徐明喆,孔 銘,李松林,張慶文,王國才,劉麗芳1
(1.中國藥科大學(xué) 天然藥物活性組分與藥效國家重點實驗室,江蘇 南京 210009;2. 中藥質(zhì)量研究國家重點實驗室(澳門大學(xué)),澳門大學(xué)中華醫(yī)藥研究院,澳門;3. 南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院 中藥質(zhì)量研究室,江蘇 南京210028;4. 江蘇省中醫(yī)藥研究院 中藥代謝組研究室,江蘇 南京210028;5. 暨南大學(xué) 藥學(xué)院 中藥及天然藥物研究所,廣東 廣州510632)
鵝不食草為菊科植物鵝不食草[Centipedaminima(L.) A.Br. Et Aschers.]的干燥全草,收載于中國藥典2015版一部,性辛、溫,歸肺經(jīng),具有發(fā)散風(fēng)寒,通鼻竅,止咳的功效[1],用于治療急慢性鼻炎、過敏性鼻炎、頭痛、百日咳、慢性氣管炎、結(jié)膜炎、風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、瘧疾、濕瘡腫毒、跌打腫痛等[2]。鵝不食草還是許多中成藥如中華跌打丸、芩芷鼻炎糖漿、克痢痧膠囊、辛夷通鼻丸、通關(guān)散和鼻炎康片的主要原料[1]。建立整體質(zhì)量評價方法對全面控制鵝不食草質(zhì)量,保障其飲片和相關(guān)制劑的安全有效具有重要意義。
中國藥典2015版采用顯微鑒別及薄層鑒別對其進(jìn)行質(zhì)量控制;也有研究對鵝不食草中的短葉老鸛草素、總黃酮和總有機(jī)酸等進(jìn)行含量測定[3-5],但專屬性不強(qiáng),難以從整體上客觀評價其質(zhì)量。高效液相指紋圖譜技術(shù)專屬性強(qiáng),信息量大,可以綜合反映藥材的主要成分及其相對含量,是當(dāng)前常用的全面評價藥材質(zhì)量的技術(shù)方法。但是,中藥中含有許多無紫外吸收或紫外吸收較弱的成分,在指紋圖譜中難以體現(xiàn)[6];現(xiàn)有指紋圖譜技術(shù)也不能全面提供指紋所對應(yīng)化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)信息。液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)不但靈敏度高,專屬性強(qiáng),而且多能在線提供色譜峰所對應(yīng)的成分結(jié)構(gòu)信息,被廣泛應(yīng)用于中藥定性、定量研究中[7]。目前尚未見到鵝不食草HPLC指紋圖譜相關(guān)報道,Chi-on Chan[8]等曾采用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對鵝不食草進(jìn)行定性,但提供的成分信息相對較少。本研究擬建立鵝不食草藥材的HPLC指紋圖譜,并采用UPLC-QTOF-MS法對鵝不食草進(jìn)行系統(tǒng)成分表征,為該藥材的整體質(zhì)量評價提供科學(xué)依據(jù)。
Waters高效液相色譜儀(Alliance2695四元泵及自動進(jìn)樣系統(tǒng),2996二極管陣列檢測器,Empower色譜工作站)(美國Waters公司);Waters SYNAPT G2-S Q-TOF質(zhì)譜儀(美國Waters公司);Waters ACQUITY UPLCTM液相色譜儀(美國Waters公司);AT201十萬分之一(瑞士梅特勒公司);KQ-500D型數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);Milipore純化水系統(tǒng)(美國Milipore)。
12批鵝不食草樣品購自不同地區(qū),來源見表1,經(jīng)作者鑒定,江蘇省中醫(yī)藥研究院李松林研究員核實為菊科植物鵝不食草[Centipedaminima(L.) A.Br. et Aschers.]的干燥全草;甲醇(色譜純,江蘇漢邦);乙腈(色譜純,TEDIA);乙腈(德國Merk公司);磷酸(分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);甲酸(美國ROE Scientific INC公司);水為超純水;蘆丁、綠原酸、齊墩果酸購于中國藥品生物制品檢定所;槲皮素購于四川維克奇生物科技有限公司。
表1 12批鵝不食草樣品來源及相似度
