基于HPLC-Q-TOF／MS和GC／MS的香丹注射液化學成分分析

高 添， 楊凌鑒，2， 盛鑫康， 師白梅， 韓焰青， 賈 璞?， 張亞軍， 王世祥，于 潔， 鄭曉暉?

（1.西北大學生命科學學院，陜西西安 710069；2.安康學院化學化工學院，陜西安康 725000）

香丹注射液是由丹參水提物與降香飽和芳香水按一定比例配伍精制而成的中藥制劑，屬于國家基本藥物，具有擴張血管和增強冠脈血流量等作用，臨床上常用于治療由血瘀等誘發的冠心病、心肌缺血及腦血管相關疾病[1-3］。目前，香丹注射液的化學成分研究多局限于單一藥材成分或個別指標成分進行定性定量檢測[4-5］，而個別成分的分析難以闡明制劑的有效成分。因此，全面分析香丹注射液化學成分輪廓對于明確制劑的藥效物質基礎具有重要意義。

近年來，高效液相色譜-四級桿飛行時間質譜（HPLC-Q-TOF／MS） 和氣相色譜-質譜聯用技術（GC／MS）等色譜-質譜聯用技術憑借其具有的高分離性、高分辨率以及高靈敏度等優勢，在不需要對照品的情況下能提供化合物結構表征所需的精確質量數、元素組成、質譜碎片等信息，在中藥非揮發性成分和揮發性成分的定性檢測方面得到了日益廣泛地應用[6-7］。

本研究首次采用 HPLC-Q-TOF／MS結合 GC／MS的分析方法對香丹注射液中化學成分進行定性分析，采用高分辨質譜分析結合對照品比對及相關文獻共鑒定出53個水溶性化合物，主要為酚酸類、有機酸類、丹參酮類和氨基酸類等。采用標準質譜圖庫檢索結合文獻資料參考，共鑒定出9個揮發性成分，較為全面地揭示了其化學組成，以期為香丹注射液的質量控制和藥效物質基礎研究提供參考。

1 儀器與試藥

1.1 儀器 Agilent 1260 HPLC-6520 Accurate-Mass Q-TOF LC／MS聯用系統、 Agilent 6890N GC／5973N MSD氣相色譜-質譜聯用儀系統 （美國Agilent公司）；VER-TEX26型快速混勻器 （海門市其林貝爾儀器制造有限公司）；優普UPD-II-10T超純水機（四川優普超純科技有限公司）；XS105DU型電子天平 （瑞士Mettler Toledo公司）；KQ5200DE型數控超聲波清洗儀 （昆山市超聲儀器有限公司）。

1.2 試藥 丹參素鈉 （DSS）、原兒茶酸 （PA）、原兒茶醛 （PAL）、香草酸 （VA）、咖啡酸 （CA）、迷迭香酸 （RA）、丹酚酸B（Sal B）對照品 （均購自于中國食品藥品檢定研究院，批號分別為110855-201311、 110809-201205、 110810-200205、110776-200402、 110885-200102、 111871-201203、111562-201212，含有量均大于 98%）；紫草酸（LA）對照品 （批號 PCM-SM-006，含有量大于98%）購自天津萬象恒遠科技有限公司；丹酚酸A（Sal A）對照品 （批號為DST160928-009，含有量大于98%）購自成都德思特生物技術有限公司；香丹注射液 （四川升和藥業股份有限公司，國藥準字 Z51021309，批號 1510203，規格 10 mL×5支）；上述對照品與注射劑均于4℃條件下冷藏備用。

色譜純甲醇及乙腈、質譜級甲酸及甲酸銨（美國Fisher Scientific公司）；超純水 （電阻率為18.25 MΩ）由優普UPD-II-10T超純水機系統制備；其他試劑均為分析純。

