全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 22 期 2015 年 11 月

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基于 UPLC/LTQ-Orbitrap-MS 的黄芩中黄酮碳苷的结构表征及同分
异构体的区分
谢 彤 1，徐建亚 1，沈存思 1，狄留庆 2，汪受传 1，单进军 1, 2*
1. 南京中医药大学中医儿科学研究所，江苏省儿童呼吸疾病（中医药）重点实验室，江苏 南京 210023
2. 南京中医药大学药学院，江苏省中药高效给药系统工程技术研究中心，江苏，南京 210023
摘 要：目的 建立黄芩 Scutellaria baicalensis 的 UPLC/LTQ-Orbitrap-MS 分析测定方法，研究黄芩中黄酮碳苷类成分，并
区分其中的同分异构体。方法 采集 Orbitrap 全扫描的质谱图，并触发动态数据依赖分析模式采集二级、三级和四级的碎片
信息，通过图谱解析确定黄酮碳苷的结果，通过比对碎片信息区分同分异构体。结果 在黄芩中共鉴定表征了 19 个黄酮碳
苷类成分，并对其中的同分异构体进行区分。结论 该方法能够准确地筛选黄芩中的黄酮碳苷类成分，并对同分异构体进行
区分，为其他中药的成分分析提供参考。
关键词：黄芩；黄酮碳苷；UPLC/LTQ-Orbitrap-MS；同分异构体；结构表征
中图分类号：R284 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2015)22 - 3318 - 08
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2015.22.006
Structural characterization of C-glycosyl flavonoids in Scutellaria baicalensis and
differentiation of isomers by UPLC/LTQ-Orbitrap-MS
XIE Tong1, XU Jian-ya1, SHEN Cun-si1, DI Liu-qing2, WANG Shou-chuan1, SHAN Jin-jun1, 2
1. Jiangsu Key Laboratory of Pediatric Respiratory Disease, Institute of Pediatrics, Nanjing University of Chinese Medicine,
Nanjing 210023, China
2. Jiangsu Provincial TCM Engineering Technology Research Center of High Efficient Drug Delivery System, School of Pharmacy,
Nanjing University of Chinese Medicine, Nanjing 210023, China
Abstract: Objective An UPLC-LTQ-Orbitrap-MS spectrometry method has been developed for the efficient separation and detection
of C-glycosyl flavonoids in the extract of Scutellaria baicalensis differentiation of isomers. Methods Data were acquired by
Orbitrap. MS2, MS3, and MS4 data were triggered by data-dependent acquisition mode. Isomers of C-glycosyl flavonoids were
distinguished by a comparison study of mass distribution. Results A total of 19 compounds were identified as C-glycosyl flavonoids,
and several isomers were successfully discriminated. Conclusion This method is proved to be powerful for the identification of
C-glycosyl flavonoids and provides the important complementary information for other flavonoid analysis.
Key words: Scutellaria baicalensis Georgi; C-glycosyl flavonoids; UPLC/LTQ-Orbitrap-MS; isomers; structural characterization

黄酮碳苷（C-glycosyl flavonoids）是指糖基以
C-C 键直接连接在黄酮母体上的一类化合物。目前
发现的黄酮碳苷类结构中，糖基主要连接在 A 环的
C-6 和/或 C-8 位。近来也有文献报道了一些糖基连
接在 C 环 C-3 位和 B 环 C-4′位的碳苷结构。根据结
构的不同，黄酮碳苷主要分为 2 种类型：单糖碳苷
黄酮和双糖碳苷黄酮，此外还存在着 O-糖基-C-糖
基黄酮（O-glycosyl-C-glycosyl flavonoids）以及 O-
乙酰化-C-糖基黄酮（O-acylated-C-glycosyl flavonoids）
的结构类型[1]。黄酮碳苷中苷元部分主要有黄酮、
黄烷酮、黄酮醇、二氢查耳酮和双黄酮等。黄酮碳
苷与黄酮氧苷不同，不易发生水解，具有广泛的药
理活性，主要表现为抗氧化、抗炎、抑制血糖增高、
抗溃疡、中枢神经保护等功效。因此，近来黄酮碳

收稿日期：2015-05-17
基金项目：国家自然科学基金青年基金（81303295）；国家自然科学基金面上项目（81373688）；江苏省高校自然科学研究面上项目（13KJB360005）
作者简介：谢 彤（1985—），女，博士，研究方向为中药多组分分析。Tel: (025)85811330 E-mail: sunnyxyl1021@163.com
*通信作者 单进军，男，副研究员，主要从事代谢组学研究。Tel: (025)85811330 E-mail: dfsjj@163.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 22 期 2015 年 11 月

