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基于液相色譜—串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)的新疆一枝蒿植物代謝組學(xué)分析方法研究

2018-05-30 11:33:16陳路路王中華周幟何秉淑賀玖明黃羅嬌努爾波拉提·阿依達(dá)爾汗劉戈宇阿吉艾克拜爾·艾薩再帕爾·阿不力孜
分析化學(xué) 2018年5期
關(guān)鍵詞:串聯(lián)質(zhì)譜液相色譜

陳路路 王中華 周幟 何秉淑 賀玖明 黃羅嬌 努爾波拉提·阿依達(dá)爾汗 劉戈宇 阿吉艾克拜爾·艾薩 再帕爾·阿不力孜

摘 要 藥用植物化學(xué)成分種類(lèi)繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,而傳統(tǒng)方法難以獲得全面反映其所含成分隨時(shí)間、品種和生態(tài)環(huán)境等因素發(fā)生的變化信息,因此需要建立系統(tǒng)、全面的分析方法以進(jìn)行整體物質(zhì)基礎(chǔ)研究。本研究開(kāi)展了基于液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(LC-MS/MS)技術(shù)的新疆一枝蒿植物代謝組學(xué)分析方法研究,并將其應(yīng)用于該植物不同組織器官代謝組的差異分析。重點(diǎn)考察了樣品前處理過(guò)程中的提取溶劑及比例、復(fù)溶溶劑比例、超聲時(shí)間對(duì)非靶向代謝組學(xué)研究的影響,以代謝物覆蓋度為主要指標(biāo)選擇了最優(yōu)條件并進(jìn)行了方法學(xué)驗(yàn)證。采用上述前處理方法和LC-MS/MS分析方法,獲得了新疆一枝蒿根、莖、枝、葉、花不同組織器官的代謝組信息,并構(gòu)建多變量統(tǒng)計(jì)模型進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)花與其它組織器官的代謝組存在顯著差異。結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)檢索與化合物質(zhì)譜裂解規(guī)律分析,獲得差異代謝物的結(jié)構(gòu)類(lèi)型,包括61個(gè)黃酮類(lèi)、97個(gè)一枝蒿酮酸衍生物、7個(gè)綠原酸類(lèi)化合物及15個(gè)其它類(lèi)型化合物。進(jìn)一步采用聚類(lèi)熱圖分析針對(duì)上述180個(gè)差異代謝物在各組織器官的分布情況進(jìn)行表征,初步揭示了各類(lèi)化合物在不同組織器官的分布特征。本研究不僅為新疆一枝蒿植物化學(xué)成分的組織器官分布及其有效成分的合理利用提供了重要信息,同時(shí)為藥用植物的質(zhì)量控制、品種改良以及合理開(kāi)發(fā)提供了新的研究策略。

關(guān)鍵詞 新疆一枝蒿; 液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜; 植物代謝組學(xué); 樣品前處理; 多變量統(tǒng)計(jì)分析

1 引 言

從藥用植物中尋找活性物質(zhì)、發(fā)現(xiàn)新的藥源分子, 一直是新藥研究的重要內(nèi)容。藥用植物物種多樣,所含化學(xué)成分種類(lèi)繁多,為新藥研發(fā)提供了豐富資源。然而,傳統(tǒng)的藥用植物藥效成分研究方法難以全面反映化學(xué)成分及其體內(nèi)分布,以及生態(tài)環(huán)境對(duì)其體內(nèi)物質(zhì)的影響。植物代謝組學(xué)研究是從整體出發(fā),系統(tǒng)地分析植物中的所有小分子物質(zhì)及其隨時(shí)間、環(huán)境的變化,有利于藥用植物物質(zhì)基礎(chǔ)及其功能的闡明、物種的判斷及預(yù)測(cè)等[1]。目前,液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(Liquid chromatography-tandem mass spectrometry, LC-MS/MS)作為代謝組學(xué)研究中的常用分析手段,因其具有高靈敏、高通量、特異性強(qiáng)的特點(diǎn),可高效、快速、準(zhǔn)確地研究植物內(nèi)源性代謝物的動(dòng)態(tài)變化信息,為闡明藥用植物復(fù)雜代謝體系提供分子依據(jù)[2~8]。

