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UPLC-MS/MS同时测定静脉注射荭草花提取物大鼠血浆中3种成分及其药代动力学研究



全 文 :收稿日期:2015-07-18
基金项目:国家自然科学基金(81360664);贵州省中药现代化科技产业专项基金项目(黔科合中药字[2013]5062 号;黔科合重 G 字
[2013]4001)
作者简介:郑林(1981-),女,博士,副教授,研究方向:重要药效物质基础及质量控制;Tel:0851-86908468,E-mail:mailofzl@ 126. com。
* 通讯作者:李勇军,Tel:0851-86908468,E-mail:liyongjun026@ 126. com。
·质量分析·
UPLC-MS /MS 同时测定静脉注射荭草花提取物
大鼠血浆中 3 种成分及其药代动力学研究
郑 林1,2,杨 武1,向文英1,孙 佳1,2,陈思颖1,2,李勇军2,3*
(贵州医科大学 1. 贵州省药物制剂重点实验室;2. 药学院;3. 民族药与中药开发应用教育部工程研究中
心,贵州 贵阳 550004)
摘要 目的:建立 UPLC-MS /MS测定大鼠尾静脉注射荭草花提取物后的大鼠血浆中 3 种成分(原儿茶酸、山柰
素-葡萄糖苷、檞皮苷)含量的分析方法,并研究这 3 种成分在大鼠体内药代动力学特征。方法:采用 Waters BEH
C18(50 mm ×2. 1 mm,1. 7 μm)色谱柱;流动相为 0. 1%甲酸乙腈-0. 1%甲酸溶液,梯度洗脱;质谱采用电喷雾电离
源(ESI);扫描方式为多反应离子监测(MRM)。结果:静脉注射荭草花提取物后原儿茶酸、山柰素-葡萄糖苷、槲皮
苷在大鼠体内的半衰期分别为(41. 9 ± 12. 3)min、(71. 3 ± 56. 8)min和(90. 3 ± 74. 8)min,达峰浓度(1. 7 ± 0. 7)μg /
mL、(2. 1 ± 0. 9)μg /mL和(8. 7 ± 3. 7)μg /mL。结论:实验结果表明建立的方法快速、准确、灵敏,精密度回收率均
符合生物样品的测定要求,适用于原儿茶酸、山柰素-葡萄糖苷、檞皮苷 3 个成分在大鼠血浆中浓度的测定,3 个成
分在大鼠体内的药动学特征均符合二室模型。
关键词 UPLC-MS /MS;药动学;荭草花提取物
中图分类号:R284. 1 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2016)07-1574-04
DOI:10. 13863 / j. issn1001-4454. 2016. 07. 030
Simultaneous Determination of Protocatechuic Acid,Kaempferol Biotin Glucoside and Quercitrin
in Rat Plasma and Pharmacokinetics By UPLC-MS /MS
ZHENG Lin1,2,YANG Wu1,XIANG Wen-ying1,SUN jia1,2,CHEN Si-ying1,2,LI Yong-jun2,3
(1. Guizhou Provincial Key Laboratory of Pharmaceutics;2. School of Pharmacy;3. Engineering Research Center for the Development
and Application of Ethnic Medicine and TCM,Ministry of Education,Guizhou Medical University,Guiyang 550004,China)
Abstract Objective:To develop a sensitive and reliable ultra performance liquid chromatography tandem mass sepctrometry(UP-
LC-MS /MS)method for simultaneous determination and pharmacokinetics of protocatechuic acid,kaempferol biotin glucoside and quer-
citrin in rat plasma,and study their pharmacokinetic characteristics in rats. Methods:Three compounds were simultaneously determined
by UPLC-MS /MS on Waters BEH C18(50 mm × 2. 1 mm,1. 7 μm)column. The mobile phase was 0. 1% acetonitrile formic acid and
0. 1% aqueous formic acid,and programmed in a linear gradient mode. The compounds were ionized in the electrospray ionization ion
source of the mass spectrometer and detected in MRM mode. Results:The t1 /2 of protocatechuic acid,kaempferol biotin glucoside and
quercitrin after intravenous injection were(41. 9 ± 12. 3),(71. 3 ± 56. 8)and(90. 3 ± 74. 8)min. The Cmax were(1. 7 ± 0. 7)μg /mL,
(2. 1 ± 0. 9)μg /mL,(8. 7 ± 3. 7)μg /mL. Conclusion:The established method is specific,rapid,accurate and sensitive,and is proved to
meet the requirements of biological sample analyses,and is suitable for the concentration determination of protocatechuic acid,kaempfer-
ol biotin glucoside and quercitrin in rat plasma,three compounds are all best fitted to the two-compartment open pharmacokinetic mod-
el.