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苷受到越来越广泛的关注[2-4]。
黄芩 Scutellaria baicalensis Georgi 是临床上常用
的一种清热燥湿、泻火解毒的传统中药，酚类化合物
是其发挥药效的主要活性成分。现代质谱分析方法的
快速发展使得能够广泛地表征黄芩多种组分的可能
结构。Liu 等[4]利用离子阱质谱鉴定了黄芩中 32 个黄
酮类结构；Wang 等[5]通过高丰度成分剔除的方法筛选
出黄芩中 117 个低丰度的黄酮结构。这些基于质谱的
广谱分析取得了很大的成果，从黄芩中筛选出了一部
分具有明显效应的黄酮成分，却忽视了黄芩中碳苷黄
酮的筛选和结构鉴别。本实验采用 UPLC/LTQ-
Orbitrap-MS 高分辨率质谱仪，表征黄芩中的黄酮碳
苷类成分，并通过比较 MS2、MS3和 MS4的碎片离子
丰度对其中的同分异构体进行区分。该研究为其他中
药成分中的碳苷结构解析提供参考依据。
1 仪器与材料
超高效液相 U3000（美国戴安公司）-质谱联用
仪 LTQ-Orbitrap XL 质谱仪（美国 Thermo 公司）；
实验室超纯水机（Millipore Direct-Q3，美国 Merck
Millipore 化工技术有限公司）；Eppendorf Centrifuge
5417R 离心机（德国 Eppendorf 公司）；EYELA
OSB2100 真空旋转蒸发仪（东京理化器械株式会
社）；BT25S 电子天平（赛多利斯科学仪器有限公
司）。乙腈（色谱纯，Merck 公司）；水为自制纯净
水（Millipore Direct-Q3 制备）；甲酸（色谱纯，
DIKMA 公司，美国）其他试剂均为分析纯。
黄芩药材购自铜陵禾田中药饮片股份有限公司
（批号 20130916），经南京中医药大学药学院中药鉴
定教研室刘圣金博士鉴定为唇形科植物黄芩
Scutellaria baicalensis Georgi 的干燥根。
2 方法
2.1 色谱条件
色谱柱为 Thermo BDS Hypersil C18反相色谱柱
（100 mm×2.1 mm，2.3 μm）；流动相由 A（0.1%甲酸
水溶液）和 B（0.1%甲酸乙腈溶液）组成；梯度洗脱
程序：0～3 min，10% B；3～40 min，10%～50% B；
40～44 min，50%～80% B；44～46 min，10% B。柱
温 35 ℃；进样体积 5 μL；体积流量 0.25 mL/min。
2.2 质谱条件
喷雾电压为3.5 kV；加热毛细管温度为300 ℃；
雾化温度为 350 ℃；鞘气为 275 kPa；辅助气为 104
kPa。进样前利用标准溶液对 Orbitrap 质量分析器的
质量数进行校准。样品首先通过 Orbitrap 分析器进
行全扫描分析，质量范围设定为 m/z 200～800，分
辨率设为 30 000；MS2、MS3 和 MS4质谱的触发方
式为动态数据依赖分析模式（ data-dependent
acquisition mode），选取上一级最高峰进行碰撞诱导
碎裂解离（collision induced dissociation，CID）碎片
扫描，碰撞能量设定为 30%，以离子阱打拿极检测。
2.3 药材提取及测定
取黄芩约 10.0 g，精密称定，加 70%乙醇 100 mL，
加热回流 3 h，放冷，滤过，滤液置烧杯中，用少量
70%乙醇分次洗涤容器和残渣，洗液滤置同烧杯中。
滤液置于真空旋转蒸发仪中浓缩，浓缩液置 10 mL 量
瓶中，用少量水分次洗涤容器和残渣，洗液置同一
量瓶中，加水至刻度，摇匀。吸取供试样品 200 μL，
20 000 r/min 离心 10 min，转移上清溶液至进样瓶中，
取 5 μL 注入 UPLC/LTQ-Orbitrap 仪器，测定。
3 结果与分析
为了能够更全面地筛选出黄芩中的黄酮碳苷类
成分，本实验在正、负离子模式 2 种检测条件下进行
化合物筛选和结构表征。文献报道[6-8]，黄酮碳苷与黄
酮氧苷不同，在 CID 条件下，糖残基内部发生裂解（图
1），连续丢失 2 或 3 个水分子形成特征性 [M±H－
18]+/−、[M±H－36]+/−和 [M±H－54]+/−等碎片。这些
特征碎片离子可以作为诊断离子与黄酮氧苷进行区
别。通过诊断离子扫描（图 2），本实验在黄芩中共检
测到 19 个黄酮碳苷，其中有 2 个单糖碳苷、11 个双
糖碳苷、1 个氧苷-碳苷黄酮、4 个黄烷酮碳苷
（C-glycosyl flavanones）、1 个二氢查耳酮碳苷。相应
的碎片信息见表 1。

