葡萄糖苷酶活性数学模型的构建 - chrom-china. · pdf...

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2014 Vol. 32 No. June 2014 Chinese Journal of Chromatography 604 ~ 611 研究论文 DOI103724 / SP.J. 1123201401025 通讯联系人.Tel:(0411)86332109,E⁃mailzhujingbsina.com. 基金项目辽宁省高等学校重大科技平台项目辽教发[2011]191 收稿日期:20140113 基于液相色谱信息的西青果化学成分抑制 α葡萄糖苷酶活性数学模型的构建 王定颖 朱靖博 2∗ 寇自农 杨兰苹 (1大连工业大学食品学院辽宁 大连 116034; 2大连工业大学植物资源化学与应用研究所辽宁 大连 116034; 3大连工业大学实验仪器中心辽宁 大连 116034) 摘要中药提取物是一个组成复杂机理不明晰的混合物体系其对靶标的作用是其中所有化合物的综合影响何表征和评价其生物活性值得深入研究本文采用羟丙基葡聚糖凝胶色谱柱分离西青果乙醇提取物得到 29 成分连续变化的样品采集样品的色谱信息(254 nm 波长下与活性信息运用逐步回归法建立成分的峰面积自变量与活性以对酶的抑制率表示因变量之间的数学方程确定对活性影响显著的成分结果表明,29 组样品包含 55 个峰这些峰对应成分的峰面积= 1,2,…,55) 之间存在数学关系× ( - 0 034 ± 0 013) +18 ×(-0 155±0 051) + 29 ×( -0 142±0 028) + ×(0 079±0 020) + 11 ×(0 074±0 028) + 36 × ( - 0 117 ± 0 053) +85 669±4 476,复相关系数 = 0 854,显著度 = 0 037,稳健性良好对活性影响最显著的物质为第 18、29、 36、4、11 号峰对应的化合物该方法同样适用于不同中药资源的成分与多种不同活性等方面的研究对于中 药的研发具有重要意义关键词高效液相色谱逐步回归分析多元线性回归方程数学模型α葡萄糖苷酶活性抑制西青果 中图分类号658 文献标识码文章编号:10008713(2014)06060408 Establishment of the mathematical model for the inhibition on α⁃glycosidase by chemical compositions from Terminalia chebula Retz. based on the liquid chromatographic information WANG Dingying ZHU Jingbo 1,2∗ DING Yan 1,2 KOU Zinong 2,3 YANG Lanping . School of Food Science and TechnologyDalian Polytechnic UniversityDalian 116034China. Institute of Chemistry and Applications of Plant ResourcesDalian Polytechnic UniversityDalian 116034China. Instrumental Analysis CenterDalian Polytechnic UniversityDalian 116034ChinaAbstractThe extracts from Chinese herbs are complex compounds with uncertain mechanismwhich affects the target with all ingredients. Thereforeit is of great importance to evaluate the bioactivity of these extracts. In this study, 29 samples which had continuous variation of constitu⁃ ents were obtained from the alcohol extract of Terminalia chebula Retz. by a Sephadex LH⁃ 20 size exclusion chromatographic column. After detecting the chromatographic information of detection wavelength at 254 nm and the activity information of these samplesthe mathematical relationship equation was established to determine the impact on the active components. Step⁃ wise regression method was used to research the relationship between the peak areas inde⁃ pendent variablesof the compositions in the samples and activities according to the enzyme inhibition ), dependent variables . The results showed that there were 55 chromatographic peaks in the samples and the mathematical relationship between the compositions of Terminalia chebula Retz. extract =1, 2, …, 55) and activities was certain. The expression was×( -0 034±0 013) +18 ×( -0 155±0 051) +29 ×( -0 142±0 028) +×(0 079±0 020) +11 ×(0 074±

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Page 1: 葡萄糖苷酶活性数学模型的构建 - chrom-china. · PDF file基金项目:辽宁省高等学校重大科技 ... 经济学 、社会学 ... 重蒸后使用),购自天津市大

2014 年 6 月 Vol32 No6June 2014 Chinese Journal of Chromatography 604~611

研究论文 DOI 103724 SPJ1123201401025

lowast通讯联系人Tel(0411)86332109Emailzhujingb sinacom基金项目辽宁省高等学校重大科技平台项目(辽教发[2011]191 号) 收稿日期20140113

基于液相色谱信息的西青果化学成分抑制

α葡萄糖苷酶活性数学模型的构建

王定颖1  朱靖博12lowast  丁  燕12  寇自农23  杨兰苹1

(1 大连工业大学食品学院 辽宁 大连 116034 2 大连工业大学植物资源化学与应用研究所辽宁 大连 116034 3 大连工业大学实验仪器中心 辽宁 大连 116034)

摘要中药提取物是一个组成复杂机理不明晰的混合物体系其对靶标的作用是其中所有化合物的综合影响如何表征和评价其生物活性值得深入研究 本文采用羟丙基葡聚糖凝胶色谱柱分离西青果乙醇提取物得到 29 组

成分连续变化的样品采集样品的色谱信息(254 nm 波长下)与活性信息运用逐步回归法建立成分的峰面积(Vi自变量)与活性(以对酶的抑制率(W)表示因变量)之间的数学方程确定对活性影响显著的成分 结果表明29组样品包含 55 个峰这些峰对应成分的峰面积(Vi i = 12hellip55)与 W 之间存在数学关系W = V7 times( -01049008 034plusmn01049008 013)+V18times(-01049008 155plusmn01049008 051) +V29 times(-01049008 142plusmn01049008 028) +V4 times(01049008 079plusmn01049008 020) +V11 times(01049008 074plusmn01049008 028) +V36 times(-01049008 117plusmn01049008 053)+851049008 669plusmn41049008 476复相关系数 R= 01049008 854显著度= 01049008 037稳健性良好对活性影响最显著的物质为第 182936411 和 7 号峰对应的化合物 该方法同样适用于不同中药资源的成分与多种不同活性等方面的研究对于中

药的研发具有重要意义关键词高效液相色谱逐步回归分析多元线性回归方程数学模型α葡萄糖苷酶活性抑制西青果

中图分类号O658      文献标识码A      文章编号10008713(2014)06060408

Establishment of the mathematical model for the inhibitionon αglycosidase by chemical compositions from

Terminalia chebula Retz based on theliquid chromatographic information

WANG Dingying1 ZHU Jingbo12lowast DING Yan12 KOU Zinong23 YANG Lanping1

(1 School of Food Science and Technology Dalian Polytechnic University Dalian 116034 China2 Institute of Chemistry and Applications of Plant Resources Dalian Polytechnic University Dalian 116034

China 3 Instrumental Analysis Center Dalian Polytechnic University Dalian 116034 China)

Abstract The extracts from Chinese herbs are complex compounds with uncertain mechanismwhich affects the target with all ingredients Therefore it is of great importance to evaluate thebioactivity of these extracts In this study 29 samples which had continuous variation of constituents were obtained from the alcohol extract of Terminalia chebula Retz by a Sephadex LH20size exclusion chromatographic column After detecting the chromatographic information ofdetection wavelength at 254 nm and the activity information of these samples the mathematicalrelationship equation was established to determine the impact on the active components Stepwise regression method was used to research the relationship between the peak areas (Vi independent variables) of the compositions in the samples and activities (according to the enzymeinhibition (W) dependent variables) The results showed that there were 55 chromatographicpeaks in the samples and the mathematical relationship between the compositions of Terminaliachebula Retz extract (Vi i= 1 2 hellip 55) and activities was certain The expression was W=V7times(-01049008 034plusmn01049008 013)+V18times(-01049008 155plusmn01049008 051)+V29times(-01049008 142plusmn01049008 028)+V4times(01049008 079plusmn01049008 020)+V11times(01049008 074plusmn

  第 6 期 王定颖等基于液相色谱信息的西青果化学成分抑制 α葡萄糖苷酶活性数学模型的构建

01049008 028)+V36 times(-01049008 117plusmn01049008 053) +851049008 669plusmn41049008 476 multiple correlation coefficient R = 01049008 854 significance level (Sig F change)= 01049008 037 The steadiness of model was favorable with new digital information The compounds corresponding to 18th 29th 36th 4th 11th and 7th peaks were the mainactive compounds The method can be also applied to the relationship between a wide variety ofcomponents of traditional Chinese medicine resources and different kinds of activities It is significant to the research and development of traditional Chinese medicineKey words high performance liquid chromatography (HPLC) stepwise regression multiplelinear regression equation mathematical model αglycosidase activity inhibition Terminalia chebula Retz

    单味及复方中药植物源功能性食品的活性评

价方法是公认的难点其主要原因是物质体系组成

和作用机理的复杂性 在现有的科学技术水平下研究者们普遍采用针对混合物中已知或主要化合物

进行定量分析或针对全成分指纹图谱阐明其化学组

成色谱信息的方法进行分析[1] 但由于化合物成

分对靶点同时存在协同拮抗等复杂作用这一方法

对于植物源功能性食品单味及复方中药等复杂体

系活性评价的局限性是不言而喻的[23] 各种类别

的色谱分析在获得复杂体系化合物组成及含量方面

信息具有明显的优势如运用分子生物色谱筛选中

药活性成分及其质量控制采用高效液相色谱法检

测药材中某主要化合物或某杂质的含量结合质谱

分析确定药材中某主要化合物或某杂质的化学结构

等[4-7]因此在获得提取物活性数据的基础上结合

色谱信息构建数学模型来评价这些复杂体系的活

性可能是解决这一问题的有效方法    复杂体系的色谱信息包含成分组成比例含量

等多方面其对活性的影响可随色谱信息的变化而

变化且这一变化不呈简单的线性加合作用 回归

分析常被用作处理一系列变化的因素对某单方面探

测目标的影响效应包括变化因素之间的幂响应相互作用效应多重共线性与超饱和模型等[89] 逐

步回归法(stepwise regression SR)是回归分析中

的一种模式采用在基本自变量回归的基础上逐一

筛选其余自变量并通过对已剔除的自变量进行多

轮筛选过程改变显著自变量项选入和剔除的标准获得包含主要效应分量的优化回归方程 由于每步

都做检验因而保证了最后所建立的回归方程中所

有自变量都是显著的[810] SR 已广泛应用于农学经济学社会学地质学等行业[11-16]在中药活性研

究中仅见于筛选血竭中活性成分和药物质量控制中

有所运用[1718]    α葡萄糖苷酶抑制剂可以良好地抑制餐后血糖

升高已成为降低餐后血糖的一线药物[1920] 目前

人们已发现大量植物提取物或有效部位可明显抑制

α葡萄糖苷酶并对其有效成分进行分离富集研

究[21-26] 已有的研究证明西青果提取物具有较强

的抑制 α葡萄糖苷酶作用较现有的治疗糖尿病临

床药物阿卡波糖(acarbose)具有明显的优势[27-29]因此本论文建立了基于复杂体系色谱分析信息生物活性信息的数学模型来表征与评价天然产物抑制

α葡萄糖苷酶活性的方法对于开展植物源功能食

品中药研发具有重要的科学意义

1  实验部分

11  仪器试剂与材料

    P230Ⅱ型高效液相色谱仪(大连依利特分析仪

器有限公司) DZF6050 真空干燥箱R502B 旋转

蒸发器(巩义市予华仪器有限公司) SK1 快速混

匀器(常州国华仪器有限公司) MDFF2LASO25反渗透纯水机(大连美德环保设备公司) BS2245电子天平(北京赛多利斯仪器公司) BT1001J 蠕

动泵驱动器(保定兰格恒流泵公司) 11049008 5 mL PE 离

心管(美国 Axygen 公司) Diamonsil C18 色谱柱

(250 mmtimes41049008 6 mm 5 μm迪马科技公司) Galaksil EFC18M 120A 色谱柱 (250 mm times 41049008 6 mm 5μm加莱克色谱科技公司)超声波清洗机恒温水

浴锅等实验室常用设备    对硝基苯基αD吡喃葡萄糖苷(pnitrophenylαDglucopyranosidePNPG纯度 99)α葡萄糖苷酶(来自酿酒酵母规格为 71049008 14 U mg)牛血清白蛋白(BSA纯度ge95)均购于 Sigma 公司阿卡波糖片(acarbose50 mg 片批号 H19990205拜耳医药保健有限公司)    甲酸磷酸氢二钾磷酸二氢钾碳酸钠磷酸购

自天津市科密欧化学试剂有限公司对硝基苯酚

(PNP)购自国药集团化学试剂有限公司以上试剂

均为分析纯 工业级甲醇乙醇丙酮正己烷(均重蒸后使用)购自天津市大茂化学试剂厂乙腈

middot506middot

色 谱 第 32 卷

甲醇均为色谱纯购自美国 Tedia 公司超纯水为实

验室仪器自制    西青果原药材生产批号 090301购自河北聚

仁堂饮片有限公司12  研究方法

121  色谱条件

    色谱柱Galaksil EFC18M 120A流动相 A乙腈流动相 B 01049008 02 mol L 磷酸二氢钾溶液(磷酸调

节 pH = 2) 梯度洗脱程序0 ~ 40 min 10 A ~18 A 40 ~ 55 min 18 A 55 ~ 60 min 18 A ~70 A 60 ~ 70 min 70 A 70 ~ 73 min 70 A ~10 A 73~80 min 10 A 流速11049008 0 mL min进样量10 μL柱温常温检测波长254 nm 检测

过程每组样品平行测定 3 次 仪器检出限峰高>61049008 0 mV峰面积>501049008 0 mVmiddots122  组分样品的制备

    取 212 g 西青果原药材经乙醇加热回流提取得

到 TCRcrude 取 TCRcrude 601049008 0 g 经 HPD100大孔树脂除去蛋白质氨基酸无机盐以及部分极性

极小的物质得到富集后的产物 TCRpur编号 S1取 TCRpur 91049008 5 g 进行 Sephadex LH20 色谱分离得到 28 份组成既有联系又有区别的混合物样品组编号 S2 ~S29 分别浓缩干燥称重并将其配制为

11049008 00 g L 的甲醇溶液密封保存作为后续 HPLC 成

分检测与 PNPG 活性检测的样品 制备流程如图 1所示

图 1  组分样品制备过程Fig 1  Preparation process of the samples

123  α葡萄糖苷酶抑制活性的检测

    酶液配制取 14 U mg 规格的 α葡萄糖苷酶

71049008 14 mg用含 01049008 20 牛血清白蛋白的磷酸盐缓冲

溶液( pH 61049008 8浓度 01049008 067 mol L) 溶解后定容于

100 mL 容量瓶中冰箱冻存使用前经解冻并稀释

10 倍后即得 01049008 1 U mL 的 α葡萄糖苷酶液    采用 HPLCPNPG 法[3031]检测反应在 11049008 5 mL的 PE 管中完成 具体操作方法加入 01049008 067 mol LpH 61049008 8 的磷酸盐缓冲溶液 50 μL01049008 1 U mL α葡萄糖苷酶 60 μL待测样品的甲醇溶液 5 μL振荡混

