液質聯用技術在中藥質量控制中的應用

張黎媛

摘要 中醫藥是中華民族寶貴的文化遺產，為中華民族的健康和繁衍做出了不可磨滅的貢獻。中藥獨特的療效及其對疑難雜癥治療的突出效果在世界范圍內產生了積極的影響。但復雜的中藥物質，對中藥質量控制提出了很大的挑戰，不利于中藥走向現代化和國際化。在中藥質量控制的眾多分析檢測手段中，液質聯用技術具有選擇性強、靈敏度高、分離能力好等優點而廣泛應用。現以液質聯用技術為切入點，主要闡述單味中藥、中藥復方制劑的主要成分或特征性成分的鑒別與含量測定，同時闡述部分非法添加成分檢查方法等內容，擬為中藥質量控制的進一步研究提供依據。

關鍵詞 中藥；質量控制；液質聯用技術

Abstract Traditional Chinese medicine （TCM） is a precious cultural heritage of China， which has made indelible contributions to the health and development of China. The effects of Chinese herbal medicine and its unique advantages on the treatment of difficult miscellaneous diseases have a positive impact in the world. However， Chinese herbal medicine has a unique theoretical system and complex material basis， which poses a great challenge to the quality control of Chinese herbal medicine， and it is not conducive to the modernization and internationalization of Chinese herbal medicine. Among many analytical methods for the quality control of Chinese herbal medicine， liquid chromatography coupled with mass spectrometry is widely used because of its high selectivity， high sensitivity and good separation ability. In this paper， liquid chromatography-mass spectrometry technology as the starting point， the determination and identification of the content or characteristic for single herb and compound Chinese herbal preparation were mainly elaborated. The determination of illegal addition inspection methods was also elaborated. The paper provided basic references for further research of quality control of Chinese herbal medicine.

Key Words Chinese herbal medicine； Quality control； Liquid chromatography coupled with mass spectrometry

中圖分類號：R284；R-331文獻標識碼：Adoi：10.3969/j.issn.1673-7202.2018.02.065

中醫藥是中華民族寶貴的文化遺產，為中華民族的健康和繁衍做出了不可磨滅的貢獻。中藥獨特的療效及其對疑難雜癥治療的突出效果在世界范圍內產生了積極的影響。中藥產業是我國在世界上最有特色和優勢的產業之一，但是中藥在國際天然藥物市場中僅占3%～5%的份額[1]。這是因為中藥具有復雜的物質基礎，所含化學成分數量多、結構類型復雜、性質和相對含量差異大等，使中藥質量控制的較為困難，很難達到精細、準確的標準，缺乏國際公認的質量控制方法體系，繼而使其難以進入國際主流醫藥市場[2]。提高中藥質量控制標準，逐步實現中藥現代化和國際化，已成為我國相關科研工作者的努力目標。不少學者既往常采用多種傳統分析技術如紅外分光光度法[3]、紫外分光光度法[4]、薄層色譜法、高效毛細管電泳法[5]、高效逆流色譜法[6]、高效液相色譜法[7]、氣相色譜法[8]等進行中藥質量控制。但上述方法只能對中藥及其復方制劑的單一成分或者是幾種成分進行準確定性定量，無法達到“全成分”準確的定性定量分析。指紋圖譜是目前國際公認的控制中藥或天然藥物質量最有效的方式之一，能夠實現“全成分”的分析，是中藥走向現代化的重要手段之一。

液質聯用技術是20世紀90年代發展起來的一門綜合性分析技術，是當代最重要的分離和鑒定分析方法之一，具有選擇性強、靈敏度高、分離能力好等優點，該技術不僅能夠準確定量，而且適合復雜體系的成分分析，能夠提供化合物大量的結構信息，彌補了紫外檢測的定量靈敏度不足以及高效液相色譜無法對“全成分”的定性分析，因此液質聯用技術是指紋圖譜分析的一個強大手段。目前該技術已逐漸廣泛應用于中藥及其復方制劑的鑒別、主要成分及其特征組分的定量以及其非法添加成分等分析中。本文主要闡述近年來液質聯用技術在中藥及其復方制劑的鑒別、主要成分及其特征組分的定量以及其非法添加成分研究等各方面的研究進展，擬為中藥質量控制提供依據。

