液-質(zhì)聯(lián)用技術(shù)在中藥分析中的應(yīng)用

羅 芬

(廣東食品藥品職業(yè)學(xué)院，廣東 廣州 510520)

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液-質(zhì)聯(lián)用技術(shù)在中藥分析中的應(yīng)用

羅 芬

(廣東食品藥品職業(yè)學(xué)院，廣東 廣州 510520)

液-質(zhì)(LC-MS)聯(lián)用技術(shù)將LC的高分離能力與MS的結(jié)構(gòu)鑒別功能結(jié)合起來，已廣泛應(yīng)用于中藥成分的定性、定量和藥動(dòng)學(xué)等研究。簡要綜述了LC-MS技術(shù)在中藥化學(xué)成分分析、中藥質(zhì)量控制、中藥藥動(dòng)學(xué)研究、中藥代謝研究以及代謝組學(xué)研究等方面的應(yīng)用進(jìn)展，并分析了其存在的問題及應(yīng)用前景。

中藥分析；液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用；中藥質(zhì)量控制；中藥藥動(dòng)學(xué)；中藥代謝組學(xué)

液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS)技術(shù)是以液相為分離手段，以質(zhì)譜為鑒定工具的一種分離分析技術(shù)。它將LC的高分離能力與MS的結(jié)構(gòu)鑒別功能結(jié)合起來，廣泛應(yīng)用于中藥成分的定性、定量、體內(nèi)代謝、藥代動(dòng)力學(xué)及代謝組學(xué)研究等諸多方面。本文根據(jù)近年來所報(bào)道的相關(guān)文獻(xiàn)，就目前常用的液-質(zhì)聯(lián)用技術(shù)及其在上述幾方面的應(yīng)用進(jìn)行綜述。

1 液-質(zhì)聯(lián)用分類

目前常用的液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用具有兩大分類系統(tǒng)，一種是從質(zhì)譜的離子源角度來劃分，包括電噴霧離子源(ESI)、大氣壓化學(xué)電離源(APCI)和大氣壓光電離源(APPI)等；另一種是從質(zhì)譜的質(zhì)量分析器角度來劃分，包括四極桿(Q-MS)、離子阱(IT-MS)、三重四極桿(TQ-MS)、飛行時(shí)間質(zhì)譜儀(TOF-MS)和傅立葉變換質(zhì)譜儀(FT-MS)等。

2 液-質(zhì)聯(lián)用技術(shù)在中藥分析中的應(yīng)用

2.1 中藥化學(xué)成分分析

中藥及其制劑往往成分復(fù)雜多樣，成分研究采用傳統(tǒng)提取分離方法，再通過光譜和質(zhì)譜等分析技術(shù)進(jìn)行鑒定，分離提純工作量大。而采用LC-MS聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行中藥化學(xué)成分分析，可以同時(shí)得到化合物的保留時(shí)間、紫外光譜、分子量及特征結(jié)構(gòu)碎片等豐富信息，具有高效快速和高靈敏度的特點(diǎn)，只需對(duì)樣品進(jìn)行簡單預(yù)處理或衍生化，因此在中藥化學(xué)成分分析中得到廣泛應(yīng)用。

孫健等[1]應(yīng)用LC-MSn聯(lián)用技術(shù)研究柴胡皂苷類的化學(xué)成分，得到各化合物的總離子流圖和多級(jí)質(zhì)譜圖從而鑒定出23個(gè)化合物。張加余等[2]鑒定馬錢子中的生物堿類成分。采用HPLC-ESI-MS/MS對(duì) 4 類生物堿的裂解方式，結(jié)合保留時(shí)間、質(zhì)荷比以及多級(jí)串聯(lián)質(zhì)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，鑒定了18 個(gè)生物堿成分。汪祺等[3]分析生脈注射液中木脂素類化學(xué)成分，以五味子中間體化學(xué)成分研究為基礎(chǔ)，采用LC-IT-MS聯(lián)用儀對(duì)8 家生產(chǎn)企業(yè)的生脈注射液樣品進(jìn)行化學(xué)成分指認(rèn)。發(fā)現(xiàn)8 家生產(chǎn)企業(yè)共有成分為五味子醇甲、戈米辛D、戈米辛J和當(dāng)歸酰戈米辛Q。張靖等[4]采用UPLC-ESI-LTQ-Orbitrap質(zhì)譜分離分析三芪口服液中化學(xué)成分，根據(jù)精確相對(duì)分子量信息和多級(jí)質(zhì)譜碎片信息，結(jié)合對(duì)照品質(zhì)譜行為，從復(fù)方三芪中快速分析鑒定了39個(gè)成分。

液相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜(LC-TOF-MS)全掃描模式下可以準(zhǔn)確測出分子量，已廣泛應(yīng)用于中藥復(fù)雜體系成分分析及化合物結(jié)構(gòu)鑒定。母會(huì)丹等[5]采用UPLC/Q-TOF-MS在正負(fù)離子模式下對(duì)白芍甲醇提取物中的化學(xué)成分進(jìn)行分離及結(jié)構(gòu)鑒定。根據(jù)各個(gè)色譜峰在質(zhì)譜中的精確相對(duì)分子質(zhì)量、質(zhì)譜碎片結(jié)構(gòu)信息和色譜保留規(guī)律，成功鑒定了白芍中 9 個(gè)化合物。其中化合物1為沒食子酰基蔗糖，其余均為單萜苷類化合物。

