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毛茛黄酮类成分的UPLC HILIC/Q-TOF-MS分析



全 文 :毛茛黄酮类成分的UPLC HILIC/Q-TOF-MS分析
芮 雯1,冯毅凡1,刘守钾2,谭毓治2*
(1.广东药学院 中心实验室,广东 广州510006;2.广东药学院 药科学院,广东 广州510006)
摘 要:目的:建立超高效亲水性液相色谱与串联四级杆飞行时间质谱仪联用技术(UPLC HILIC/Q-
TOF-MS)对毛茛黄酮类成分进行分析的方法。方法:用ACQUITY UPLC BEH HILIC色谱柱,以甲醇
∶水=1∶1含10mM乙酸铵(A)/乙腈∶甲醇=95∶5含10mM乙酸铵(B)梯度洗脱,使用ESI离子源,
正、负离子模式下采集数据。结果:根据元素组成分析、二级质谱和相关文献,鉴定、推断出毛茛中11个
主要成分,分别是小麦黄素,牡荆素,荭草素,异荭草素,芹菜素-6-C-β-D-葡萄糖苷-8-C-α-L-阿拉伯糖苷,
小麦黄素-7-O-β-D-葡萄糖苷,芦丁等。结论:经过超高效亲水性液相色谱的分离,借助Q-TOF-MS测定
的准确分子量及二级质谱信息可以判定毛茛中的主要黄酮类成分,为毛茛黄酮类成分分析提供了一种
快速有效的方法。
关键词:毛茛;黄酮;亲水性液相色谱;串联四级杆飞行时间质谱仪
中图分类号:R284.1   文献标识码:A   文章编号:1673-2197(2011)08-0018-03
收稿日期:2011-05-28
基金项目:广东省科技计划项目(2004B30101002)
作者简介:芮雯(1981-),女,广东药学院硕士,助理研究员,研究方向为中药质量控制。
Analysis of Flavonoids in Ranunculus Japonicus by UPLC HILIC/Q-TOF-MS
Rui Wen1,Feng Yifan1,Liu Shoujia2,Tan Yuzhi 2*
(1.Central Laboratory,Guangdong Pharmaceutical University,Guangdong 510006,China;
2.Department of Pharmaceutical Sciences,Guangdong Pharmaceutical University,Guangdong 510006,China)
Abstract:Objective:To investigate the flavonoids in Ranunculus japonicus by Ultra-performance Hydrophilic interaction liquid
chromatography and tandem quadrupole time-of-flight mass spectrometry technique(UPLC HILIC/Q-TOF-MS).Methods:The
chromatographic separation was performed on a ACQUITY UPLC HILIC C18column with a gradient elution of methanol∶water=1
∶1containing 10mM ammonium acetate(A)and acetonitrile∶methanol=95∶5containing 10mM ammonium acetate(B).The data
were colected with the positive and negative ion mode,using ESI ion source.Results:Eleven compounds were deduced by elemental
compositions,MS/MS fragment ions,the comparison with standard compound as wel as literatures.There were tricin,vitexin,orien-
tin,isorientin,6-C-β-D-glucosyl-8-C-α-L-arabinosylapigenin,tricin-7-O-β-D-glucopyranosy,rutin and etc.Conclusion:Using positive
ion and negative ion information,the major constituents were identified by HILIC separation,Q-TOF-MS accurate determination of
the molecular weight and MS/MS data.This is a rapid and effective method for identification of the flavonoids in Ranunculus japonicus.