AlltimaTMC18色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);柱溫:35 ℃;流動相:乙腈(A)-0.2%磷酸溶液(B),梯度洗脫(0~20 min,5%~15% A,20~60 min,15%~27% A);流速:1.0 mL/min;進(jìn)樣量:20 μL;檢測波長290 nm。
Waters ACQUITY HSS T3(2.1 mm×100 mm,1.8 μm);柱溫:35 ℃;流動相:0.1%甲酸乙腈(A)-0.1%甲酸水(B),梯度洗脫(0~2 min,15% A;2~10 min,15%~95% A;10~12 min,95% A);流速:0.4 mL/min;進(jìn)樣量:1 μL。
電噴霧離子源,正、負(fù)離子掃描模式;Q-TOF采集率0.3 s;低電壓6 V;高電壓30~60 eV;毛細(xì)管電壓2 500 V,錐孔電壓50 V;離子源溫度100 ℃;去溶劑化溫度450 ℃;流速800 L/h;錐孔氣流速50 L/h;質(zhì)量掃描范圍m/z100~1 500 Da。采用亮氨酸-腦啡肽(Leucine-enkephaLin,ESI-:m/z554.261 5,ESI+:m/z556.277 1)溶液為校正液。
取鵝不食草粉末約1.0 g,精密稱定,置于100 mL具塞錐形瓶中,精密加入50%甲醇20 mL,稱定重量,超聲1 h,放冷,再次稱重,用50%甲醇補(bǔ)充減失的重量,搖勻,過濾,取續(xù)濾液,經(jīng)0.22 μm微孔濾膜過濾,即得。
取鵝不食草粉末約1.0 g,精密稱定,置于100 mL具塞錐形瓶中,精密加入甲醇50 mL,稱定重量,超聲1 h,放冷,再次稱重,用甲醇補(bǔ)充減失的重量,搖勻,過濾,取續(xù)濾液,用甲醇稀釋,經(jīng)0.22 μm微孔濾膜過濾,即得。
精密稱取綠原酸、齊墩果酸、蘆丁、槲皮素對照品適量,分別配成2.50 μg/mL的甲醇溶液。
為提高鵝不食草中各成分的分離度,本研究考察了甲醇-水、乙腈-水、甲醇-磷酸溶液、乙腈-磷酸溶液等多種流動相系統(tǒng),結(jié)果顯示,乙腈-0.2%磷酸溶液作為流動相的色譜圖基線較為平穩(wěn),分離度較好,峰形尖銳。因此,本實驗選擇乙腈-0.2%磷酸溶液作為流動相并對梯度洗脫程序進(jìn)行優(yōu)化。采用二極管陣列檢測器在190~400 nm進(jìn)行全波長掃描,考察不同吸收波長下的色譜圖,結(jié)果發(fā)現(xiàn)290 nm處各成分均有較高的響應(yīng)值且基線平穩(wěn),因此選擇290 nm作為檢測波長。
考察不同提取方法(超聲法、回流法)對提取效率的影響,結(jié)果表明,回流法雖所得色譜峰數(shù)目較多,但其重復(fù)性較差(相對峰面積RSD高達(dá)96%),推測可能在高溫回流過程中發(fā)生了成分轉(zhuǎn)化。為提高方法的重復(fù)性,本實驗采用低溫超聲的方法,重復(fù)性試驗中各主要共有峰的相對保留時間RSD均小于0.2%,相對峰面積RSD均小于3.0%,符合指紋圖譜要求。同時考察了提取溶劑(50%甲醇、70%甲醇、100%甲醇)、提取時間(30 min、1 h、1.5 h)、提取溶劑量(10 mL、15 mL、20 mL)對提取效率的影響,結(jié)果表明,用20 mL 50%甲醇溶液提取1 h,即能提取完全,符合指紋圖譜分析要求。
3.3.1 精密度試驗
取鵝不食草樣品(JSPACM-53-1),按“2.4”項下方法制備供試品溶液,按“2.1”項下色譜條件連續(xù)進(jìn)樣6次,以10號峰為參照峰,各主要共有峰的相對保留時間RSD均小于0.2%,相對峰面積RSD均小于1.5%,表明儀器精密度良好,符合指紋圖譜要求。
3.3.2 重復(fù)性試驗
取同一批鵝不食草樣品(JSPACM-53-1)6份,按“2.4”項下方法制備供試品溶液,按“2.1”項下色譜條件連續(xù)進(jìn)樣6次,以10號峰為參照峰,各主要共有峰的相對保留時間RSD均小于0.2%,相對峰面積RSD均小于3.0%,表明方法重復(fù)性良好,符合指紋圖譜要求。
3.3.3 穩(wěn)定性試驗
取鵝不食草樣品(JSPACM-53-1),按“2.4”項下方法制備供試品溶液,按“2.1”項下色譜條件,分別于0 h,2 h,4 h,6 h,8 h,10 h,12 h進(jìn)樣,以10號峰為參照峰,各主要共有峰的相對保留時間RSD均小于0.2%,相對峰面積RSD均小于2.0%,表明供試品溶液在12 h內(nèi)穩(wěn)定,符合指紋圖譜要求。
