田宏哲,徐 靜,胡 睿,趙瑛博,劉文娥
1沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)分析測(cè)試中心,沈陽 110866;2遼寧出入境檢驗(yàn)檢疫局,大連 116001
我國(guó)具有豐富的天然植物資源,其中五味子及其同科類植物在我國(guó)分布范圍很廣,是常用中藥材。五味子科(Schisandraceae)含五味子屬(Schisandra)和南五味子屬(Kadsura)2個(gè)屬約60種,我國(guó)含有兩屬的植物約30種。其中五味子屬約19種,在我國(guó)大部分省區(qū)都有分布,該屬最常用的藥材是五味子(S.chinensis,北五味子)和華中五味子(S.sphenanthera)。五味子屬植物主要含有木脂素、三萜、揮發(fā)油、多糖、有機(jī)酸、氨基酸及微量元素等化學(xué)成分。其中,木脂素為其主要活性成分,有降酶保肝、抑制中樞神經(jīng)、抗衰老等作用。20世紀(jì)70年代,我國(guó)學(xué)者從五味子中分離得到五味子素等7種具有明顯降谷丙轉(zhuǎn)氨酶(SGPT)作用的木脂素后,中國(guó)和日本的學(xué)者[1-4]對(duì)五味子及其同科植物的木脂素成分展開了廣泛的分離鑒定工作,獲得了顯著成果,目前五味子的開發(fā)應(yīng)用也主要是集中在治療肝炎的新藥方面。
木脂素是由二分子苯丙烯衍生物聚合而成的化合物,多數(shù)為游離狀態(tài),或與糖結(jié)合成甙。五味子中含有豐富的木脂素成分,從植物中提取的木脂素類物質(zhì)活性廣泛,有多種生理活性。如經(jīng)過進(jìn)一步結(jié)構(gòu)修飾和改造,可能獲得更高效的藥物活性成分[5,6],這是我國(guó)天然藥物開發(fā)的重要方向之一,值得進(jìn)一步研究。
目前測(cè)定五味子中木脂素主要采用液相色譜-紫外法[7-10]、液相色譜-質(zhì)譜法[11]、薄層色譜法[12]等,但五味子木脂素衍生物較多,立體化學(xué)復(fù)雜,采用液相色譜-紫外法很難將復(fù)雜組分完全分開,影響定量準(zhǔn)確性。而薄層色譜法由于分離效率低,不適于復(fù)雜組分分離。
本文建立了LC-MS/MS法同時(shí)測(cè)定五味子中6種木脂素成分,采用正己烷提取待測(cè)樣品中的目標(biāo)組分,經(jīng)反相高效液相色譜分離,待測(cè)組分先后進(jìn)入DAD檢測(cè)器和離子阱質(zhì)譜中進(jìn)行測(cè)定,該方法排除了樣品基質(zhì)和雜質(zhì)成分的干擾,可對(duì)目標(biāo)組分進(jìn)行準(zhǔn)確的定性定量。通過對(duì)五味子樣品中6種木脂素成分的測(cè)定,對(duì)該方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。
Agilent 1100 LC-Trap SL進(jìn)行五味子中木脂素的液相色譜-質(zhì)譜測(cè)定,配有四元梯度泵、自動(dòng)進(jìn)樣器、二極管陣列檢測(cè)器(DAD)等。質(zhì)譜直接進(jìn)樣注射泵(kd Scientific,USA)。KQ-300DE型醫(yī)用數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海亞榮生化儀器廠)。
甲醇(色譜純,F(xiàn)luka)。實(shí)驗(yàn)用“娃哈哈”純凈水(娃哈哈集團(tuán),杭州),其它試劑均為分析純。配制的流動(dòng)相均經(jīng)過0.45 μm微孔濾膜過濾。木脂素標(biāo)準(zhǔn)品:五味子醇甲、五味子醇乙、五味子酯甲、五味子甲素、五味子乙素、五味子丙素(純度 >99.0%,購(gòu)自Sigma-Aldrich)。以上標(biāo)準(zhǔn)樣品用色譜純?nèi)軇┡涑?000 mg/L的儲(chǔ)備液,然后稀釋到1.0 mg/L進(jìn)行流動(dòng)注射進(jìn)樣,分別獲取標(biāo)準(zhǔn)樣品的一級(jí)和二級(jí)質(zhì)譜圖,得到準(zhǔn)分子離子峰和碎片離子峰的信息。北五味子果來源于遼寧撫順?biāo)幉姆N植基地。