Key words UPLC-MS /MS;Pharmacokinetics;Extracts of flowers of Polygonum orientale
荭草花为蓼科植物红蓼 Polygonum orientale L.
的干燥花序,又名狗尾巴花、水荭花,在贵州地区广
泛分布,具有行气活血、消积、止痛等功效。民间主
要用于风湿疼痛、心胃气痛等疾病的治疗,对冠心
病、心绞痛疗效确切〔1-3〕。课题组自主研发的以荭草
花为主药的治疗心血管疾病的注射用复方荭草冻干
粉针获国家食品药品监督管理局批准并已完成了Ⅲ
期临床研究。为使荭草花提取物更好地得以开发和
推广,本研究运用 UPLC-MS /MS 建立大鼠血浆中原
儿茶酸、山柰素-葡萄糖苷和槲皮苷 3 种成分的检测
方法,探讨这 3 种成分的药动学参数,以期为临床合
理用药的安全性和有效性提供实验依据。
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1 仪器与材料
1. 1 仪器 超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱
联用仪(美国 Waters 公司);MTN-2800D 氮吹浓缩
装置(奥特塞恩斯仪器公司);TGL-16G 离心机(上
海安亭科学仪器厂);Allegra 64R 低温高速离心机
(美国 Beckman Coulter公司)。
1. 2 药物与试剂 实验用荭草花采自贵州省植物
园,经贵州医科大学生药学教研室龙庆德副教授鉴
定为蓼科植物红蓼 Polygonum orientale L. 的干燥花
序;荭草花提取物自制(批号:20100815);葛根素对
照品(批号:0752-9605)购自中国食品药品检定研究
院;原儿茶酸对照品(批号:1198-101018)购自中国
固体制剂制造技术国家工程研究中心;槲皮苷、山柰
素-葡萄糖苷对照品自制(质量分数≥98%);乙腈为
色谱纯(德国 Merck公司);其他试剂均为分析纯。
1. 3 实验动物 经检疫健康的 SD 大鼠,雌雄兼
用,体质量(250 ± 20)g,由贵州医科大学动物中心
提供,生产许可证号:SCXK(黔)2014-0001。
2 方法与结果
2. 1 色谱条件 Waters BEH C18(50 mm × 2. 1
mm,1. 7 μm)色谱柱;Waters Van Guard BEH C18(5
mm ×2. 1 mm,1. 7 μm)保护柱;柱温为 45 ℃;流动
相为 0. 1%甲酸乙腈(A)-0. 1%甲酸溶液(B),梯度
洗脱(0 ~ 0. 5 min,12% A;0. 5 ~ 1. 2 min,12% ~
14% A;1. 2 ~ 3. 0 min,14% ~ 20% A;3. 0 ~ 3. 3
min,20% ~90% A;3. 3 ~ 4. 0 min,90% ~ 12% A);
流速为 0. 35 mL /min;进样体积为 1 μL;
2. 2 质谱条件 采用电喷雾电离源(ESI);毛细管
电离电压:3 kV;离子源温度:120 ℃;喷雾气与反吹
气:氮气,去溶剂气流速:650 L /h,去溶剂气温度:
350 ℃,反吹气流速:50 L /h;碰撞气:氩气,碰撞气
流速:0. 16 mL /min;扫描方式为多反应离子监测
(MRM)。原儿茶酸:m/z(-)152. 9→109. 0、山柰
素-葡萄糖苷:m/z(-)449. 3→287. 1、槲皮苷:m/z
(-)449. 2→303. 1 及葛根素:m/z(+)417. 0→
267. 1。
2. 3 溶液的配制 取原儿茶酸、山柰素-葡萄糖苷
和槲皮苷对照品适量,精密称定,用甲醇溶解定容至