新疆一枝蒿植物(Artemisia rupestris L.)為菊科蒿屬、多年生草本植物,主要分布在我國(guó)新疆天山、阿勒泰等地區(qū),全草入藥。作為新疆維吾爾醫(yī)學(xué)的傳統(tǒng)用藥,新疆一枝蒿具有抗炎、保肝、抗過(guò)敏、抗病毒、抑菌、抗腫瘤等多方面的藥效作用[9~11],有較高的藥用價(jià)值。新疆一枝蒿中化學(xué)成分種類(lèi)繁多,含有黃酮類(lèi)[12]、生物堿類(lèi)、倍半萜類(lèi)[13,14]、多糖類(lèi)等。文獻(xiàn)報(bào)道該植物中黃酮類(lèi)和倍半萜類(lèi)化合物是含量較為豐富的活性成分,如倍半萜類(lèi)次生代謝物一枝蒿酮酸是代表性的特征有效成分[15]。新疆一枝蒿藥材資源多依靠野生采挖,由于該植物具有獨(dú)特的生態(tài)特性,自然繁殖極為困難,并且近年來(lái)被大量開(kāi)發(fā)利用,加上礦山開(kāi)采、過(guò)度放牧等原因,野生藥材資源已經(jīng)匱乏,因而新疆一枝蒿的引種、馴化、人工栽培研究得到了重視。在臨床上采用人工栽培品種代替野生品種使用,但兩者藥效物質(zhì)基礎(chǔ)是否一致尚存爭(zhēng)議。目前,新疆一枝蒿的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究主要包括化學(xué)成分的分離鑒定[16]、有效成分的含量測(cè)定[17]、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分析[18]等。但這些研究多采用傳統(tǒng)分析方法,分離提取過(guò)程耗時(shí),分析通量有限,且僅針對(duì)少數(shù)幾種化合物,無(wú)法高效、系統(tǒng)、全面地表征新疆一枝蒿的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。

本研究采用高通量的LC-MS/MS技術(shù)分析新疆一枝蒿,通過(guò)重點(diǎn)考察屬于黃酮類(lèi)和倍半萜類(lèi)的一枝蒿酮酸、異槲皮苷、蘆丁、紫花牡荊素、洋艾素、金合歡素、蒙花苷、刺槐素8個(gè)內(nèi)源性代謝物,結(jié)合代謝物覆蓋度對(duì)提取溶劑及比例、復(fù)溶溶劑比例、超聲時(shí)間等條件對(duì)前處理方法進(jìn)行了優(yōu)化,建立了適用于新疆一枝蒿植物代謝組學(xué)研究的LC-MS/MS分析方法,以期獲得新疆一枝蒿更加全面的代謝組信息,同時(shí)結(jié)合多變量統(tǒng)計(jì)分析,尋找新疆一枝蒿不同組織器官之間的代謝組差異,初步揭示了該藥用植物的代謝組學(xué)特征和規(guī)律,并為后續(xù)人工栽培品種和野生品種的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究及其質(zhì)量控制提供了新的分析手段。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器與試劑

Ultramate 3000超高效液相色譜、 Q-OT-qIT雜合型質(zhì)譜儀(Orbitrap Fusion Lumos)、移液器(美國(guó)Thermo公司); 冷凍干燥機(jī)、真空離心濃縮儀(德國(guó)Christ公司); 離心機(jī)、混勻儀(德國(guó)Eppendorf公司); 高速分散機(jī)(德國(guó)IKA公司); 0.22 μm濾膜(美國(guó)Agilent公司)。

對(duì)照品一枝蒿酮酸、異槲皮苷、蘆丁、紫花牡荊素、洋艾素、金合歡素(辰光生物公司); 刺槐素(成都克洛瑪生物科技公司); 蒙花苷(中國(guó)食品藥品檢定研究院)。

乙腈、甲醇(德國(guó)Merck公司); 甲酸(美國(guó)ROE公司); 乙酸乙酯(美國(guó)Honeywell公司); 氯仿(美國(guó)Mreda公司); 所有試劑均為色譜純; 實(shí)驗(yàn)用水為某品牌純凈水。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

2.2.1 樣品采集與制備 盛花期新疆一枝蒿采自新疆維吾爾自治區(qū)富蘊(yùn)縣(人工栽培品種,于2014年8月育苗,2015年6月底~7月初移栽至大田),采集后立即置于裝有干冰的保溫盒中暫存,并盡快轉(zhuǎn)移至80℃保存。取新疆一枝蒿根、莖、枝、葉、花,使用研缽在液氮中研磨成粉,粉末冷凍干燥48 h。稱(chēng)?。?0±1) mg 凍干粉末于勻漿管中,冰浴條件下使用1 mL甲醇-水(80∶20,V/V)溶液在高速分散器中提取3 min(25000 r/min,1 min; 3000 r/min,1 min; 25000 r/min,1 min),超聲10 min后離心10 min(13500 r/min),置于真空離心濃縮儀中濃縮3 h。將濃縮物復(fù)溶于1 mL乙腈-水(50∶50,V/V),超聲混勻后離心10 min,使用0.22 μm微孔濾膜過(guò)濾上清液,備檢。