將五味子果實(shí)在80℃左右烘4 h,然后粉碎過100目篩。準(zhǔn)確稱取1.0 g五味子粉末,用50 mL正己烷超聲提取30 min后,用正己烷補(bǔ)足損失量,移取20 mL提取液到離心管中,離心10 min(3500 r/min)。取5 mL上清液于雞心瓶中,在40°C水浴蒸至近干,然后用5 mL甲醇重新溶解,過0.45 um濾膜,待分析。
SB-C18色譜柱(150 mm × 2.1 mm i.d.,3.5 μm,Agilent),流動(dòng)相為甲醇和0.5%甲酸,梯度洗脫,0~35 min甲醇由55%到95%,保持5 min,然后回到初始流動(dòng)相組成,平衡7 min,流速0.2 mL/min,柱溫30 ℃,進(jìn)樣量5 μL,檢測(cè)波長(zhǎng)260 nm。
ESI電離源,正離子化模式;干燥氣:8.0 L/min;干燥溫度:325°C;霧化氣壓力:30 psi;毛細(xì)管電壓:4500 v。掃描范圍:100~650 m/z。多反應(yīng)模式監(jiān)測(cè)(MRM)(液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用優(yōu)化參數(shù)見表1)。
表1 采用液質(zhì)聯(lián)用方法分析目標(biāo)五味子木脂素的優(yōu)化參數(shù)Table 1 Optimised parameters for the studied lignans analysed by LC-ESI-MS/MS
首先考察了不同流動(dòng)相對(duì)目標(biāo)組分分離的影響:甲醇-醋酸銨、甲醇-甲酸銨、甲醇-甲酸水溶液等,幾種流動(dòng)相都能把目標(biāo)組分完全分離。但在分離實(shí)際樣品時(shí),以甲醇-甲酸水溶液的分離效果最好,在液相色譜-紫外檢測(cè)中譜峰尖銳,在質(zhì)譜中離子化效率高(見圖1),所以選擇甲醇-甲酸水溶液作為本方法的流動(dòng)相。
在190~400 nm內(nèi)對(duì)目標(biāo)組分進(jìn)行了紫外吸收波長(zhǎng)掃描,發(fā)現(xiàn)在260 nm左右時(shí),6種木脂素均有響應(yīng),且響應(yīng)值較高,因此選擇260 nm作為檢測(cè)波長(zhǎng),標(biāo)樣譜圖見圖2。
實(shí)驗(yàn)中對(duì)質(zhì)譜分析條件進(jìn)行了優(yōu)化:確定質(zhì)譜離子化模式、干燥氣壓力、溫度、霧化電壓、傳輸及聚焦區(qū)參數(shù)設(shè)置等。由于在液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析有機(jī)化合物時(shí),當(dāng)采用電噴霧電離源(ESI)時(shí),一級(jí)質(zhì)譜全掃描模式只能提供目標(biāo)組分的分子離子峰,很難排出雜質(zhì)成分的干擾,會(huì)造成定性以及定量的誤差。本文建立了LC-ESI-MS/MS方法分析木脂素組分,以MRM模式提供的目標(biāo)組分的母離子與子離子組成的離子對(duì)進(jìn)行定性和定量分析(見表1),從而排除其它組分及未完全分離組分對(duì)目標(biāo)組分的定量干擾。
目前,提取五味子中木脂素主要采用乙醇、甲醇、正己烷、環(huán)己烷及氯仿等有機(jī)溶劑進(jìn)行超聲提取、索氏提取或者微波提取等。在本實(shí)驗(yàn)中嘗試了幾種提取溶劑:甲醇、正己烷、環(huán)己烷、95%乙醇、乙酸乙酯及甲醇-三氯甲烷混合溶劑。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),環(huán)己烷及乙酸乙酯對(duì)6種木脂素提取效率都較低,不能滿足方法要求;其它4種提取溶劑對(duì)幾種木脂素成分皆有較高的提取效率,其中95%乙醇雖然對(duì)五味子醇甲提取率最高,但對(duì)其它目標(biāo)組分提取率較低,(見表2)。綜合考慮,最后選擇正己烷作為6種木脂素的提取溶劑,能夠保證所有目標(biāo)組分都有較高的提取效率。
表2 6種提取溶劑的提取效率(mg/g)Table 2 Effect of different extraction solvents(mg/g)
圖1 采用MRM模式分析6種木脂素標(biāo)樣(0.05 mg/g)的總離子流圖Fig.1 Total ion chromatogram of 6 lignans(0.05 mg/g)monitored by MRM transitions
