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CRITIC-逼近理想解排序法综合评价益智药材的质量

2024-06-20 46 上传者：管理员

摘要：目的采用CRITIC-逼近理想解排序(TOPSIS)法多指标综合评价益智药材的质量。方法选取益智药材中的圆柚酮含量、水溶性浸出物、醇溶性浸出物、水分、灰分等质量评价指标，以CRITIC法获得权重系数，采用TOPSIS法进行分析，构建益智的综合质量评价模型。结果 26批样品综合质量评价指标的相对接近度最大值为0.7359,最小值为0.4152;来自道地产区海南省琼中县乌石镇的S7、S9样品的排序靠前。结论不同产地益智药材的质量存在差异，综合评价指标显示采集于海南省的样品质量较好。CRITIC-TOPSIS法结合多指标成分的综合分析适用于益智药材的质量评价。

关键词：
CRITIC法
圆柚酮
多指标综合评价
水分
浸出物
灰分
益智
逼近理想解排序法
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姜科植物益智Alpinia oxyphylla Miq.的成熟果实为药食两用中药材，其道地产区为海南省，生长于广东、广西、福建、云南等省区[1]。益智生品味辛，性温而燥，归脾经，能温脾止泻、收摄涎唾，盐炙后可缓和其辛燥之性，可温肾固精缩尿[1]。2020年版《中国药典》中益智药材的质量以圆柚酮、水溶性浸出物、醇溶性浸出物、水分、灰分的含量为主要指标，但影响药材质量的因素较多，单一的含量指标难以准确评价中药材的质量。故科学、系统、客观的多指标综合质量评价是控制中药质量的关键。CRITIC法是一种基于评价指标对比强度和指标间相关性的客观赋权法，相较于熵权法，其求指标权重方法可较好地解决缺乏波动性数据的求权重问题，避免主观因素对客观性的影响，使评价结果更加合理，在中药材提取工艺及有效成分研究方面多有应用[2]。逼近理想解排序法(TOPSIS)的原理是依据评价对象与理想目标的欧氏距离，将多维化为一维，将多指标转换为综合性指标，再进行排序，适用于多指标决策分析，常与熵权法或主成分分析法结合，应用于药材质量多指标评价[3]。现通过CRITIC法对益智样品中的圆柚酮含量、水溶性浸出物、醇溶性浸出物、水分、灰分等指标的数据进行客观赋权，结合TOPSIS法构建益智的多指标综合质量评价模型，以CRITIC-TOPSIS法所计算出的相对接近度值排名作为综合评价指标，建立对益智药材的质量进行综合评价的方法，为该药材的质量评价提供了新思路[4]。

1、实验部分

1.1仪器与试药

1120型高效液相色谱仪(美国Agilent)。圆柚酮对照品(上海禾午生物科技有限公司，纯度≥98%);26批益智药材(采集于海南、广东、广西，经姬生国教授鉴定为姜科益智Alpinia oxyphylla Miq.的干燥成熟果实，样品经干燥粉碎后过四号筛，保存于密封袋内，置干燥器中备用，样品来源信息见表1);水为重蒸水；甲醇为色谱纯；其余试剂为分析纯。

1.2方法与结果

1.2.1色谱条件

采用反向C18色谱柱(250 mm×4.6 mm, 5μm),流动相为甲醇-水，梯度洗脱(0～2 min、30%→45%A,2～17 min、45%→55%A,17～44 min、55%→65%A,44～46 min、65%→80%A,46～60 min、80%→95%A),检测波长为260 nm,流速0.8 mL·min-1,柱温35℃,进样量为20μL。在此色谱条件下，对照品及供试品溶液的色谱图见图1,圆柚酮与周围色谱峰的分离度大于1.5,符合测定的要求。