2 方法

2.1 色譜-質譜聯用條件

2.1.1 HPLC-Q-TOF／MS 條件 Agilent TC-C18色譜柱 （4.6 mm×250 mm，5 μm）； 流動相0.05%甲酸水 （A） -甲醇 （B）， 梯度洗脫 （0～25 min，7% ～15%B； 25～45 min， 15% ～25%B； 45～80 min，25% ～50%B； 80～100 min， 50% ～80%B； 100～115 min， 100%B； 115～120 min， 5%B）； 柱溫30℃；體積流量0.6 mL／min；柱后分流比為3∶1；進樣量 20 μL。

2.1.2 質譜條件 電噴霧離子源 （ESI）；采用正負離子2種模式進行檢測；負離子條件下毛細管電壓3 500 V；正離子模式下為4 000 V；干燥氣體積流量10 L／min；干燥氣溫度350℃；霧化氣壓力275.8 kPa；碎裂電壓 135 V；掃描范圍 100～1 100 m／z；采樣頻率0.2 s；碰撞能分別設為10、20、30、40 eV；采集數據前利用調諧液校準質量軸，保證質量測定誤差小于10×10-6。見圖1。

圖1 各樣品總離子流圖Fig.1 Total ion current chromatograms of various samples

2.1.3 GC／MS條件 Agilent HP-5 MS毛細管色譜柱 （30 m×0.25 mm， 0.25 μm）； 程序升溫， 初始溫度60℃，保持0 min，以1.5℃／min的速率升溫至110℃，保持5 min，再以1.5℃／min的速率升溫至120℃，保持10 min，接著以2℃／min的速率升溫至160℃，保持5 min，最后以20℃／min的速率升溫至260℃，保持0 min；載氣氦氣；體積流量1.5 mL／min； 分流比1∶1； 進樣體積1 μL；進樣口溫度260℃；氣質接口溫度260℃；電離方式電子轟擊 （EI）；電離能量70 eV；掃描范圍m／z 30～600； 掃描間隔0.5 s。

2.2 溶液制備

2.2.1 酚酸混合對照品溶液制備 精密稱取丹參素鈉、原兒茶酸、原兒茶醛、香草酸、咖啡酸、紫草酸、迷迭香酸酸、丹酚酸B、丹酚酸 A對照品各5.0 mg，置于5.0 mL的棕色量瓶中，用甲醇定容，得到1.0 mg／mL的各酚酸混合對照品貯備液。再用甲醇稀釋，得到25 mg／L各酚酸混合對照品溶液。

2.2.2 供試品溶液制備

2.2.2 .1 HPLC-Q-TOF／MS供試品溶液 精密量取同一批次香丹注射液1.0 mL，置于5.0 mL量瓶中，用超純水定容，經0.22 μm微孔濾膜過濾，即得。

2.2.2 .2 GC／MS供試品溶液 精密量取同一批次的香丹注射液10.0 mL，置于20.0 mL的具塞試管中，用5.0 mL二氯甲烷萃取3次，合并萃取液，經無水硫酸鈉干燥后，將萃取液自然揮發至約0.5 mL，即得。

3 結果

3.1 水溶性成分 按 “2.2.2.1”項下方法制備供試品溶液，在 “2.1.1”項條件下進樣，利用質譜數據獲取各成分結構鑒定所需的母離子及子離子在合理測定誤差內的精確質量數、計算其元素組成。香丹注射液中水溶性成分在正離子和負離子模式采集的總離子流圖以及酚酸混合對照品在負離子模式采集的TIC圖見圖1。通過對照品比對、質譜裂解規律分析和文獻報道，從香丹注射液水溶性成分中鑒定出53個化合物，其中包括31個酚酸、5個丹參酮、8個有機酸、4個氨基酸、3個核苷、2個其他類化合物，見表1。