2.2.2 色譜條件

Acquity UPLC HSS T3色譜柱(100 mm×2.1 mm,1.8 μm,Waters公司); 水(含0.1%甲酸,A)和乙腈(含0.1%甲酸,B)為流動(dòng)相; 流速為0.3 mL/min,進(jìn)樣量為5 μL,柱溫為40℃; 梯度洗脫:每次進(jìn)樣前用初始流動(dòng)相平衡8 min; 0~20 min,5%~50% B; 20~27 min,50%~98% B; 27~30 min,98% B; 30~30.1 min,98%~5% B。

2.2.3 質(zhì)譜條件 離子源為電噴霧(Electrospray ionization, ESI)源; 采用正、負(fù)離子檢測(cè)模式; 掃描模式為全掃描; 掃描范圍 m/z 150~1000; 分辨率 60000; 噴霧電壓3.5 kV(正離子模式), 3 kV(負(fù)離子模式); 鞘氣 0.24 MPa; 輔助氣 0.10 MPa; 離子源溫度 350℃(正離子模式),380℃(負(fù)離子模式)。

2.2.4 數(shù)據(jù)處理 獲得正、負(fù)離子檢測(cè)模式下的UHPLC-(±) ESI-MS譜后,采用數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換軟件MSConvert將原始數(shù)據(jù)(.raw格式)轉(zhuǎn)換成為mzXML格式文件,并導(dǎo)入開(kāi)源數(shù)據(jù)處理軟件XCMS進(jìn)行峰識(shí)別、峰對(duì)齊、峰填充及峰過(guò)濾,最終獲得包括質(zhì)荷比(m/z)、保留時(shí)間(Retention time)及其峰面積的二維數(shù)據(jù)陣。將上述獲得的二維數(shù)據(jù)陣導(dǎo)入SIMCA-P(version 12.0, Umetrics AB, Ume, Sweden)進(jìn)行多變量統(tǒng)計(jì)分析,利用主成分分析(Principal component analysis, PCA)和正交偏最小二乘判別分析(Orthogonal partial least square-discriminant analysis, OPLS-DA)對(duì)樣品進(jìn)行模式識(shí)別,選擇對(duì)分組貢獻(xiàn)較大的變量(VIP>1),進(jìn)一步采用帶有Jack-knifed置信區(qū)間(未跨越零值的變量被認(rèn)為是可信的變量,此條件用于變量的篩選)的載荷圖及原始輪廓圖進(jìn)行篩選,去除變異較大、組間交差嚴(yán)重的變量,再對(duì)兩組獨(dú)立樣本進(jìn)行t檢驗(yàn),選擇p <0.05的變量,運(yùn)用Pearson相關(guān)性分析進(jìn)一步篩除加合離子、同位素離子及碎片離子,最終獲得可靠的差異變量。根據(jù)差異代謝物的高分辨m/z及MS/MS譜數(shù)據(jù),結(jié)合代謝物數(shù)據(jù)庫(kù)Metlin(http://metlin.scripps.edu)檢索,確定差異代謝物的類(lèi)別。

2.3 方法學(xué)驗(yàn)證

2.3.1 儀器精密度 取新疆一枝蒿花的凍干粉末,按2.2.1節(jié)方法制備提取液,對(duì)同一樣品連續(xù)進(jìn)樣6次,計(jì)算一枝蒿酮酸、異槲皮苷、蘆丁、紫花牡荊素、洋艾素、金合歡素、蒙花苷、刺槐素8個(gè)內(nèi)源性代謝物峰面積的RSD,對(duì)儀器精密度進(jìn)行考察。

2.3.2 方法精密度 同一天內(nèi)平行制備提取液6份,計(jì)算不同時(shí)間洗脫的8個(gè)內(nèi)源性代謝物峰面積的RSD,評(píng)估方法的批內(nèi)精密度; 3天內(nèi)連續(xù)制備18份提取液,計(jì)算上述8個(gè)內(nèi)源性代謝物峰面積的RSD,評(píng)估方法的批間精密度。