表1样品来源信息

图1对照品(A)和供试品(B)溶液的HPLC图

1.2.2溶液的制备

精密称定4.87 mg圆柚酮对照品，加甲醇制成0.1948 mg·mL-1的圆柚酮对照品溶液。精密称取1 g样品粉末，置具塞锥形瓶中，精密加入25 mL甲醇，称定重量，超声提取30 min,取出，放冷，再称重，加甲醇补足重量，摇匀，滤过，取续滤液，即得供试品溶液。

1.2.3线性关系的考察

精密吸取“1.2.2”项下对照品溶液1.5、2.0、2.5、5、7.5、10 mL,分别置10 mL量瓶中，加甲醇定容，滤过，取续滤液，得工作曲线溶液。取上述工作曲线溶液，按“1.2.1”项色谱条件分别进样测定，以对照品浓度为横坐标、峰面积为纵坐标进行线性回归，得回归方程为：Y=2.4697×107X+7.6991×104(r2=0.9999),0.0292～0.1948 mg·mL-1圆柚酮与峰面积呈良好的线性关系。

1.2.4精密度、稳定性与重复性的试验

精密吸取对照品溶液，按“1.2.1”项色谱条件连续进样6次，记录色谱图，计算得圆柚酮峰面积的RSD=0.26%(n=6),表明仪器的精密度良好。取同一批供试品溶液，分别于制备后0、2、4、8、12、24 h时进样，记录色谱图，计算得圆柚酮峰面积的RSD=1.49%(n=6),表明供试品溶液在24 h内稳定。精密称取6份同一批益智样品，按“1.2.2”项方法制备供试品溶液，分别进样测定，记录色谱图，计算得峰面积的RSD=0.77%(n=6),表明方法的重复性良好。

1.2.5加样回收率的试验

取已知含量的益智样品1 g,共6份，精密称定，分别加入1.86 mg圆柚酮对照品溶液，按“1.2.2”项方法制备供试品溶液，分别进样测定，记录峰面积并计算回收率。计算得平均回收率为99.17%,RSD=0.92%(n=6),表明方法较准确。

1.2.6水分、总灰分、水溶性浸出物及醇溶性浸出物的含量测定

采用2020年版《中国药典》中通则0832规定的方法测定样品的水分；通则2302中“总灰分测定法”测定样品的总灰分；通则2201中“热浸法”测定样品的水溶性、醇溶性浸出物的含量(表2)。

表2 26批样品中5个评价指标的检测结果(%)

1.2.7 CRITIC法计算权重

将参与评价的样品集设为A,A=(A1,A2,…,Am);参与各处理评价的指标设为B,B=(B1,B2,…,Bn);处理Ai中的Bj指标定义为评价单元序列{Xi, j}n×m(i=1,2,3,…,m; j=1,2,3,…,n;其中m=26,n=5)。通过以下公式将各项指标原始数据进行标准化处理，对于正向指标采用“M+i, j=(Xij-Xi-min)/(Xi-max-Xi-min)”处理，对逆向指标采用“M-i, j=(Xi-max-Xij)/(Xi-max-Xi-min)”处理。

变异性(Sj)使用标准差衡量，标准差越大则权重越大，采用公式

”计算。冲突性(Rj)使用各指标之间的相关系数(ri, j)衡量，相关性越强则冲突性较低，权重越小，采用公式“Rj=∑

(1-ri, j)”计算。指标变异性与冲突性的乘积为信息量(Cj),采用公式“Cj=Sj×Rj”计算，指标的信息量越大，表明该指标在评价体系中的作用越大，应分配更多的权重。采用公式“wj=(∑

)-1”计算权重(wj),通过计算各指标的权重，得到权重向量：w=(w1,w2,…,wm)T。圆柚酮、水溶性浸出物、水分、灰分、醇溶性浸出物的wj分别为0.2089、0.1821、0.1899、0.1755、0.2436。