表1 香丹注射液HPLC-Q-TOF／MS分析Tab.1 HPLC-Q-TOF／MS analysis of Xiangdan Injection

續表1

3.1.1 酚酸類成分鑒定 在香丹注射液中共檢測出31個酚酸類物質，其中30個來自丹參，1個來自降香，該類成分在負離子模式下響應較好。丹酚酸中含有丹參素、原兒茶酸、咖啡酸及其二聚體或多聚體的結構，且二級質譜中常出現丹參素，咖啡酸以及咖啡酰氧基等中性丟失。以化合物36為例，在負離子模式下，生成了準分子離子峰m／z 717.14（ [M-H］-）， 子離子 m／z 519.09， m／z 339.05，m／z 321.04， m／z 295.06， 表明母離子 717.14（[M-H］-）分別丟失了一分子丹參素，一分子丹參素加一分子咖啡酸，兩分子丹參素，一分子丹參素加一分子咖啡酸以及一分子二氧化碳。通過對照品和文獻 [24-25］比對，確定化合物36為丹酚酸B，其二級質譜圖和質譜裂解途徑見圖2。

圖2 丹酚酸B質譜裂解模式Fig.2 Massspectra and fragmentpathway of salvianolic acid B

3.1.2 有機酸類成分鑒定 在香丹注射液中共檢測到8個有機酸類成分，均來源于丹參，該類化合物在負離子模式下響應較好。由于該類化合物中含有羧基基團，因此其分子離子峰在裂解過程中存在44 Da（CO2）的中性丟失。以色譜峰4為例，其準分子離子峰[M-H］-的質荷比為m／z 117.019 4，在外加碰撞能量的作用下，該離子又進一步碎裂生成[M-H-CO2］-的碎片離子 m／z 73.030 5， 其生成機制為脫去一分子CO2，根據文獻 [10-11］，將其鑒定為琥珀酸，其二級質譜圖和質譜裂解途徑見圖3。

3.1.3 丹參酮類成分鑒定 丹參酮類成分正離子模式下響應較好。正離子模式下，共檢測到5個該類化合物，均來自于丹參。以化合物45為例，母離子為m／z 293.080 4（ [M+H］+），由于脫去一分子羥基和一分子羰基，生成了特征性子離子m／z 249.090 6，該子離子繼續丟失一分子水形成子離子m／z 231.09，根據文獻 [28］，其質譜信息與羥基丹參酮I一致，因此，將化合物45歸屬為羥基丹參酮I，其二級質譜圖和質譜裂解途徑見圖4。

圖3 琥珀酸質譜裂解模式Fig.3 Mass spectra and fragment pathway of succinic acid

圖4 羥基丹參酮I質譜裂解模式Fig.4 Massspectra and fragmentpathway of hydroxytanshinoneⅠ

3.1.4 氨基酸類化合物鑒定 通過在質譜時間窗內提取離子流圖共發現4個物質的色譜峰分別為化合物1～3、8，根據文獻 [8-9，15]中檢索化合物的一級二級質譜信息，確定這4個物質分別為脯氨酸、焦谷氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸，且均來自于丹參。以化合物1為例，有1個分子離子峰m／z 116.070 1（[M+H］+），其主要的碎片離子為m／z 70.060 1，其形成機理是通過母離子丟失一分子甲酸而得到，基于文獻 [8］，推測化合物1為脯氨酸，見圖5。

圖5 脯氨酸質譜裂解模式Fig.5 Mass spectra and fragment pathway of proline

3.1.5 核苷類化合物鑒定 化合物5～6質子化后得到分子離子峰 [M+H］+，其質荷比分別為m／z 245.075 9和268.104 0，進一步脫去核糖殘基得到子離子m／z 113.033 2和m／z 136.059 5，根據已有文獻 [12-13］，確定化合物5～6分別為尿苷、腺苷；化合物7首先去質子化得到準分子離子峰m／z 282.084 4（[M-H］-），然后脫去一分子核糖得到m／z 150.043 0 （ [M-H-132］-）， 接著脫去一分子氨 （NH3） 得到碎片離子 m／z 133.013 8[M-H-132-17］-，結合文獻 [14］，推斷化合物7為鳥苷，見圖6。