10 mL,得到原儿茶酸(1. 202 mg /mL)、山柰素-葡萄
糖苷(1. 216 mg /mL)和槲皮苷(1. 200 mg /mL)的对
照品储备液。精密称取适量葛根素对照品,加甲醇
配制成浓度为 2 μg /mL 的内标溶液,保存于冰箱
(- 20 ℃),备用。
2. 4 血浆样品制备方法 取 100 μL 大鼠血浆,置
于 1. 5 mL塑料离心管中,补加 50 μL 甲醇、20 μL
内标溶液、50 μL 1%甲酸、400 μL甲醇,涡混 1 min,
超声 5 min,离心 10 min(15 000 r /min),取上清液,
并在氮气吹干(45 ℃),用 500 μL甲醇溶解残留物,
超声 10 min,并涡混 1 min,离心 10 min(15 000 r /
min),取上清液,氮气吹干(45 ℃);用 200 μL 初始
流动相溶解残留物,超声 10 min,常温离心 10 min
(15 000 r /min),取上清液进行 UPLC-MS /MS分析。
2. 5 荭草花提取物溶液的制备 取荭草花药材,
加 10 倍量水煎煮 3 次,每次 1 h,滤过,合并滤液,减
压浓缩至相对密度 1. 05 ~ 1. 07 (50 ℃),加乙醇至
溶液含醇量为 65%,搅拌均匀,静置 12 h,抽滤,滤
液减压回收乙醇并浓缩至相对密度 1. 04 ~ 1. 06 (50
℃),用水饱和正丁醇萃取 4 次,合并正丁醇萃取
液,减压回收正丁醇,残留物加 80%乙醇溶解,上聚
酰胺柱,用 80%乙醇洗脱,收集流穿液和洗脱液,回
收乙醇,残留物真空干燥,得荭草花提取物,得膏率
为 1. 48%。加生理盐水配制成浓度为 13 mg /mL的
荭草花提取物溶液,给药剂量为 50 mg /kg。
2. 6 药代动力学试验 取 6 只健康 SD 大鼠,雌雄
兼用,给药前禁食 12 h(自由饮水);尾静脉注射荭
草花提取物溶液,给药剂量为 50 mg /kg。取空白血
后再给药,于给药后 5、10、20、30、60、90、120、180、
240、300 min 经尾静脉连续取血约 0. 4 mL,置于肝
素处理过的塑料离心管中,离心 5 min(4 500 r /
min),取血浆保存于 - 20 ℃冰箱中,备用。按“2. 4”
项下方法制备样品,注入 UPLC-MS /MS 系统进行分
析。
2. 7 数据处理 内标法计算 3 种成分的血药浓
度,采用 DAS 2. 0 数据处理软件进行药代动力学参
数计算和数据拟合,AUC0→t、MRT 等参数选用统计
矩方法计算。
2. 8 方法学考察
2. 8. 1 专属性:取 100 μL 大鼠空白血浆(不加内
标),补加 50 μL甲醇,按“2. 4”项下方法操作,考察
大鼠空白血浆、空白血浆加内标和样品色谱图的专
属性,结果原儿茶酸、山柰素-葡萄糖苷和檞皮苷 3
种物质及内标各成分间分离良好,未见血浆中杂质
干扰。
2. 8. 2 线性关系:分别精密量取原儿茶酸、山柰素-
葡萄糖苷和槲皮苷的对照品储备液适量,用甲醇按
梯度稀释成所需浓度,获到系列浓度的混合对照品
溶液。保存于冰箱(- 20 ℃)中,备用。
取 100 μL大鼠空白血浆,依次分别加入 50 μL
系列浓度混合对照品溶液和 20 μL 内标,按“2. 4”
项下方法制备样品,进样分析。建立标准曲线,以各
·5751·Journal of Chinese Medicinal Materials 第 39 卷第 7 期 2016 年 7 月
物质浓度为横坐标 X,待测物的峰面积与内标峰面
积之比为纵坐标 Y。结果表明原儿茶酸、山柰素-葡
萄糖苷和檞皮苷 3 种成分线性关系良好,回归方程、
相关系数与线性范围分别为:原儿茶酸(Y1 =