2.2 中藥質(zhì)量控制研究

中藥質(zhì)量控制主要是對(duì)與其功效有關(guān)的活性成分或指標(biāo)性成分進(jìn)行定性鑒別及含量測定。但大量研究表明，中藥的藥效并非是單個(gè)或某幾個(gè)指標(biāo)成分在起作用，而是多成分共同作用的結(jié)果。因此，從單一指標(biāo)性成分控制向多指標(biāo)發(fā)展是中藥質(zhì)量控制研究的必然趨勢。

HPLC-MS由于本身的特殊優(yōu)勢，在中藥多成分測定中發(fā)揮了優(yōu)勢。參甘冠心合劑是一種治療冠心病心絞痛的經(jīng)驗(yàn)方劑，藥味眾多，體系復(fù)雜，主要含有黃酮類、苯丙素苷類、酚酸類、芳香酸類等化學(xué)成分群。張藝竹等[6]采用液相-三重四極桿質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)首次對(duì)參甘冠心合劑中的芍藥苷、毛蕊花糖苷、阿魏酸、柚皮苷、丹酚酸 B、黨參炔苷、橙皮苷、甘草苷、異甘草苷、甘草素、異甘草素等 11 種成分同時(shí)進(jìn)行測定，實(shí)現(xiàn)對(duì)中藥復(fù)方制劑中多種成分進(jìn)行定量測定，以對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行更好的控制。汪祺等[7]采用UPLC建立了生脈注射液指紋圖譜，標(biāo)定了18個(gè)共有峰，同時(shí)，采用離子阱質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，通過二級(jí)質(zhì)譜信息，結(jié)合對(duì)照品及文獻(xiàn)報(bào)道，確定18個(gè)共有峰化合物的結(jié)構(gòu)，為進(jìn)一步探討生脈注射液的物質(zhì)基礎(chǔ)，以及控制產(chǎn)品質(zhì)量提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

質(zhì)譜檢測的高靈敏度適于樣品中低含量組分或毒性成分的測定。研究報(bào)道山豆根生物堿是其功效和毒性的主要物質(zhì)基礎(chǔ)，其中生物堿中的金雀花堿類毒性更大。李妃等[8]采用HPLC-MS法，多反應(yīng)監(jiān)測掃描方式同時(shí)測定山豆根樣品中苦參堿、氧化苦參堿、金雀花堿和 N-甲基金雀花堿的含量，為控制毒性較大的金雀花堿型生物堿成分含量提供參考。該方法適用于含量微少或基質(zhì)較復(fù)雜的樣本。

2.3 中藥藥動(dòng)學(xué)研究

中藥藥動(dòng)學(xué)研究中需對(duì)生物樣品中的微量成分(原藥、代謝物等)同時(shí)進(jìn)行分析，LC-MS由于其強(qiáng)大的分離鑒定優(yōu)勢，不僅能夠同時(shí)測定樣品中復(fù)方制劑的多組分濃度，而且對(duì)代謝物能夠進(jìn)行定性，滿足生物樣品分析中的要求，逐漸成為中藥藥代動(dòng)力學(xué)研究的重要工具之一。為了了解氧化苦參堿在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為苦參堿的量，便于臨床確定給藥劑量及掌握藥物發(fā)揮藥效與毒性的物質(zhì)基礎(chǔ)，王素軍等[9]通過液相-串聯(lián)質(zhì)譜(LC/MS/MS)法測定ig和iv氧化苦參堿后氧化苦參堿和代謝產(chǎn)物苦參堿的血藥濃度，以及ig和iv苦參堿后苦參堿的血藥濃度,對(duì)氧化苦參堿在食蟹猴體內(nèi)的轉(zhuǎn)化率及代謝特點(diǎn)進(jìn)行研究。王瑩等[10]采用超高效液相色譜-串聯(lián)三重四極桿質(zhì)譜議同時(shí)測定決明子特有蒽醌類成分橙黃決明素、黃決明素、決明素和1-去甲基決明素在大鼠血漿中的濃度，以此為指標(biāo)進(jìn)行藥動(dòng)學(xué)研究，全面地反映了決明子在大鼠體內(nèi)的吸收過程。王佩瑤等[11]利用 UPLC/TOF-MS 進(jìn)行血清樣品分析，考察了雙龍方(人參、丹參)中人參皂苷、丹參酚酸兩大類物質(zhì)在大鼠體內(nèi)的藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)，測定了雙龍方中丹參素、丹參酚酸G、丹參酚酸K、丹參酚酸M、人參皂苷Rb1、Rb2、Rc、Rd、M-Rb1、M-Rd 10種成分的峰濃度。明確了雙龍方中有效部分人參總皂苷和丹參總酚酸在大鼠體內(nèi)的藥動(dòng)學(xué)規(guī)律，為臨床合理用藥提供參考依據(jù)。