分別取12批鵝不食草樣品按“2.4”項下方法制備供試品溶液,按“2.1”項下色譜條件進(jìn)樣,得到12批不同產(chǎn)地的鵝不食草藥材的HPLC指紋圖譜。將色譜圖導(dǎo)入“中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統(tǒng)”(2004 A版),以批號為JSPACM-53-1的鵝不食草藥材作為參照圖譜,以中位數(shù)法作為對照指紋圖譜的生成方法,設(shè)定時間窗寬度為1.0 min,提取鵝不食草藥材的共有模式建立對照指紋圖譜,共標(biāo)定13個共有峰,結(jié)果見圖1。各共有峰的相對保留時間與相對峰面積見表2、表3。
圖1 鵝不食草藥材指紋圖譜
S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S1210.250.250.250.250.250.250.250.250.250.250.250.2520.320.320.320.320.320.320.320.320.320.320.320.3230.460.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.4740.510.520.510.520.510.510.510.510.520.520.520.5250.560.560.560.560.560.560.560.560.560.560.560.5660.390.610.610.610.610.610.610.610.610.610.610.6170.750.750.750.750.750.750.750.750.750.750.750.7580.840.840.840.840.840.840.840.840.840.840.840.8490.940.940.940.940.940.940.940.940.940.940.940.94101.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.00111.041.041.041.041.041.041.041.031.041.041.041.04121.061.061.061.061.061.061.061.061.061.061.061.06131.101.101.101.101.101.101.101.101.101.101.101.10
表3 12批鵝不食草共有峰相對峰面積
續(xù)表3
S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S1260.080.050.060.040.110.060.070.110.080.080.050.0670.030.030.020.020.080.040.060.060.040.040.040.0480.060.080.060.100.080.120.130.110.040.040.040.1090.070.080.070.060.140.080.050.100.050.070.040.12101.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.00110.010.090.070.060.040.030.090.020.090.080.140.15120.050.160.110.070.240.330.160.150.070.110.090.21130.220.180.200.240.470.340.270.390.120.170.090.27
采用“中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統(tǒng)(2004A版)”對12批鵝不食草藥材進(jìn)行相似度評價,結(jié)果見表1。12批樣品的相似度在0.837~0.997之間。
實驗結(jié)果顯示,不同批次的鵝不食草樣品具有較好的相似性,其共有峰數(shù)目及相對保留時間較為一致,而相對峰面積差異較大,表明其所含化學(xué)成分種類基本一致而含量各不相同,可能是受生長環(huán)境、采收時間、生長年限等因素的影響。
鵝不食草樣品及對照品對應(yīng)基峰強(qiáng)度總離子流圖(BPI圖)見圖2。依據(jù)化合物的精確分子量,碎片離子,結(jié)合對照品標(biāo)準(zhǔn)圖譜及文獻(xiàn)報道,共鑒定了26個化學(xué)成分,包括倍半萜類9個、有機(jī)酸類3個、黃酮及其苷類5個、二萜苷類7個、甾體皂苷類1個、三萜類1個,結(jié)果見表4、表5。
圖2 Dulcoside A的質(zhì)譜裂解特征
