陳 靖,柴 玲,趙夏蔭
(1.常德職業技術學院,湖南 常德 415000; 2.廣西壯族自治區中醫藥研究院,廣西中藥質量標準研究重點實驗室,廣西 南寧 530022; 3.中國中藥控股有限公司,廣東 佛山 528000)
蜂膠為蜜蜂科昆蟲意大利蜂ApismelliferaL.工蜂采集的植物樹脂與其上額腺、蠟腺等分泌物混合形成的具有黏性的固體膠狀物[1],酒制蜂膠為該藥材經粉碎、乙醇浸泡提取、干燥后的炮制品,臨床上內治體虛早衰、高脂血癥、消渴,外治皮膚皸裂、燒燙傷[1]。蜂膠中含有黃酮、酚酸、萜烯酸、糖類、氨基酸等多種成分[2-5],以黃酮、酚酸為主,具有抗氧化、抗炎、降血糖、抗腫瘤等生物活性[5-8]。
目前,國內外學者關于蜂膠的研究大多為功能成分、生物活性,鮮有涉及藥動學方面[9-10]。喬松素、白楊素、高良姜素、對香豆酸、山柰酚、柚皮素為蜂膠中重要的黃酮、酚酸類物質[10],但其藥動學、代謝產物尚不明確,故闡明它們在體內的代謝規律、鑒定其代謝產物對揭示蜂膠藥效物質基礎具有重要意義。
超高效液相與高分辨質譜聯用技術具有良好的定量與定性能力[11],可實現入血成分的快速識別、解析,已成為入血成分研究的首選方法[12]。本實驗采用超高效液相色譜-四極桿-靜電場軌道阱高分辨質譜 (UPLC-Q Exactive Orbitrap MS) 法測定酒制蜂膠中喬松素、白楊素、高良姜素、對香豆酸、山柰酚、柚皮素的血藥濃度,開展體內藥動學分析,并對其代謝產物進行鑒定,以期為該炮制品藥效物質基礎、作用機制的進一步研究提供依據。
1.1 儀器 Q-Exactive 四極桿-靜電場軌道阱高分辨質譜系統、UltiMate 3000 超快速高效液相色譜系統(美國熱電公司); Milli-Q 純水儀(美國密理博公司); 艾本德5810R 真空濃縮儀(德國艾本德公司); KQ2200DV 數控聲波清洗儀器(昆山市超聲儀器有限公司); ME55 型電子天平(瑞士梅特勒-托利多公司)。
1.2 試劑與藥物 喬松素(批號PCS0734)、白楊素(批號PCS0041)、高良姜素(批號PCS0429)、對香豆酸(批號PCS0296)、山姜素 (批號PCS0819)、山柰酚 (批號PCS0796)、柚皮素 (批號PCS0914)、氯霉素 (批號PCS220411) 對照品均購自成都植生化純生物技術有限公司,純度≥98%。酒制蜂膠(批號220301) 購自湖南一方天江藥業有限公司,UPLC-MS 法測得喬松素、白楊素、高良姜素、對香豆酸、山柰酚、柚皮素含量分別為16.97、41.28、35.21、4.672、3.135、21.73 mg/g (未檢測到氯霉素)。聚乙二醇400 (上海阿拉丁生物試劑有限公司)。乙腈、乙醇、甲酸均為色譜純(德國默克公司)。
1.3 動物 雌性SD 大鼠,SPF 級,體質量(270±10) g,購自廣西醫科大學動物實驗中心,動物生產許可證號SCXK (桂) 2020-0003,飼養溫度20 ~25 ℃,相對濕度40% ~55%。
2.1 UPLC-Q Exactive Orbitrap MS 分析條件
2.1.1 色譜 ACQUITY UPLC BEH C18色譜柱(50 mm×2.1 mm,1.7 μm); 流動相0.1% 甲酸(A) -甲醇(B),梯度洗脫(0~2 min,5%B; 2~13 min,5% ~95%B; 13 ~14 min,95% ~100% B; 14 ~16 min,100% B; 16 ~16.1 min,100% ~5% B; 16.1 ~19 min,5% B); 體積流量0.3 mL/min; 柱溫30 ℃; 自動進樣器溫度4 ℃; 進樣量2 μL。
2.1.2 質譜 加熱型電噴霧離子源(HESI),正負離子掃描; 傳輸毛細管溫度320 ℃; 鞘氣體積流量35 psi (1 psi=6.895 kPa); 輔助氣體積流量10 psi,溫度350 ℃; 掃描模式Full MS/dd-MS2,范圍m/z70 ~1 050; 一、二級掃描分辨率70 000、17 500; 碰撞氣高純氮氣。各活性成分、內標質譜掃描模式均為負離子模式(HESI-),分子式、母離子m/z分別為C15H12O4、255.065 18 [M-H]-(喬松素),C15H10O4、253.049 53 [M-H]-(白楊素),C15H10O5、269.044 44 [M-H]-(高良姜素),C9H8O3、163.038 97[M-H]-(對香豆酸),C15H10O6、285.039 36 [M-H]-(山柰酚),C15H12O5、271.060 09 [M-H]-(柚皮素),C11H12Cl2N2O5、321.003 95 [M-H]-(內標氯霉素)。
2.2 分組、給藥及采血 12 只大鼠適應性喂養1 周后,隨機分為空白組和給藥組,禁食(自由飲水) 12 h 后,空白組灌胃給予20% 乙醇-50% PEG400 混合液,給藥組按1.0 g/kg劑量灌胃給予20%乙醇-50%PEG400 溶解的酒制蜂膠混懸液,于0.033、0.083、0.25、0.5、0.75、1、1.5、2、4、6、9、12、24、36 h 眼眶靜脈叢采血各約200 μL,置于EP 管中(預涂0.1% 肝素鈉抗凝液10 μL),4 ℃、6 000 r/min 離心10 min,取上清液,置于-80 ℃冰箱中保存。
2.3 對照品、內標溶液制備 精密稱取喬松素、白楊素、高良姜素、對香豆酸、山柰酚、柚皮素、氯霉素(內標)對照品適量,甲醇溶解并定容,制成質量濃度1.0 mg/mL的貯備液,置于-20 ℃冰箱中保存,精密量取適量(氯霉素除外),甲醇制成10.0 μg/mL 溶液,再依次稀釋至系列質量濃度(喬松素、白楊素均分別為0.5、1、2、4、10、20、50、100、200 μg/L,高良姜素分別為0.5、1、2、4、10、20、50、100、250 μg/L,山柰酚分別為0.5、1、2、4、10、20、50、100、150 μg/L,對香豆酸分別為10、20、50、100、200、500、1 000、2 000、8 000 μg/L,柚皮素分別為2、4、10、20、50、100、200、250、500 μg/L),即得對照品溶液。再用甲醇將氯霉素貯備液稀釋至1.0 μg/mL,即得內標溶液。
2.4 血漿樣品處理 吸取血漿樣品、甲醇各50 μL,加入內標溶液10 μL、乙腈(含0.1%甲酸) 800 μL,渦旋混勻2 min,靜置2 min,13 000 r/min 離心10 min,移取上清液至干凈EP 管中,離心濃縮至干,50 μL 甲醇復溶,13 000 r/min 離心1 min,取上清液,即得。
3.1 方法學考察
3.1.1 專屬性試驗 取空白血漿、空白血漿+對照品、灌胃給藥24 h 后血漿樣品適量,按“2.4” 項下方法處理,在“2.1” 項條件下進樣測定,結果見圖1。由此可知,血漿中雜質及其他內源性物質對各活性成分、內標無干擾,表明該方法滿足生物樣品的專屬性要求。