下标 P 表示戊糖基碎裂，G 表示葡萄糖基碎裂，H 表示己糖基碎
裂，D 表示脱氧己糖碎裂，下同
subscript of P stand for pentosyl, G for glycosyl, H for hexosyl, and
D for deoxy-hexosyl, same as below
图 1 芹菜素 6-C-葡萄糖-8-C-阿拉伯糖苷的碎裂途径
Fig. 1 Fragmentation pattern of apigenin-6-C-glucosyl-
8-C-arabinoside

[0,4XP]−
[0,4XH]− [
0,4XH]−
[0,2XH]− [0,3XH]−
[0,4XH]−
[0,1XP]−
[0,2XP]−
[0,3XP]−
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 22 期 2015 年 11 月

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图 2 黄芩中的黄酮碳苷类成分的总离子流图
Fig. 2 TIC of C-glycosyl flavonoids from S. baicalensis
3.1 单糖黄酮碳苷的结构鉴定和同分异构体的区分
16 和 19 号峰在正离子扫描模式下均产生 m/z
417.118 4（C21H21O9）的加质子峰。MS2 谱图中产
生较高丰度的碎片离子 m/z 321.2（[0,4XG－H2O]+）、
297.3（[0,2XG]+）、279.3（[0,2XG－H2O]+）和 267.2
（[0,1XG]+），由己糖碎裂产生。由此推断苷元结构可
能与葡萄糖相连，根据质荷比所推测的分子式，其
苷元部分为白杨素。化合物 16 和 19 的结构可能为
白杨素葡萄糖碳苷。文献报道[8-9]，通过比对同分异
表 1 UPLC/LTQ-Orbitrap 检测黄芩中碳苷黄酮的碎片信息
Table 1 Fragmetation information of C-glycosyl flavonoids in extract by UPLC/LTQ-Orbitrap
峰号 tR/min 碎片离子 m/z MS2 MS3 MS4
1 5.55 [M＋H]+ 597.181 1 417.2, 459.2, 477.2, 525.2, 543.2, 561.2,
579.1*
393.0, 441.2, 543.0, 561.1
[M－H]− 595.163 8 209.1, 239.1, 269.1, 311.3, 329.2, 355.3,
385.3, 415.3, 449.2, 457.2, 475.1*,
487.2, 505.2, 559.4, 577.3
209.0, 239.0, 329.2, 355.2*, 385.2,
439.3, 457.4
144.7, 181.0, 191.0, 209.0,
234.8
2 7.12 [M＋H]+ 565.152 9 355.4, 379.3, 391.3, 409.4, 427.3, 445.2,
457.4, 475.4, 481.2, 499.2, 511.3,
529.2*, 547.1
307.1, 325.2, 391.3, 409.2, 427.1,
445.1, 481.2, 493.2, 511.2*
307.2, 349.2, 373.3, 379.2,
391.3, 409.2, 427.1, 433.3,
445.4, 463.2, 475.2, 493.3
[M－H]− 563.137 0 353.2, 383.3, 425.2, 413.2, 425.3, 443.2,
455.3, 473.2*, 485.3, 503.3, 527.4, 545.4
259.1, 297.2, 311.2, 325.3, 353.2*,
383.3, 395.1, 413.2, 437.2, 425.2
163.2, 191.0, 233.1, 253.1,
297.2, 307.2, 325.2, 335.3
3 7.77 [M＋H]+ 565.151 2 307.2, 325.3, 355.4, 379.3, 397.4, 409.4,
427.3, 445.2, 457.3, 469.4, 481.4, 499.4,
511.3, 529.2, 547.4*
379.2, 397.3, 409.3, 427.3, 451.2,
457.3, 469.3, 481.2, 493.2, 499.1,
511.2, 529.2*
337.3, 349.2, 391.3, 397.1,
409.3, 427.3, 439.3, 451.3,
481.2, 493.3, 499.3, 511.2
[M－H]− 563.139 7 353.2, 383.2, 413.2, 425.2, 443.3*, 473.2,
485.2, 503.2, 515.3, 545.3
311.2, 323.2, 335.2, 353.2*, 365.2,
383.1, 395.2, 407.2, 413.2, 425.3
163.1, 191.1, 233.0, 265.1,
297.2, 307.1, 325.2
4 8.82 [M＋H]+ 567.167 5 283.3, 322.5, 387.1, 411.1, 429.0, 435.7,