在上述實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)定6種目標(biāo)組分的標(biāo)準(zhǔn)溶液,以峰面積為縱坐標(biāo),標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為橫坐標(biāo)作圖,線性濃度范圍為0.005~10.0 mg/g:確定了6種目標(biāo)組分的檢測(cè)限(S/N=3)、定量限(S/N=5)、線性方程及線性相關(guān)系數(shù)(見表3)。目標(biāo)組分的定量限為4.0×10-4~1.5 ×10-3mg/g,檢測(cè)限為 2.5 ×10-4~9.0×10-4mg/g,本文所建立的6種木脂素測(cè)定方法完全可以滿足實(shí)際樣品中目標(biāo)組分的檢測(cè)要求。
圖2 采用HPLC-DAD分析6種木脂素標(biāo)樣(0.05 mg/g)的色譜圖Fig.2 Chromatogram of 6 lignans standard solutions(0.05 mg/g)analysed by HPLC-DAD
采用回收率試驗(yàn)進(jìn)行方法評(píng)價(jià),準(zhǔn)確稱取已知含量樣品作為空白基質(zhì),分別定量加入6種木脂素標(biāo)準(zhǔn)溶液(添加濃度分別為 0.5,2.0,5.0 mg/g),然后按照實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行提取和分離檢測(cè)。每個(gè)添加水平進(jìn)行6次重復(fù)試驗(yàn),測(cè)得添加6種目標(biāo)組分的平均回收率為81.01% ~ 92.45%,RSD 為3.05% ~7.98%,因此,本方法具有很高的準(zhǔn)確度和精密度。
表3 LC-ESI-MS/MS聯(lián)用方法分析6種木脂素的定量限、檢測(cè)限及線性相關(guān)系數(shù)Table 3 Limits of quantification(LOQ),limits of detection(LOD)and correlation coefficients of 6 lignans analysed by LC-MS/MS
將實(shí)驗(yàn)中所建立的五味子木脂素提取方法和分離檢測(cè)方法應(yīng)用于20批五味子果實(shí)中的木脂素測(cè)定,實(shí)際樣品測(cè)定質(zhì)譜總離子流圖見圖3,液相色譜-紫外譜圖見圖4。本方法提供了兩種定性方法:通過液相色譜-紫外方法可獲得樣品中各組分的保留時(shí)間信息、通過質(zhì)譜可得到各組分的監(jiān)測(cè)離子對(duì)及其它子離子信息。通過這兩種方法可對(duì)實(shí)際樣品的組分進(jìn)行定性,確定在所有批次樣品中同時(shí)含有6種待測(cè)目標(biāo)組分:其中五味子醇甲含量為6.67±0.33 mg/g,五味子醇乙2.80 ±0.14 mg/g,五味子酯甲0.83 ±0.05 mg/g,五味子甲素 1.21 ±0.07 mg/g,五味子乙素 3.81 ±0.18 mg/g,五味子丙素 0.90±0.06 mg/g。
本實(shí)驗(yàn)建立了LC-MS/MS法測(cè)定五味子果實(shí)中6種木脂素成分,該方法樣品前處理簡(jiǎn)單、提取效率高、分離效果好、完全排除了其它成分對(duì)目標(biāo)組分的定性和定量分析干擾。采用該方法對(duì)五味子果實(shí)進(jìn)行分析,確定了其中6種木脂素成分的含量,結(jié)果表明在北五味子果實(shí)中五味子醇甲含量最高,五味子酯甲含量最低。本研究為建立五味子藥材的質(zhì)量分析方法提供了參考依據(jù)、為五味子藥材的充分利用提供有力的技術(shù)支持。
1 Ikeya Y,Taguchi H,Yosioka I.The constituents of Schizandra chinensis Baill.X.The structures of c-schizandrin and four new lignans,(-)-gomisins L1 and L2,(± )-gomisin M1 and(+)-gomisin M2.Chem Pharm Bull,1982,30:132-139.