匀于 37 水浴中恒温孵育 20 min再加入 40 μL41049008 0 mmol L PNPG振荡混匀于 37 水浴中恒温

孵育反应 30 min最后加入 01049008 2 mol L Na2CO3 溶

液 160 μL 终止反应加超纯水稀释定容至 1 500μL混匀机中混匀经 01049008 45 μm 滤膜过滤待 HPLC检测 实验设样品组空白对照组(blank control以等量磷酸盐缓冲溶液代替酶液)阴性对照组

(negative control以等量纯甲醇代替样品溶液)和阳性对照组(positive control以等量同浓度阿卡波

糖溶液代替样品溶液) HPLC 检测条件Diamon

middot606middot

  第 6 期 王定颖等基于液相色谱信息的西青果化学成分抑制 α葡萄糖苷酶活性数学模型的构建

sil C18 色谱柱(250 mmtimes41049008 6 mm 5 μm)流动相乙腈01049008 1 甲酸水溶液(45 ∶ 55 v v)等度洗脱 8min流速11049008 0 mL min进样量10 μL柱温常温UV 检测波长315 nm 检测限峰高>01049008 0 mV峰面积>01049008 0 mVmiddots    活性大小采用相同浓度的样品对酶的抑制率

(W)来表示使用 PNP 峰面积浓度标准曲线法计

算浓度 标准曲线的绘制准确称取 PNP 标准品

01049008 034 7 g用重蒸纯水超声辅助溶解定容于 25 mL容量瓶中配制成 10 mmol L 的 PNP 母液再将其

稀释 成 01049008 8 01049008 4 01049008 2 01049008 1 01049008 05 01049008 01 01049008 00501049008 002 5 mmol L 系列浓度的 PNP 标准液过 01049008 45μm 水系滤膜经高效液相色谱检测检测条件同

PNPG 法活性检测中的 HPLC 条件 以 PNP 峰面

积为横坐标PNP 浓度为纵坐标绘制标准曲线

抑制率 W 计算公式W= A-BA

times100 式中A 为阴

性对照中 PNP 的浓度(扣除相应空白) B 为样品

组(包括阳性对照) 中 PNP 的浓度(扣除相应空

白)124  数学模型的构建

    以样品对 α葡萄糖苷酶的抑制率 W 为因变量样品 HPLC 谱图中各组分的峰面积 3 次测定的平均

值(Vi)为自变量进行多元线性回归 在这个模型

中样品个数 N= 29样品维度(所有样品峰的总数)P= 55属于典型的超饱和模型(P>N)且单个样品

中的不同成分之间会对活性产生难以预估的相互作

用或者某个成分的单独作用可以相抵其他若干组

分的共同作用即待考察的项数之间存在多重共线

性故选用逐步回归法进行统计学分析 具体操作

中使用统计软件 SPSS131049008 0 中的ldquoRegression Analysis Linearity Stepwiserdquo程序进行数据处理选取

F 分布概率区间为进入 F(α = 01049008 05)移出 F(α =01049008 10)

2  结果与讨论

21  HPLC 条件的确定

    为了获取充分的色谱信息本文考察了 Diamonsil C18UniPS 5100Hypersil BDS C18SinoChrom ODSBP 等色谱柱对样品的分离效果确定

了 Galaksil EFC18M(250 mmtimes41049008 6 mm 5 μm填料孔径 12 nm)作为分析色谱柱选择乙腈与 01049008 02mol L 磷酸二氢钾溶液(磷酸调节 pH= 2)作为流动

相梯度洗脱在此条件下西青果提取物达到了较好

的分离(见图 2)

图 2  西青果乙醇提取物的 HPLC 谱图Fig 2  HPLC chromatogram of Terminalia chebula

Retz extract with ethanol

22  组分样品的制备及其 HPLC 检测

    TCRcrude 经 HPD100 大孔树脂富集处理后

得到黄褐色细干粉状 TCRpur 401049008 3 g经 SephadexLH20 凝胶色谱柱分离得到 29 个成分连续变化组成既有联系又有区别的混合物样品组 对各组样品

采用 HPLC 检测各样品的化学组成结果见图 3    每组样品平行测定 3 次根据出峰时间对不同

组分的各个峰进行排列将保留时间相同或相近峰形相似的峰进行识别和匹配记录峰面积数值并计

算其平均值与相对标准偏差(RSD)(具体数据略)

表 1  PNPG 法测定的 29 组样品的 α葡萄糖苷酶抑制率(n=3)Table 1  Inhibition of αglycosidase enzyme for the

29 samples by PNPG method (n=3)

SampleEnzyme inhibition

(W) Sample

Enzyme inhibition(W)

1 10000 16 96592 1016 17 96843 2916 18 98374 1172 19 75975 5120 20 100006 6280 21 99877 3944 22 100008 3787 23 100009 6638 24 9401

10 7959 25 122311 668 26 701812 6626 27 865913 8983 28 972614 9326 29 996415 8967 Positive control 792

23  样品抑制 α葡萄糖苷酶活性的检测

    对上述样品进行 PNPG 法活性检测所得结果

的标准曲线方程为 y = 01049008 000 2 x + 01049008 002 3 r =01049008 999 2根据方程计算各组分的 PNP 浓度及其相

应的对酶抑制率对各样品活性检测数据取 3 次测

定的平均值所得结果见表 1

middot706middot

色 谱 第 32 卷

图 3  29 组样品的 HPLC 谱图Fig 3  HPLC chromatograms of the 29 samples

表 2  模型拟合概况及方差分析Table 2  Model summary and analysis of variance

Model No R R2 Adjusted R2 Change statisticsR2 change F change Sig F change

1 0453 0205 0176 0205 6962 00142 0613 0376 0328 0171 7112 00133 0684 0467 0403 0092 4296 00494 0772 0596 0529 0129 7641 00115 0818 0669 0597 0073 5053 00346 0854 0729 0655 0060 4909 0037

24  样品成分与活性对应的数学关系模型的构建

    由 SPSS131049008 0 软件中的ldquoRegression Analysis Linearity Stepwiserdquo程序处理得出如下结果模型

拟合概况及方差分析见表 2其中的复相关系数 R表明自变量与因变量之间的相关程度复决定系数

R2 反映 V 引起 W 的变异性 当自变量 V7V18V29V4V11V36都进入方程时R = 01049008 854表明自变量与

因变量有良好的相关性 R2 = 01049008 729 表明上述 6 个

自变量可以解释因变量 721049008 9 的变异性 检验回

归方程 6 种模式的 F 统计量分别为 61049008 96271049008 11241049008 29671049008 64151049008 05341049008 909均大于对应的 F01049008 1(154)= 21049008 81 F01049008 1(2 53)= 21049008 41 F01049008 1(3 52)= 21049008 20F01049008 1(4 51)= 21049008 06 F01049008 1(5 50)= 11049008 97 F01049008 1(6 49)= 11049008 90 6 步回归的显著 F 变化值(Sig F change)依次为 01049008 01401049008 01301049008 04901049008 01101049008 03401049008 037均小于 01049008 05差异显著所以回归方程具有统计学意

义 模型 6 的方程更显著更有统计学意义为最优

回归方程    在回归系数分析表(表 3)中回归系数(B)的绝对值反映了组分对酶的抑制率程度绝对值越大表现出对抑制酶活能力的影响越大影响包括促进

与阻碍两种作用 表 3 中列出了回归模型的自变量

系数与常数项及个体的 t 检验 由第 6 步回归分析

的 t 检验可以知道对 V7V18V29V4V11V36检验

的 Sig F change 值依次为 01049008 01801049008 006 01049008 00001049008 00101049008 01601049008 037均小于 01049008 05差异显著表明

回归方程在个体上有意义 且由 Model 1Model 2可看出V18引入后使 V7 的回归系数绝对值减小说明前者可部分抵消后者的作用 同理V29可部分抵

消 V7V18的作用三者的回归系数均为负值表明该

成分对酶的活性有显著的促进作用V4V11的回归

系数为正表明该成分对酶的活性有显著的抑制作

middot806middot

  第 6 期 王定颖等基于液相色谱信息的西青果化学成分抑制 α葡萄糖苷酶活性数学模型的构建

用且 V11的引入使 V4 的回归系数变大即 V11可以

增强 V4 的抑制作用V36的回归系数为负且 V36的

引入使 V7V4 的回归系数的绝对值变小V18V29

V11的回归系数绝对值变大表明 V36本身对酶活性

有显著的抑制作用且其可抑制 V7V4 的作用促进

V18V29V11的作用表 3  6 个数学模型的回归系数分析

Table 3  Analysis of the coefficients of the six models

Model No ParameterUnstandardized coefficients

B Standard errorStandardized coefficients

BtTest Sig F change

1 constant 77336 5921 13062 0000V7 -0035 0013 -0453 -2639 0014

2 constant 80439 5472 14701 0000V7 -0032 0012 -0417 -2683 0013V18 -0175 0066 -0415 -2667 0013

3 constant 84582 5529 15299 0000V7 -0031 0011 -0398 -2715 0012V18 -0155 0051 -0395 -2693 0012V29 -0043 0021 -0304 -2073 0049

4 constant 84018 4918 17082 0000V7 -0048 0012 -0630 -4063 0000V18 -0117 0058 -0278 -2022 0054V29 -0095 0026 -0677 -3608 0001V4 0057 0021 0580 2764 0011

5 constant 82553 4596 17963 0000V7 -0052 0011 -0672 -4647 0000V18 -0126 0054 -0299 -2349 0028V29 -0135 0030 -0963 -4475 0000V4 0081 0022 0826 3707 0001V11 0069 0031 0346 2248 0034

6 constant 85669 4476 19141 0000V7 -0034 0013 -0436 -2546 0018V18 -0155 0051 -0367 -3019 0006V29 -0142 0028 -1012 -5055 0000V4 0079 0020 0805 3904 0001V11 0074 0028 0373 2609 0016V36 -0117 0053 -0338 -2216 0037

    逐步回归方程    Model 1W = V7 times( -01049008 035plusmn01049008 013) +771049008 336plusmn51049008 921    Model 2W = V7 times ( - 01049008 032 plusmn 01049008 012) + V18 times(-01049008 175plusmn01049008 066)+801049008 439plusmn51049008 472    Model 3W = V7 times ( - 01049008 031 plusmn 01049008 011) + V18 times(-01049008 155plusmn01049008 051)+V29 times(-01049008 043plusmn01049008 021) +841049008 582plusmn51049008 529    Model 4W = V7 times ( - 01049008 048 plusmn 01049008 012) + V18 times(-01049008 117plusmn01049008 058) + V29 times ( - 01049008 095 plusmn 01049008 026) + V4 times(01049008 057plusmn01049008 021)+841049008 018plusmn41049008 918    Model 5W = V7 times ( - 01049008 052 plusmn 01049008 011) + V18 times(-01049008 126plusmn01049008 054) + V29 times ( - 01049008 135 plusmn 01049008 030) + V4 times(01049008 081 plusmn 01049008 022) +V11 times (01049008 069 plusmn 01049008 031) + 821049008 553 plusmn41049008 596    Model 6W = V7 times ( - 01049008 034 plusmn 01049008 013) + V18 times(-01049008 155plusmn01049008 051) + V29 times ( - 01049008 142 plusmn 01049008 028) + V4 times

(01049008 079 plusmn 01049008 020 ) + V11 times ( 01049008 074 plusmn 01049008 028 ) + V36 times(-01049008 117plusmn01049008 053)+851049008 669plusmn41049008 476    综上对酶活性影响显著的物质依次为第 1829364117 号峰对应的化合物25  模型的稳健性与普适性分析

    在 29 组样品中随机抽取 15 组进行任意混配制得 5 组新样品并配制为 11049008 00 g L 的甲醇溶液编号 S1NS2NS3NS4NS5N采用上述方法重复 HPLC成分检测与 PNPG 活性检测 5 组样品的 HPLC 检

测化学组成结果见图 4(相应的色谱信息具体数据

略) 从 HPLC 成分检测可知此 5 组样品构成的新

测试集包含数学模型 6 中所述对活性影响显著的全

部化合物故可采用此组数据验证模型的稳健性    根据模型方程式可预测该 5 组样品对 α葡萄

糖苷酶抑制率分别为 881049008 48 991049008 76 781049008 49261049008 94931049008 88按其大小顺次样品排列为 S2N>S5N

>S1N>S3N>S4N 采用 PNPG 法实际测得样品的抑制

率 分 别 为 931049008 36 991049008 98 761049008 65 311049008 15

middot906middot

色 谱 第 32 卷

图 4  模型稳健性考察样品的 HPLC 谱图Fig 4  HPLC chromatograms of the samples for

the steadiness of the model

971049008 03按大小顺次样品排列为 S2N>S5N>S1N>S3N>S4N 该数值变化规律与计算所得数据吻合存在正

常范围内的随机误差说明模型的稳健性良好    中药组分是天然的混合复杂化合物体系不同

中药组分的复杂程度不同西青果组成成分与药理

活性已被多位学者深入研究 本论文通过构建西青

果提取物中多个化学成分与抑制 α葡萄糖苷酶活

性之间对应关系的数学模型建立了一种基于复杂

体系色谱分析信息生物活性信息的数学模型来表

征与评价天然产物某方面活性的方法 相信这一研

究思路同样适用于单一植物的多种成分与其他方面

活性不同中药资源的成分与多种不同活性等方面

的研究这对于开展植物源功能食品中药研发具有

重要的科学意义

3  结论

    本研究借助 SPSS131049008 0 软件探索了结合色谱

学与统计学表征复杂体系中成分与活性对应数学关

系的可行性 研究中构造了一系列组成既有区别又

有联系的连续变化样品组测定其成分信息与活性

信息采用多元线性回归中的逐步回归法建立数学

关系模型来表征多个化合物的混合复杂体系中各物

质含量与活性大小的关系并证明了该关系模型的稳

健性良好 结果表明这一探索是可行的 此关系模

型可表征化合物混合体系中各物质含量变化引起的

活性变化对药物开发以及质量控制中的关键活性

物质的确定具有一定的指导作用为应用数学在色

谱分析学领域的使用开拓了一个新的思路与方法具有潜在的应用价值 由于本研究时间及条件所

限未能确定对活性影响较大物质(第 1829364117 号峰对应化合物)的具体的化学结构后续研

究中可在此方面做进一步的探索

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  第 6 期 王定颖等基于液相色谱信息的西青果化学成分抑制 α葡萄糖苷酶活性数学模型的构建