Key Words:Ranunculus Japonicus;Flavonoids;HILIC;Q-TOF-MS
  毛茛Ranunculus japonicus Thunb.为毛茛科毛茛属多
年生草本植物,以带根全草入药。中医临床用于主治疟疾、
黄疸、偏头痛、胃痛、风湿关节痛、鹤膝风、痈肿、恶疮、疥癣、
牙痛、火眼等疾病[1,2]。现代药理研究发现,毛茛苷类成分
具有显著的抗炎、镇痛作用和抗心肌肥大等作用[3-6]。毛茛
已知化学成分相关报道较少,分离鉴定的化合物仅有滨蒿
内酯、小麦黄素,原儿茶酸、木犀草素、白头翁素、东莨菪内
酯、5-羟基-6,7甲基酮、5-羟基-7,8-二甲氧基黄酮、小毛茛内
酯、毛茛苷元、异毛茛苷元和二氢毛茛苷元等[7-8]。同属植物
报道的主要成分包括内酯类、黄酮类、皂苷及生物碱
等[3,9-19]。
前期通过反相液相色谱柱进行分离发现,毛茛黄酮提
取物的极性较大,色谱峰出峰较快,因此本文采用 UPLC
HILIC/Q-TOF-MS联用技术对毛茛黄酮提取物进行快速
分离分析,结合Q-TOF高分辨质谱计算得到的元素组成和
二级质谱信息分析鉴定其主要成分。
1 仪器与试药
ACQUITY UPLC/Q-TOFMS系统(美国 Waters公
司),采用电喷雾离子源(ESI),二元高压泵、在线脱气装置、
自动进样器、柱温箱。数据采集与处理采用 Masslynx软
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件。牡槿素、亮氨酸-脑啡肽,均购自美国SIGMA公司。
乙腈、甲醇均为色谱纯,购自德国 MERK公司,水为超纯
水器所制(Sartorius公司,德国),其他试剂为分析纯。毛
茛全草采自江西省九江市,原植物由广东药学院刘基柱讲
师鉴定。
2 实验方法
2.1 色谱条件
色谱柱为 ACQUITY UPLC BEH HILIC,2.1mm×
50mm,1.7μm(Waters公司),柱温30℃。甲醇∶水=1∶1,
含10mM乙酸铵(A)/乙腈∶甲醇=95∶5,含10mM 乙酸
铵(B)梯度洗脱,洗脱程序如下:0~4min,100%B;4~7min,
100%~85%B;7~8min,85%~80% B;8~10min,80%~
75%B。进样量为5μL,流速为0.4mL/min。
2.2 质谱条件
LC/MS系统使用ESI离子源,在正离子模式与负离子
模式下分别采集数据。数据采集范围 m/z150~1 000。离
子源参数:ESI+:Capilary:3 200V,Sample cone:15V,
Source Temp:100℃,Desolvation Temp:350℃,雾化气(N2)
流速60L/h,脱溶剂气(N2)流速600L/h;ESI-:Capilary:
3 000V,Sample cone:20V,Source Temp:100℃,Desolva-
tion Temp:350℃,雾化气(N2)流速60L/h,脱溶剂气(N2)
流速600L/h。碰撞能量(CE):15~60V,Lock Mass为亮氨
酸-脑啡肽,正离子模式[M+H]+为m/z 556.277 1,负离子
模式[M-H]-为m/z 554.261 5。
2.3 对照品溶液的制备
取牡槿素对照品适量,精密称定,加甲醇溶解至50μg·
mL-1,过0.2μm微孔滤膜,即得。
2.4 供试品溶液的制备
毛茛全草晾干切碎,75%乙醇回流提取3次,过80目
筛,合并提取液,减压浓缩,浓缩液经D 101大孔树脂吸附,
水洗,弃去,再用60%乙醇洗脱,收集此部位,蒸干溶剂得膏
状物即毛茛黄酮提取物。用甲醇:水=1:1溶解至5mg·
mL-1,过0.2μm微孔滤膜,即得。
3 结果与讨论
实验中发现,亲水性液相色谱 HILIC的色谱条件较难
优化,相关研究发现 HILIC色谱柱在分离某些标准样品时
具有和RPLC类似的分离效率,但是对实际样品中的多数
极性化合物(如糖、多肽等)的分离效率较低[20]。本文选取
了不同的缓冲体系,最终确定10mM 的乙酸铵缓冲盐体系
可以得到较好的色谱分离。采用乙腈-甲醇-乙酸铵体系进
行线性梯度洗脱分析毛茛中黄酮类成分,其正负离子模式
总离子流见图1。
a.正离子流;b.负离子流
图1 毛茛黄酮提取物的总离子流