1 液質聯用儀常用類型及其特點

液質聯用技術是指液相色譜串聯質譜技術，該技術均具有高效分離能力、高靈敏度及專屬性等優勢，降低對樣品前處理的要求和液相分離的要求，提高分析效率。根據串聯的四級桿數不同可分為單級和多級串聯質譜。其中第一級四級桿可以得出化合物的分子量信息，即母離子；第二級四級桿則給予化合物碰撞能量，通過碰撞誘導解離化合物，得到豐富的碎片離子；第三級四級桿可以通過子離子掃描，得到眾多化合物的碎片信息，滿足結構解析功能，提供化合物更多的結構信息。根據液相與質譜的接口裝置不同可分為熱噴霧（TSP）、離子噴霧（PSP）、快原子轟擊（FAB）、粒子束（LINIC）及大氣壓電離（API）等，其中API在中藥質量控制中應用最廣泛，主要分為電噴霧電離（ESI）、大氣壓化學電離（APCI）和大氣壓光離子化電離三大類。接口的不同，其應用的化合物類型就不同。根據質譜檢測器類型的不同可以分為液相色譜串聯四級桿質譜儀、液相色譜串聯飛行時間質譜儀、液相色譜串聯四級桿離子阱質譜儀和液相色譜法串聯傅里葉變換離子回旋共振儀等。檢測器類型不同，其主要功能就不同，這些技術具有各自特點，適用范圍也各不相同。液相色譜串聯四級桿質譜儀是利用交變電場的作用，使符合的m/z離子通過四級桿達到檢測器。該技術定量分析結果的準確度和精密度最好，是目前應用最為廣泛的技術，適于進行常規的和高通量定性定量的中藥成分分析，對多組分中藥的分析能力強[9]。四級桿質量分析器的靈敏度一般比離子阱高1～2個數量級，因此更適合于微量或痕量成分的定量分析。液相色譜串聯飛行時間質譜儀應用不同m/z離子的飛行速度不同，不同m/z離子飛行通過相同的路徑到達檢測器，其時間不同而獲得質量分離。飛行時間質譜儀可檢測的分析質量范圍大，掃描速度快。儀器結構簡單，其缺點是分辨力低，隨著放射式能量聚焦技術的發展，延長離子飛行距離及離子延長延遲引出技術的發展，飛行時間質譜的分辨能力得到很大的提高，分辨力可達10 000，可以幫助我們更準確地了解化合物裂解后離子碎片的質量數，能得到更豐富而全面的指紋圖譜[10]。但靈敏度隨分辨力的提高而降低，其穩定度易受多個因素影響，分析的準確性較差，適用于中藥化合物的結構鑒定和定性分析。液相色譜串聯四級桿離子阱質譜儀是把不同m/z離子聚集到阱內，通過改變阱內參數能夠將離子阱內特定的m/z離子逐個釋放到檢測器中。該技術具有多級質譜的功能（5～11級），對于解釋化合物的結構更為有利，三維的四級桿離子阱得到廣泛的應用，再與線形加速碰撞池離子化源連接后，相對單純的四級桿離子阱質譜儀，可大大提高靈敏度，避免相對小分子質量碎片的干擾，得到更整潔、美觀的色譜峰。在未知化合物結構鑒定方面，比液相色譜串聯飛行時間質譜儀的更精細，更強大，降低解譜的要求，但是質量準確度不及四級桿質量分析器，定量能力四級桿質量分析器稍差，定性分析相比于飛行時間質譜，能得到更豐富的指紋圖譜[11]。液相色譜法串聯傅里葉變換離子回旋共振儀明顯不同于上述3種質譜儀[12]。該質譜是利用快速傅立葉變換方法將離子的頻率信號轉換為質譜信號，該技術分辨力超高，可達1 000 000，而且靈敏度隨分辨力的提高而提高[13]，因此能夠同時滿足高靈敏度、高分辨力的效果，是其他類型質譜分析器所不能達到的。但儀器昂貴、體積龐大，需維持超導磁體工作，運行費用較高，操作相對復雜，在中藥質量控制的分析中較少。液質聯用技術能夠實現了高效液相色譜和質譜的優勢互補，具有高效的分離能力、高靈敏度及其專屬性等方面的優勢，為中藥及其復方制劑的鑒定、含量測定及其非法添加物的監測提供了強大的技術支持。