3 結(jié)果與討論

3.1 樣品前處理及參數(shù)優(yōu)化

植物代謝組學(xué)的樣品前處理步驟對(duì)最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果至關(guān)重要[19],提取代謝組信息時(shí)應(yīng)盡可能兼顧代謝物不同的理化性質(zhì),保持代謝組的原始性和完整性。目前,溶劑提取是最為常用的提取方法[20],提取溶劑種類(lèi)及比例、是否使用超聲及超聲時(shí)間、復(fù)溶溶劑及比例均會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,因此本研究對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行了細(xì)致的考察與評(píng)估。

3.1.1 提取溶劑的選擇及其比例的優(yōu)化結(jié)果 為覆蓋更廣極性范圍的代謝物,在文獻(xiàn)調(diào)查的基礎(chǔ)上[21],本研究首先比較了甲醇-水(95∶5; 80∶20; 50∶50,V/V)、乙腈-水(95∶5; 80∶20; 50∶50,V/V)、乙酸乙酯-水(95∶5; 80∶20; 50∶50,V/V)、甲醇-氯仿-水(90∶5∶5; 80∶10∶10; 60∶20∶20,V/V)作為提取溶劑時(shí)的提取效果。獲得的原始譜圖數(shù)據(jù),經(jīng)格式轉(zhuǎn)化及XCMS軟件進(jìn)行預(yù)處理后,各提取溶劑體系獲得的色譜峰數(shù)目比較結(jié)果如圖1所示。為清晰顯示比較結(jié)果,計(jì)算各提取溶劑獲得的色譜峰數(shù)占所有提取溶劑獲得的色譜峰數(shù)目總和的百分比。結(jié)果表明,甲醇-水(80∶20,V/V)提取得到6985個(gè)色譜峰,相同溶劑類(lèi)型下此比例獲得峰數(shù)目最多; 同理,乙腈-水(80∶20,V/V)提取得到6561個(gè)色譜峰,乙酸乙酯-水(95∶5,V/V)提取得到5284個(gè)色譜峰,甲醇-氯仿-水(60∶20∶20,V/V)提取得到7541個(gè)色譜峰,分別為各類(lèi)型提取溶劑的最佳比例。通過(guò)不同提取溶劑體系進(jìn)行比較表明,甲醇-氯仿-水(60∶20∶20,V/V)提取的離子峰數(shù)目最多,其次為甲醇-水(80∶20,V/V)。

進(jìn)一步使用SIMCA-P軟件對(duì)各提取溶劑獲得的二維數(shù)據(jù)陣進(jìn)行PCA分析,結(jié)果如圖2所示,正、負(fù)離子檢測(cè)模式下,甲醇-水與甲醇-氯仿-水之間分組不明顯,而二者與乙腈-水、乙酸乙酯-水之間分組明顯,表明使用甲醇-氯仿-水作為提取溶劑時(shí)獲得的整體代謝組信息與甲醇-水相似,與乙腈-水、乙酸乙酯-水差異較大,考慮到所采用溶劑的環(huán)保性,盡管甲醇-氯仿-水提取的色譜峰數(shù)目最多,本研究最終采用甲醇-水(80∶20,V/V)代替甲醇-氯仿-水(60∶20∶20,V/V)作為提取溶劑。

3.1.2 超聲時(shí)間的選擇結(jié)果 在代謝物提取過(guò)程中采用超聲進(jìn)行輔助提取,考察了超聲時(shí)間(0、10、20和30 min)對(duì)提取效率的影響,比較了各超聲條件下獲得的色譜峰數(shù)目。結(jié)果表明,超聲0、10、20和30 min時(shí),可分別提取6347、6349、6146和6479個(gè)色譜峰,表明超聲30 min提取的色譜峰數(shù)目最多,但差別不大。為避免提取過(guò)程產(chǎn)生熱量使代謝物信息發(fā)生改變,實(shí)驗(yàn)不僅需要在冰浴條件下進(jìn)行提取,超聲時(shí)間也不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)。綜合以上所述因素,最終選擇適宜的超聲時(shí)間為10 min。

