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對(duì)復(fù)雜樣品的高分離能力與MS的高選擇性、高靈敏度以及能夠提供分子量與結(jié)構(gòu)信息的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，可對(duì)中藥質(zhì)量進(jìn)行比較全面的評(píng)價(jià)。簡(jiǎn)要綜述LC-MS技術(shù)在中藥化學(xué)成分分析、質(zhì)量控制、藥代動(dòng)力學(xué)、中藥代謝以及代謝組學(xué)等方面的研究進(jìn)展，分析其當(dāng)前存在的問(wèn)題，展望其應(yīng)用前景。

中藥分析；液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用；綜述

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)。中藥是一個(gè)非常復(fù)雜的化學(xué)體系，其含有大量次生代謝產(chǎn)物，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，性質(zhì)相似，有些化合物性質(zhì)不穩(wěn)定。LC-MS將LC對(duì)復(fù)雜樣品的高分離效能與MS的高靈敏度、高選擇性以及能提供分子量與結(jié)構(gòu)信息的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，目前已成為中藥研究強(qiáng)有力的工具，廣泛應(yīng)用于復(fù)雜成分定性和定量分析、體內(nèi)代謝、藥代動(dòng)力學(xué)及代謝組學(xué)等諸方面研究，推動(dòng)了中藥發(fā)展的進(jìn)程。本文根據(jù)近年來(lái)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)用情況作一綜述，現(xiàn)總結(jié)如下。

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)譜的離子源種類來(lái)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)量分析器種類來(lái)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

中藥及其制劑成分復(fù)雜多樣，分析其組成時(shí)往往先采用傳統(tǒng)提取分離方法提純，再通過(guò)光譜和質(zhì)譜等分析技術(shù)進(jìn)行鑒定，但分離提純工作量較大。采用LC-MS聯(lián)用技術(shù)分析中藥化學(xué)成分，可同時(shí)得到化合物的保留時(shí)間、在線紫外光譜、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(jiǎn)單預(yù)處理或衍生化，因此其在中藥化學(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]采用HPLC-ESI-MS/MS鑒定馬錢子中的生物堿類成分，根據(jù) 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)行分析，鑒定出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)成分鑒定。發(fā)現(xiàn)8 家企業(yè)生產(chǎn)的生脈注射液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)譜分析三芪口服液中的化學(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出39個(gè)成分。

液相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜(HPLC-TOF-MS)全掃描模式可得到色譜峰的精確分子量，而離子阱多級(jí)質(zhì)譜(HPLC-IT-MS)可得到化合物的多級(jí)離子碎片，二者結(jié)合可提供更多的化合物結(jié)構(gòu)信息。曹陽(yáng)等[5]采用HPLC-TOF-MS和HPLC-IT-MS多維液質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)篩查和鑒定了中藥復(fù)方六神丸中多種化學(xué)成分。在優(yōu)化的液質(zhì)條件下，飛行時(shí)間質(zhì)譜對(duì)六神丸質(zhì)譜信息中的每個(gè)色譜峰進(jìn)行了精確的分子量測(cè)定，并匹配出可能的化學(xué)組成。結(jié)合離子阱質(zhì)譜提供的多級(jí)碎片結(jié)構(gòu)信息對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)解析，共鑒定出六神丸中來(lái)源于蟾酥、麝香和牛黃三味藥材的25種化合物。該法為復(fù)雜體系的多類別成分分析提供了一種有效、可靠的新模式。

2.2 中藥質(zhì)量控制研究

目前中藥質(zhì)量控制主要是對(duì)一些主要成分或特征性成分進(jìn)行定性鑒別及含量測(cè)定。但大量研究表明，中藥藥效并非是某幾個(gè)“指標(biāo)成分”或“主要成分”在起作用，而是多成分共同作用的結(jié)果。因此，對(duì)中藥進(jìn)行更為全面的成分分析是中藥質(zhì)量控制研究的必然趨勢(shì)。

由于本身的特殊優(yōu)勢(shì)，HPLC-MS可以滿足多指標(biāo)測(cè)定要求。質(zhì)譜檢測(cè)可排除藥材中理化性質(zhì)相近的化學(xué)成分干擾，專屬性較強(qiáng)，適于復(fù)雜樣品定性和定量分析。例如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)首次同時(shí)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 種成分進(jìn)行了測(cè)定，對(duì)中藥復(fù)方制劑中多種成分進(jìn)行定量測(cè)定可更好地控制其質(zhì)量。Jun Chen等[7]采用毛細(xì)管HPLC-ESI-MS同時(shí)測(cè)定了金銀花中的24種成分，包括9種黃酮類成分、8種環(huán)烯醚萜苷類成分和7種皂苷類成分。由于皂苷類在紫外區(qū)無(wú)強(qiáng)吸收，用MS法檢測(cè)可提高該類物質(zhì)的靈敏度。

HPLC-MS可靈敏準(zhǔn)確地測(cè)定中藥中含量較低的活性或毒性成分。烏頭類生物堿既是烏頭中的有效成分又是毒性成分。王兆基等[8]采用多反應(yīng)監(jiān)測(cè)掃描方式測(cè)定樣本中烏頭堿、次烏頭堿、中烏頭堿含量，該方法適于樣品中含有微量烏頭類生物堿或樣品基質(zhì)較為復(fù)雜的情況。

