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UPLC-Q-TOF/MS 法鉴定不同基原水柏枝的化学成分

2023-11-23武鑫玥赵程成苟晓玲赵紫薇

中成药 2023年11期
关键词:种间原水甲酯

武鑫玥,丁 银,赵程成,苟晓玲,赵紫薇,张 静,唐 策*,范 刚*

(1.成都中医药大学药学院,四川 成都 611137; 2.成都中医药大学民族医药学院,四川 成都 611137)

水柏枝为常用藏药,具有清热解毒、发散透疹的功效,是藏医治疗热毒症、黄水病的常用药材之一,具有较高的药用价值和良好的开发与应用前景。目前水柏枝属植物化学成分的研究比较少,主要含有黄酮类与酚酸类化合物,这些化学成分具有抗炎、镇痛、抑菌、抗氧化等活性[1]。已有研究采用HPLC 法测定了水柏枝中槲皮素、槲皮苷、没食子酸的含量[2-3],但其他化学成分还未见分析报道。

水柏枝为典型的多基原药材,课题组前期调查发现,秀丽水柏枝(MyricariaeelegansRoyle)、具鳞水柏枝(M.squamosaDesv.)、三春水柏枝(M.paniculateP.Y.Zhang & Y.J.Zhang)、小花水柏枝(M.wardiiMarquand) 为目前使用的主流品种。由于遗传背景不同,水柏枝不同品种的化学成分可能存在一定的差异,进而影响其质量的稳定性和临床疗效。因此,有必要采用现代科学技术筛选种间差异性成分,以促进其质量控制和临床合理利用。

UPLC-Q-TOF/MS 法具有分析速度快、灵敏度高、定性能力强等优点,为中药、藏药内在质量的综合评价提供了新的分析方法,目前已成功应用于当归等药材的品种差异研究中[4]。因此,本研究主要采用基于UPLC-Q-TOF-MS 的分析技术分别对不同基原水柏枝药材进行化学成分分析,并结合偏最小二乘法判别分析和方差分析,寻找种间差异成分,以期为其品种鉴定、质量控制及临床应用等提供参考依据。

1 材料

1.1 仪器 Waters Acquity UPLCTM超高效液相色谱仪(配有四元溶剂管理系统、样品管理系统、PDA 检测器、Empower 色谱工作站)、Q-TOF analyzer in a SYNAPT G2 HDMS system 高分辨质谱仪(配有ESI 接口、MarkerLynx 4.1 工作站)(美国Waters 公司); Sorvall Legend Micro 17 高速离心机、微量移液枪(美国Thermo Fisher Scientific 公司);BT125D 十万分之一电子天平 (德国Sartorius 公司); KQ-500E 超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)。

1.2 试剂 甲醇、乙腈 (色谱纯,美国J.T.Baker 公司); 甲酸、亮氨酸脑啡肽(色谱纯,美国Sigma 公司); 水为蒸馏水[屈臣氏集团(香港) 有限公司]; 其余试剂均为分析纯。

1.3 药材 本研究共收集27 批不同品种的水柏枝样品,经重庆市中药研究院秦松云研究员鉴定为秀丽水柏枝M.elegans、具鳞水柏枝M.squamosa、三春水柏枝M.paniculata和小花水柏枝M.wardii。样品信息见表1。

2 方法与结果

2.1 UPLC-Q-TOF/MS 条件

2.1.1 色谱 Acquity UPLC®BEH C18色谱柱(2.1 mm ×100 mm,1.7 μm); 流动相0.1%甲酸水(A) -0.1% 甲酸乙腈 (B),梯度洗脱 (0 ~1 min,4% B; 1 ~4 min,4% ~5% B; 4 ~6 min,5% ~7%B; 6 ~10 min,7% B; 10 ~13 min,7% ~14%B; 13 ~18 min,14% B; 18 ~21 min,14% ~18%B; 21 ~25 min,18% ~37% B; 25 ~26 min,37% ~60% B; 26 ~29 min,60% B; 29 ~32 min,60% ~80% B; 32 ~35 min,80% ~95% B; 35 ~40 min,95%B; 40 ~41 min,95% ~99% B; 41 ~46 min,99% B; 46 ~48 min,99% ~4% B; 48 ~50 min,4%B); 体积流量0.4 mL/min; 柱温40 ℃;进样量1 μL。

2.1.2 质谱 Waters SYNAPT G2 HDMS 系统; 雾化、锥孔气氮气; 源温度150 ℃; 反向锥孔气体体积流量50 L/h; 脱溶剂气温度450 ℃; 脱溶剂气体体积流量800 L/h; 锥空电压40 V; 萃取锥空电压4 V; 毛细管电压3.0 kV (正)、2.5 kV (负); 扫描时间0.3 s; 扫描间隔0.02 s; 扫描范围m/z100~1 500; 锁定质量数 (亮氨酸脑啡肽)m/z556.277 1 [M+H]+,54.261 5 [M-H]-。

