明，CCO、CTMO和CHP富含皂苷、木脂素、生物碱、黄酮类和酚酸，具有广泛的药理活性，包括抗炎、镇痛、抗癌、抗菌、抗氧化等作用[3]、[4]。其中，三萜皂苷被广泛认为是其对类风湿性关节炎（RA）及相关炎症性疾病具有治疗作用的主要活性成分[5]、[6]、[7]。

作为常用的RA治疗中药，CRR在中国用于生产246种中成药，并作为制药行业的重要原料[8]。中国市场对CRR的需求量很大，历史上主要依赖野生采集和进口资源。最近的市场调查、主要生产区的实地考察及相关报告[9]、[10]、[11]表明，由于数十年的无序采集导致野生资源逐渐减少，CRR的价格持续上涨。为应对野生资源的稀缺，中国对CRR的三种来源植物（尤其是CTMO）的栽培技术进行了大量研究。这些努力最近使得栽培规模扩大，在河北和东北地区建立了两个主要生产基地[12]。2024年，人工栽培的CRR已经占据了市场份额的一部分，缓解了其价格持续上涨的趋势[12]。因此，近年来CRR的质量一直受到多种植物来源和生产地区复杂性的挑战。

早在2013年，对市售CRR相关产品的研究就发现，药材和煎剂的质量存在显著差异，市场上经常出现假冒和不合格产品。特别是非官方威灵仙属植物的根和根茎经常被掺入CRR相关产品中，进一步复杂化了质量控制[13]、[14]。此外，来自不同官方认可植物来源的CRR显示出不同的抗炎和镇痛活性，反映了物种间的化学和药理差异[15]、[16]。即使在来自官方认可植物的材料中，也有部分CHP样品未达到2025年版《中国药典》规定的质量控制要求（橄榄酸含量≥0.3%[17]）。根据2025年版《中国药典》，CRR的质量控制基于规定的物理化学参数，包括水分、总灰分、酸不溶灰分和乙醇可溶性提取物的限量，以及通过HPLC（ODS柱；乙腈-水90:10；205 nm检测）测定橄榄酸（OA）的含量，最低要求为干基0.30%[2]。尽管多项研究表明OA具有广泛的药理活性，包括抗炎、抗氧化、抗病毒、抗糖尿病、保肝和心脏保护作用，但它分布于自然界中的多种植物中，并非威灵仙属特有的成分[18]、[19]。此外，先前的研究表明CRR中的OA含量通常较低。因此，它通常不被视为CRR抗炎作用的主要生物活性物质，也不能作为CRR中特征性皂苷的代表性标志物[3]、[4]、[17]。因此，目前仅基于OA含量确定的质量评估方法无法准确反映CRR的整体质量，需要进一步优化和改进。当前质量评估策略的这些局限性可能导致商业CRR的化学成分不一致，最终影响其治疗效果和临床可靠性。

色谱技术和指纹图谱分析已成为评估中药质量不可或缺的工具。高效液相色谱（HPLC）及其联用技术因其出色的分离和鉴定能力而被广泛应用。特别是LC-MS、LC-DAD和LC-ELSD等联用技术提供了更高的灵敏度、结构信息和多组分表征能力，特别适用于复杂草药基质的质量评估[20]、[21]、[22]、[23]、[24]、[25]、[26]、[27]、[28]、[29]。在这些技术中，HPLC与蒸发光散射检测器（ELSD）联用广泛用于分析Clematis属植物中缺乏强紫外荧光团的三萜皂苷[30]、[31]。然而，ELSD通常灵敏度较低且检测响应非线性，不利于微量成分的准确定量分析。此外，ELSD仪器成本较高且需要精心维护，可能限制其在大规模工业质量控制实验室中的常规应用。相比之下，紫外检测具有更好的线性、对弱荧光团化合物更高的灵敏度以及更广泛的仪器可用性，更适合常规质量评估[32]、[33]、[34]。然而，当前分析方法仍存在一些局限性。例如，Zhou等人[35]提出了一种更具体的HPLC–UV方法用于测定威灵仙苷AR的纯度；但在报告的色谱条件下检测到的常见峰较少，限制了其在复杂草药基质多组分分析中的适用性。此外，尽管非靶向代谢组学可以提供关于草药化学组成的广泛信息，但其分析流程相对复杂且成本较高，难以在常规质量控制实验室中实施[36]。此外，许多现有分析策略依赖于“一步”定量方法，直接从粗提物中测量几种目标化合物，而不整合化学谱型分析、生物活性标志物鉴定和系统质量评估。因此，这些方法不足以全面表征商业CRR的化学复杂性和质量变异性。