3.1.3 復(fù)溶溶劑比例的優(yōu)化結(jié)果 在復(fù)溶溶劑的選擇過(guò)程中,為盡量避免造成峰展寬、峰分叉現(xiàn)象的溶劑效應(yīng),選擇了與流動(dòng)相匹配的乙腈-水為復(fù)溶溶劑,并在此基礎(chǔ)上優(yōu)化有機(jī)相比例,考察了乙腈-水的體積比分別為5∶95、20∶80、50∶50、80∶20時(shí)的提取效果。結(jié)果表明,在正離子檢測(cè)模式下,乙腈-水的體積比為5∶95、20∶80、50∶50、80∶20時(shí)分別檢測(cè)到了8611、9559、11006、9691個(gè)色譜峰,且在負(fù)離子模式下分別檢測(cè)到了7193、7128、8233、6297個(gè)色譜峰。乙腈-水(50∶50,V/V)為復(fù)溶溶劑時(shí),在正、負(fù)離子模式下檢測(cè)的色譜峰數(shù)目均為最多。因此,最終選擇復(fù)溶溶劑為乙腈-水(50∶50,V/V)。

3.1.4 色譜與質(zhì)譜條件的優(yōu)化結(jié)果 色譜條件的優(yōu)化:選用代謝組學(xué)研究中常用HSS T3色譜柱[22](100 mm×2.1 mm, 1.8 μm,Waters公司),考察乙腈-水、甲醇-水等流動(dòng)相體系及其比例、進(jìn)樣體積、流速、梯度洗脫程序、柱溫等對(duì)色譜分離的影響。結(jié)果表明,甲醇-水為流動(dòng)相時(shí),弱極性部分的分離效果不及乙腈-水,同時(shí)甲酸的加入有利于抑制峰拖尾現(xiàn)象,因此選擇乙腈(含0.1%甲酸)-水(含0.1%甲酸)為流動(dòng)相; 優(yōu)化后的總離子流色譜圖(Total ion chromatograms, TICs)如圖3所示,在進(jìn)樣量為5 μL,流速為0.3 mL/min,梯度洗脫時(shí)間為30 min,柱溫為40℃的條件下,各色譜峰的分離效果良好。

質(zhì)譜條件的優(yōu)化:選擇一枝蒿酮酸、蘆丁、紫花牡荊素、異槲皮苷、金合歡素、刺槐素、蒙花苷和洋艾素共8種對(duì)照品的混合溶液,采用蠕動(dòng)泵直接進(jìn)樣進(jìn)行分析,以分子離子峰強(qiáng)度較高為判斷標(biāo)準(zhǔn),最終優(yōu)化后的條件如下:噴霧電壓:3.5 kV(正離子模式), 3 kV(負(fù)離子模式); 鞘氣: 0.24 MPa; 輔助氣: 0.10 MPa; 離子源溫度: 350℃(正離子模式),380℃(負(fù)離子模式)。

3.2 方法學(xué)驗(yàn)證

采用上述建立的前處理方法和UHPLC-(±)ESI-MS分析方法,針對(duì)人工栽培品種的新疆一枝蒿樣品中-已知內(nèi)源性代謝物的分析檢測(cè)情況進(jìn)行了系統(tǒng)考察。選擇文獻(xiàn)[12~14]報(bào)道的新疆一枝蒿中具有活性的8種倍半萜類(lèi)和黃酮類(lèi)成分,其檢測(cè)情況及考察結(jié)果如表1所示。

儀器精密度考察結(jié)果表明,正、負(fù)離子模式下各代謝物提取離子流峰面積的RSD均小于6.3%,表明儀器精密度良好。

方法精密度考察結(jié)果表明,8種代謝物提取離子流峰面積的批內(nèi)RSD和批間RSD分別小于11.8%和14.7%,表明方法精密度良好; 連續(xù)測(cè)定3天,各代謝物保留時(shí)間的RSD<0.5%,說(shuō)明色譜系統(tǒng)穩(wěn)定性良好。綜上所述,在儀器精密度良好的前提條件下,本方法精密度、穩(wěn)定性良好,可用于新疆一枝蒿植物樣本的分析。

3.3 新疆一枝蒿不同組織器官的代謝組學(xué)研究

采用建立的LC-MS/MS代謝組學(xué)方法分析了新疆一枝蒿根、莖、枝、葉、花不同組織器官的代謝組。由各組織器官的二維數(shù)據(jù)陣構(gòu)建PCA模型得分圖,如圖4所示。結(jié)果表明,正、負(fù)離子檢測(cè)模式下,各組之間具有明顯的分組趨勢(shì),表明各組織器官的代謝組有顯著差異,尤其是花與其它組織器官之間的差異最為明顯。