峰號tR/min分子式質(zhì)荷比(m/z)測量值理論值誤差(ppm)化合物碎片文獻(xiàn)24.04C27H30O16611.1612611.16120.0蘆丁*649.1117,633.1422,465.1021,303.0501[8]44.39C27H30O15595.1658595.1663-0.8Kaempferol-3-O-α-L-rhamnopyr-anosyl-(1-6)-O-β-glucopyrano-side/Kaempferol-3-O-rutinoside633.1164,617.1470,449.1062,287.0551[8][9]74.61C25H24O12517.1323517.1346-4.4Isochlorogenic acid A/Isochlorogenic acid B/Isochlorogenic acid C555.0874,539.1163,499.1246[8]84.75C25H24O12517.1306517.1346-7.7Isochlorogenic acid A/Isochlorogenic acid B/Isochlorogenic acid C555.0899,539.1155,499.1237[8]145.78C15H10O7303.0501303.0505-1.3槲皮素*285.1846[10]156.00C16H12O7317.0662317.06610.33—甲氧基槲皮素—[8]166.09C19H26O6351.1803351.1808-1.44β,15β-dihydroxy-2α-isobutyrylo-xy-guaia-10(14),11(13)-dien-8β,12-olide373.1623,263.1284,245.1169,227.1066[12]176.81C17H14O7331.0814331.0818-1.2槲皮素-3,3’-二甲酯—[11]187.06C19H26O5335.1857335.1858-0.3Minimolides F357.1668,247.1326,229.1225[13]197.57C20H26O5347.1852347.1858-1.7當(dāng)歸酸堆心菊靈內(nèi)酯/Minimolides E369.1652,247.1334,229.1218[11][13]207.77C19H24O5333.1678333.1702-7.2山金車內(nèi)酯D687.3140,371.1253,355.1524,247.1333,229.1222,201.1272,173.0961[8]217.95C19H26O5335.1843335.1858-4.5山金車內(nèi)酯C691.3457,373.1415,357.1675,247.1336,229.1223,201.1273,173.0961[8]228.18C20H26O5347.1881347.18586.6短葉老鸛草素/Minimolides E/當(dāng)歸酸堆心菊靈內(nèi)酯715.3455,385.1413,369.1679,247.1332,229.1214,201.1270,173.0957[8][11][13]238.35C20H26O5347.1848347.1858-2.9短葉老鸛草素/Minimolides E/當(dāng)歸酸堆心菊靈內(nèi)酯715.3466,385.1407,369.1678,247.1335,229.1223,201.1275,173.0959[8][11][13]248.47C20H26O5347.1848347.1858-2.9短葉老鸛草素/Minimolides E/當(dāng)歸酸堆心菊靈內(nèi)酯715.3466,385.1407,369.1678,247.1335,229.1223,201.1275,173.0959[8][11][13]258.53C20H28O5349.2010349.2015-1.4Minimolides D/異丁酸堆心菊靈內(nèi)酯719.3774,387.1579,371.1835,247.1335,229.1222,201.1274,173.0962[11]
表5 鵝不食草藥材負(fù)離子模式下化合物歸屬
3.6.1 二萜苷類化合物
二萜苷類化合物只在負(fù)離子模式下有響應(yīng),可見[M-H+HCOOH]-、[M+Cl]-、[M-H]-。如3號峰(tR4.10 min)的低能量可見m/z833.3806[M-H+HCOOH]-、m/z823.3510[M+Cl]-和m/z787.3743[M-H]-,確定化合物相對分子量為788。高能量m/z787.3743[M-H]-失去葡萄糖基,產(chǎn)生