441.1, 447.2, 459.2, 483.3, 495.2, 501.4,
513.3, 531.2, 549.3*
321.3, 363.4, 393.1, 411.2, 465.1,
495.2, 513.2, 531.2*
393.2, 411.3, 441.2, 453.3,
465.4, 495.3, 513.3
[M－H]− 565.153 0 209.2, 239.1, 269.1, 299.1, 329.3, 355.1,
385.2*, 415.2, 445.2, 475.1, 487.2,
505.3, 547.3
150.9, 167.1, 239.2*, 367.2 81.1, 100.8, 122.9, 137.1,
153.0, 167.0, 179.0, 209.1,
221.2
5 9.12 [M＋H]+ 579.166 6 339.3, 393.3, 423.3, 441.3, 459.2, 483.3,
495.2, 507.3, 513.3, 525.3, 543.1, 561.1*
363.3, 405.2, 423.2, 441.2*, 465.3,
483.2, 495.2, 513.2, 525.3, 543.2
291.3, 309.3, 363.2, 393.3,
405.3, 423.3
[M－H]− 577.152 4 337.2, 415.1, 439.2, 457.3*, 487.2, 559.4 267.2, 295.1, 319.2, 337.2*, 367.4,
429.2
163.1, 190.9, 281.1, 309.1
6 9.91 [M＋H]+ 567.167 5 411.2, 429.2, 441.2, 447.0, 453.2, 459.1,
465.2, 495.2, 513.2, 531.2, 549.2*
393.2, 411.2, 429.3, 465.2, 495.1,
513.1, 531.2*
393.2, 411.3, 441.2, 453.3,
465.4, 483.2, 495.3, 513.3
[M－H]− 565.153 1 209.1, 239.1, 269.2, 299.1, 329.1, 355.2,
385.2*, 415.3, 419.2, 427.3, 445.3,
475.2, 547.3
167.1, 178.9, 209.0, 221.0, 239.0*,
265.1, 313.3, 357.2, 367.1
106.7, 122.6, 153.1, 167.0,
179.2, 195.1, 209.1, 221.0
7 10.72 [M＋H]+ 549.158 4 291.3, 309.3, 363.5, 393.2, 411.1*, 429.2,
459.4, 465.2, 483.2, 495.2, 513.2, 531.2
279.2, 291.1, 309.2, 321.3, 333.2,
363.1, 375.2, 393.2*
279.2, 291.2, 309.2, 321.2,
357.2, 375.2
[M－H]− 547.141 2 337.1, 367.2, 379.2, 409.3, 427.3, 457.2*,
487.2, 499.4, 511.3, 529.4
281.1, 309.2, 337.1*, 367.3, 397.5 281.3, 309.1
8 11.55 [M＋H]+ 549.157 2 363.3, 375.4, 393.4, 411.3*, 429.3, 441.3,
459.3, 465.3, 483.3, 495.3, 513.2, 531.1
279.1, 309.1, 321.2, 333.2, 363.1,
375.2, 393.1*
279.2, 309.1, 321.3, 331.3,
347.2, 357.2, 375.1
[M－H]− 547.143 5 319.2, 337.2, 349.3, 367.2, 409.2, 427.3,
457.2*, 487.3, 499.3, 517.4, 529.3
281.2, 309.0, 337.1*, 367.3, 397.4 281.0, 309.1
9 11.95 [M＋H]+ 435.128 8 279.2, 297.1, 315.1, 321.2, 339.3, 351.2,
363.2, 369.0, 381.1, 391.0, 399.2, 417.2*
219.1, 255.2, 267.1, 279.1, 297.1*,
321.3, 339.2, 351.2, 363.1, 381.2,
399.2
177.0, 194.9, 211.1, 219.1,
226.9, 240.1, 251.1, 268.1,
279.1
[M－H]− 433.113 8 167.0, 197.1, 269.1, 287.1, 313.1*,
343.2, 415.2
123.1, 139.1, 167.0 80.9, 122.9, 125.0
1 2 3
4
5 6
7
8
10
9 15
13,14
16
17
18
19
t/min
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
11,12
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 22 期 2015 年 11 月