圖6 鳥苷質譜裂解模式Fig.6 Mass spectra and fragment pathway of guanosine

3.2 揮發性成分 在 “2.1.2”項條件下，對香丹注射液GC／MS分析供試品溶液進行定性分析，獲取香丹注射液揮發性成分GC／MS總離子流圖，見圖7。將香丹注射液二氯甲烷萃取液總離子流圖中各色譜峰在NIST庫中進行檢索，并與文獻資料進行比對， 確定出香蘭素[22-32］、 橙花叔醇[32-34］、2， 4-二甲基-2， 6-庚二烯醛[32，35］等 9 個化合物，見表2。

圖7 揮發性成分GC／MS總離子流圖Fig.7 GC-MS total ion current chromatogram of volatile constituents

表2 揮發性成分GC／MS分析Tab.2 GC／MS analysis of of volatile constituents

4 討論

4.1 揮發性成分提取溶劑考察 本研究對提取溶劑進行了考察，分別嘗試了石油醚、二氯甲烷及乙酸乙酯3種溶劑，發現當提取溶劑為二氯甲烷時，GC／MS中檢測的色譜峰個數較多，且提取過程中不出現乳化現象，因而采用二氯甲烷作為萃取溶劑。

4.2 條件優化

4.2.1 HPLC-Q-TOF／MS條件優化 液相色譜條件和質譜采集參數是影響液相色譜-質譜高效分離和靈敏檢測的關鍵因素[36-38］。在流動相選擇方面，由于甲醇表現出與乙腈相似的分離效果且較為廉價，因而本實驗選擇甲醇作為有機相；在水相添加劑的選擇方面，本研究分別選取了0.05%甲酸水-甲醇、0.1%甲酸水-甲醇、0.2%甲酸水-甲醇、1 mmol／L甲酸銨-甲醇、 2 mmol／L 甲酸銨-甲醇、5 mmol／L甲酸銨-甲醇等6種不同的流動相體系，當水相中甲酸的比例為0.05%時，香丹注射液中各成分的質譜響應最好，分辨率最佳；在洗脫方式選擇方面，香丹注射液中成分復雜且部分成分極性十分接近，因而，本研究采用了梯度洗脫的方式；在柱溫選擇方面，當柱溫為30℃時，香丹注射液中各成分分離較好。

在質譜采集模式選擇方面，本研究發現，負離子模式下香丹注射液中酚酸類、有機酸等成分的質譜響應較好，正離子模式下丹參酮類、氨基酸等成分的質譜響應較好，因而本研究同時采用正負離子2種模式對香丹注射液水溶性成分進行檢測。其次，對毛細管電壓、碎裂電壓、霧化氣壓力、干燥氣溫度、干燥氣流速等質譜參數進行了優化。

4.2.2 GC-MS條件優化 溫度是影響GC／MS分離檢測的重要因素[39］。由于香丹注射液中揮發性成分較為復雜，采用恒溫的方式無法達到良好效果，且降低了質譜檢測的分辨率，因而本研究采用程序升溫條件，各揮發性成分的分離和分辨率較好。

4.3 成分分析 近年來，關于香丹注射液中水溶性成分的檢測多集中在丹參素、原兒茶醛、丹參酚酸 B等酚酸類成分，未涉及其他成分的報道[40］。本研究在前人基礎上，采用HPLC-Q-TOF／MS法對香丹注射液中的水溶性成分進行表征，不僅檢出31個酚酸，還檢出丹參酮、有機酸、氨基酸、核苷等其他4類成分共22個化合物，其中酚酸類化合物占60%，表明丹參酚酸類成分為香丹注射液的主要成分。

在香丹注射液揮發性成分的GC／MS分析中，共檢出香蘭素、橙花叔醇等9個化合物，與文獻[22］報道的成分基本一致，并未檢出文獻 [41-43］中報道的降香揮發油中氧化石竹烯、沒藥烯、金合歡烯等成分，推測可能與香丹注射液制劑中降香藥材的來源以及制劑的加工形式有關。

本研究建立的 HPLC-Q-TOF／MS和 GC／MS分析方法較為全面地表征了香丹注射液中的化學成分，不僅完善了香丹注射液的質量控制方法，還可為該制劑體內藥效物質基礎研究奠定基礎。