1.2.8熵权法结合逼近理想解排序法(TOPSIS)分析

对益智各质量参数构建矩阵A,将矩阵A进行无量纲化处理，将指标分为正向指标(Zi, j=Si, j/Sjmax)和逆向指标(Zi, j=Sjmin/Si, j)进行计算，无量纲化处理结果乘灰色关联分析权重得到决策矩阵R,结果见表3。

将决策矩阵R根据以下公式计算，得到正理想解数列[X+=Max(Ri, j)={X+1,…,X+n}]与负理想解数列[X-=Max(Ri, j)={X-1,…,X-n}]。圆柚酮、水溶性浸出物、水分、灰分、醇溶性浸出物的X+分别为0.2089、0.1821、0.2936、0.2499、0.2436,X-分别为0.1371、0.1378、0.1899、0.1755、0.1027。

采用欧几里德数法，计算不同来源益智饮片与正理想解

和负理想解

,再计算相对接近度(Ci=S-i/S+i+S-i),根据Ci的大小评价参试益智的优劣，结果见表4。

表3益智各指标含量的决策矩阵R值

表4待评价益智的相对接近度值Ci及排序

2、讨论

2020年版《中国药典》一部中益智药材的检查项对水分、总灰分的含量有明确规定，但对圆柚酮、水溶性浸出物、醇溶性浸出物的含量未明确规定。圆柚酮是益智的主要活性成分之一，浸出物能反应药材中总化学成分含量的高低，水分与总灰分的含量可能影响药材的品质。故文中选取益智药材中的圆柚酮、水溶性浸出物、醇溶性浸出物的含量作为质量评价正向指标，水分、总灰分的含量作为质量评价逆向指标，并基于CRITIC-逼近理想解排序(TOPSIS)法构建益智多指标综合质量评价模型，为药材的质量评价提供更科学、系统的新思路。曾考察了浸提法、超声法、加热回流法、超声时间、溶剂对益智药材中圆柚酮含量测定的影响，综合考虑含量、时间、成本等因素，最终确定文中提取方法。还考察了柱温、流动相流速对峰形的影响，最终在文中色谱条件下色谱峰的分离度最好。圆柚酮的液相测定常使用乙腈-水作为流动相，考虑到乙腈毒性较大，选择甲醇作为流动相，并根据色谱峰的分离度确定了最佳的流动相比例。经对26批样品中5个指标成分的综合质量评价分析，结果相对接近度最大值为0.7359、最小值为0.4152,说明样品间的质量存在差异。由表4可知：相对接近度排序靠前的为海南琼中县乌石镇的S7、S9,广西梧州市岑溪市大业镇的S1、S3,广东茂名市信宜县洪冠镇的S13样品，表明海南产益智的综合质量整体更优，且以海南琼中县的质量最优，产自道地产区海南省的益智质量较佳，且圆柚酮的含量较其他产地更高[1,5]。文中结果为优良药材资源的选育与开发提供了参考依据。

参考文献:

[1]赵祥升,谢丽伟,冯锦东,等.UPLC法测定益智中的白杨素和圆柚酮[J].华西药学杂志,2015,30(3):353-355.

[2]孙爱民.基于熵权法的区间数多指标决策方法及应用[J].数学的实践与认识,2020,50(7):171-179.

[3]张美琴,王云,贾哲,等.基于熵权-TOPSIS对不同产地桑白皮药材的品质评价[J].中国实验方剂学杂志,2023,29(13):130-139.

[4]梁志毅,黄贵发,陈仕妍,等.基于熵权TOPSIS模型和灰色关联度分析的土茯苓质量评价[J].中国现代应用药学,2023,40(9):1207-1213.

[5]王俊芳,赖伟勇,蔡红蝶,等.SPE-HPLC法测定益智果实中3种化合物的含量[J].海南医学院学报,2014,20(10):1316-1319.

基金资助:广州市科技计划项目(202002020071);

文章来源:闫嘉,李荣,姬生国.CRITIC-逼近理想解排序法综合评价益智药材的质量[J].华西药学杂志,2024,39(03):299-302.