2.4 中藥代謝研究

LC-MS聯(lián)用技術(shù)在分析中藥代謝產(chǎn)物時(shí)，由于其選擇性強(qiáng)、靈敏度高且可以獲得化合物的大量信息，有利于藥物代謝產(chǎn)物和內(nèi)源性化合物的分離和鑒定，成為分析和鑒定代謝物最有效的方法之一。左冉等[12]研究黃連解毒湯體內(nèi)發(fā)揮藥效作用的物質(zhì)基礎(chǔ)時(shí)，采用LC-FT-ICR-MS 法, 對(duì)多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的血漿混合樣品進(jìn)行檢識(shí)和結(jié)構(gòu)確認(rèn)，對(duì)黃連解毒湯入血成分進(jìn)行了更為全面準(zhǔn)確的分析，共發(fā)現(xiàn) 38 個(gè)入血成分，包括 22 個(gè)原形成分和 16 個(gè)代謝產(chǎn)物。在代謝產(chǎn)物中，除 M11 為一相代謝產(chǎn)物外，黃連解毒湯主要成分在大鼠體內(nèi)多以二相代謝產(chǎn)物形式存在，包括葡糖醛酸和硫酸化產(chǎn)物。Zhang Lei等[13]首次采用LC-IT-TOF-MS研究藤黃酸在大鼠膽汁中的代謝產(chǎn)物，結(jié)果藤黃酸快速地代謝為三個(gè)代謝物，經(jīng)鑒定分別為3,4-雙氫藤黃酸、10-羥基藤黃酸和9,10-環(huán)氧藤黃酸。

2.5 代謝組學(xué)研究

代謝組學(xué)是研究生物體系受外部刺激或擾動(dòng)后所產(chǎn)生的內(nèi)源性代謝物整體及其變化規(guī)律的科學(xué)，是探明生物體系代謝途徑的研究方法。代謝組學(xué)的研究樣本可以是生物體液(如血漿、尿液、唾液等)、細(xì)胞提取物、細(xì)胞培養(yǎng)液和組織等。檢測分析技術(shù)主要采用以核磁共振譜(NMR)、質(zhì)譜(MS)為核心的分析技術(shù)以及色譜與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)。

Q-TOF質(zhì)譜儀能夠同時(shí)獲得分子離子和子離子的精確質(zhì)量數(shù)，有利于獲取分子式及代謝物的裂解特征信息，有效地進(jìn)行未知化合物的解析，因此非常適合于代謝組學(xué)研究中尋找及鑒定與疾病相關(guān)的可能標(biāo)志物結(jié)構(gòu)。關(guān)鑫等[14]對(duì)大鼠在急性胰腺炎(AP)時(shí)尿液的變化特征及生物標(biāo)記物進(jìn)行分析時(shí)，采用LC-ESI-Q-TOF-MS技術(shù)的代謝組學(xué)方法分析大鼠AP模型組與對(duì)照組的尿液樣本，從整體代謝角度探討急性胰腺炎時(shí)大鼠體內(nèi)代謝的特征。結(jié)果發(fā)現(xiàn)了18個(gè)潛在的生物標(biāo)志物，為急性胰腺炎的臨床診斷和藥物療效評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)。張啟云等[15]采用HPLC-TQ-MS/MS 檢測血漿中物質(zhì)，PCA、OSC-PLS 分析麻杏石甘湯對(duì)哮喘模型大鼠血漿中內(nèi)源性物質(zhì)及其整體狀態(tài)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了部分生物標(biāo)記物。代謝組學(xué)是目前癌癥早期診斷和預(yù)后判斷的相關(guān)分子標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)和篩選[16-18]的一種高效技術(shù)手段。為了發(fā)現(xiàn)胃癌的早期診斷標(biāo)志物，楊太忠等[19]采用超高效液相色譜-質(zhì)譜(UPLC-MS)分析了20例胃癌患者及40例正常人血清代謝譜。通過代謝組數(shù)據(jù)分析獲得胃癌患者系統(tǒng)代謝特征，結(jié)果定性出57個(gè)差異代謝物。其中二氫膽固醇經(jīng)驗(yàn)證組樣本驗(yàn)證，具有成為胃癌代謝標(biāo)志物的潛力。

3 結(jié)語

隨著色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的日益成熟，液-質(zhì)聯(lián)用技術(shù)已經(jīng)成為中藥各類成分分析的重要手段，其所提供的大量結(jié)構(gòu)信息不僅對(duì)中藥成分的分析鑒定提供了依據(jù)，也為中藥或中藥復(fù)方的體內(nèi)過程研究和代謝產(chǎn)物的分析奠定了基礎(chǔ)，對(duì)中藥物質(zhì)基礎(chǔ)和作用機(jī)制的研究發(fā)揮著重要作用。

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(責(zé)任編輯：宋勇剛)

2014-02-24

羅芬(1985-)，女，碩士，廣東食品藥品職業(yè)學(xué)院助教，研究方向?yàn)樗幬锓治觥?/p>

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