2. 835X1 + 0. 0499,r1 = 0. 9981,0. 020 ~ 4. 81 μg /
mL);山柰素-葡萄糖苷(Y2 = 5. 477X2 + 0. 1342,r2 =
0. 9977,0. 55 ~ 134. 0 μg /mL);槲皮 苷 (Y3 =
6. 796X3 + 0. 2806,r3 = 0. 9947,0. 55 ~ 134. 0 μg /
mL)。原儿茶酸、山柰素-葡萄糖苷和槲皮苷的最低
检测限(S /N≥3)分别为 0. 020、0. 015、0. 049 μg /
mL,最低定量限分别为 1. 9、1. 5、3. 4 μg /mL。
2. 8. 3 准确度和精密度:按“2. 8. 2”项下操作,分
别配制原儿茶酸、山柰素-葡萄糖苷和檞皮苷 3 种成
分高、中、低 3 个浓度的大鼠血浆样品(QC),每个浓
度平行配制 5 份,3 种浓度连续测定 5 d,计算原儿
茶酸、山柰素-葡萄糖苷和檞皮苷 3 种成分的日内和
日间精密度 RSD 均小于 15%,准确度范围为
86. 7% ~ 115. 6%,提示该方法准确、可靠、重现性
好。结果见表 1。
2. 8. 4 提取回收率和基质效应考察:取 100 μL大
表 1 大鼠血浆样品准确度、精密度、提取回收率、基质效应考察结果(珔x ± s,n =5)
检测成分 加入浓度 /(μg /mL) 准确度 /%
精密度 RSD /%
日内 日间
提取回收率 /% 基质效应 /%
原儿茶酸 0. 059 86. 7 ± 7. 8 9. 0 6. 0 88. 9 ± 10. 8 92. 7 ± 1. 8
0. 53 98. 7 ± 3. 6 3. 7 8. 7 91. 3 ± 2. 9 96. 2 ± 4. 3
4. 81 93. 0 ± 2. 9 3. 1 3. 6 91. 5 ± 3. 2 93. 1 ± 3. 0
山柰素-葡萄糖苷 0. 045 91. 8 ± 9. 1 9. 9 6. 2 78. 6 ± 5. 0 102. 8 ± 3. 7
0. 41 108. 4 ± 2. 9 2. 7 9. 0 82. 3 ± 8. 6 109. 0 ± 3. 6
3. 65 105. 7 ± 3. 5 3. 3 3. 8 85. 7 ± 1. 8 99. 3 ± 1. 6
槲皮苷 0. 15 100. 3 ± 4. 2 4. 2 9. 0 79. 4 ± 5. 1 108. 3 ± 9. 9
1. 33 115. 6 ± 10. 1 8. 8 14. 9 80. 0 ± 2. 3 100. 2 ± 5. 3
12. 0 102. 6 ± 3. 0 2. 9 4. 2 82. 8 ± 5. 5 100. 6 ± 2. 9
鼠空白血浆,按“2. 8. 2”项下分别配制高、中、低 3
个浓度的质控样品(QC),每一浓度平行 5 份,按
“2. 4”项下操作得 A 样品。另外取 100 μL 空白血
浆,除不加混合对照品溶液和内标外,其余按“2. 4”
项下操作,取上清液加高、中、低浓度的混合对照品
溶液和内标,氮气下吹干,以 200 μL 初始流动相溶
解残留物得 B 样品;另取上述高、中、低浓度的混合
对照品溶液与内标,氮气下吹干,用 200 μL 初始流
动相溶解残留物得 C 样品。同样方法对内标进行
考察。B样品与 C样品的色谱峰面积之比即为基质
效应,B样品与 A样品色谱峰面积之比即为提取回
收率。高、中、低 3 个浓度下 3 种检测成分的提取回
收率和基质效应结果见表 1。结果表明提取回收率
良好,不存在明显的基质效应。
2. 8. 5 稳定性:按“2. 8. 2”项下方法操作,分别配
制原儿茶酸、山柰素-葡萄糖苷和檞皮苷 3 种成分的
低、中、高 3 个浓度的大鼠血浆质量控制样品(QC),