  质谱参数选择时发现毛茛提取物中的黄酮苷成分在锥
孔电压超过30V的情况下容易碎裂,因此调节锥孔电压为
15、20、25和30V,选择正离子模式为15V,负离子模式为
20V可以获得较少的碎裂和更好的灵敏度。质谱结果中,
正离子模式下主要产生[M+H]+和[M+Na]+的分子离子
峰,负离子模式下主要产生[M-H]-的分子离子峰。利用
Q-TOF高分辨质谱计算各个主要成分的元素组成,并结合
二级质谱、对照品信息和相关参考文献[3,7,9],本实验分析鉴
定了毛茛中11个化学成分(见表1),包括黄酮苷、黄酮苷元
和内酯苷。其中,黄酮苷主要是母核为木犀草素、槲皮素和
小麦黄素的碳苷和氧苷。
研究表明,[M+H-60]+,[M+H-90]+和[M+H
-120]+离子为碳苷的特征碎片。以保留时间为1.37min
的化合物为例,在正离子模式下,其主要碎片 m/z313、283
是由于糖基环裂解并脱掉一个CH2O。碎片 m/z415、397
和379分别是通过脱掉一分子、两分子和三分子的 H2O。
碎片[M+H-162]+是由于脱掉一个葡萄糖残基,结合文
献和对照品确定为牡槿素[3]。保留时间为2.46,2.82,
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6.77和7.07min的化合物有类似裂解情况,推测均为黄酮 碳苷。
表1 毛茛黄酮提取物在正、负离子模式下各色谱峰的元素组成及二级质谱信息
保留时间(min) 选择离子 测定值(m/z)理论值(m/z)偏差ppm 分子式 二级质谱(m/z) 化合物
0.8 [M-H]- 329.0671  329.0661  3.0 C17H13O7 329,299,271,243 小麦黄素
0.92
[M+H]+ 475.1244  475.1240  0.8 C23H23O11 475,457,397,379,313,283
[M-H]- 473.1052  473.1084 -6.8 C23H21O11 473,413,311,281
黄酮苷
1.01
[M+H]+ 493.1336  493.1346 -2.0 C23H25O12 493,331
[M-H]- 491.1204  491.1190  2.9 C23H23O12 491,329
小麦黄素-7-O-β-D-
葡萄糖苷
1.37
[M+H]+ 433.1148  433.1135  3.0 C21H21O10 433,415,397,379,351,323,313,283,271
[M-H]- 431.0979  431.0978  0.2 C21H19O10 431,341,311,283
牡槿素
2.46
[M+H]+ 535.1461  535.1452  1.7 C25H27O13 535,481,463,445
[M-H]- 533.1276  533.1295 -3.6 C25H25O13 533,515,473,443,383,353
黄酮碳苷
2.82
[M+H]+ 565.1559  565.1557  0.4 C26H29O14 565,511,481,433,427,409,379
[M-H]- 563.1385  563.1401 -2.8 C26H27O14 563,503,473,443,383
芹菜素-6-C-β-D-葡萄糖苷
-8-C-α-L-阿拉伯糖苷
6.35
[M+H]+ 759.1954  759.1984 -4.0 C32H39O21 759,465,303
[M-H]- 757.1849  757.1827  2.9 C32H37O21 757,595,463
黄酮氧苷
6.77
[M+H]+ 449.1106  449.1084  4.9 C21H21O11 -
[M-H]- 447.0946  447.0927  4.2 C21H19O11 447,357,327,297,285
异荭草素
7.07
[M+H]+ 449.1085  449.1084  0.2 C21H21O11 449,413,353,329,299
[M-H]- 447.0937  447.0927  2.2 C21H19O11 447,357,327,297,285
荭草素
7.36