·3321·
续表 1
峰号 tR/min 碎片离子 m/z MS2 MS3 MS4

10 12.19 [M＋H]+ 549.158 6 363.4, 381.3, 399.3, 411.3, 429.2, 441.3,
453.1, 465.3, 483.2, 495.3, 513.2, 531.1*
363.2, 381.3, 393.2, 399.1, 435.1,
441.1, 453.2, 465.2, 477.3, 483.2,
495.1, 513.1*
381.1, 423.3, 435.4, 447.3,
465.2, 477.2, 495.1
[M－H]− 547.141 4 337.2, 367.3, 379.3, 397.3, 427.3*, 439.2,
457.3, 469.3, 487.449 9.3, 511.3, 529.2
281.2, 309.3, 337.1*, 367.2 281.2, 309.2
11 12.68 [M＋H]+ 579.169 6 399.4, 423.3, 441.2, 459.3, 465.3, 495.2,
513.2, 525.3, 543.4*, 561.1
339.2, 405.3, 423.2, 441.2, 459.2,
495.2, 507.3, 525.2*
321.3, 393.1, 405.1, 441.1,
459.2, 471.3, 477.2, 489.2,
507.2
[M－H]− 577.158 9 267.0, 295.1, 337.2, 367.3, 397.2, 439.2,
457.3, 487.3*, 517.3, 529.4, 541.2, 559.2
339.2, 367.2*, 397.3, 427.2, 469.3 190.9, 235.1, 296.2, 311.2,
324.2, 339.2
12 12.77 [M＋H]+ 549.157 4 363.4, 381.4, 393.4, 411.4, 429.3, 441.3,
453.3, 465.3, 483.3, 495.3, 513.2, 531.2*
363.3, 381.3, 393.2, 417.3, 423.3,
435.3, 441.3, 453.3, 465.2, 477.3,
483.1*, 495.2
351.3, 381.1, 393.2, 399.2,
465.1
[M－H]− 547.143 5 309.1, 319.3, 337.2, 349.1, 367.2, 379.2,
397.3, 427.2*, 439.2, 457.2, 469.2,
487.4, 511.3, 529.3
191.1, 221.0, 245.1, 309.3, 337.2*,
349.3, 367.1, 391.2, 409.3
163.2, 191.0, 281.2, 309.2
13 12.85 [M＋H]+ 583.198 9 283.1, 301.3, 325.3, 337.3, 367.2, 403.2,
421.1*, 445.1, 469.4, 511.2, 529.0, 547.3,
565.4
258.9, 301.2, 325.2, 367.1, 385.3,
403.1