2 Ikeya Y,Taguchi H,Yosioka I.The constituents of Schizandra chinensis Baill XII Isolation and structure of a new lignan,gomisin R,the absolute structure of wuweizisu C and isolation of schisantherin D.Chem Pharm Bull,1982,30:3207-3211.
3 Ikeya Y,Taguchi H,Mitsuhashi H,et al.A lignan from Schizandra chinensis.Phytochem,1988,27:569-573.
4 Ikeya Y,Miki E,Okada M,et al.Benzoylgomisin Q and benzoylgomisin P,two new lignans from Schisandra sphenanthera Rehd.Et Wils.Chem Pharm Bull,1990,38:1408-1411.
5 Aiken C,Chen CH.Betulinic acid derivatives as HIV-1 antivirals.Trends Mol Med,2005,11:31-36.
6 Muhanji CI,Hunter R.Current developments in the synthesis and biological activity of HIV-1 double-drug inhibitors.Curr Med Chem,2007,14:1207-1220.
7 Zheng CY(鄭春英),Li HT(李宏濤),Wu T(吳桐),et al.Simultaneous Determination of schizandra,deoxyschizadra and γ-schizandra in Different Parts of Schisandra chinensis(Turcz.)Baill by HPLC.Food Sci(食品科學(xué)),2007,28:376-379.
8 Yin GX(陰冠秀),Du B(杜冰),Lu WW(魯旺旺),et al.Determination of lignins in Schisandra sphenanthera and Schisandra chinensis by high performance liquid chromatography.Food Sci(食品科學(xué)),2011,32:218-221.
9 Zhang H,Zhang GQ,Zhu ZY,et al.Determination of six lignans in Schisandra chinensis(Turcz.)Baill.Fruits and related Chinese multiherb remedies by HPLC.Food Chem,2009,115:735-739.
10 Lee HJ,Kim CY.Simultaneous determination of nine lignans using pressurized liquid extraction and HPLC-DAD in the fruits of Schisandra chinensis.Food Chem,2010,120:1224-1228.
11 Huang X,Song FR,Liu ZQ,et al.Studies on lignan constituents from Schisandra chinensis(Turcz.)Baill.fruits using high-performance liquid chromatography/electrospray ionization multiple-stage tandem mass spectrometry.J Mass Spectrom,2007,42:1148-1161.
12 Yang LQ(仰榴青),Xu ZQ(徐佐旗),Wu XY(吳向陽),et al.Simultaneous determination of the four lignans in extract of Schisandra chinensis and S.sphenanthera by TLCS.Food Sci(食品科學(xué)),2006,27:401-404.