m/z625.3190[M-H-(Glc-H2O)]-,進(jìn)一步失去鼠李糖基,產(chǎn)生m/z479.2646[M-H-(Glc-H2O)-(Rha-H2O)]-,再失去葡萄糖基產(chǎn)生m/z317.2112[M-H-(Glc-H2O)-(Rha-H2O)-(Glc-H2O)]-。將各峰得到的碎片與文獻(xiàn)報道比對[14],推測3號峰為Dulcoside A or isomers,其裂解方式見圖3。
1.綠原酸 2.蘆丁 14.槲皮素 26.齊墩果酸
3.6.2 黃酮類化合物
黃酮及黃酮苷類化合物在正、負(fù)離子模式下均有響應(yīng),正離子模式下可見[M+K]+、[M+Na]+、[M+H]+,負(fù)離子模式下可見[M-H]-。如2號峰(tR4.04 min)的低能量分別給出m/z649.1117[M+K]+、m/z633.1422[M+Na]+、m/z611.1612[M+H]+、m/z609.1454[M-H]-,確定化合物相對分子質(zhì)量為610。高能量正離子模式m/z611.1612[M+H]+失去鼠李糖基,產(chǎn)生m/z465.1021[M+H-(Rha-H2O)]+,進(jìn)一步失去葡萄糖基,產(chǎn)生m/z303.0501[M+H-(Rha-H2O)-(Glc-H2O)]+;負(fù)離子模式m/z609.1454[M-H]-脫去鼠李糖基及葡萄糖基,產(chǎn)生m/z301.0333[M-H-(Rha-H2O)-(Glc-H2O)]-。與對照品比對,確定2號峰為蘆丁(Rutin)。
3.6.3 酚酸類化合物
酚酸類化合物在正、負(fù)離子模式下均有響應(yīng),負(fù)離子模式下響應(yīng)較高,正離子模式下可見[M+K]+、[M+Na]+、[M+H]+,負(fù)離子模式下可見[M-H]-。如7號峰(tR4.61 min)的低能量分別給出m/z555.0874[M+K]+、m/z539.1163[M+Na]+、m/z517.1323[M+H]+和m/z515.1191[M-H]-,確定化合物相對分子質(zhì)量為516。高能量正離子模式m/z517.1323[M+H]+失去一分子H2O,產(chǎn)生m/z499.1246[M+H-H2O]+;負(fù)離子模式m/z515.1191[M-H]-脫去一分子咖啡?;a(chǎn)生m/z353.0873[M-H-C9H6O3]-,再脫去一分子咖啡?;?,產(chǎn)生m/z191.0556[M-H-2C9H6O3]-。將各峰得到的碎片與文獻(xiàn)報道比對[8],推測7號峰為Isochlorogenic acid A或Isochlorogenic acid B或Isochlorogenic acid C。
3.6.4 倍半萜類化合物
倍半萜類化合物只在正離子模式下有響應(yīng),可見[2M+Na]+、[M+K]+、[M+Na]+、[M+H]+。如21號峰(tR7.95 min)的低能量給出m/z691.3457[2M+Na]+、m/z373.1415[M+K]+、m/z357.1675[M+Na]+、m/z335.1843[M+H]+,確定化合物相對分子質(zhì)量為334。高能量m/z335.1843[M+H]+失去C6位的支鏈,產(chǎn)生m/z247.1336[M+H-C4H8O2]+,再失去一分子H2O,產(chǎn)生m/z229.1223[M+H-C4H8O2-H2O]+。將各峰得到的碎片與文獻(xiàn)報道比對[8],推測21號峰為山金車內(nèi)酯C(Arnicolide C)。
文獻(xiàn)曾采用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對鵝不食草進(jìn)行定性分析,但只分析了其中12個化學(xué)成分[8]。本研究共鑒定了26個化學(xué)成分,同時Dulcoside A、Kaurane pentanedioic acid derivative及3’,4’-didesulphatedcarboxyatractyloside等二萜苷類化合物系首次報道在鵝不食草藥材中發(fā)現(xiàn)。
鵝不食草藥材正離子模式下化合物歸屬和負(fù)離子模式下化合物歸屬詳見參考文獻(xiàn)[8-18]。
本研究建立的HPLC指紋圖譜穩(wěn)定、可靠,化學(xué)成分表征信息具有“全息”特征,兩種技術(shù)和研究結(jié)果的整合利用可為鵝不食草藥材整體質(zhì)量評價提供科學(xué)依據(jù)。
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