[M+H]+ 611.1640  611.1612  4.6 C27H31O16 611,449,287
[M+Na]+ 633.1448  633.1432  2.5 C27H30O16Na
[M-H]- 609.1461  609.1456  0.8 C27H29O16 609,447,285
芦丁
8.27
[M+Na]+ 593.1702  593.1694  1.3 C22H34O17Na
[M-H]- 569.1714  569.1718 -0.7 C22H33O17 569,551,389,275,113
毛茛苷衍生物
  其中,保留时间为6.77min和7.07min的化合物是同
分异构体,在负离子模式下,二者的 MS/MS信息有所不同
(见图2)。根据文献资料,区分8-碳苷荭草素和6-碳苷异荭
草素的方法是看[M-H-120]-离子的相对强度,在相同的碰
撞能量下6-碳苷的碎片中此离子的强度比8-碳苷的高[26]。
因此,结合文献推断保留时间为6.77min和7.07min的化合
物分别为异荭草素和荭草素[3]。
图2 负离子模式下保留时间为6.77min(a)和7.07min(b)的化合物二级质谱
  在保留时间为1.01min,6.35min,7.36min和8.27min
的化合物的二级质谱中,主要信息是中性丢失162u和
132u,表明分别脱掉一个五碳糖或者六碳糖基团,推测均为
氧苷裂解。根据文献推断保留时间1.01和7.36min的化
合物分别为小麦黄素-7-O-β-D-葡萄糖苷和芦丁
[3,10]。
4 结论
反相液相色谱 (RPLC)是当前分离分析和分离制备中
应用最为广泛的色谱模式。但是,RPLC对强极性化合物
(如寡糖、糖苷和强极性寡肽等)的保留很弱,甚至不保留,
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正交设计优化野菊花总黄酮的超声提取工艺
徐秀泉,陈慧涵,李祥民
(江苏大学 药学院,江苏 镇江212013)
摘 要:优化超声提取野菊花总黄酮的最佳工艺条件。采用正交设计试验,以野菊花总黄酮得率为指
标,对乙醇浓度、超声温度、超声时间、料液比等因素进行优化。结果表明,各因素对总黄酮提取率的影
响大小依次为:超声时间>超声温度>乙醇浓度>料液比。最佳工艺条件为:采用质量分数60%乙醇,
料液比1∶30(g/mL),在60℃下,超声提取40min,在此最佳条件下,总黄酮得率为4.60%。
关键词:野菊花;总黄酮 ;超声提取;正交设计
中图分类号:R284.2   文献标识码:A   文章编号:1673-2197(2011)08-0021-02
收稿日期:2011-05-15
基金项目:江苏大学大学生科研立项项目(08A012)
作者简介:徐秀泉(1978-),男,博士,江苏大学讲师,研究方向为天然药物提取分离及活性分析。
  野菊花为菊科植物野菊(Chrysanthemum indicum L.) 的干燥头状花序,其性凉,味苦、辛,归肺、肝经,

具有清热解
因此强极性化合物在 RPLC上不能得到很好的分离[20]。亲
水作用色谱法(HILIC)能为强极性的待测样品提供合适的
保留,它采用水-水溶性有机相作为流动相,又能显著改善样
品在流动相中的溶解度。此外,它和质谱有良好的兼容性,
是一种非常适合于强极性和强亲水性样品定性定量分析的
液相色谱替代技术。
本文通过 HILIC的快速分离分析,根据精确元素分析
和二级质谱信息,并结合相关文献鉴定推断出毛茛中10个
黄酮和1个内酯苷成分。其中只有小麦黄素曾在毛茛中分
离鉴定出,根据同属植物已报道成分初步判断该植物含有
荭草素,芹菜素-6-C-β-D-葡萄糖苷-8-C-α-L-阿拉伯糖苷,异
荭草素,牡荆素,小麦黄素-7-O-β-D-葡萄糖苷,芦丁。同时,
结合黄酮碳苷和氧苷的裂解规律推测毛茛中可能存在其他
一些黄酮类物质。本实验采用 UPLC HILIC/Q-TOF-MS
技术为分析毛茛化学成分提供了一种快速、高效的方法。
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(责任编辑:宋勇刚)
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