药用植物的栽培、生产和加工被认为是影响中药质量（尤其是关键活性成分）的关键阶段[37]。这些药理活性成分来自药用植物的次生代谢物，其浓度是重要的质量指标。次生代谢物的积累和转化受到品种选择、栽培技术、田间管理、采收时间和采后加工等多种因素的显著影响[38]、[39]、[40]。2025年版《中国药典》规定三种CRR来源植物的采收季节为秋季，但没有指定具体的生长年份或确切的采收时间。对于新鲜采集的植物材料，2025年版《中国药典》仍采用传统的晒干方法。然而，在实际生产和加工中，CRR相关产品的加工方法存在较大区域差异，导致标准化程度低，最终导致产品质量不一致[2]、[41]。因此，建立简单、快速且高度特异的质量评估方法，以及对关键生产因素（如采收时间和加工方法）的系统性研究，已成为提高CRR质量控制和标准化的紧迫任务。

为解决这些问题，首先使用UPLC-Q-TOF-MS对商业CRR样品进行了定性分析，然后开发了HPLC-DAD方法来建立19批CRR的指纹图谱并同时定量特征成分。随后，结合网络药理学预测和光谱-效应关系分析，进一步鉴定了CRR中的差异成分和关键抗炎活性成分。根据这些活性成分的含量，评估了来自不同植物来源和生产地区的商业CRR的质量差异，并对CTMO的整个生产和加工阶段进行了系统研究，CTMO占据了CRR最大的市场份额。本研究以建立的HPLC-DAD分析方法为中心，系统评估和优化了关键生产因素（如采收时间和加工方法），旨在建立可追溯和可转移的CRR全面质量控制体系。

部分内容片段

植物材料和来源加工方法

从中国各地的草药市场购买了19批（S1-S19）商业CRR，每批约含1000克粗药材，来自单一供应商。样品涵盖了不同的植物来源和生产区域，代表了市场上可获得的商业材料。为确保代表性，从每批的不同部分随机收集样品并进行了彻底处理

通过UPLC-Q-TOF-MS对商业CRR进行定性分析

高分辨率质谱技术（如UPLC-Q-TOF-MS）因其高灵敏度和准确性而被广泛用于复杂草药的综合化学分析。例如，类似的策略最近已被用于使用UPLC-QTOF-MS系统表征传统草药配方的化学成分，如大芸香饮剂[45]。商业CRR中的主要化学成分被鉴定和分析

结论

本研究建立了UPLC-Q-TOF-MS方法来鉴定商业CRR的化学成分，共鉴定出75种化合物。此外，成功开发了HPLC-DAD方法，建立了19批商业CRR的HPLC指纹图谱，并同时定量分析了五种特征成分的含量，其中威灵仙苷AR被确定为CRR的主要药理活性成分

CRediT作者贡献声明

盛东：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，研究，数据管理。岳琳：验证，研究，正式分析，数据管理。乔莉：软件，研究。韩亚芬：可视化，研究。邵萍：监督，资源提供。韩玲：监督，资源提供。杨宇：项目管理，正式分析。吕崇宁：撰写 – 审稿与编辑，项目管理，方法学，资金获取。卢金财：撰写 – 审稿与编辑，

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

本工作得到了辽宁省中药创新研究团队计划（LNZYYCXTD-CCCX-002）、辽宁“揭幕与指挥”项目（编号：<-->2023JH1/11500004）和沈阳青年和中青年科技创新人才支持计划（编号：<-->RC231039）的资助。