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科技) 2012(3) 110

10508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882

                历史性的突破两周内到货                    mdashmdashmdash赛默飞液相色谱备件快速到货承诺

    2014 年 5 月 11 日北京mdashmdashmdash科学服务领域的世界领导者赛默飞世尔科技(简称赛默飞)发布液相色谱

备件快速到货承诺    实验做到一半氘灯寿终正寝此刻的你该怎么办    相信大多数用户都遇到过类似的问题进口仪器需要更换或更新部件和耗材的时候到货期常常需要很

长一段时间在此期间用户除了等待别无办法项目进度也因此耽搁    为了更好地满足用户的应急需求和满足全国广大用户日益增长的市场需要赛默飞世尔科技推出了液

相色谱产品快速到货承诺mdashmdashmdash液相色谱常规模块包括常用配件和耗材的货期缩短至两周内    两周货期长期有效详情请咨询各区域销售    本活动最终解释权归赛默飞世尔科技所有    详情请查看 http wwwthermocomcn news1097html    免费服务热线8008105118 4006505118

赛默飞世尔科技 供稿

middot116middot

Page 2: 葡萄糖苷酶活性数学模型的构建 - chrom-china. · PDF file基金项目:辽宁省高等学校重大科技 ... 经济学 、社会学 ... 重蒸后使用),购自天津市大

  第 6 期 王定颖等基于液相色谱信息的西青果化学成分抑制 α葡萄糖苷酶活性数学模型的构建

01049008 028)+V36 times(-01049008 117plusmn01049008 053) +851049008 669plusmn41049008 476 multiple correlation coefficient R = 01049008 854 significance level (Sig F change)= 01049008 037 The steadiness of model was favorable with new digital information The compounds corresponding to 18th 29th 36th 4th 11th and 7th peaks were the mainactive compounds The method can be also applied to the relationship between a wide variety ofcomponents of traditional Chinese medicine resources and different kinds of activities It is significant to the research and development of traditional Chinese medicineKey words high performance liquid chromatography (HPLC) stepwise regression multiplelinear regression equation mathematical model αglycosidase activity inhibition Terminalia chebula Retz

    单味及复方中药植物源功能性食品的活性评

价方法是公认的难点其主要原因是物质体系组成

和作用机理的复杂性 在现有的科学技术水平下研究者们普遍采用针对混合物中已知或主要化合物

进行定量分析或针对全成分指纹图谱阐明其化学组

成色谱信息的方法进行分析[1] 但由于化合物成

分对靶点同时存在协同拮抗等复杂作用这一方法

对于植物源功能性食品单味及复方中药等复杂体

系活性评价的局限性是不言而喻的[23] 各种类别

的色谱分析在获得复杂体系化合物组成及含量方面

信息具有明显的优势如运用分子生物色谱筛选中

药活性成分及其质量控制采用高效液相色谱法检

测药材中某主要化合物或某杂质的含量结合质谱

分析确定药材中某主要化合物或某杂质的化学结构

等[4-7]因此在获得提取物活性数据的基础上结合

色谱信息构建数学模型来评价这些复杂体系的活

性可能是解决这一问题的有效方法    复杂体系的色谱信息包含成分组成比例含量

等多方面其对活性的影响可随色谱信息的变化而

变化且这一变化不呈简单的线性加合作用 回归

分析常被用作处理一系列变化的因素对某单方面探

测目标的影响效应包括变化因素之间的幂响应相互作用效应多重共线性与超饱和模型等[89] 逐

步回归法(stepwise regression SR)是回归分析中

的一种模式采用在基本自变量回归的基础上逐一

筛选其余自变量并通过对已剔除的自变量进行多

轮筛选过程改变显著自变量项选入和剔除的标准获得包含主要效应分量的优化回归方程 由于每步

都做检验因而保证了最后所建立的回归方程中所

有自变量都是显著的[810] SR 已广泛应用于农学经济学社会学地质学等行业[11-16]在中药活性研

究中仅见于筛选血竭中活性成分和药物质量控制中

有所运用[1718]    α葡萄糖苷酶抑制剂可以良好地抑制餐后血糖

升高已成为降低餐后血糖的一线药物[1920] 目前

人们已发现大量植物提取物或有效部位可明显抑制

α葡萄糖苷酶并对其有效成分进行分离富集研

究[21-26] 已有的研究证明西青果提取物具有较强

的抑制 α葡萄糖苷酶作用较现有的治疗糖尿病临

床药物阿卡波糖(acarbose)具有明显的优势[27-29]因此本论文建立了基于复杂体系色谱分析信息生物活性信息的数学模型来表征与评价天然产物抑制

α葡萄糖苷酶活性的方法对于开展植物源功能食

品中药研发具有重要的科学意义

1  实验部分

11  仪器试剂与材料

    P230Ⅱ型高效液相色谱仪(大连依利特分析仪

器有限公司) DZF6050 真空干燥箱R502B 旋转

蒸发器(巩义市予华仪器有限公司) SK1 快速混

匀器(常州国华仪器有限公司) MDFF2LASO25反渗透纯水机(大连美德环保设备公司) BS2245电子天平(北京赛多利斯仪器公司) BT1001J 蠕

动泵驱动器(保定兰格恒流泵公司) 11049008 5 mL PE 离

心管(美国 Axygen 公司) Diamonsil C18 色谱柱

(250 mmtimes41049008 6 mm 5 μm迪马科技公司) Galaksil EFC18M 120A 色谱柱 (250 mm times 41049008 6 mm 5μm加莱克色谱科技公司)超声波清洗机恒温水

浴锅等实验室常用设备    对硝基苯基αD吡喃葡萄糖苷(pnitrophenylαDglucopyranosidePNPG纯度 99)α葡萄糖苷酶(来自酿酒酵母规格为 71049008 14 U mg)牛血清白蛋白(BSA纯度ge95)均购于 Sigma 公司阿卡波糖片(acarbose50 mg 片批号 H19990205拜耳医药保健有限公司)    甲酸磷酸氢二钾磷酸二氢钾碳酸钠磷酸购

自天津市科密欧化学试剂有限公司对硝基苯酚

(PNP)购自国药集团化学试剂有限公司以上试剂

均为分析纯 工业级甲醇乙醇丙酮正己烷(均重蒸后使用)购自天津市大茂化学试剂厂乙腈

middot506middot

色 谱 第 32 卷

甲醇均为色谱纯购自美国 Tedia 公司超纯水为实

验室仪器自制    西青果原药材生产批号 090301购自河北聚

仁堂饮片有限公司12  研究方法

121  色谱条件

    色谱柱Galaksil EFC18M 120A流动相 A乙腈流动相 B 01049008 02 mol L 磷酸二氢钾溶液(磷酸调

节 pH = 2) 梯度洗脱程序0 ~ 40 min 10 A ~18 A 40 ~ 55 min 18 A 55 ~ 60 min 18 A ~70 A 60 ~ 70 min 70 A 70 ~ 73 min 70 A ~10 A 73~80 min 10 A 流速11049008 0 mL min进样量10 μL柱温常温检测波长254 nm 检测

过程每组样品平行测定 3 次 仪器检出限峰高>61049008 0 mV峰面积>501049008 0 mVmiddots122  组分样品的制备

    取 212 g 西青果原药材经乙醇加热回流提取得

到 TCRcrude 取 TCRcrude 601049008 0 g 经 HPD100大孔树脂除去蛋白质氨基酸无机盐以及部分极性

极小的物质得到富集后的产物 TCRpur编号 S1取 TCRpur 91049008 5 g 进行 Sephadex LH20 色谱分离得到 28 份组成既有联系又有区别的混合物样品组编号 S2 ~S29 分别浓缩干燥称重并将其配制为

11049008 00 g L 的甲醇溶液密封保存作为后续 HPLC 成

分检测与 PNPG 活性检测的样品 制备流程如图 1所示

图 1  组分样品制备过程Fig 1  Preparation process of the samples

123  α葡萄糖苷酶抑制活性的检测

    酶液配制取 14 U mg 规格的 α葡萄糖苷酶

71049008 14 mg用含 01049008 20 牛血清白蛋白的磷酸盐缓冲

溶液( pH 61049008 8浓度 01049008 067 mol L) 溶解后定容于

100 mL 容量瓶中冰箱冻存使用前经解冻并稀释

10 倍后即得 01049008 1 U mL 的 α葡萄糖苷酶液    采用 HPLCPNPG 法[3031]检测反应在 11049008 5 mL的 PE 管中完成 具体操作方法加入 01049008 067 mol LpH 61049008 8 的磷酸盐缓冲溶液 50 μL01049008 1 U mL α葡萄糖苷酶 60 μL待测样品的甲醇溶液 5 μL振荡混

匀于 37 水浴中恒温孵育 20 min再加入 40 μL41049008 0 mmol L PNPG振荡混匀于 37 水浴中恒温

孵育反应 30 min最后加入 01049008 2 mol L Na2CO3 溶

液 160 μL 终止反应加超纯水稀释定容至 1 500μL混匀机中混匀经 01049008 45 μm 滤膜过滤待 HPLC检测 实验设样品组空白对照组(blank control以等量磷酸盐缓冲溶液代替酶液)阴性对照组

(negative control以等量纯甲醇代替样品溶液)和阳性对照组(positive control以等量同浓度阿卡波

糖溶液代替样品溶液) HPLC 检测条件Diamon

middot606middot

  第 6 期 王定颖等基于液相色谱信息的西青果化学成分抑制 α葡萄糖苷酶活性数学模型的构建

sil C18 色谱柱(250 mmtimes41049008 6 mm 5 μm)流动相乙腈01049008 1 甲酸水溶液(45 ∶ 55 v v)等度洗脱 8min流速11049008 0 mL min进样量10 μL柱温常温UV 检测波长315 nm 检测限峰高>01049008 0 mV峰面积>01049008 0 mVmiddots    活性大小采用相同浓度的样品对酶的抑制率

(W)来表示使用 PNP 峰面积浓度标准曲线法计

算浓度 标准曲线的绘制准确称取 PNP 标准品

01049008 034 7 g用重蒸纯水超声辅助溶解定容于 25 mL容量瓶中配制成 10 mmol L 的 PNP 母液再将其

稀释 成 01049008 8 01049008 4 01049008 2 01049008 1 01049008 05 01049008 01 01049008 00501049008 002 5 mmol L 系列浓度的 PNP 标准液过 01049008 45μm 水系滤膜经高效液相色谱检测检测条件同

PNPG 法活性检测中的 HPLC 条件 以 PNP 峰面

积为横坐标PNP 浓度为纵坐标绘制标准曲线

抑制率 W 计算公式W= A-BA

times100 式中A 为阴

性对照中 PNP 的浓度(扣除相应空白) B 为样品

组(包括阳性对照) 中 PNP 的浓度(扣除相应空

白)124  数学模型的构建

    以样品对 α葡萄糖苷酶的抑制率 W 为因变量样品 HPLC 谱图中各组分的峰面积 3 次测定的平均

值(Vi)为自变量进行多元线性回归 在这个模型

中样品个数 N= 29样品维度(所有样品峰的总数)P= 55属于典型的超饱和模型(P>N)且单个样品

中的不同成分之间会对活性产生难以预估的相互作

用或者某个成分的单独作用可以相抵其他若干组

分的共同作用即待考察的项数之间存在多重共线

性故选用逐步回归法进行统计学分析 具体操作

中使用统计软件 SPSS131049008 0 中的ldquoRegression Analysis Linearity Stepwiserdquo程序进行数据处理选取

F 分布概率区间为进入 F(α = 01049008 05)移出 F(α =01049008 10)

2  结果与讨论

21  HPLC 条件的确定

    为了获取充分的色谱信息本文考察了 Diamonsil C18UniPS 5100Hypersil BDS C18SinoChrom ODSBP 等色谱柱对样品的分离效果确定

了 Galaksil EFC18M(250 mmtimes41049008 6 mm 5 μm填料孔径 12 nm)作为分析色谱柱选择乙腈与 01049008 02mol L 磷酸二氢钾溶液(磷酸调节 pH= 2)作为流动

相梯度洗脱在此条件下西青果提取物达到了较好

的分离(见图 2)

图 2  西青果乙醇提取物的 HPLC 谱图Fig 2  HPLC chromatogram of Terminalia chebula

Retz extract with ethanol

22  组分样品的制备及其 HPLC 检测

    TCRcrude 经 HPD100 大孔树脂富集处理后

得到黄褐色细干粉状 TCRpur 401049008 3 g经 SephadexLH20 凝胶色谱柱分离得到 29 个成分连续变化组成既有联系又有区别的混合物样品组 对各组样品

采用 HPLC 检测各样品的化学组成结果见图 3    每组样品平行测定 3 次根据出峰时间对不同

组分的各个峰进行排列将保留时间相同或相近峰形相似的峰进行识别和匹配记录峰面积数值并计

算其平均值与相对标准偏差(RSD)(具体数据略)

表 1  PNPG 法测定的 29 组样品的 α葡萄糖苷酶抑制率(n=3)Table 1  Inhibition of αglycosidase enzyme for the

29 samples by PNPG method (n=3)

SampleEnzyme inhibition

(W) Sample

Enzyme inhibition(W)

1 10000 16 96592 1016 17 96843 2916 18 98374 1172 19 75975 5120 20 100006 6280 21 99877 3944 22 100008 3787 23 100009 6638 24 9401

10 7959 25 122311 668 26 701812 6626 27 865913 8983 28 972614 9326 29 996415 8967 Positive control 792

23  样品抑制 α葡萄糖苷酶活性的检测

    对上述样品进行 PNPG 法活性检测所得结果

的标准曲线方程为 y = 01049008 000 2 x + 01049008 002 3 r =01049008 999 2根据方程计算各组分的 PNP 浓度及其相

应的对酶抑制率对各样品活性检测数据取 3 次测

定的平均值所得结果见表 1

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色 谱 第 32 卷

图 3  29 组样品的 HPLC 谱图Fig 3  HPLC chromatograms of the 29 samples

表 2  模型拟合概况及方差分析Table 2  Model summary and analysis of variance

Model No R R2 Adjusted R2 Change statisticsR2 change F change Sig F change

1 0453 0205 0176 0205 6962 00142 0613 0376 0328 0171 7112 00133 0684 0467 0403 0092 4296 00494 0772 0596 0529 0129 7641 00115 0818 0669 0597 0073 5053 00346 0854 0729 0655 0060 4909 0037

24  样品成分与活性对应的数学关系模型的构建

    由 SPSS131049008 0 软件中的ldquoRegression Analysis Linearity Stepwiserdquo程序处理得出如下结果模型

拟合概况及方差分析见表 2其中的复相关系数 R表明自变量与因变量之间的相关程度复决定系数

R2 反映 V 引起 W 的变异性 当自变量 V7V18V29V4V11V36都进入方程时R = 01049008 854表明自变量与

因变量有良好的相关性 R2 = 01049008 729 表明上述 6 个

自变量可以解释因变量 721049008 9 的变异性 检验回

归方程 6 种模式的 F 统计量分别为 61049008 96271049008 11241049008 29671049008 64151049008 05341049008 909均大于对应的 F01049008 1(154)= 21049008 81 F01049008 1(2 53)= 21049008 41 F01049008 1(3 52)= 21049008 20F01049008 1(4 51)= 21049008 06 F01049008 1(5 50)= 11049008 97 F01049008 1(6 49)= 11049008 90 6 步回归的显著 F 变化值(Sig F change)依次为 01049008 01401049008 01301049008 04901049008 01101049008 03401049008 037均小于 01049008 05差异显著所以回归方程具有统计学意