样品处理后至自动进样器中,在 0 和 6 h 分别进样,
以每个浓度测定 3 次。同法配制质量控制样品
(QC),分别在室温下(约 20℃)放置 6 h,冷藏 8 h(4
℃以下),冻融 3 次,以每个浓度测定 3 次。结果表
明原儿茶酸、山柰素-葡萄糖苷和檞皮苷 3 种成分的
处理后血浆样品于自动进样器中 0 和 6 h 均稳定,
且 3 种成分血浆样品在室温下放置 6 h、于 4 ℃下冷
藏 12 h和经 3 次冻融循环均稳定,结果见表 2。
2. 9 药物动力学试验 大鼠静脉注射荭草花提取
表 2 大鼠血浆样品稳定性考察结果(珔x ± s,n =3)
检测成分 加入浓度 /(μg /mL)
检测浓度 /(μg /mL)
进样器 室温 冷藏 冻融
原儿茶酸 0. 059 0. 055 ± 0. 002 0. 054 ± 0. 001 0. 043 ± 0. 002 0. 048 ± 0. 002
0. 53 0. 54 ± 0. 028 0. 50 ± 0. 01 0. 45 ± 0. 01 0. 48 ± 0. 03
4. 81 4. 29 ± 0. 13 4. 45 ± 0. 12 4. 19 ± 0. 16 4. 28 ± 0. 13
山柰素-葡萄苷 0. 045 0. 048 ± 0. 008 0. 042 ± 0. 006 0. 43 ± 0. 008 0. 47 ± 0. 011
0. 41 0. 45 ± 0. 01 0. 45 ± 0. 01 0. 43 ± 0. 02 0. 45 ± 0. 03
3. 65 3. 81 ± 0. 17 3. 84 ± 0. 19 4. 03 ± 0. 11 3. 94 ± 0. 10
槲皮苷 0. 15 0. 16 ± 0. 01 0. 15 ± 0. 01 0. 16 ± 0. 01 0. 16 ± 0. 007
1. 33 1. 36 ± 0. 11 1. 51 ± 0. 06 1. 48 ± 0. 07 1. 58 ± 0. 07
12. 0 12. 2 ± 0. 26 12. 3 ± 0. 25 12. 3 ± 0. 48 12. 5 ± 0. 32
·6751· Journal of Chinese Medicinal Materials 第 39 卷第 7 期 2016 年 7 月
物后,原儿茶酸、山柰素-葡萄糖苷和檞皮苷 3 种成
分的血液浓度见表 3。用 DAS2. 0 软件分析药动学
参数并对药物在大鼠体内的动力学过程进行拟合,
其结果表明原儿茶酸、山柰素-葡萄糖苷和檞皮苷 3
个成分在大鼠体内符合二室模型,其相关药动学参
数见表 4。
表 3 含药血浆中 3 种成分的浓度测定结果(珔x ± s,n =6)
时间 /min 原儿茶酸 山柰素-葡萄糖苷 槲皮苷
5 1. 578 ± 0. 705 1. 927 ± 0. 857 8. 739 ± 3. 654
10 0. 664 ± 0. 368 0. 848 ± 0. 598 3. 846 ± 2. 162
20 0. 407 ± 0. 265 0. 535 ± 0. 485 2. 463 ± 1. 644
30 0. 312 ± 0. 264 0. 431 ± 0. 482 2. 021 ± 1. 759
60 0. 206 ± 0. 223 0. 330 ± 0. 413 1. 447 ± 1. 453
90 0. 153 ± 0. 159 0. 312 ± 0. 276 0. 972 ± 1. 025
120 0. 145 ± 0. 175 0. 308 ± 0. 334 0. 941 ± 1. 235
180 0. 122 ± 0. 147 0. 213 ± 0. 252 0. 749 ± 1. 079