2 液質聯用技術對單味中藥的質量控制

2.1 液質聯用技術控制單味中藥的鑒定和含量測定 為了將中藥能夠走向國際市場，中藥需要建立一個符合國際市場要求的中藥質量標準。大多數的中藥質量標準模仿化學合成藥物的質量控制模式，即已知某一種或多種有效成分的控制質量標準，通過定性和定量測定藥品是否含有該活性成分而判斷藥品是否合格。如尤嬌嬌等[14]應用HPLC-MS/MS法，在負離子多反應監測模式下，通過平臥菊三七水提物種9種標準品定量測定平臥三七水提物種9種主要藥效成分，精密度、重復性和穩定性良好，專屬性強，靈敏度較高，為平臥菊三七水提取物的質量標準的建立提供了參考。但中藥的藥效并非是某幾個“指標成分”或“主要成分”在起作用，而是多成分共同作用的結果，需要對中藥進行全面的含量測定。因此需要建立“全成分”的分析方法。張晨曦等[15]采用高效液相色譜串聯飛行時間質譜（HPLC-Q-TOF），在正負離子模式下，鑒定連翹藥材的24個化合物、12個苯乙醇苷類成分、7個木脂素成分、5個黃酮類化合物等，提供了豐富的結構信息，可做為較全面的“全成分”分析，為闡明連翹的藥效物質基礎提供數據參考，并可作為連翹藥材的指紋圖譜，為連翹藥材的質量控制技術支持。宋青青等[16]采用液相色譜串聯四級桿離子阱質譜儀對15個批次的生地黃藥材進行定性分析，初步鑒定67個化合物，為生地黃藥材提供了豐富的指紋圖譜，為生地黃藥材的質量控制提供可行的方法。董昕等[17]對3種烏頭對照品進行離子阱多級質譜分析，分析裂解規律后，為川烏炮制品提供了豐富的指紋圖譜，然后對炮制前后的川烏藥材進行液質聯用分析，并對各色譜峰進行歸屬，提出了川烏炮制減毒的兩方面原因，為液質聯用技術引入中藥炮制品的質量控制奠定基礎。液相色譜串聯四級桿質譜儀、液相色譜串聯飛行時間質譜儀和液相色譜串聯四級桿離子阱質譜儀在單味中藥材或者炮制品的含量鑒定和測定中應用較多，而液相色譜法串聯傅里葉變換離子回旋共振儀在中藥材含量鑒定和測定中應用較少。我們需要探索新的分析手段或方法，不斷完善指紋圖譜的方法，促進單味中藥材質量控制的發展。

2.2 液質聯用技術對單味中藥材的非法添加物的檢查 中藥起效慢，且復方化學成分復雜，很多研究不能對中藥進行“全成分”檢測，不法分子則通過非法添加西藥，使療效緩和的中成藥具有暫時的速效、特效，以此賺取非法利潤，嚴重危害了廣大消費者的健康，建立健全液質聯用在中藥復方中非法添加化學品的檢測方法尤為重要。徐昱婷等[18]采用超高效液相色譜串聯四級桿質譜測定朱砂、紫蘇梗、烏梅、五味子、枸杞子、雞血藤、丁香、紅花、玫瑰花、丹參中的非法添加6種水溶性紅色素，該方法具有簡便快捷、靈敏度高、結果準確的特點，適用于中藥材中非法添加6種水溶性紅色素的篩查和確證工作，為中藥的質量安全檢測提供參考。于泓等[19]應用超高效液相色譜-四級桿-飛行時間質譜法檢測中藥中的21種非法添加的降脂藥物，采用電噴霧離子源正負離子模式，通過保留時間、精確分子量和二級碎片離子進行定性分析，為降脂中藥的質量安全檢查提供依據。張甦等[20]采用液相色譜-離子阱質譜聯用法，在電噴霧離子源、正離子模式下，定性測定中成藥和保健食品中非法添加的48種磺胺類、喹諾酮類，四環素類、氯霉素類、大環內酯類和抗真菌類的方法，適用于中成藥和保健食品中違禁抗生素類化學藥品的測定。上述研究體現，液相色譜串聯四級桿質譜儀、液相色譜串聯飛行時間質譜儀和液相色譜串聯四級桿離子阱質譜儀對單味中藥非法添加物等雜質的檢測較多，而且非常便捷、快速、實現高通量檢查，明顯提高了檢測效率，為中藥質量安全檢查提供了強有力的手段。