為了獲得各組間最大程度的分組,篩選出可靠的差異變量,采用2.5節(jié)所述方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,最終篩選到的差異變量數(shù)、變化倍數(shù)>10的差異變量數(shù)如表2所示。結(jié)果表明,與相似的新疆一枝蒿代謝組學(xué)研究結(jié)果[23]相比,本研究建立的LC-MS/MS代謝組學(xué)分析方法獲得了更多可靠的差異變量及更為全面的成分信息,充分展現(xiàn)了本方法全面、高效、快速的特點(diǎn)。

進(jìn)一步根據(jù)差異代謝物的高分辨質(zhì)譜及MS/MS譜數(shù)據(jù),結(jié)合代謝物數(shù)據(jù)庫(kù)Metlin(http://metlin.scripps.edu)檢索,對(duì)上述組間變化倍數(shù)大于10的差異代謝物結(jié)構(gòu)類(lèi)別進(jìn)行了分析。以黃酮類(lèi)化合物為例:黃酮類(lèi)化合物包括黃酮、異黃酮、黃酮醇、異黃酮醇、黃烷酮、異黃烷酮和查耳酮等多種苷元結(jié)構(gòu)類(lèi)型以及黃酮氧苷、碳苷等異構(gòu)體形式的糖苷類(lèi)化合物,且質(zhì)譜裂解行為具有明顯規(guī)律。比較分析表明[24],相比于正離子檢測(cè)模式,黃酮苷類(lèi)化合物在負(fù)離子檢測(cè)模式下靈敏度更高,其酚羥基失去質(zhì)子產(chǎn)生[M-H]離子, [M-H]的(-)ESI-MS/MS譜易丟失糖基產(chǎn)生苷元離子(Y0)與自由基苷元離子([Y0-H]·)。 例如,黃酮醇O-糖苷類(lèi)化合物,B環(huán)為單羥基取代時(shí),易產(chǎn)生m/z 285.0398 (Y0)、m/z 284.0321 ([Y0-H]·); B環(huán)為雙羥基取代時(shí),易產(chǎn)生m/z 301.0347 (Y0)、m/z 300.0269([Y0-H]·)。采用該方法共分析判別出61個(gè)黃酮類(lèi)化合物。同理,結(jié)合其它類(lèi)化合物的裂解規(guī)律[12]與數(shù)據(jù)庫(kù)檢索,最終判別出97個(gè)一枝蒿酮酸衍生物、7個(gè)綠原酸類(lèi)化合物以及15個(gè)其它類(lèi)型化合物。

采用聚類(lèi)熱圖對(duì)上述180個(gè)差異代謝物在不同組織器官的分布情況進(jìn)行表征。由圖5可知,盛花期人工栽培品種新疆一枝蒿中絕大部分黃酮類(lèi)和綠原酸類(lèi)化合物在花中含量最高,提示這些化合物可能主要是在花中合成; 絕大部分倍半萜類(lèi)化合物在花或葉中含量較高,表明花與葉可能是此類(lèi)化合物的生物合成或積累部位。其中,新疆一枝蒿的特征有效成分“一枝蒿酮酸”在花中含量最高,在葉、枝、莖、根中依次降低,這與文獻(xiàn) [23]的結(jié)論一致,該結(jié)果也表明本方法的可靠性。新疆一枝蒿為全草入藥,黃酮類(lèi)和倍半萜類(lèi)化合物是主要活性成分,通過(guò)建立的代謝組學(xué)分析方法獲得的物質(zhì)分布特征表明,花與葉中其有效成分含量較高,此結(jié)果為新疆一枝蒿有效部位的合理利用提供了重要依據(jù)。

4 結(jié) 論

建立了基于LC-MS/MS技術(shù)的新疆一枝蒿代謝組學(xué)分析方法。本方法樣品前處理操作簡(jiǎn)便,分析方法穩(wěn)定性好、靈敏度高、代謝物覆蓋范圍寬,可高效、全面地獲取該植物的代謝組信息。采用本方法對(duì)新疆一枝蒿的根、莖、枝、葉、花的代謝組進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)了不同化學(xué)成分及特征活性成分在不同組織器官的分布特征,為新疆一枝蒿有效部位的合理利用提供了重要依據(jù)。同時(shí),本研究結(jié)果為揭示新疆一枝蒿植物的生理及代謝適應(yīng)機(jī)制提供了關(guān)鍵信息,為藥材的質(zhì)量控制、品種改良和合理開(kāi)發(fā)提供了新的研究策略。

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