圖1 各活性成分UPLC-Q Exactive Orbitrap MS 圖
3.1.2 線性關系考察 吸取空白血漿、對照品溶液各50 μL,加入內標溶液10 μL、乙腈(含0.1%甲酸) 800 μL,按“2.4” 項下方法處理,在“2.1” 項條件下進樣測定。以對照品質量濃度為橫坐標(X),對照品、內標峰面積比值為縱坐標(Y) 進行回歸,結果見表1,可知各活性成分在各自范圍內線性關系良好(R2>0.99)。

表1 各活性成分線性關系
3.1.3 精密度、準確度試驗 吸取空白血漿50 μL,加入不同質量濃度對照品溶液,得到低、中、高質量濃度的質控樣品,按“2.4” 項下方法處理,在“2.1” 項條件下進樣測定,結果見表2。由此可知,各活性成分日內、日間準確度為85.10% ~112.15%,精密度RSD 均低于10%,滿足生物樣品分析要求。

表2 各活性成分精密度、準確度試驗結果(n=6)
3.1.4 提取回收率、基質效應試驗 取低、中、高質量濃度質控樣品各6 份,按“2.4” 項下方法處理,在“2.1”項條件下進樣測定,記錄化合物、內標峰面積比值; 另取空白血漿適量,同法操作,記錄兩者比值; 另取甲醇代替空白血漿,同法操作,記錄兩者比值,按文獻[13] 報道計算提取回收率、基質效應,結果見表2。由此可知,各活性成分提取回收率為87.07% ~110.97%,基質效應為98.60% ~114.43%,滿足生物樣品分析要求。
3.1.5 穩定性試驗 取低、中、高質量濃度質控樣品各6份,分別考察室溫放置2 h、自動進樣器中12 h、反復凍融3 次、-80 ℃下放置21 d 的穩定性[14],結果見表3。由此可知,各活性成分準確度為85.44% ~113.82%,RSD 均小于11%,滿足生物樣品分析要求。