义 模型 6 的方程更显著更有统计学意义为最优

回归方程    在回归系数分析表(表 3)中回归系数(B)的绝对值反映了组分对酶的抑制率程度绝对值越大表现出对抑制酶活能力的影响越大影响包括促进

与阻碍两种作用 表 3 中列出了回归模型的自变量

系数与常数项及个体的 t 检验 由第 6 步回归分析

的 t 检验可以知道对 V7V18V29V4V11V36检验

的 Sig F change 值依次为 01049008 01801049008 006 01049008 00001049008 00101049008 01601049008 037均小于 01049008 05差异显著表明

回归方程在个体上有意义 且由 Model 1Model 2可看出V18引入后使 V7 的回归系数绝对值减小说明前者可部分抵消后者的作用 同理V29可部分抵

消 V7V18的作用三者的回归系数均为负值表明该

成分对酶的活性有显著的促进作用V4V11的回归

系数为正表明该成分对酶的活性有显著的抑制作

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  第 6 期 王定颖等基于液相色谱信息的西青果化学成分抑制 α葡萄糖苷酶活性数学模型的构建

用且 V11的引入使 V4 的回归系数变大即 V11可以

增强 V4 的抑制作用V36的回归系数为负且 V36的

引入使 V7V4 的回归系数的绝对值变小V18V29

V11的回归系数绝对值变大表明 V36本身对酶活性

有显著的抑制作用且其可抑制 V7V4 的作用促进

V18V29V11的作用表 3  6 个数学模型的回归系数分析

Table 3  Analysis of the coefficients of the six models

Model No ParameterUnstandardized coefficients

B Standard errorStandardized coefficients

BtTest Sig F change

1 constant 77336 5921 13062 0000V7 -0035 0013 -0453 -2639 0014

2 constant 80439 5472 14701 0000V7 -0032 0012 -0417 -2683 0013V18 -0175 0066 -0415 -2667 0013

3 constant 84582 5529 15299 0000V7 -0031 0011 -0398 -2715 0012V18 -0155 0051 -0395 -2693 0012V29 -0043 0021 -0304 -2073 0049

4 constant 84018 4918 17082 0000V7 -0048 0012 -0630 -4063 0000V18 -0117 0058 -0278 -2022 0054V29 -0095 0026 -0677 -3608 0001V4 0057 0021 0580 2764 0011

5 constant 82553 4596 17963 0000V7 -0052 0011 -0672 -4647 0000V18 -0126 0054 -0299 -2349 0028V29 -0135 0030 -0963 -4475 0000V4 0081 0022 0826 3707 0001V11 0069 0031 0346 2248 0034

6 constant 85669 4476 19141 0000V7 -0034 0013 -0436 -2546 0018V18 -0155 0051 -0367 -3019 0006V29 -0142 0028 -1012 -5055 0000V4 0079 0020 0805 3904 0001V11 0074 0028 0373 2609 0016V36 -0117 0053 -0338 -2216 0037

    逐步回归方程    Model 1W = V7 times( -01049008 035plusmn01049008 013) +771049008 336plusmn51049008 921    Model 2W = V7 times ( - 01049008 032 plusmn 01049008 012) + V18 times(-01049008 175plusmn01049008 066)+801049008 439plusmn51049008 472    Model 3W = V7 times ( - 01049008 031 plusmn 01049008 011) + V18 times(-01049008 155plusmn01049008 051)+V29 times(-01049008 043plusmn01049008 021) +841049008 582plusmn51049008 529    Model 4W = V7 times ( - 01049008 048 plusmn 01049008 012) + V18 times(-01049008 117plusmn01049008 058) + V29 times ( - 01049008 095 plusmn 01049008 026) + V4 times(01049008 057plusmn01049008 021)+841049008 018plusmn41049008 918    Model 5W = V7 times ( - 01049008 052 plusmn 01049008 011) + V18 times(-01049008 126plusmn01049008 054) + V29 times ( - 01049008 135 plusmn 01049008 030) + V4 times(01049008 081 plusmn 01049008 022) +V11 times (01049008 069 plusmn 01049008 031) + 821049008 553 plusmn41049008 596    Model 6W = V7 times ( - 01049008 034 plusmn 01049008 013) + V18 times(-01049008 155plusmn01049008 051) + V29 times ( - 01049008 142 plusmn 01049008 028) + V4 times

(01049008 079 plusmn 01049008 020 ) + V11 times ( 01049008 074 plusmn 01049008 028 ) + V36 times(-01049008 117plusmn01049008 053)+851049008 669plusmn41049008 476    综上对酶活性影响显著的物质依次为第 1829364117 号峰对应的化合物25  模型的稳健性与普适性分析

    在 29 组样品中随机抽取 15 组进行任意混配制得 5 组新样品并配制为 11049008 00 g L 的甲醇溶液编号 S1NS2NS3NS4NS5N采用上述方法重复 HPLC成分检测与 PNPG 活性检测 5 组样品的 HPLC 检

测化学组成结果见图 4(相应的色谱信息具体数据

略) 从 HPLC 成分检测可知此 5 组样品构成的新

测试集包含数学模型 6 中所述对活性影响显著的全

部化合物故可采用此组数据验证模型的稳健性    根据模型方程式可预测该 5 组样品对 α葡萄

糖苷酶抑制率分别为 881049008 48 991049008 76 781049008 49261049008 94931049008 88按其大小顺次样品排列为 S2N>S5N

>S1N>S3N>S4N 采用 PNPG 法实际测得样品的抑制

率 分 别 为 931049008 36 991049008 98 761049008 65 311049008 15

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色 谱 第 32 卷

图 4  模型稳健性考察样品的 HPLC 谱图Fig 4  HPLC chromatograms of the samples for

the steadiness of the model

971049008 03按大小顺次样品排列为 S2N>S5N>S1N>S3N>S4N 该数值变化规律与计算所得数据吻合存在正

常范围内的随机误差说明模型的稳健性良好    中药组分是天然的混合复杂化合物体系不同

中药组分的复杂程度不同西青果组成成分与药理

活性已被多位学者深入研究 本论文通过构建西青

果提取物中多个化学成分与抑制 α葡萄糖苷酶活

性之间对应关系的数学模型建立了一种基于复杂

体系色谱分析信息生物活性信息的数学模型来表

征与评价天然产物某方面活性的方法 相信这一研

究思路同样适用于单一植物的多种成分与其他方面

活性不同中药资源的成分与多种不同活性等方面

的研究这对于开展植物源功能食品中药研发具有

重要的科学意义

3  结论

    本研究借助 SPSS131049008 0 软件探索了结合色谱

学与统计学表征复杂体系中成分与活性对应数学关

系的可行性 研究中构造了一系列组成既有区别又

有联系的连续变化样品组测定其成分信息与活性

信息采用多元线性回归中的逐步回归法建立数学

关系模型来表征多个化合物的混合复杂体系中各物

质含量与活性大小的关系并证明了该关系模型的稳

健性良好 结果表明这一探索是可行的 此关系模

型可表征化合物混合体系中各物质含量变化引起的

活性变化对药物开发以及质量控制中的关键活性

物质的确定具有一定的指导作用为应用数学在色

谱分析学领域的使用开拓了一个新的思路与方法具有潜在的应用价值 由于本研究时间及条件所

限未能确定对活性影响较大物质(第 1829364117 号峰对应化合物)的具体的化学结构后续研

究中可在此方面做进一步的探索

参考文献

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  第 6 期 王定颖等基于液相色谱信息的西青果化学成分抑制 α葡萄糖苷酶活性数学模型的构建

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科技) 2012(3) 110

10508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882

                历史性的突破两周内到货                    mdashmdashmdash赛默飞液相色谱备件快速到货承诺

    2014 年 5 月 11 日北京mdashmdashmdash科学服务领域的世界领导者赛默飞世尔科技(简称赛默飞)发布液相色谱

备件快速到货承诺    实验做到一半氘灯寿终正寝此刻的你该怎么办    相信大多数用户都遇到过类似的问题进口仪器需要更换或更新部件和耗材的时候到货期常常需要很

长一段时间在此期间用户除了等待别无办法项目进度也因此耽搁    为了更好地满足用户的应急需求和满足全国广大用户日益增长的市场需要赛默飞世尔科技推出了液

相色谱产品快速到货承诺mdashmdashmdash液相色谱常规模块包括常用配件和耗材的货期缩短至两周内    两周货期长期有效详情请咨询各区域销售    本活动最终解释权归赛默飞世尔科技所有    详情请查看 http wwwthermocomcn news1097html    免费服务热线8008105118 4006505118

赛默飞世尔科技 供稿

middot116middot

Page 3: 葡萄糖苷酶活性数学模型的构建 - chrom-china. · PDF file基金项目:辽宁省高等学校重大科技 ... 经济学 、社会学 ... 重蒸后使用),购自天津市大

色 谱 第 32 卷

甲醇均为色谱纯购自美国 Tedia 公司超纯水为实

验室仪器自制    西青果原药材生产批号 090301购自河北聚

仁堂饮片有限公司12  研究方法

121  色谱条件

    色谱柱Galaksil EFC18M 120A流动相 A乙腈流动相 B 01049008 02 mol L 磷酸二氢钾溶液(磷酸调

节 pH = 2) 梯度洗脱程序0 ~ 40 min 10 A ~18 A 40 ~ 55 min 18 A 55 ~ 60 min 18 A ~70 A 60 ~ 70 min 70 A 70 ~ 73 min 70 A ~10 A 73~80 min 10 A 流速11049008 0 mL min进样量10 μL柱温常温检测波长254 nm 检测

过程每组样品平行测定 3 次 仪器检出限峰高>61049008 0 mV峰面积>501049008 0 mVmiddots122  组分样品的制备

    取 212 g 西青果原药材经乙醇加热回流提取得

到 TCRcrude 取 TCRcrude 601049008 0 g 经 HPD100大孔树脂除去蛋白质氨基酸无机盐以及部分极性

极小的物质得到富集后的产物 TCRpur编号 S1取 TCRpur 91049008 5 g 进行 Sephadex LH20 色谱分离得到 28 份组成既有联系又有区别的混合物样品组编号 S2 ~S29 分别浓缩干燥称重并将其配制为

11049008 00 g L 的甲醇溶液密封保存作为后续 HPLC 成

分检测与 PNPG 活性检测的样品 制备流程如图 1所示

图 1  组分样品制备过程Fig 1  Preparation process of the samples

123  α葡萄糖苷酶抑制活性的检测

    酶液配制取 14 U mg 规格的 α葡萄糖苷酶

71049008 14 mg用含 01049008 20 牛血清白蛋白的磷酸盐缓冲

溶液( pH 61049008 8浓度 01049008 067 mol L) 溶解后定容于

100 mL 容量瓶中冰箱冻存使用前经解冻并稀释

10 倍后即得 01049008 1 U mL 的 α葡萄糖苷酶液    采用 HPLCPNPG 法[3031]检测反应在 11049008 5 mL的 PE 管中完成 具体操作方法加入 01049008 067 mol LpH 61049008 8 的磷酸盐缓冲溶液 50 μL01049008 1 U mL α葡萄糖苷酶 60 μL待测样品的甲醇溶液 5 μL振荡混

匀于 37 水浴中恒温孵育 20 min再加入 40 μL41049008 0 mmol L PNPG振荡混匀于 37 水浴中恒温

孵育反应 30 min最后加入 01049008 2 mol L Na2CO3 溶

液 160 μL 终止反应加超纯水稀释定容至 1 500μL混匀机中混匀经 01049008 45 μm 滤膜过滤待 HPLC检测 实验设样品组空白对照组(blank control以等量磷酸盐缓冲溶液代替酶液)阴性对照组

(negative control以等量纯甲醇代替样品溶液)和阳性对照组(positive control以等量同浓度阿卡波

糖溶液代替样品溶液) HPLC 检测条件Diamon

middot606middot

  第 6 期 王定颖等基于液相色谱信息的西青果化学成分抑制 α葡萄糖苷酶活性数学模型的构建

sil C18 色谱柱(250 mmtimes41049008 6 mm 5 μm)流动相乙腈01049008 1 甲酸水溶液(45 ∶ 55 v v)等度洗脱 8min流速11049008 0 mL min进样量10 μL柱温常温UV 检测波长315 nm 检测限峰高>01049008 0 mV峰面积>01049008 0 mVmiddots    活性大小采用相同浓度的样品对酶的抑制率

(W)来表示使用 PNP 峰面积浓度标准曲线法计

算浓度 标准曲线的绘制准确称取 PNP 标准品

01049008 034 7 g用重蒸纯水超声辅助溶解定容于 25 mL容量瓶中配制成 10 mmol L 的 PNP 母液再将其

稀释 成 01049008 8 01049008 4 01049008 2 01049008 1 01049008 05 01049008 01 01049008 00501049008 002 5 mmol L 系列浓度的 PNP 标准液过 01049008 45μm 水系滤膜经高效液相色谱检测检测条件同

PNPG 法活性检测中的 HPLC 条件 以 PNP 峰面

积为横坐标PNP 浓度为纵坐标绘制标准曲线

抑制率 W 计算公式W= A-BA

times100 式中A 为阴

性对照中 PNP 的浓度(扣除相应空白) B 为样品

组(包括阳性对照) 中 PNP 的浓度(扣除相应空

白)124  数学模型的构建

    以样品对 α葡萄糖苷酶的抑制率 W 为因变量样品 HPLC 谱图中各组分的峰面积 3 次测定的平均

值(Vi)为自变量进行多元线性回归 在这个模型

中样品个数 N= 29样品维度(所有样品峰的总数)P= 55属于典型的超饱和模型(P>N)且单个样品

中的不同成分之间会对活性产生难以预估的相互作

用或者某个成分的单独作用可以相抵其他若干组

分的共同作用即待考察的项数之间存在多重共线

性故选用逐步回归法进行统计学分析 具体操作

中使用统计软件 SPSS131049008 0 中的ldquoRegression Analysis Linearity Stepwiserdquo程序进行数据处理选取

F 分布概率区间为进入 F(α = 01049008 05)移出 F(α =01049008 10)

2  结果与讨论

21  HPLC 条件的确定

    为了获取充分的色谱信息本文考察了 Diamonsil C18UniPS 5100Hypersil BDS C18SinoChrom ODSBP 等色谱柱对样品的分离效果确定