2.3 中藥藥動(dòng)學(xué)研究

中藥的有效性和安全性與藥物及其代謝物在體液和組織中的濃度有關(guān)，藥代動(dòng)力學(xué)研究是對(duì)生物樣本中的微量乃至痕量成分進(jìn)行定量分析。由于高靈敏度和極強(qiáng)的定性專屬性等優(yōu)勢(shì)，LC-MS分析不僅可減少樣品制備和色譜分離時(shí)間，而且能夠同時(shí)測(cè)定樣品中復(fù)方制劑的多組分濃度，達(dá)到常規(guī)分析中的高樣品通量，逐漸成為中藥藥代動(dòng)力學(xué)研究的重要工具之一。為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明確藥物發(fā)揮藥效與毒性的物質(zhì)基礎(chǔ)，王素軍等[9]通過(guò)液相-串聯(lián)質(zhì)譜(LC/MS/MS)法測(cè)定ig和iv給藥后氧化苦參堿及其代謝產(chǎn)物的血藥濃度，以及ig和iv給藥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(cè)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，全面反映了決明子在大鼠體內(nèi)的吸收過(guò)程。Yu等[11]給小鼠靜脈注射腦得生制劑后，采用LC-MS法同時(shí)測(cè)定了小鼠血漿中紅花黃色素、葛根(黃)素、大豆黃素、人參皂苷(Rg1，Rb1，Rd)及三七皂苷R1等7種化合物含量。該研究中，7種化合物的標(biāo)準(zhǔn)曲線均具有良好的線性，其日間和日內(nèi)精密度都<15.0%(RSD)，準(zhǔn)確度為90.0%～109.0%。龐麗瓊等[12]建立大鼠血清中復(fù)方清開(kāi)靈(含牛黃等7種中藥)藥物原型成分的HPLC-MSn和HPLC-TOF-MS聯(lián)用分析方法，對(duì)血樣進(jìn)行TOF-MS分析，得到精確的分子量和分子式，由電噴霧離子阱多級(jí)質(zhì)譜掃描，得到目標(biāo)成分的多級(jí)離子碎片，兩者結(jié)合識(shí)別和鑒定了大鼠血清中復(fù)方清開(kāi)靈的四種主要原型成分，即梔子苷、黃芩苷、漢黃芩苷和膽酸。

2.4 中藥代謝研究

LC-MS聯(lián)用技術(shù)廣泛應(yīng)用于分析中藥代謝產(chǎn)物，由于其選擇性強(qiáng)、靈敏度高且可以獲得大量化合物信息，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[13]在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，黃連解毒湯的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[14]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)果表明藤黃酸在體內(nèi)快速代謝為3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)，是探明生物體代謝途徑的研究方法。代謝組學(xué)的研究樣本通常為生物體液(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(cè)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，有效進(jìn)行未知化合物的解析，因此非常適用于代謝組學(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[15]在對(duì)急性胰腺炎(AP)大鼠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大鼠體內(nèi)的代謝特征。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)提供參考依據(jù)。張啟云等[16]采用HPLC-TQ-MS/MS 檢測(cè)血漿中物質(zhì)，采用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、預(yù)后判斷以及發(fā)現(xiàn)和篩選相關(guān)分子標(biāo)志物[17-19]的一種高效技術(shù)手段。為發(fā)現(xiàn)胃癌早期診斷標(biāo)志物，楊太忠等[20]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例正常人的血清代謝譜。通過(guò)代謝組數(shù)據(jù)分析獲得胃癌患者系統(tǒng)代謝特征，定性出57個(gè)差異代謝物。經(jīng)驗(yàn)證組樣本驗(yàn)證，二氫膽固醇具有成為胃癌代謝標(biāo)志物的潛力。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的日益成熟，中藥化學(xué)成分、質(zhì)量控制、藥物代謝和藥物動(dòng)力學(xué)、代謝組學(xué)研究正取得迅速發(fā)展。LC-MS聯(lián)用技術(shù)將液相色譜的高分離性能和質(zhì)譜的高鑒別能力完美結(jié)合，以其靈敏、快速、高效的特點(diǎn)，日漸成為最有效可靠的中藥分析方法。雖然在中藥質(zhì)量控制研究方面有了很大進(jìn)展，但相關(guān)研究主要集中于中藥活性物質(zhì)分析鑒定方面，而極少涉及中藥整體分析。由于中藥成分極其復(fù)雜，其療效機(jī)制是多種化學(xué)物質(zhì)綜合作用的結(jié)果，故發(fā)展一種能夠更有效地對(duì)中藥成分進(jìn)行整體分析的方法仍然具有重要意義。

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(責(zé)任編輯：尹晨茹)

LC-MS Technology in the Application of the Traditional Chinese Medicine Analysis

Luo Fen

(Guangdong Food and Drug Vocational College, Guangzhou 510520,China)

Liquid chromatography-mass spectrum (LC-MS) combined the high separating power of complex sample of LC with the high selectivity, the high sensitivity as well as can provide the molecular weight and the structure information of MS. This technology may carry on quite comprehensive appraisal to the traditional Chinese medicine quality. The article briefly reviews the application of the progress of LC-MS technique in chemical composition analysis, quality control, pharmacokinetic study, metabolic studies and metabolomics studies of traditional Chinese medicine and analyzes the problems and prospects.

Traditional Chinese Medicine; LC-MS; Analysis

2014-04-03

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

R284.1

A

1673-2197(2014)24-0027-03