本发明属于中药质量评价，涉及一种基于辨状论质的黄芩质量评价方法。
背景技术：
1、黄芩始载于《神农本草经》，被列为上品，具有清热燥湿，泻火解毒，止血，安胎的功效。来源于唇形科(labiatae)黄芩属(scutellaria linn.)植物黄芩(scutellariabaicalensis georgi)的干燥根，黄芩主要含有黄酮类、萜类、挥发油类等化合物，具有抗炎、抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗氧化等功效。临床上，黄芩常作为经典名方中配伍药物与其他药物协同发挥作用。在中成药中占有一定地位，是三九胃泰胶囊、小儿肺热咳喘颗粒、清热解毒片等六百多种中成药的重要原料。中医中药在新型冠状病毒感染的治疗中，起到举足轻重的作用。因黄芩善清肺热咳嗽等上焦之火，在治疗新型冠状病毒感染的复方中的高频使用。
2、近年来，黄芩人工栽培规模逐渐扩大，且初见成效；相关调研表明，人工种植与采收各异的问题仍存在，2020年版《中国药典》中规定黄芩的采收期为春、秋两季，采收期范围较大，且区域气候差异性较大，不能为各种植地区提供一定的采收期依据，采收期的不同导致栽培的黄芩商品质量参差不齐的现象出现。
3、有效成分作为中药药效的物质基础，是药材质量的重要组成部分。采收期是影响中药材活性物质的重要因素之一。《本草纲目》中记录：“生产有南北，节气有迟早，根苗异采收，制造法异度”。“适时采收是药，误时采收是草”，可见，中药材的适时采收对生产高品质药材至关重要。采收作为中药材生产过程中影响药材品质的关键环节之一，不仅对药材质量有较大影响，还影响着药材的产量。因此，探究中药材的质量、产量与采收之间的科学规律，筛选并确立最佳采收期是重要研究内容，也是保持或提升药材品质的重要方法。
4、当代著名生药学家和本草学家谢宗万先生提出“辨状论质”观点，即通过药材的颜色、性状、质地等外观性状进行鉴定，从而初步确定药材的品质优劣。历代本草均记载黄芩以色黄者为佳，也有黄芩以“深色为好”之说，亦有论著称黄芩“以粗长、质坚实、色黄、除尽外皮者为佳”。
5、《基于“辨状论质”理论对南柴胡外观性状与内在质量的相关性研究》(中国中药杂志，2023，48(07)：1815-1823)中，王文雪等研究发现在一定范围内南柴胡的表面颜色越红、越长、越粗，其挥发油和柴胡皂苷的含量越高；《不同方法软化切制后的黄芩饮片颜色与5种黄酮类成分含量的相关性研究》(中国中药杂志，2019，44(20)：4467-4475)中，柴冲冲等发现黄芩粉末颜色越亮，越黄，总色值越大，黄酮类成分含量越高，黄酮苷元类成分越低。但是现有技术是采用人为来判断外观性状，具有较强的主观性，很难保证评价的客观性以及准确性，导致评价结果不精准。
6、综上所述，通过黄芩外观性状、有效成分以及产量等多维度对黄芩质量进行评价，进而指导黄芩采收是现阶段所要解决的一个难题。
技术实现思路
1、针对现有黄芩质量评价存在的技术难题，本发明提供一种基于辨状论质的黄芩质量评价方法。
2、本发明旨在利用主成分分析对黄芩的外观形状指标、有效成分和产量进行联合分析，构建多维度评价模型；通过黄芩外观性状指标快速预测黄芩的有效成分含量，实现黄芩质量的精准评价，进而指导黄芩的采收。
3、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
4、一种基于的黄芩质量评价方法，包括以下步骤：
5、1)获取不同采收期黄芩的8个指标数据
6、获取不同采收期黄芩的4个外观性状指标数据：根长、根中部直径、根冠直径以及粉末颜色；
7、获取不同采收期黄芩的3个内在物质指标数据：黄芩苷的含量、折干率、醇溶性浸出物含量；
8、获取不同采收期黄芩的产量指标数据；
9、2)主成分分析
10、以步骤1)获取的8个指标数据为变量因子进行降维-主成分分析，提取特征值≥1的三个主成分f1、f2和f3，并得到各主成分对应的贡献率p1、p2和p3；
11、3)构建评价函数
12、以三个主成分f1、f2和f3以及对应的各主成分的贡献率p1、p2和p3为权数，构建综合评价函数f＝p1f1+p2f2+p3f3；
13、4)质量评价
14、根据计算的f值，对黄芩进行质量评价。
15、进一步限定，所述步骤1)中，黄芩苷的含量采用以下方法得到：
16、a)制备黄芩供试品溶液
17、以黄芩粉末与甲醇溶液混合制备而成；
18、b)色谱分析
19、采用高效液相色谱测定黄芩供试品溶液的色谱图，并计算有效成分黄芩苷的含量。
20、进一步限定，所述黄芩供试品溶液的制备过程是：精密称定黄芩粉末0.10g，置于具塞锥形瓶中，加入70％乙醇40ml，称定重量，超声处理40min，放冷，再称定重量，用甲醇补足减失重量，摇匀，滤过，取续滤液，即得。
21、进一步限定，所述高效液相色谱测定条件是：
22、色谱柱为thermo c18；流动相为乙腈(a)-0.1％甲酸水溶液(b)，梯度洗脱：0～10min，10％～15％a；10～20min，15％～20％a；20～30min，20％～25％a；30～60min，25％～45％a；60～70min，45％～60％a；70～75min，60％～10％a；检测波长274nm、体积流量1.0ml·min-1、进样量10μl、柱温30℃。