了 Galaksil EFC18M(250 mmtimes41049008 6 mm 5 μm填料孔径 12 nm)作为分析色谱柱选择乙腈与 01049008 02mol L 磷酸二氢钾溶液(磷酸调节 pH= 2)作为流动

相梯度洗脱在此条件下西青果提取物达到了较好

的分离(见图 2)

图 2  西青果乙醇提取物的 HPLC 谱图Fig 2  HPLC chromatogram of Terminalia chebula

Retz extract with ethanol

22  组分样品的制备及其 HPLC 检测

    TCRcrude 经 HPD100 大孔树脂富集处理后

得到黄褐色细干粉状 TCRpur 401049008 3 g经 SephadexLH20 凝胶色谱柱分离得到 29 个成分连续变化组成既有联系又有区别的混合物样品组 对各组样品

采用 HPLC 检测各样品的化学组成结果见图 3    每组样品平行测定 3 次根据出峰时间对不同

组分的各个峰进行排列将保留时间相同或相近峰形相似的峰进行识别和匹配记录峰面积数值并计

算其平均值与相对标准偏差(RSD)(具体数据略)

表 1  PNPG 法测定的 29 组样品的 α葡萄糖苷酶抑制率(n=3)Table 1  Inhibition of αglycosidase enzyme for the

29 samples by PNPG method (n=3)

SampleEnzyme inhibition

(W) Sample

Enzyme inhibition(W)

1 10000 16 96592 1016 17 96843 2916 18 98374 1172 19 75975 5120 20 100006 6280 21 99877 3944 22 100008 3787 23 100009 6638 24 9401

10 7959 25 122311 668 26 701812 6626 27 865913 8983 28 972614 9326 29 996415 8967 Positive control 792

23  样品抑制 α葡萄糖苷酶活性的检测

    对上述样品进行 PNPG 法活性检测所得结果

的标准曲线方程为 y = 01049008 000 2 x + 01049008 002 3 r =01049008 999 2根据方程计算各组分的 PNP 浓度及其相

应的对酶抑制率对各样品活性检测数据取 3 次测

定的平均值所得结果见表 1

middot706middot

色 谱 第 32 卷

图 3  29 组样品的 HPLC 谱图Fig 3  HPLC chromatograms of the 29 samples

表 2  模型拟合概况及方差分析Table 2  Model summary and analysis of variance

Model No R R2 Adjusted R2 Change statisticsR2 change F change Sig F change

1 0453 0205 0176 0205 6962 00142 0613 0376 0328 0171 7112 00133 0684 0467 0403 0092 4296 00494 0772 0596 0529 0129 7641 00115 0818 0669 0597 0073 5053 00346 0854 0729 0655 0060 4909 0037

24  样品成分与活性对应的数学关系模型的构建

    由 SPSS131049008 0 软件中的ldquoRegression Analysis Linearity Stepwiserdquo程序处理得出如下结果模型

拟合概况及方差分析见表 2其中的复相关系数 R表明自变量与因变量之间的相关程度复决定系数

R2 反映 V 引起 W 的变异性 当自变量 V7V18V29V4V11V36都进入方程时R = 01049008 854表明自变量与

因变量有良好的相关性 R2 = 01049008 729 表明上述 6 个

自变量可以解释因变量 721049008 9 的变异性 检验回

归方程 6 种模式的 F 统计量分别为 61049008 96271049008 11241049008 29671049008 64151049008 05341049008 909均大于对应的 F01049008 1(154)= 21049008 81 F01049008 1(2 53)= 21049008 41 F01049008 1(3 52)= 21049008 20F01049008 1(4 51)= 21049008 06 F01049008 1(5 50)= 11049008 97 F01049008 1(6 49)= 11049008 90 6 步回归的显著 F 变化值(Sig F change)依次为 01049008 01401049008 01301049008 04901049008 01101049008 03401049008 037均小于 01049008 05差异显著所以回归方程具有统计学意

义 模型 6 的方程更显著更有统计学意义为最优

回归方程    在回归系数分析表(表 3)中回归系数(B)的绝对值反映了组分对酶的抑制率程度绝对值越大表现出对抑制酶活能力的影响越大影响包括促进

与阻碍两种作用 表 3 中列出了回归模型的自变量

系数与常数项及个体的 t 检验 由第 6 步回归分析

的 t 检验可以知道对 V7V18V29V4V11V36检验

的 Sig F change 值依次为 01049008 01801049008 006 01049008 00001049008 00101049008 01601049008 037均小于 01049008 05差异显著表明

回归方程在个体上有意义 且由 Model 1Model 2可看出V18引入后使 V7 的回归系数绝对值减小说明前者可部分抵消后者的作用 同理V29可部分抵

消 V7V18的作用三者的回归系数均为负值表明该

成分对酶的活性有显著的促进作用V4V11的回归

系数为正表明该成分对酶的活性有显著的抑制作

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  第 6 期 王定颖等基于液相色谱信息的西青果化学成分抑制 α葡萄糖苷酶活性数学模型的构建

用且 V11的引入使 V4 的回归系数变大即 V11可以

增强 V4 的抑制作用V36的回归系数为负且 V36的

引入使 V7V4 的回归系数的绝对值变小V18V29

V11的回归系数绝对值变大表明 V36本身对酶活性

有显著的抑制作用且其可抑制 V7V4 的作用促进

V18V29V11的作用表 3  6 个数学模型的回归系数分析

Table 3  Analysis of the coefficients of the six models

Model No ParameterUnstandardized coefficients

B Standard errorStandardized coefficients

BtTest Sig F change

1 constant 77336 5921 13062 0000V7 -0035 0013 -0453 -2639 0014

2 constant 80439 5472 14701 0000V7 -0032 0012 -0417 -2683 0013V18 -0175 0066 -0415 -2667 0013

3 constant 84582 5529 15299 0000V7 -0031 0011 -0398 -2715 0012V18 -0155 0051 -0395 -2693 0012V29 -0043 0021 -0304 -2073 0049

4 constant 84018 4918 17082 0000V7 -0048 0012 -0630 -4063 0000V18 -0117 0058 -0278 -2022 0054V29 -0095 0026 -0677 -3608 0001V4 0057 0021 0580 2764 0011

5 constant 82553 4596 17963 0000V7 -0052 0011 -0672 -4647 0000V18 -0126 0054 -0299 -2349 0028V29 -0135 0030 -0963 -4475 0000V4 0081 0022 0826 3707 0001V11 0069 0031 0346 2248 0034

6 constant 85669 4476 19141 0000V7 -0034 0013 -0436 -2546 0018V18 -0155 0051 -0367 -3019 0006V29 -0142 0028 -1012 -5055 0000V4 0079 0020 0805 3904 0001V11 0074 0028 0373 2609 0016V36 -0117 0053 -0338 -2216 0037

    逐步回归方程    Model 1W = V7 times( -01049008 035plusmn01049008 013) +771049008 336plusmn51049008 921    Model 2W = V7 times ( - 01049008 032 plusmn 01049008 012) + V18 times(-01049008 175plusmn01049008 066)+801049008 439plusmn51049008 472    Model 3W = V7 times ( - 01049008 031 plusmn 01049008 011) + V18 times(-01049008 155plusmn01049008 051)+V29 times(-01049008 043plusmn01049008 021) +841049008 582plusmn51049008 529    Model 4W = V7 times ( - 01049008 048 plusmn 01049008 012) + V18 times(-01049008 117plusmn01049008 058) + V29 times ( - 01049008 095 plusmn 01049008 026) + V4 times(01049008 057plusmn01049008 021)+841049008 018plusmn41049008 918    Model 5W = V7 times ( - 01049008 052 plusmn 01049008 011) + V18 times(-01049008 126plusmn01049008 054) + V29 times ( - 01049008 135 plusmn 01049008 030) + V4 times(01049008 081 plusmn 01049008 022) +V11 times (01049008 069 plusmn 01049008 031) + 821049008 553 plusmn41049008 596    Model 6W = V7 times ( - 01049008 034 plusmn 01049008 013) + V18 times(-01049008 155plusmn01049008 051) + V29 times ( - 01049008 142 plusmn 01049008 028) + V4 times

(01049008 079 plusmn 01049008 020 ) + V11 times ( 01049008 074 plusmn 01049008 028 ) + V36 times(-01049008 117plusmn01049008 053)+851049008 669plusmn41049008 476    综上对酶活性影响显著的物质依次为第 1829364117 号峰对应的化合物25  模型的稳健性与普适性分析

    在 29 组样品中随机抽取 15 组进行任意混配制得 5 组新样品并配制为 11049008 00 g L 的甲醇溶液编号 S1NS2NS3NS4NS5N采用上述方法重复 HPLC成分检测与 PNPG 活性检测 5 组样品的 HPLC 检

测化学组成结果见图 4(相应的色谱信息具体数据

略) 从 HPLC 成分检测可知此 5 组样品构成的新

测试集包含数学模型 6 中所述对活性影响显著的全

部化合物故可采用此组数据验证模型的稳健性    根据模型方程式可预测该 5 组样品对 α葡萄

糖苷酶抑制率分别为 881049008 48 991049008 76 781049008 49261049008 94931049008 88按其大小顺次样品排列为 S2N>S5N

>S1N>S3N>S4N 采用 PNPG 法实际测得样品的抑制

率 分 别 为 931049008 36 991049008 98 761049008 65 311049008 15

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色 谱 第 32 卷

图 4  模型稳健性考察样品的 HPLC 谱图Fig 4  HPLC chromatograms of the samples for

the steadiness of the model

971049008 03按大小顺次样品排列为 S2N>S5N>S1N>S3N>S4N 该数值变化规律与计算所得数据吻合存在正

常范围内的随机误差说明模型的稳健性良好    中药组分是天然的混合复杂化合物体系不同

中药组分的复杂程度不同西青果组成成分与药理

活性已被多位学者深入研究 本论文通过构建西青

果提取物中多个化学成分与抑制 α葡萄糖苷酶活

性之间对应关系的数学模型建立了一种基于复杂

体系色谱分析信息生物活性信息的数学模型来表

征与评价天然产物某方面活性的方法 相信这一研

究思路同样适用于单一植物的多种成分与其他方面

活性不同中药资源的成分与多种不同活性等方面

的研究这对于开展植物源功能食品中药研发具有

重要的科学意义

3  结论

    本研究借助 SPSS131049008 0 软件探索了结合色谱

学与统计学表征复杂体系中成分与活性对应数学关

系的可行性 研究中构造了一系列组成既有区别又

有联系的连续变化样品组测定其成分信息与活性

信息采用多元线性回归中的逐步回归法建立数学

关系模型来表征多个化合物的混合复杂体系中各物

质含量与活性大小的关系并证明了该关系模型的稳

健性良好 结果表明这一探索是可行的 此关系模

型可表征化合物混合体系中各物质含量变化引起的

活性变化对药物开发以及质量控制中的关键活性

物质的确定具有一定的指导作用为应用数学在色

谱分析学领域的使用开拓了一个新的思路与方法具有潜在的应用价值 由于本研究时间及条件所

限未能确定对活性影响较大物质(第 1829364117 号峰对应化合物)的具体的化学结构后续研

究中可在此方面做进一步的探索

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  第 6 期 王定颖等基于液相色谱信息的西青果化学成分抑制 α葡萄糖苷酶活性数学模型的构建

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10508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882

                历史性的突破两周内到货                    mdashmdashmdash赛默飞液相色谱备件快速到货承诺

    2014 年 5 月 11 日北京mdashmdashmdash科学服务领域的世界领导者赛默飞世尔科技(简称赛默飞)发布液相色谱

备件快速到货承诺    实验做到一半氘灯寿终正寝此刻的你该怎么办    相信大多数用户都遇到过类似的问题进口仪器需要更换或更新部件和耗材的时候到货期常常需要很

长一段时间在此期间用户除了等待别无办法项目进度也因此耽搁    为了更好地满足用户的应急需求和满足全国广大用户日益增长的市场需要赛默飞世尔科技推出了液

相色谱产品快速到货承诺mdashmdashmdash液相色谱常规模块包括常用配件和耗材的货期缩短至两周内    两周货期长期有效详情请咨询各区域销售    本活动最终解释权归赛默飞世尔科技所有    详情请查看 http wwwthermocomcn news1097html    免费服务热线8008105118 4006505118

赛默飞世尔科技 供稿

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  第 6 期 王定颖等基于液相色谱信息的西青果化学成分抑制 α葡萄糖苷酶活性数学模型的构建

sil C18 色谱柱(250 mmtimes41049008 6 mm 5 μm)流动相乙腈01049008 1 甲酸水溶液(45 ∶ 55 v v)等度洗脱 8min流速11049008 0 mL min进样量10 μL柱温常温UV 检测波长315 nm 检测限峰高>01049008 0 mV峰面积>01049008 0 mVmiddots    活性大小采用相同浓度的样品对酶的抑制率

(W)来表示使用 PNP 峰面积浓度标准曲线法计

算浓度 标准曲线的绘制准确称取 PNP 标准品

01049008 034 7 g用重蒸纯水超声辅助溶解定容于 25 mL容量瓶中配制成 10 mmol L 的 PNP 母液再将其

稀释 成 01049008 8 01049008 4 01049008 2 01049008 1 01049008 05 01049008 01 01049008 00501049008 002 5 mmol L 系列浓度的 PNP 标准液过 01049008 45μm 水系滤膜经高效液相色谱检测检测条件同

PNPG 法活性检测中的 HPLC 条件 以 PNP 峰面

积为横坐标PNP 浓度为纵坐标绘制标准曲线

抑制率 W 计算公式W= A-BA

times100 式中A 为阴

性对照中 PNP 的浓度(扣除相应空白) B 为样品

组(包括阳性对照) 中 PNP 的浓度(扣除相应空

白)124  数学模型的构建

    以样品对 α葡萄糖苷酶的抑制率 W 为因变量样品 HPLC 谱图中各组分的峰面积 3 次测定的平均

值(Vi)为自变量进行多元线性回归 在这个模型

中样品个数 N= 29样品维度(所有样品峰的总数)P= 55属于典型的超饱和模型(P>N)且单个样品

中的不同成分之间会对活性产生难以预估的相互作

用或者某个成分的单独作用可以相抵其他若干组

分的共同作用即待考察的项数之间存在多重共线

性故选用逐步回归法进行统计学分析 具体操作

中使用统计软件 SPSS131049008 0 中的ldquoRegression Analysis Linearity Stepwiserdquo程序进行数据处理选取

F 分布概率区间为进入 F(α = 01049008 05)移出 F(α =01049008 10)

2  结果与讨论

21  HPLC 条件的确定

    为了获取充分的色谱信息本文考察了 Diamonsil C18UniPS 5100Hypersil BDS C18SinoChrom ODSBP 等色谱柱对样品的分离效果确定

了 Galaksil EFC18M(250 mmtimes41049008 6 mm 5 μm填料孔径 12 nm)作为分析色谱柱选择乙腈与 01049008 02mol L 磷酸二氢钾溶液(磷酸调节 pH= 2)作为流动