240 0. 041 ± 0. 035 0. 061 ± 0. 059 0. 254 ± 0. 303
300 0. 036 ± 0. 037 0. 049 ± 0. 067 0. 249 ± 0. 340
表 4 3 种成分在大鼠体内的主要药动学参数(珔x ± s,n =6)
药动学参数 原儿茶酸 山柰素-葡萄糖苷 槲皮苷
AUC0→t /[min /(μg·mL)] 56. 7 ± 43. 6 73. 2 ± 68. 6 346. 1 ± 292. 6
AUC0→∞ /[min /(μg·mL)] 60. 3 ± 46. 4 93. 8 ± 90. 7 395. 0 ± 321. 6
MRT0→t /min 43. 0 ± 21. 4 50. 3 ± 34. 5 60. 0 ± 32. 5
MRT0→∞ /min 47. 0 ± 22. 9 58. 9 ± 23. 1 64. 8 ± 34. 1
t1 /2z /min 41. 9 ± 12. 3 71. 3 ± 56. 8 90. 3 ± 74. 8
CLz /[L /(min /kg)] 0. 015 ± 0. 012 0. 012 ± 0. 011 0. 011 ± 0. 008
Vz /(L /kg) 0. 61 ± 0. 35 0. 56 ± 0. 24 0. 85 ± 0. 52
Cmax /(μg /mL) 1. 7 ± 0. 7 2. 1 ± 0. 9 8. 7 ± 3. 7
3 讨论
3. 1 本实验建立了 UPLC-MS /MS 测定大鼠尾静脉
注射荭草花提取物后的多指标成分的药代动力学实
验方法。通过方法学验证,此方法对原儿茶酸、山柰
素-葡萄糖苷和槲皮苷 3 种成分可快速、灵敏、准确
的同时测定。
3. 2 在选择样品处理方法时,根据所测成分的极
性及溶解性分别考察了甲醇、乙醇、乙腈等蛋白沉淀
剂,并发现甲醇的沉淀效果较好且无内源性物质干
扰。血浆的前期处理是药动学研究的一个重要步
骤,同时也是一个复杂的过程,直接关系到样品的测
定结果。由于样品量大,为缩短实验周期,提高实验
效率,课题组选择甲醇沉淀直接进样的方法,考虑到
对色谱柱使用寿命的因素后改成甲醇沉淀后用 N2
吹干,再用甲醇复溶的二次沉淀蛋白方法,避免了未
除净的蛋白冷冻时变性凝结的现象。被测成分原儿
茶酸、山柰素-葡萄糖苷和槲皮苷均为极性较大的弱
酸性化合物,在酸性条件下处于非解离状态,有利于
被测成分的提取。因此对在血浆样品处理中是否加
酸及加酸的种类进行了考察,实验结果表明,加酸后
明显有利于被测成分的提取;同时不同的酸对其提
取效率也不同(甲酸、盐酸、磷酸),其中甲酸的效果
最好,因此笔者在处理样品时加入了 50 μL 1%甲
酸。
3. 3 大鼠静注荭草花提取物后,原儿茶酸、山柰素-
葡萄糖苷和槲皮苷 3 种成分平均滞留时间
(MRT0→t)分别为(43. 0 ± 21. 4)min、(50. 3 ± 34. 5)
min和(60. 0 ± 32. 5)min,在大鼠体内消除较快;3
个成分的半衰期(t1 /2z)依次增加,分别为(41. 9 ±
12. 3)min、(71. 3 ± 56. 8)min 和(90. 3 ± 74. 8)min;
同时 3 个成分的清除率(CLz)、分布容积(Vz)参数
差异均较小,表明静注给予荭草花提取物后原儿茶
酸、山柰素-葡萄糖苷、槲皮苷 3 个成分在大鼠体内
过程相近。
参 考 文 献
[1] 国家中医药管理局《中华本草》编委会 . 中华本草
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·7751·Journal of Chinese Medicinal Materials 第 39 卷第 7 期 2016 年 7 月