23、进一步限定，所述步骤1)中，折干率按照如下方法计算得到：
24、将黄芩根洗净晾干后称量鲜重，60℃下烘干后称量干重，(干重/鲜重×100％)计算样品折干率。
25、进一步限定，所述步骤1)中，醇溶性浸出物含量是采用热浸法测定的。
26、进一步限定，所述步骤1)中产量的测定方法是：分别选取多组1m2范围内黄芩，称量干重，求出平均值再乘以666.7m2得到。
27、进一步限定，所述步骤2)中，降维-主成分分析的具体过程如下：
28、2.1)以不同采收期下黄芩为样本，并以8个指标数据构建样本矩阵x；
29、
30、其中：i表示黄芩样本个数，i＝1、2、3…8；j表示黄芩样本对应的指标数据，j＝1、2、3…8；xij为样本矩阵x中第i个样本对应的第j个指标数据；
31、2.2)对样本矩阵进行标准化处理，得到标准化矩阵y；
32、
33、其中：yij为标准化矩阵y中第i个样本对应的第j个指标数据；xij为第i样本对应的j个指标数据的平均值，sj表示标准化矩阵y第j列的标准方差；i表示黄芩样本个数，i＝1、2、3…8；j表示黄芩样本对应的指标数据，j＝1、2、3…8；
34、2.3)利用公式(2)对标准化矩阵y进行相关性分析，得到相关性矩阵r；
35、
36、其中：rjj表示相关矩阵r第j行第j列的元素，yik为标准化矩阵y中第j行中的第k个指标，表示标准化矩阵y中第j行的均值；ykj为标准化矩阵y中第j列中的第k个指标，表示标准化矩阵y中第j列的均值，j＝1、2、3…8，n为样本数量8；
37、2.4)构建特征方程|r-λji|＝0，求相关性矩阵r的j个非负特征值λj，将这些特征值按从大到小的顺序排列为λ1≥λ2≥λ3……≥λj≥0；i为单位矩阵；
38、2.5)再由计算得出特征值λj对应的特征向量矩阵a；
39、μjj表示第j个主成分对应第j个指标数据的向量；ajj表示第j个主成分对应的第j个指标数据的特征向量；j＝1、2、3…8。
40、2.6)计算贡献率及累计贡献率
41、贡献率
42、累计贡献率
43、其中：λk表示第k个主成分的特征值；
44、2.7)求因子载荷矩阵b
45、取λ≥1的前三个特征值λ1、λ2、λ3，由下式得到因子载荷矩阵b；
46、
47、2.8)按照公式(7)计算主成分f1、f2和f3；同时根据公式(5)计算三个主成分对应的贡献率p1、p2和p3
48、fc＝bc1yi1+bc2yi2+…bcjyij (7)
49、其中：c＝1、2、3，i＝1、2、3……8，j＝1、2、3……8；
50、其中：bc1为因子载荷矩阵b第c行第1列的元素，bc2为因子载荷矩阵b第c行第2列的元素；bcj为因子载荷矩阵b第c行第j列的元素，yij为标准化矩阵y中第i个样本对应的第j个指标数据。
51、进一步限定，步骤4)中，f值越大，黄芩样本的质量越高。
52、本发明的有益效果是：
53、1、本发明通过主成分分析对黄芩的外观性状指标、内在有效成分含量以及产量等指标进行分析，最终构建出多维度评价模型，通过黄芩外观性状指标快速预测黄芩的有效成分含量，实现黄芩质量的精准评价，进而指导黄芩的采收。
54、2、本发明通过对不同采收期黄芩的含量测定，发现不同粉末颜色、根长、根粗的黄芩中的黄芩苷成分含量有差异，从而将黄芩的内在有效成分含量在一定程度上能够外化于形，表现在其外观性状上；通过对其外观性状的客观评价，能够初步确定药材品质的优劣。
55、3、本发明采用l*(亮度)、a*(红绿)、b*(黄蓝)色度空间及游标卡尺等对不同采收期黄芩的粉末颜色及根长、根粗进行了数字化客观的评价，评价结果更加准确。
56、4、本发明采用高效液相色谱法测定黄芩的有效成分含量，测定结果线性相关性好，具有良好的精密性、稳定性和重复性好，结果准确可靠。
1.一种基于辨状论质的黄芩质量评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于辨状论质的黄芩质量评价方法，其特征在于，所述步骤1)中，黄芩苷的含量采用以下方法得到：
3.根据权利要求2所述的基于辨状论质的黄芩质量评价方法，其特征在于，所述黄芩供试品溶液的制备过程是：精密称定黄芩粉末0.10g，置于具塞锥形瓶中，加入70％乙醇40ml，称定重量，超声处理40min，放冷，再称定重量，用甲醇补足减失重量，摇匀，滤过，取续滤液，即得。
4.根据权利要求2所述的基于辨状论质的黄芩质量评价方法，其特征在于，所述高效液相色谱测定条件是：
5.根据权利要求1所述的基于辨状论质的黄芩质量评价方法，其特征在于，所述步骤1)中，折干率按照如下方法计算得到：
6.根据权利要求1所述的基于辨状论质的黄芩质量评价方法，其特征在于，所述步骤1)中，醇溶性浸出物含量是采用热浸法测定的。
7.根据权利要求1所述的基于辨状论质的黄芩质量评价方法，其特征在于，所述步骤1)中产量的测定方法是：分别选取多组1m2范围内黄芩，称量干重，求出平均值再乘以666.7m2得到。
8.根据权利要求1所述的基于辨状论质的黄芩质量评价方法，其特征在于，所述步骤2)中，降维-主成分分析的具体过程如下：
9.根据权利要求1所述的基于辨状论质的黄芩质量评价方法，其特征在于，所述步骤4)中，f值越大，黄芩的质量越高。