相梯度洗脱在此条件下西青果提取物达到了较好

的分离(见图 2)

图 2  西青果乙醇提取物的 HPLC 谱图Fig 2  HPLC chromatogram of Terminalia chebula

Retz extract with ethanol

22  组分样品的制备及其 HPLC 检测

    TCRcrude 经 HPD100 大孔树脂富集处理后

得到黄褐色细干粉状 TCRpur 401049008 3 g经 SephadexLH20 凝胶色谱柱分离得到 29 个成分连续变化组成既有联系又有区别的混合物样品组 对各组样品

采用 HPLC 检测各样品的化学组成结果见图 3    每组样品平行测定 3 次根据出峰时间对不同

组分的各个峰进行排列将保留时间相同或相近峰形相似的峰进行识别和匹配记录峰面积数值并计

算其平均值与相对标准偏差(RSD)(具体数据略)

表 1  PNPG 法测定的 29 组样品的 α葡萄糖苷酶抑制率(n=3)Table 1  Inhibition of αglycosidase enzyme for the

29 samples by PNPG method (n=3)

SampleEnzyme inhibition

(W) Sample

Enzyme inhibition(W)

1 10000 16 96592 1016 17 96843 2916 18 98374 1172 19 75975 5120 20 100006 6280 21 99877 3944 22 100008 3787 23 100009 6638 24 9401

10 7959 25 122311 668 26 701812 6626 27 865913 8983 28 972614 9326 29 996415 8967 Positive control 792

23  样品抑制 α葡萄糖苷酶活性的检测

    对上述样品进行 PNPG 法活性检测所得结果

的标准曲线方程为 y = 01049008 000 2 x + 01049008 002 3 r =01049008 999 2根据方程计算各组分的 PNP 浓度及其相

应的对酶抑制率对各样品活性检测数据取 3 次测

定的平均值所得结果见表 1

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色 谱 第 32 卷

图 3  29 组样品的 HPLC 谱图Fig 3  HPLC chromatograms of the 29 samples

表 2  模型拟合概况及方差分析Table 2  Model summary and analysis of variance

Model No R R2 Adjusted R2 Change statisticsR2 change F change Sig F change

1 0453 0205 0176 0205 6962 00142 0613 0376 0328 0171 7112 00133 0684 0467 0403 0092 4296 00494 0772 0596 0529 0129 7641 00115 0818 0669 0597 0073 5053 00346 0854 0729 0655 0060 4909 0037

24  样品成分与活性对应的数学关系模型的构建

    由 SPSS131049008 0 软件中的ldquoRegression Analysis Linearity Stepwiserdquo程序处理得出如下结果模型

拟合概况及方差分析见表 2其中的复相关系数 R表明自变量与因变量之间的相关程度复决定系数

R2 反映 V 引起 W 的变异性 当自变量 V7V18V29V4V11V36都进入方程时R = 01049008 854表明自变量与

因变量有良好的相关性 R2 = 01049008 729 表明上述 6 个

自变量可以解释因变量 721049008 9 的变异性 检验回

归方程 6 种模式的 F 统计量分别为 61049008 96271049008 11241049008 29671049008 64151049008 05341049008 909均大于对应的 F01049008 1(154)= 21049008 81 F01049008 1(2 53)= 21049008 41 F01049008 1(3 52)= 21049008 20F01049008 1(4 51)= 21049008 06 F01049008 1(5 50)= 11049008 97 F01049008 1(6 49)= 11049008 90 6 步回归的显著 F 变化值(Sig F change)依次为 01049008 01401049008 01301049008 04901049008 01101049008 03401049008 037均小于 01049008 05差异显著所以回归方程具有统计学意

义 模型 6 的方程更显著更有统计学意义为最优

回归方程    在回归系数分析表(表 3)中回归系数(B)的绝对值反映了组分对酶的抑制率程度绝对值越大表现出对抑制酶活能力的影响越大影响包括促进

与阻碍两种作用 表 3 中列出了回归模型的自变量

系数与常数项及个体的 t 检验 由第 6 步回归分析

的 t 检验可以知道对 V7V18V29V4V11V36检验

的 Sig F change 值依次为 01049008 01801049008 006 01049008 00001049008 00101049008 01601049008 037均小于 01049008 05差异显著表明

回归方程在个体上有意义 且由 Model 1Model 2可看出V18引入后使 V7 的回归系数绝对值减小说明前者可部分抵消后者的作用 同理V29可部分抵

消 V7V18的作用三者的回归系数均为负值表明该

成分对酶的活性有显著的促进作用V4V11的回归

系数为正表明该成分对酶的活性有显著的抑制作

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  第 6 期 王定颖等基于液相色谱信息的西青果化学成分抑制 α葡萄糖苷酶活性数学模型的构建

用且 V11的引入使 V4 的回归系数变大即 V11可以

增强 V4 的抑制作用V36的回归系数为负且 V36的

引入使 V7V4 的回归系数的绝对值变小V18V29

V11的回归系数绝对值变大表明 V36本身对酶活性

有显著的抑制作用且其可抑制 V7V4 的作用促进

V18V29V11的作用表 3  6 个数学模型的回归系数分析

Table 3  Analysis of the coefficients of the six models

Model No ParameterUnstandardized coefficients

B Standard errorStandardized coefficients

BtTest Sig F change

1 constant 77336 5921 13062 0000V7 -0035 0013 -0453 -2639 0014

2 constant 80439 5472 14701 0000V7 -0032 0012 -0417 -2683 0013V18 -0175 0066 -0415 -2667 0013

3 constant 84582 5529 15299 0000V7 -0031 0011 -0398 -2715 0012V18 -0155 0051 -0395 -2693 0012V29 -0043 0021 -0304 -2073 0049

4 constant 84018 4918 17082 0000V7 -0048 0012 -0630 -4063 0000V18 -0117 0058 -0278 -2022 0054V29 -0095 0026 -0677 -3608 0001V4 0057 0021 0580 2764 0011

5 constant 82553 4596 17963 0000V7 -0052 0011 -0672 -4647 0000V18 -0126 0054 -0299 -2349 0028V29 -0135 0030 -0963 -4475 0000V4 0081 0022 0826 3707 0001V11 0069 0031 0346 2248 0034

6 constant 85669 4476 19141 0000V7 -0034 0013 -0436 -2546 0018V18 -0155 0051 -0367 -3019 0006V29 -0142 0028 -1012 -5055 0000V4 0079 0020 0805 3904 0001V11 0074 0028 0373 2609 0016V36 -0117 0053 -0338 -2216 0037

    逐步回归方程    Model 1W = V7 times( -01049008 035plusmn01049008 013) +771049008 336plusmn51049008 921    Model 2W = V7 times ( - 01049008 032 plusmn 01049008 012) + V18 times(-01049008 175plusmn01049008 066)+801049008 439plusmn51049008 472    Model 3W = V7 times ( - 01049008 031 plusmn 01049008 011) + V18 times(-01049008 155plusmn01049008 051)+V29 times(-01049008 043plusmn01049008 021) +841049008 582plusmn51049008 529    Model 4W = V7 times ( - 01049008 048 plusmn 01049008 012) + V18 times(-01049008 117plusmn01049008 058) + V29 times ( - 01049008 095 plusmn 01049008 026) + V4 times(01049008 057plusmn01049008 021)+841049008 018plusmn41049008 918    Model 5W = V7 times ( - 01049008 052 plusmn 01049008 011) + V18 times(-01049008 126plusmn01049008 054) + V29 times ( - 01049008 135 plusmn 01049008 030) + V4 times(01049008 081 plusmn 01049008 022) +V11 times (01049008 069 plusmn 01049008 031) + 821049008 553 plusmn41049008 596    Model 6W = V7 times ( - 01049008 034 plusmn 01049008 013) + V18 times(-01049008 155plusmn01049008 051) + V29 times ( - 01049008 142 plusmn 01049008 028) + V4 times

(01049008 079 plusmn 01049008 020 ) + V11 times ( 01049008 074 plusmn 01049008 028 ) + V36 times(-01049008 117plusmn01049008 053)+851049008 669plusmn41049008 476    综上对酶活性影响显著的物质依次为第 1829364117 号峰对应的化合物25  模型的稳健性与普适性分析

    在 29 组样品中随机抽取 15 组进行任意混配制得 5 组新样品并配制为 11049008 00 g L 的甲醇溶液编号 S1NS2NS3NS4NS5N采用上述方法重复 HPLC成分检测与 PNPG 活性检测 5 组样品的 HPLC 检

测化学组成结果见图 4(相应的色谱信息具体数据

略) 从 HPLC 成分检测可知此 5 组样品构成的新

测试集包含数学模型 6 中所述对活性影响显著的全

部化合物故可采用此组数据验证模型的稳健性    根据模型方程式可预测该 5 组样品对 α葡萄

糖苷酶抑制率分别为 881049008 48 991049008 76 781049008 49261049008 94931049008 88按其大小顺次样品排列为 S2N>S5N

>S1N>S3N>S4N 采用 PNPG 法实际测得样品的抑制

率 分 别 为 931049008 36 991049008 98 761049008 65 311049008 15

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色 谱 第 32 卷

图 4  模型稳健性考察样品的 HPLC 谱图Fig 4  HPLC chromatograms of the samples for

the steadiness of the model

971049008 03按大小顺次样品排列为 S2N>S5N>S1N>S3N>S4N 该数值变化规律与计算所得数据吻合存在正

常范围内的随机误差说明模型的稳健性良好    中药组分是天然的混合复杂化合物体系不同

中药组分的复杂程度不同西青果组成成分与药理

活性已被多位学者深入研究 本论文通过构建西青

果提取物中多个化学成分与抑制 α葡萄糖苷酶活

性之间对应关系的数学模型建立了一种基于复杂

体系色谱分析信息生物活性信息的数学模型来表

征与评价天然产物某方面活性的方法 相信这一研

究思路同样适用于单一植物的多种成分与其他方面

活性不同中药资源的成分与多种不同活性等方面

的研究这对于开展植物源功能食品中药研发具有

重要的科学意义

3  结论

    本研究借助 SPSS131049008 0 软件探索了结合色谱

学与统计学表征复杂体系中成分与活性对应数学关

系的可行性 研究中构造了一系列组成既有区别又

有联系的连续变化样品组测定其成分信息与活性

信息采用多元线性回归中的逐步回归法建立数学

关系模型来表征多个化合物的混合复杂体系中各物

质含量与活性大小的关系并证明了该关系模型的稳

健性良好 结果表明这一探索是可行的 此关系模

型可表征化合物混合体系中各物质含量变化引起的

活性变化对药物开发以及质量控制中的关键活性

物质的确定具有一定的指导作用为应用数学在色

谱分析学领域的使用开拓了一个新的思路与方法具有潜在的应用价值 由于本研究时间及条件所

限未能确定对活性影响较大物质(第 1829364117 号峰对应化合物)的具体的化学结构后续研

究中可在此方面做进一步的探索

参考文献

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middot016middot

  第 6 期 王定颖等基于液相色谱信息的西青果化学成分抑制 α葡萄糖苷酶活性数学模型的构建

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10508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882

                历史性的突破两周内到货                    mdashmdashmdash赛默飞液相色谱备件快速到货承诺

    2014 年 5 月 11 日北京mdashmdashmdash科学服务领域的世界领导者赛默飞世尔科技(简称赛默飞)发布液相色谱

备件快速到货承诺    实验做到一半氘灯寿终正寝此刻的你该怎么办    相信大多数用户都遇到过类似的问题进口仪器需要更换或更新部件和耗材的时候到货期常常需要很

长一段时间在此期间用户除了等待别无办法项目进度也因此耽搁    为了更好地满足用户的应急需求和满足全国广大用户日益增长的市场需要赛默飞世尔科技推出了液

相色谱产品快速到货承诺mdashmdashmdash液相色谱常规模块包括常用配件和耗材的货期缩短至两周内    两周货期长期有效详情请咨询各区域销售    本活动最终解释权归赛默飞世尔科技所有    详情请查看 http wwwthermocomcn news1097html    免费服务热线8008105118 4006505118

赛默飞世尔科技 供稿

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Page 5: 葡萄糖苷酶活性数学模型的构建 - chrom-china. · PDF file基金项目:辽宁省高等学校重大科技 ... 经济学 、社会学 ... 重蒸后使用),购自天津市大

色 谱 第 32 卷

图 3  29 组样品的 HPLC 谱图Fig 3  HPLC chromatograms of the 29 samples

表 2  模型拟合概况及方差分析Table 2  Model summary and analysis of variance

Model No R R2 Adjusted R2 Change statisticsR2 change F change Sig F change

1 0453 0205 0176 0205 6962 00142 0613 0376 0328 0171 7112 00133 0684 0467 0403 0092 4296 00494 0772 0596 0529 0129 7641 00115 0818 0669 0597 0073 5053 00346 0854 0729 0655 0060 4909 0037

24  样品成分与活性对应的数学关系模型的构建

    由 SPSS131049008 0 软件中的ldquoRegression Analysis Linearity Stepwiserdquo程序处理得出如下结果模型

拟合概况及方差分析见表 2其中的复相关系数 R表明自变量与因变量之间的相关程度复决定系数

R2 反映 V 引起 W 的变异性 当自变量 V7V18V29V4V11V36都进入方程时R = 01049008 854表明自变量与

因变量有良好的相关性 R2 = 01049008 729 表明上述 6 个

自变量可以解释因变量 721049008 9 的变异性 检验回

归方程 6 种模式的 F 统计量分别为 61049008 96271049008 11241049008 29671049008 64151049008 05341049008 909均大于对应的 F01049008 1(154)= 21049008 81 F01049008 1(2 53)= 21049008 41 F01049008 1(3 52)= 21049008 20F01049008 1(4 51)= 21049008 06 F01049008 1(5 50)= 11049008 97 F01049008 1(6 49)= 11049008 90 6 步回归的显著 F 变化值(Sig F change)依次为 01049008 01401049008 01301049008 04901049008 01101049008 03401049008 037均小于 01049008 05差异显著所以回归方程具有统计学意

义 模型 6 的方程更显著更有统计学意义为最优

回归方程    在回归系数分析表(表 3)中回归系数(B)的绝对值反映了组分对酶的抑制率程度绝对值越大表现出对抑制酶活能力的影响越大影响包括促进

与阻碍两种作用 表 3 中列出了回归模型的自变量

系数与常数项及个体的 t 检验 由第 6 步回归分析

的 t 检验可以知道对 V7V18V29V4V11V36检验

的 Sig F change 值依次为 01049008 01801049008 006 01049008 00001049008 00101049008 01601049008 037均小于 01049008 05差异显著表明