2.2 供试品溶液制备 称取水柏枝粉末(过3 号筛) 约1 g,置具塞锥形瓶中,加入甲醇30 mL,密塞,称定质量,超声处理(功率250 W,频率40 kHz) 30 min,放冷,再次称定质量,用甲醇补足减失的质量,摇匀,过滤,取滤液,13 000 r/min 离心15 min,取上清液,0.22 μm 微孔滤膜过滤,即得。

2.3 质谱分析 在正、负离子模式下,同时进行一级和二级扫描。通过精确分子量、出峰时间、裂解碎片、加合离子峰( [M+H]+、[M-H]-、[2M+H]+等),确认和指证化合物。按“2.2” 项下方法制备供试品溶液,在“2.1” 项条件下进样测定,对27 批水柏枝进行分析,得到水柏枝药材的正、负离子状态下扫描总离子流图。在正离子模式下,除出现[M+H]+的准分子离子峰外,大部分化合物均显示出强丰度的[M+Na]+的加合离子峰,有时还会出现[2M+H]+、[2M+Na]+离子峰;在负离子模式下,准分子离子峰一般为[M-H]-,同时还会出现[M+Na-2H]-、[2M-H]-等离子峰。通过对准分子离子峰上对应的分子量进行拟合计算,按保留时间先后顺序列出。从中得到36 个化合物,包括6 个黄酮类(槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖醛酸、木犀草素、山柰酚-3-O-β-D-葡萄糖醛酸等)、17 个酚酸类(没食子酸、鞣花酸等)、2 个生物碱类(N-阿魏酰酪胺、N-阿魏酰基-4-O-甲基酪胺)、3 个氨基酸类(脯氨酸、苯丙氨酸等)、8 个其他类(水柏枝素A、腺苷等)。水柏枝基峰色谱图见图1,鉴定的化合物质谱裂解信息见表2。

图1 水柏枝总离子流图Fig.1 Total ion current diagram of Myricariae Ramulus

表2 水柏枝主要化学成分的质谱信息Tab.2 MS information of the major constituents in Myricariae Ramulus

2.4 化学计量学分析

2.4.1 偏最小二乘法分析 采用SIMCA-P 软件的偏最小二乘法(PLS-DA) 对各化合物的质谱峰面积数据进行建模,分别在正、负离子模式下对4 种基原水柏枝进行比较,见图2。PLS-DA 三维模型中,可直观看出不同基原的水柏枝明显分为4 类。

图2 水柏枝的PLS-DA 三维得分图Fig.2 PLS-DA three-dimensional score plot of Myricariae Ramulus

2.4.2 差异代谢物筛选 观察不同样品的分类情况,并从大量多维数据中找出贡献于分类的主要差异代谢物,但无法确定观察到的差异是否具有统计学意义(显著性),因此需要采用其他方法进一步验证PLS-DA 结果。本研究采用方差分析评价这些成分在4 种基原间的差异是否具有显著性。结合VIP>1 和P<0.05 这2 个标准筛选潜在的差异成分,最终筛选出7 种具有统计学意义的种间差异成分,分别为水柏枝素A、阿福豆苷、对羟基桂皮酸、3,4-二甲氧基没食子酸、没食子酸甲酯、2,4,6-三羟基苯甲酸甲酯、香草酸甲酯,详见图3、表3。

图3 种间差异成分峰面积的方差分析Fig.3 Analysis of variance for peak area of interspecific differential components

表3 4 种基原水柏枝潜在差异成分的方差分析结果Tab.3 Results of variance analysis for the potential component differences of 4 species of Myricariae Ramulus

3 小结与讨论

本研究采用UPLC-Q-TOF/MS 定性技术,首次对水柏枝药材的化学成分进行了全面分析,结合文献报道及化合物的质谱裂解规律,最终鉴定了36个化合物,包括6 个黄酮类,17 个酚酸类,2 个生物碱类,3 个氨基酸类,以及8 个其他类。其中,二-O-没食子酰-D-葡萄糖、二-O-没食子酰-鞣花酰-D-葡萄糖、三-O-没食子酰-D-葡萄糖、四-O-没食子酰葡萄糖、五-O-没食子酰-D-葡萄糖为首次从水柏枝药材中鉴定的化学成分。

此外,结合多元统计和方差分析方法,利用P<0.05 标准筛选4 组样品间的差异成分,最终确定7 种潜在的种间差异性成分,包括水柏枝素A、阿福豆苷、对羟基桂皮酸、3,4-二甲氧基没食子酸、没食子酸甲酯、2,4,6-三羟基苯甲酸甲酯和香草酸甲酯。这些化合物为区别不同基原水柏枝药材的化学标志物,今后可应用于水柏枝药材的品种鉴定。此外,由于这7 种化学成分的差异,可能会影响不同基原水柏枝药材的质量,今后应结合与功效相关的药理活性进一步评价不同品种的质量差异,为水柏枝药材的质量控制和临床合理应用提供参考依据。

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