表3 各活性成分穩定性試驗結果(n=6)
3.2 體內藥動學研究 血藥濃度-時間曲線見圖2,再采用WinNonlin 軟件中的非房室模型計算主要藥動學參數,結果見表4。由此可知,各活性成分Tmax均在0.30 h 以內,表明其吸收均較快;t1/2z依次為山柰酚<對香豆酸<喬松素<高良姜素<柚皮素<白楊素; 灌胃給藥后12、24、36 h,血漿中均未檢測到山柰酚; 大多數活性成分血藥濃度-時間曲線存在“雙峰” 現象。

圖2 各活性成分血藥濃度-時間曲線(±s,n=6)
表4 各活性成分主要藥動學參數(±s,n=6)

表4 各活性成分主要藥動學參數(±s,n=6)
活性成分Tmax/hCmax/(ng·mL-1)AUC0 ~t/(ng·mL-1·h) AUC0~∞/(ng·mL-1·h)t1/2z/hMRT0 ~t/h喬松素0.25±0.00124.69±9.93179.52±24.28263.26±56.817.24±3.7913.21±1.68白楊素0.30±0.12138.30±13.53277.30±83.37328.35±117.3011.96±5.9710.57±3.47高良姜素0.25±0.00187.51±17.74430.93±153.07406.15±78.289.73±2.7013.49±5.19對香豆酸0.27±0.154 894.99±836.8021 778.14±858.4522 329.55±749.444.91±0.957.91±0.86山柰酚0.17±0.10102.65±30.7659.76±12.0772.21±9.093.39±1.341.88±0.78柚皮素0.12±0.07182.81±33.48778.35±143.65900.52±149.7410.77±1.6411.35±0.43
3.3 代謝產物鑒定 6 種活性成分中,除了對香豆酸為酚酸類外,其他5 種均為黃酮類。前期報道,上述成分代謝途徑包括Ⅰ相代謝反應(羥基化、去羥基化、還原)、Ⅱ相代謝反應(甲基化、葡萄糖醛酸化、硫酸酯化)[15]。
將“2.2” 項下不同時間點采集的血漿等體積混合,按“2.4” 項下方法處理,在“2.1” 項條件下進樣測定,總離子流圖見圖3,并且發現15 種代謝產物,具體見表5。由此可知,各活性成分均發生了I、Ⅱ相代謝反應,以后者為主。

圖3 大鼠血漿UPLC-Q Exactive Orbitrap MS 總離子流圖

表5 各活性成分代謝產物
以喬松素為例。M1 在正離子模式下產生準分子離子峰m/z433.110 05 [M+H]+,其碎片離子m/z257.079 22 與母離子分子量相差176,為后者脫去一分子葡萄糖醛酸所得;m/z153.017 27、131.048 46 與喬松素對照品在正離子模式下的一致,推測可能為該成分發生葡萄糖醛酸化的代謝產物,即喬松素葡萄糖醛酸,分子式為C21H20O10。M2 在負離子模式下產生準分子離子峰m/z335.022 09 [M+H]-,其碎片離子m/z255.065 14 與母離子分子量相差80,為后者脫掉一分子硫酸酯所得,推測可能為喬松素發生硫酸酯化的代謝產物,即喬松素硫酸酯,分子式為C15H12SO7。
體內藥動學研究結果表明,酒制蜂膠喬松素、白楊素、高良姜素、山柰酚、柚皮素、對香豆酸達峰時間均不超過0.3 h,表明它們在大鼠體內的吸收速度較快[16],其中對香豆酸體內暴露量遠大于其他成分,提示該成分主要以原型形式吸收入血,而其他5 種黃酮的原型成分最大峰濃度均不高。再鑒定上述6 種成分的代謝產物,發現它們發生了Ⅰ、Ⅱ相代謝反應,推測一旦攝入體內后可能經歷廣泛的系統前代謝,在腸道、肝臟中通過甲基化、葡萄糖醛酸化、硫酸化等代謝途徑,其原型以極低濃度在體內定位[17],而結合型代謝產物在生理活動中往往起著重要作用[18]。另外,高良姜素葡萄糖醛酸化代謝出現了2 種同分異構體的代謝物,表明經肝臟代謝時葡萄糖醛酸化主要發生在3、7 位羥基上[19],所鑒定到的高良姜素葡萄糖醛酸A、B 根據其極性不同,推測可能分別為高良姜素-3-Oβ-D-葡萄糖醛酸、高良姜素-7-O-β-D-葡萄糖醛酸[20]。同時,共鑒定出相關代謝產物15 個,主要為Ⅱ相代謝物,并且酒制蜂膠入血成分的藥效物質形式還有待于進一步研究,其藥效作用機制尚需繼續在動物、細胞、分子水平進行驗證。