回归方程在个体上有意义 且由 Model 1Model 2可看出V18引入后使 V7 的回归系数绝对值减小说明前者可部分抵消后者的作用 同理V29可部分抵

消 V7V18的作用三者的回归系数均为负值表明该

成分对酶的活性有显著的促进作用V4V11的回归

系数为正表明该成分对酶的活性有显著的抑制作

middot806middot

  第 6 期 王定颖等基于液相色谱信息的西青果化学成分抑制 α葡萄糖苷酶活性数学模型的构建

用且 V11的引入使 V4 的回归系数变大即 V11可以

增强 V4 的抑制作用V36的回归系数为负且 V36的

引入使 V7V4 的回归系数的绝对值变小V18V29

V11的回归系数绝对值变大表明 V36本身对酶活性

有显著的抑制作用且其可抑制 V7V4 的作用促进

V18V29V11的作用表 3  6 个数学模型的回归系数分析

Table 3  Analysis of the coefficients of the six models

Model No ParameterUnstandardized coefficients

B Standard errorStandardized coefficients

BtTest Sig F change

1 constant 77336 5921 13062 0000V7 -0035 0013 -0453 -2639 0014

2 constant 80439 5472 14701 0000V7 -0032 0012 -0417 -2683 0013V18 -0175 0066 -0415 -2667 0013

3 constant 84582 5529 15299 0000V7 -0031 0011 -0398 -2715 0012V18 -0155 0051 -0395 -2693 0012V29 -0043 0021 -0304 -2073 0049

4 constant 84018 4918 17082 0000V7 -0048 0012 -0630 -4063 0000V18 -0117 0058 -0278 -2022 0054V29 -0095 0026 -0677 -3608 0001V4 0057 0021 0580 2764 0011

5 constant 82553 4596 17963 0000V7 -0052 0011 -0672 -4647 0000V18 -0126 0054 -0299 -2349 0028V29 -0135 0030 -0963 -4475 0000V4 0081 0022 0826 3707 0001V11 0069 0031 0346 2248 0034

6 constant 85669 4476 19141 0000V7 -0034 0013 -0436 -2546 0018V18 -0155 0051 -0367 -3019 0006V29 -0142 0028 -1012 -5055 0000V4 0079 0020 0805 3904 0001V11 0074 0028 0373 2609 0016V36 -0117 0053 -0338 -2216 0037

    逐步回归方程    Model 1W = V7 times( -01049008 035plusmn01049008 013) +771049008 336plusmn51049008 921    Model 2W = V7 times ( - 01049008 032 plusmn 01049008 012) + V18 times(-01049008 175plusmn01049008 066)+801049008 439plusmn51049008 472    Model 3W = V7 times ( - 01049008 031 plusmn 01049008 011) + V18 times(-01049008 155plusmn01049008 051)+V29 times(-01049008 043plusmn01049008 021) +841049008 582plusmn51049008 529    Model 4W = V7 times ( - 01049008 048 plusmn 01049008 012) + V18 times(-01049008 117plusmn01049008 058) + V29 times ( - 01049008 095 plusmn 01049008 026) + V4 times(01049008 057plusmn01049008 021)+841049008 018plusmn41049008 918    Model 5W = V7 times ( - 01049008 052 plusmn 01049008 011) + V18 times(-01049008 126plusmn01049008 054) + V29 times ( - 01049008 135 plusmn 01049008 030) + V4 times(01049008 081 plusmn 01049008 022) +V11 times (01049008 069 plusmn 01049008 031) + 821049008 553 plusmn41049008 596    Model 6W = V7 times ( - 01049008 034 plusmn 01049008 013) + V18 times(-01049008 155plusmn01049008 051) + V29 times ( - 01049008 142 plusmn 01049008 028) + V4 times

(01049008 079 plusmn 01049008 020 ) + V11 times ( 01049008 074 plusmn 01049008 028 ) + V36 times(-01049008 117plusmn01049008 053)+851049008 669plusmn41049008 476    综上对酶活性影响显著的物质依次为第 1829364117 号峰对应的化合物25  模型的稳健性与普适性分析

    在 29 组样品中随机抽取 15 组进行任意混配制得 5 组新样品并配制为 11049008 00 g L 的甲醇溶液编号 S1NS2NS3NS4NS5N采用上述方法重复 HPLC成分检测与 PNPG 活性检测 5 组样品的 HPLC 检

测化学组成结果见图 4(相应的色谱信息具体数据

略) 从 HPLC 成分检测可知此 5 组样品构成的新

测试集包含数学模型 6 中所述对活性影响显著的全

部化合物故可采用此组数据验证模型的稳健性    根据模型方程式可预测该 5 组样品对 α葡萄

糖苷酶抑制率分别为 881049008 48 991049008 76 781049008 49261049008 94931049008 88按其大小顺次样品排列为 S2N>S5N

>S1N>S3N>S4N 采用 PNPG 法实际测得样品的抑制

率 分 别 为 931049008 36 991049008 98 761049008 65 311049008 15

middot906middot

色 谱 第 32 卷

图 4  模型稳健性考察样品的 HPLC 谱图Fig 4  HPLC chromatograms of the samples for

the steadiness of the model

971049008 03按大小顺次样品排列为 S2N>S5N>S1N>S3N>S4N 该数值变化规律与计算所得数据吻合存在正

常范围内的随机误差说明模型的稳健性良好    中药组分是天然的混合复杂化合物体系不同

中药组分的复杂程度不同西青果组成成分与药理

活性已被多位学者深入研究 本论文通过构建西青

果提取物中多个化学成分与抑制 α葡萄糖苷酶活

性之间对应关系的数学模型建立了一种基于复杂

体系色谱分析信息生物活性信息的数学模型来表

征与评价天然产物某方面活性的方法 相信这一研

究思路同样适用于单一植物的多种成分与其他方面

活性不同中药资源的成分与多种不同活性等方面

的研究这对于开展植物源功能食品中药研发具有

重要的科学意义

3  结论

    本研究借助 SPSS131049008 0 软件探索了结合色谱

学与统计学表征复杂体系中成分与活性对应数学关

系的可行性 研究中构造了一系列组成既有区别又

有联系的连续变化样品组测定其成分信息与活性

信息采用多元线性回归中的逐步回归法建立数学

关系模型来表征多个化合物的混合复杂体系中各物

质含量与活性大小的关系并证明了该关系模型的稳

健性良好 结果表明这一探索是可行的 此关系模

型可表征化合物混合体系中各物质含量变化引起的

活性变化对药物开发以及质量控制中的关键活性

物质的确定具有一定的指导作用为应用数学在色

谱分析学领域的使用开拓了一个新的思路与方法具有潜在的应用价值 由于本研究时间及条件所

限未能确定对活性影响较大物质(第 1829364117 号峰对应化合物)的具体的化学结构后续研

究中可在此方面做进一步的探索

参考文献

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middot016middot

  第 6 期 王定颖等基于液相色谱信息的西青果化学成分抑制 α葡萄糖苷酶活性数学模型的构建

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科技) 2012(3) 110

10508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882

                历史性的突破两周内到货                    mdashmdashmdash赛默飞液相色谱备件快速到货承诺

    2014 年 5 月 11 日北京mdashmdashmdash科学服务领域的世界领导者赛默飞世尔科技(简称赛默飞)发布液相色谱

备件快速到货承诺    实验做到一半氘灯寿终正寝此刻的你该怎么办    相信大多数用户都遇到过类似的问题进口仪器需要更换或更新部件和耗材的时候到货期常常需要很

长一段时间在此期间用户除了等待别无办法项目进度也因此耽搁    为了更好地满足用户的应急需求和满足全国广大用户日益增长的市场需要赛默飞世尔科技推出了液

相色谱产品快速到货承诺mdashmdashmdash液相色谱常规模块包括常用配件和耗材的货期缩短至两周内    两周货期长期有效详情请咨询各区域销售    本活动最终解释权归赛默飞世尔科技所有    详情请查看 http wwwthermocomcn news1097html    免费服务热线8008105118 4006505118

赛默飞世尔科技 供稿

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Page 6: 葡萄糖苷酶活性数学模型的构建 - chrom-china. · PDF file基金项目:辽宁省高等学校重大科技 ... 经济学 、社会学 ... 重蒸后使用),购自天津市大

  第 6 期 王定颖等基于液相色谱信息的西青果化学成分抑制 α葡萄糖苷酶活性数学模型的构建

用且 V11的引入使 V4 的回归系数变大即 V11可以

增强 V4 的抑制作用V36的回归系数为负且 V36的

引入使 V7V4 的回归系数的绝对值变小V18V29

V11的回归系数绝对值变大表明 V36本身对酶活性

有显著的抑制作用且其可抑制 V7V4 的作用促进

V18V29V11的作用表 3  6 个数学模型的回归系数分析

Table 3  Analysis of the coefficients of the six models

Model No ParameterUnstandardized coefficients

B Standard errorStandardized coefficients

BtTest Sig F change

1 constant 77336 5921 13062 0000V7 -0035 0013 -0453 -2639 0014

2 constant 80439 5472 14701 0000V7 -0032 0012 -0417 -2683 0013V18 -0175 0066 -0415 -2667 0013

3 constant 84582 5529 15299 0000V7 -0031 0011 -0398 -2715 0012V18 -0155 0051 -0395 -2693 0012V29 -0043 0021 -0304 -2073 0049

4 constant 84018 4918 17082 0000V7 -0048 0012 -0630 -4063 0000V18 -0117 0058 -0278 -2022 0054V29 -0095 0026 -0677 -3608 0001V4 0057 0021 0580 2764 0011

5 constant 82553 4596 17963 0000V7 -0052 0011 -0672 -4647 0000V18 -0126 0054 -0299 -2349 0028V29 -0135 0030 -0963 -4475 0000V4 0081 0022 0826 3707 0001V11 0069 0031 0346 2248 0034

6 constant 85669 4476 19141 0000V7 -0034 0013 -0436 -2546 0018V18 -0155 0051 -0367 -3019 0006V29 -0142 0028 -1012 -5055 0000V4 0079 0020 0805 3904 0001V11 0074 0028 0373 2609 0016V36 -0117 0053 -0338 -2216 0037

    逐步回归方程    Model 1W = V7 times( -01049008 035plusmn01049008 013) +771049008 336plusmn51049008 921    Model 2W = V7 times ( - 01049008 032 plusmn 01049008 012) + V18 times(-01049008 175plusmn01049008 066)+801049008 439plusmn51049008 472    Model 3W = V7 times ( - 01049008 031 plusmn 01049008 011) + V18 times(-01049008 155plusmn01049008 051)+V29 times(-01049008 043plusmn01049008 021) +841049008 582plusmn51049008 529    Model 4W = V7 times ( - 01049008 048 plusmn 01049008 012) + V18 times(-01049008 117plusmn01049008 058) + V29 times ( - 01049008 095 plusmn 01049008 026) + V4 times(01049008 057plusmn01049008 021)+841049008 018plusmn41049008 918    Model 5W = V7 times ( - 01049008 052 plusmn 01049008 011) + V18 times(-01049008 126plusmn01049008 054) + V29 times ( - 01049008 135 plusmn 01049008 030) + V4 times(01049008 081 plusmn 01049008 022) +V11 times (01049008 069 plusmn 01049008 031) + 821049008 553 plusmn41049008 596    Model 6W = V7 times ( - 01049008 034 plusmn 01049008 013) + V18 times(-01049008 155plusmn01049008 051) + V29 times ( - 01049008 142 plusmn 01049008 028) + V4 times

(01049008 079 plusmn 01049008 020 ) + V11 times ( 01049008 074 plusmn 01049008 028 ) + V36 times(-01049008 117plusmn01049008 053)+851049008 669plusmn41049008 476    综上对酶活性影响显著的物质依次为第 1829364117 号峰对应的化合物25  模型的稳健性与普适性分析

    在 29 组样品中随机抽取 15 组进行任意混配制得 5 组新样品并配制为 11049008 00 g L 的甲醇溶液编号 S1NS2NS3NS4NS5N采用上述方法重复 HPLC成分检测与 PNPG 活性检测 5 组样品的 HPLC 检

测化学组成结果见图 4(相应的色谱信息具体数据

略) 从 HPLC 成分检测可知此 5 组样品构成的新

测试集包含数学模型 6 中所述对活性影响显著的全

部化合物故可采用此组数据验证模型的稳健性    根据模型方程式可预测该 5 组样品对 α葡萄

糖苷酶抑制率分别为 881049008 48 991049008 76 781049008 49261049008 94931049008 88按其大小顺次样品排列为 S2N>S5N

>S1N>S3N>S4N 采用 PNPG 法实际测得样品的抑制

率 分 别 为 931049008 36 991049008 98 761049008 65 311049008 15

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色 谱 第 32 卷

图 4  模型稳健性考察样品的 HPLC 谱图Fig 4  HPLC chromatograms of the samples for

the steadiness of the model

971049008 03按大小顺次样品排列为 S2N>S5N>S1N>S3N>S4N 该数值变化规律与计算所得数据吻合存在正

常范围内的随机误差说明模型的稳健性良好    中药组分是天然的混合复杂化合物体系不同

中药组分的复杂程度不同西青果组成成分与药理

活性已被多位学者深入研究 本论文通过构建西青

果提取物中多个化学成分与抑制 α葡萄糖苷酶活

性之间对应关系的数学模型建立了一种基于复杂

体系色谱分析信息生物活性信息的数学模型来表

征与评价天然产物某方面活性的方法 相信这一研

究思路同样适用于单一植物的多种成分与其他方面

活性不同中药资源的成分与多种不同活性等方面

的研究这对于开展植物源功能食品中药研发具有

重要的科学意义

3  结论

    本研究借助 SPSS131049008 0 软件探索了结合色谱

学与统计学表征复杂体系中成分与活性对应数学关

系的可行性 研究中构造了一系列组成既有区别又

有联系的连续变化样品组测定其成分信息与活性

信息采用多元线性回归中的逐步回归法建立数学

关系模型来表征多个化合物的混合复杂体系中各物

质含量与活性大小的关系并证明了该关系模型的稳

健性良好 结果表明这一探索是可行的 此关系模

型可表征化合物混合体系中各物质含量变化引起的

活性变化对药物开发以及质量控制中的关键活性

物质的确定具有一定的指导作用为应用数学在色

谱分析学领域的使用开拓了一个新的思路与方法具有潜在的应用价值 由于本研究时间及条件所

限未能确定对活性影响较大物质(第 1829364117 号峰对应化合物)的具体的化学结构后续研

究中可在此方面做进一步的探索

参考文献

[1]   Cheung F Nature 2011 480(7378) S82[2]   Ma L Wang Y F Lin Z Y et al Proceedings of the Fourth

National Conference on Chemical Biology and ChemistryBiomedical Cross International Symposium (马林 王渝芳林志云 等 第四届全国化学生物学学术会议暨国际化学与