3 液質聯用技術對中藥復方制劑的質量控制

3.1 液質聯用技術對中藥復方制劑的主要有效成分的鑒定和含量測定 中藥復方中化學成分是闡釋中藥復方藥效物質基礎，實現中藥復方現代化的關鍵。然而其化學成分種類眾多，化學性質差異巨大，尤其是眾多成分含量較小，分離提純困難，各成分之間還存在相互作用，中藥復方的質量標準研究受復雜化學成分的影響，嚴重制約了中藥復方面向世界的步伐。對中藥復方的幾味重要的中藥成分進行定性定量是不夠的。如胡瑩等[21]采用高效液相色譜串聯四級桿質譜法同時測定金櫻子中7種主要成分（薔薇酸、原兒茶酸、沒食子酸、木犀草素、山柰素、槲皮素和蘆丁）含量的方法，該方法雖能夠快速、靈敏、有效的測定出金櫻子中7種主要成分，可用于金櫻子的質量評價。但是這樣的結果相對片面，只對其主要成分進行測定，而其他的有效成分被忽略，因此需要對中藥復方制劑進行“全成分”分析，建立中藥復方制劑的指紋圖譜。如呂亞男等[22]應用高效液相色譜-四級桿-飛行時間質譜法對中藥復方芎歸湯中主要化學成分進行鑒定，采用正離子模式共鑒定了47種主要成分，并且依據碎片結構和保留時間，結合文獻對部分同分異構體做了鑒定，盡可能提供中藥復方芎歸湯的“全成分”的信息，為中藥復方化學成分分析和質量控制提供了有力支持。中藥質量標志物（Q-Marker）是控制中成藥質量的代表成分，是由劉昌孝院士[23]提出的，為中藥質量控制提供新的觀點，為復雜體系的多類別成分分析提供了一種有效、可靠的新模式。周秀娟等[24]采用基于UPLC-Q EXactive四級桿-軌道阱液質聯用，在負離子模式下，對清熱靈顆粒中成分進行識別及鑒定，并快速建立清熱靈顆粒中潛在中藥Q-Marker成分庫，將黃芩苷、漢黃芩苷、連翹酯苷A、甘草苷、連翹酯苷B、連翹酯苷、異甘草苷、黃芩素、連翹苷、漢黃芩素、甘草素N個成分作為清熱靈顆粒的Q-Marker，為清熱靈顆粒建立一個豐富的指紋圖譜，為清熱靈顆粒成分分析和質量控制提供了一個新的視角和模式。

3.2 液質聯用技術對中藥復方制劑非法添加成分的檢查 中藥可視為一個“小復方”，因此液質聯用技術對單味中藥非法添加成分的檢查的很多檢測方法可用于中藥復方制劑。但是需要注意的是，中藥復方制劑較于單味中藥，化學成分更復雜，不同成分間更容易發生相互作用，加大了檢測分析方法的前處理的難度，需要花更多的時間在前處理上。宋祥珍等[25]采用高效液相色譜串聯四級桿質譜法檢查中藥制劑及保健食品中非法添加的14種化學合成止咳平喘藥物，該方法的靈敏度、準確性均可滿足定性檢查的要求，能夠靈敏、準確地測定中藥中非法添加止咳平喘類藥物。Shi等[26]采用高分辨力的臺式四級桿-軌道阱液質聯用質譜快速篩查草藥和膳食補充劑中的非法摻假的磷酸二酯酶-5抑制劑，結果顯示，該方法是一個非常強大的常規篩查非法摻假草藥和膳食補充劑的工具。

4 小結

伴隨著分離科學的發展和硬件設備的革新，液質聯用技術取得了較大的發展，液質聯用技術具有選擇性強、靈敏度高、分離性能好等優點，目前該技術已廣泛應用于中藥及其復方制劑的鑒別、主成分及特征組分的定量以及非法添加成分分析中。

5 討論

中藥是中國醫藥學寶庫中的一顆璀璨的明珠，是幾千年臨床經驗的沉淀和樸素唯物主義哲學觀升華的結晶，其發展前景十分廣闊。但是中藥多成分、多靶點和作用多樣性，給中藥質量控制的研究帶來很大困難。目前中藥質量控制主要是對一些主要成分或特征性成分進行定性鑒別及含量測定，但是中藥的藥效并非是某幾個“指標成分”或“主要成分”在起作用，而是多成分共同作用的結果，中藥的質量控制不能完全復制西方的藥品質量控制標準，我們需要對中藥或其產品進行“全分析”，這樣才能符合中藥整體觀，是中藥質量控制研究的必然趨勢。利用液相色譜串聯質譜等現代分析手段對中藥的物質基礎、質量控制等方面進行研究，對中藥或其產品進行“全分析”，是實現中藥現代化、國際化的必然要求。液質聯用技術對中藥已知成分能夠定性定量分析，對未知成分，能夠給出大量的結構信息，為中藥藥效物質基礎研究和質量控制提供了一個高效、可靠的分析方法，可成為建立中藥指紋圖譜的有力手段。同時，液相色譜串聯質譜技術在中藥質量控制方面已逐漸得到廣泛的應用，為中醫藥文化的傳承和發展起到推動作用。但是在中藥質量控制中，液相色譜串聯質譜技術主要應用了液相色譜串聯四級桿質譜、液相色譜串聯飛行時間質譜和液相色譜串聯四級桿離子阱質譜，而液相色譜法串聯傅里葉變換離子回旋共振儀的應用較少，該技術分辨力超高，可達1 000 000，而且靈敏度隨分辨力的提高而提高，可見對中藥質量控制具有極大幫助。相信將來不久，越來越多的學者克服了相色譜法串聯傅里葉變換離子回旋共振儀的儀器昂貴、體積龐大，運行費用較高，操作相對復雜等缺點，促進該技術在中藥質量控制中應用，同時促進中藥質量控制的發展，實現中藥現代化和、國際化。

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