生物医学交叉研讨会论文集) 2005[3]   Qi L W Zhou J L Hao H P et al Journal of China Pharma

ceutical University (齐炼文 周建良 郝海平 等 中国药科

大学学报) 2010(3) 195[4]   Wang H L Zou H F Kong L et al Chinese Journal of Chro

matography (汪海林 邹汉法 孔亮 等 色谱) 1999 17(2) 123

[5]   Niu X X Cui X S Su H et al Chinese Journal of Chromatography (牛晓雪 崔旭盛 苏贺 等 色谱) 2012 30(2)211

[6]   Zhao L L Liu F F Peng Y et al Chinese Journal of Chromatography (赵路路 刘菲菲 彭缨 等 色谱) 2012 30(12) 1271

[7]   Zhu P X Ding L X He J J et al Chinese Journal of Chromatography (朱培曦 丁丽霞 何佳佳 等 色谱) 2012 30(10) 1026

[8]   Mi H Zhang W Z Practical Modern Statistical AnalysisMethod and SPSS Application Beijing Contemporary ChinaPublish House (米红 张文璋 实用现代统计分析方法及

SPSS 应用 北京 当代中国出版社) 2004[9]   Wang H W Zhang Z H Journal of Management Sciences in

China (王惠文 张志慧 管理科学学报) 2006 9(4) 27[10]   Wang L B Multivariate Statistical Analysis Models Case

Study and Application of SPSS Beijing Economic SciencePress (王力宾 多元统计分析 模型案例及 SPSS 应用 北

京 经济科学出版社) 2010[11]   Fu Y Wang L J Chai F M et al Earth Science Frontiers

(付勇 汪立今 柴凤梅 等 地学前缘) 2009 16(1) 373[12]   Mo H D Agricultural Experiment Design 2nd ed Shang

hai Shanghai Science and Technology Publishing House(莫惠栋 农业试验统计 2 版 上海 上海科技出版社)1992

[13]   Gu S L Hui D F Bian A H J Biomath 1998 13 426[14]   Liu J Liu Y Liu X et al Am J Hum Genet 2007 81(2)

304[15]   Liu G B Journal of Tianjin Agricultural University (刘桂宾

天津农学院学报) 2007 14(3) 33[16]   Liu X Y Meng J Chinese Agricultural Science Bulletin (刘

晓宇 孟军 中国农学通报) 2012 28(7) 223[17]   Wang J G [MS Dissertation] Shanghai Shanghai Univer

sity (王继国 [硕士学位论文] 上海 上海大学) 2004[18]   Li S Z Bian H R Liu X L Journal of Guiyang College of

Traditional Chinese (李姝臻 边洪荣 刘晓龙 贵阳中医学

院学报) 2013 35(4) 297[19]   Sun H X Li R L Zhao S Q Evaluation and Analysis of

DrugUse in Hospitals of China (孙会仙 李瑞林 赵尚清中国医院用药评价与分析) 2011 11(1) 94

[20]   Goto Y Yamada K Ohyama T et al Diabetes Res ClinPract 1995 28(2) 81

[21]   Zhu Y P Li X T Li L T Journal of Chinese Institute ofFood Science and Technology (朱运平 李秀婷 李里特中国食品学报) 2011 11(4) 154

middot016middot

  第 6 期 王定颖等基于液相色谱信息的西青果化学成分抑制 α葡萄糖苷酶活性数学模型的构建

[22]  Xu Q Y [MS Dissertation] Dalian Dalian PolytechnicUniversity (许芹永 [硕士学位论文] 大连 大连工业大

学) 2012[23]  Nilubon J A Megh R B Jun K Food Chem 2007 103

1319[24]  Megh R B Nilubon J A Gao H et al Food Chem 2008

106 247[25]  Zhu Y P Yin L J Cheng Y Q et al Food Chem 2008

109 737[26]  Li D Q Qian Z M Li S P J Agric Food Chem 2010 58

6608[27]  Xiao Y F Liu X L Liu S et al Journal of North Pharmacy

(肖云峰 刘小雷 刘爽 等 北方药学) 2011 8(11) 19[28]   Cheng D Y Wang Y L Liu Y H et al China Pharmacist

(程东岩 王友联 刘永宏 等 中国药师) 2011 14(10)1521

[29]   Gao H Huang Y N Xu P Y et al Food Chem 2007 105628

[30]   Zhu W J Kou Z N Zhang X et al Food Research andDevelopment (朱文佳 寇自农 张曦 等 食品研究与开

发) 2012 33(8) 171[31]   Xu Q Y Zhu J B Song Q N et al Science and Technology

of Food Industry (许芹永 朱靖博 宋青楠 等 食品工业

科技) 2012(3) 110

10508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882

                历史性的突破两周内到货                    mdashmdashmdash赛默飞液相色谱备件快速到货承诺

    2014 年 5 月 11 日北京mdashmdashmdash科学服务领域的世界领导者赛默飞世尔科技(简称赛默飞)发布液相色谱

备件快速到货承诺    实验做到一半氘灯寿终正寝此刻的你该怎么办    相信大多数用户都遇到过类似的问题进口仪器需要更换或更新部件和耗材的时候到货期常常需要很

长一段时间在此期间用户除了等待别无办法项目进度也因此耽搁    为了更好地满足用户的应急需求和满足全国广大用户日益增长的市场需要赛默飞世尔科技推出了液

相色谱产品快速到货承诺mdashmdashmdash液相色谱常规模块包括常用配件和耗材的货期缩短至两周内    两周货期长期有效详情请咨询各区域销售    本活动最终解释权归赛默飞世尔科技所有    详情请查看 http wwwthermocomcn news1097html    免费服务热线8008105118 4006505118

赛默飞世尔科技 供稿

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Page 7: 葡萄糖苷酶活性数学模型的构建 - chrom-china. · PDF file基金项目:辽宁省高等学校重大科技 ... 经济学 、社会学 ... 重蒸后使用),购自天津市大

色 谱 第 32 卷

图 4  模型稳健性考察样品的 HPLC 谱图Fig 4  HPLC chromatograms of the samples for

the steadiness of the model

971049008 03按大小顺次样品排列为 S2N>S5N>S1N>S3N>S4N 该数值变化规律与计算所得数据吻合存在正

常范围内的随机误差说明模型的稳健性良好    中药组分是天然的混合复杂化合物体系不同

中药组分的复杂程度不同西青果组成成分与药理

活性已被多位学者深入研究 本论文通过构建西青

果提取物中多个化学成分与抑制 α葡萄糖苷酶活

性之间对应关系的数学模型建立了一种基于复杂

体系色谱分析信息生物活性信息的数学模型来表

征与评价天然产物某方面活性的方法 相信这一研

究思路同样适用于单一植物的多种成分与其他方面

活性不同中药资源的成分与多种不同活性等方面

的研究这对于开展植物源功能食品中药研发具有

重要的科学意义

3  结论

    本研究借助 SPSS131049008 0 软件探索了结合色谱

学与统计学表征复杂体系中成分与活性对应数学关

系的可行性 研究中构造了一系列组成既有区别又

有联系的连续变化样品组测定其成分信息与活性

信息采用多元线性回归中的逐步回归法建立数学

关系模型来表征多个化合物的混合复杂体系中各物

质含量与活性大小的关系并证明了该关系模型的稳

健性良好 结果表明这一探索是可行的 此关系模

型可表征化合物混合体系中各物质含量变化引起的

活性变化对药物开发以及质量控制中的关键活性

物质的确定具有一定的指导作用为应用数学在色

谱分析学领域的使用开拓了一个新的思路与方法具有潜在的应用价值 由于本研究时间及条件所

限未能确定对活性影响较大物质(第 1829364117 号峰对应化合物)的具体的化学结构后续研

究中可在此方面做进一步的探索

参考文献

[1]   Cheung F Nature 2011 480(7378) S82[2]   Ma L Wang Y F Lin Z Y et al Proceedings of the Fourth

National Conference on Chemical Biology and ChemistryBiomedical Cross International Symposium (马林 王渝芳林志云 等 第四届全国化学生物学学术会议暨国际化学与

生物医学交叉研讨会论文集) 2005[3]   Qi L W Zhou J L Hao H P et al Journal of China Pharma

ceutical University (齐炼文 周建良 郝海平 等 中国药科

大学学报) 2010(3) 195[4]   Wang H L Zou H F Kong L et al Chinese Journal of Chro

matography (汪海林 邹汉法 孔亮 等 色谱) 1999 17(2) 123

[5]   Niu X X Cui X S Su H et al Chinese Journal of Chromatography (牛晓雪 崔旭盛 苏贺 等 色谱) 2012 30(2)211

[6]   Zhao L L Liu F F Peng Y et al Chinese Journal of Chromatography (赵路路 刘菲菲 彭缨 等 色谱) 2012 30(12) 1271

[7]   Zhu P X Ding L X He J J et al Chinese Journal of Chromatography (朱培曦 丁丽霞 何佳佳 等 色谱) 2012 30(10) 1026

[8]   Mi H Zhang W Z Practical Modern Statistical AnalysisMethod and SPSS Application Beijing Contemporary ChinaPublish House (米红 张文璋 实用现代统计分析方法及

SPSS 应用 北京 当代中国出版社) 2004[9]   Wang H W Zhang Z H Journal of Management Sciences in

China (王惠文 张志慧 管理科学学报) 2006 9(4) 27[10]   Wang L B Multivariate Statistical Analysis Models Case

Study and Application of SPSS Beijing Economic SciencePress (王力宾 多元统计分析 模型案例及 SPSS 应用 北

京 经济科学出版社) 2010[11]   Fu Y Wang L J Chai F M et al Earth Science Frontiers

(付勇 汪立今 柴凤梅 等 地学前缘) 2009 16(1) 373[12]   Mo H D Agricultural Experiment Design 2nd ed Shang

hai Shanghai Science and Technology Publishing House(莫惠栋 农业试验统计 2 版 上海 上海科技出版社)1992

[13]   Gu S L Hui D F Bian A H J Biomath 1998 13 426[14]   Liu J Liu Y Liu X et al Am J Hum Genet 2007 81(2)

304[15]   Liu G B Journal of Tianjin Agricultural University (刘桂宾

天津农学院学报) 2007 14(3) 33[16]   Liu X Y Meng J Chinese Agricultural Science Bulletin (刘

晓宇 孟军 中国农学通报) 2012 28(7) 223[17]   Wang J G [MS Dissertation] Shanghai Shanghai Univer

sity (王继国 [硕士学位论文] 上海 上海大学) 2004[18]   Li S Z Bian H R Liu X L Journal of Guiyang College of

Traditional Chinese (李姝臻 边洪荣 刘晓龙 贵阳中医学

院学报) 2013 35(4) 297[19]   Sun H X Li R L Zhao S Q Evaluation and Analysis of

DrugUse in Hospitals of China (孙会仙 李瑞林 赵尚清中国医院用药评价与分析) 2011 11(1) 94

[20]   Goto Y Yamada K Ohyama T et al Diabetes Res ClinPract 1995 28(2) 81

[21]   Zhu Y P Li X T Li L T Journal of Chinese Institute ofFood Science and Technology (朱运平 李秀婷 李里特中国食品学报) 2011 11(4) 154

middot016middot

  第 6 期 王定颖等基于液相色谱信息的西青果化学成分抑制 α葡萄糖苷酶活性数学模型的构建

[22]  Xu Q Y [MS Dissertation] Dalian Dalian PolytechnicUniversity (许芹永 [硕士学位论文] 大连 大连工业大

学) 2012[23]  Nilubon J A Megh R B Jun K Food Chem 2007 103

1319[24]  Megh R B Nilubon J A Gao H et al Food Chem 2008

106 247[25]  Zhu Y P Yin L J Cheng Y Q et al Food Chem 2008

109 737[26]  Li D Q Qian Z M Li S P J Agric Food Chem 2010 58

6608[27]  Xiao Y F Liu X L Liu S et al Journal of North Pharmacy

(肖云峰 刘小雷 刘爽 等 北方药学) 2011 8(11) 19[28]   Cheng D Y Wang Y L Liu Y H et al China Pharmacist

(程东岩 王友联 刘永宏 等 中国药师) 2011 14(10)1521

[29]   Gao H Huang Y N Xu P Y et al Food Chem 2007 105628

[30]   Zhu W J Kou Z N Zhang X et al Food Research andDevelopment (朱文佳 寇自农 张曦 等 食品研究与开

发) 2012 33(8) 171[31]   Xu Q Y Zhu J B Song Q N et al Science and Technology

of Food Industry (许芹永 朱靖博 宋青楠 等 食品工业

科技) 2012(3) 110

10508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882105088210508821050882

                历史性的突破两周内到货                    mdashmdashmdash赛默飞液相色谱备件快速到货承诺

    2014 年 5 月 11 日北京mdashmdashmdash科学服务领域的世界领导者赛默飞世尔科技(简称赛默飞)发布液相色谱

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长一段时间在此期间用户除了等待别无办法项目进度也因此耽搁    为了更好地满足用户的应急需求和满足全国广大用户日益增长的市场需要赛默飞世尔科技推出了液

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  第 6 期 王定颖等基于液相色谱信息的西青果化学成分抑制 α葡萄糖苷酶活性数学模型的构建

[22]  Xu Q Y [MS Dissertation] Dalian Dalian PolytechnicUniversity (许芹永 [硕士学位论文] 大连 大连工业大

学) 2012[23]  Nilubon J A Megh R B Jun K Food Chem 2007 103

1319[24]  Megh R B Nilubon J A Gao H et al Food Chem 2008

106 247[25]  Zhu Y P Yin L J Cheng Y Q et al Food Chem 2008

109 737[26]  Li D Q Qian Z M Li S P J Agric Food Chem 2010 58

6608[27]  Xiao Y F Liu X L Liu S et al Journal of North Pharmacy

(肖云峰 刘小雷 刘爽 等 北方药学) 2011 8(11) 19[28]   Cheng D Y Wang Y L Liu Y H et al China Pharmacist

(程东岩 王友联 刘永宏 等 中国药师) 2011 14(10)1521

[29]   Gao H Huang Y N Xu P Y et al Food Chem 2007 105628

[30]   Zhu W J Kou Z N Zhang X et al Food Research andDevelopment (朱文佳 寇自农 张曦 等 食品研究与开

发) 2012 33(8) 171[31]   Xu Q Y Zhu J B Song Q N et al Science and Technology

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备件快速到货承诺    实验做到一半氘灯寿终正寝此刻的你该怎么办    相信大多数用户都遇到过类似的问题进口仪器需要更换或更新部件和耗材的时候到货期常常需要很

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相色谱产品快速到货承诺mdashmdashmdash液相色谱常规模块包括常用配件和耗材的货期缩短至两周内    两周货期长期有效详情请咨询各区域销售    本活动最终解释权归赛默飞世尔科技所有    详情请查看 http wwwthermocomcn news1097html    免费服务热线8008105118 4006505118

赛默飞世尔科技 供稿

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