[M－H]− 581.184 1 299.3, 329.1, 461.2*, 491.2, 563.4, 563.4 167.1, 191.0, 299.1*, 323.1, 341.1,
353.4
124.9, 167.0, 215.2, 229.2,
255.1, 271.2
14 13.00 [M＋H]+ 579.169 7 255.3, 267.2, 297.2, 321.2, 351.0, 363.2,
381.2, 399.3, 417.2*, 459.2, 513.1,
525.2, 543.1, 561.2
267.1, 297.1, 321.1, 351.2, 363.2,
381.1, 399.2*
267.2, 321.2, 351.1, 363.1,
381.1
15 13.04 [M＋H]+ 563.175 7 339.4, 363.4, 389.4, 407.3, 425.2, 441.3,
459.2, 465.3, 483.3, 509.2, 527.1*, 545.2
321.2, 363.4, 389.3, 407.1, 511.3,
431.3, 443.3, 465.4, 483.3, 491.2,
509.2*
359.3, 371.3, 377.3, 389.3,
411.2, 431.2, 443.3, 455.4,
476.3, 491.2
[M－H]− 561.162 6 337.2, 349.2, 367.3, 379.3, 397.3, 441.3,
457.3*, 471.2, 487.3, 499.3, 517.3,
525.4, 543.3
281.3, 295.1, 309.2, 337.2*, 349.3,
367.3
281.1, 309.1
16 13.28 [M＋H]+ 417.118 1 267.2, 279.1, 297.2, 321.3, 351.2, 363.2,
381.2, 399.2*
267.3, 279.1, 297.0, 321.1*, 339.1,
351.1, 363.1, 381.2
219.1, 293.2
[M－H]− 415.101 3 267.3, 295.1*, 307.4, 325.2, 337.3 149.0, 187.1, 227.1, 251.2, 267.1* 165.0, 180.0, 194.9, 199.1,
223.1
17 13.84 [M＋H]+ 579.169 9 411.3, 417.4, 423.4, 429.2, 441.3, 453.4,
459.3, 471.3, 483.3, 495.4, 513.3, 525.3,
543.3, 561.2*
393.4, 411.3, 429.3, 453.3, 465.2,
471.2, 483.2, 495.2, 507.3,
513.1*, 525.2, 543.2
309.2, 339.3, 381.3, 393.2,
411.3, 429.2, 495.2
[M－H]− 577.156 3 367.2, 397.1, 457.2*, 487.2, 559.1 337.1, 367.1*, 379.2, 397.1 279.1, 311.2, 324.1, 339.1
18 15.39 [M＋H]+ 563.174 1 379.2, 411.4, 425.4, 441.2, 449.3, 467.2,
479.2, 497.3, 509.3, 527.2, 545.1*
363.3, 393.3, 423.2, 441.2*, 449.2,
467.2, 479.3, 491.2, 497.2, 509.3,
527.2
309.1, 321.2, 363.2, 393.0,
405.4, 423.2
[M－H]－ 561.161 8 337.1, 349.3, 367.2, 379.3, 423.2, 441.3*,
457.2, 471.2, 483.3, 501.3, 513.4, 543.3
281.3, 309.3, 337.2*, 349.3, 367.2,
379.1, 409.4, 423.4
191.2, 281.1, 309.2
19 16.84 [M＋H]+ 417.118 4 267.0, 297.2, 321.2, 351.1, 363.1, 381.1,
399.2*
267.1, 321.1*, 351.1, 363.2, 381.2 265.1, 293.1
[M－H]－ 415.101 2 267.3, 295.2*, 325.1, 337.2, 397.2 149.1, 185.1, 223.1, 267.2*, 277.1 120.9, 145.1, 167.1, 181.1,
195.1, 211.1, 223.1, 239.1
*为下一级裂解碎片的母离子
*parent ion for next stage fragmentation
构体的碎片丰度可以区分 C-6 和 C-8 葡萄糖碳苷，
如牡荆黄素（vitexin，apigenin-8-C-glucoside）和异
牡荆黄素（isovitexin，apigenin-6-C-glucoside）以及
荭草苷（orientin，lutelin-8-C-glucoside）和异荭草苷
（isoorientin，lutelin-6-C-glucoside）。表 2 给出了化
合物 16 和 19 在正负离子下产生 MS2碎片离子的丰
度。结果表明，化合物 19 在负离子模式下产生 m/z
397.4（[M－H－H2O]−，相对丰度 2.1%）和 m/z 325.1
（[0,3XG]−，相对丰度 19.4%），而 16 号峰没有扫描到
m/z397.4。这些信息提示化合物 19 为白杨素 6-C-
葡萄糖苷。相应的，推测化合物 16 为白杨素 8-C-
葡萄糖苷。这些结果与 Ferreres 等[6]和 Li 等[8]的报
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 22 期 2015 年 11 月

·3322·
表 2 6-C-葡萄糖黄酮和 8-C-葡萄糖黄酮在MS2中碎片离子
的相对丰度
Table 2 Relative abundances of fragments obtained from
6-C-glucosyl flavonoid and 8-C-glucosyl flavonoid in MS2
相对丰度/% 碎片离子 m/z
16 19
正离子
[M＋H－H2O]+ [M＋H－18]+ 100.0 100.0
[M＋H－2H2O]+ [M＋H－36]+ 34.2 26.8
[M＋H－3H2O]+ [M＋H－54]+ 9.6 25.1
[2,3XG－2H2O]+ [M＋H－66]+ 35.5 73.3
[0,4XG－2H2O]+ [M＋H－96]+ 10.6 43.3
[0,2XG]+ [M＋H－120]+ 20.8 40.5
[0,2XG－H2O]+ [M＋H－138]+ 3.9 —
[0,1XG]+ [M＋H－150]+ 2.7 —
负离子
[M＋H－H2O]− [M－H－18]− — 2.1
[0,4XG－H2O]− [M－H－78]− — 1.8
[0,3XG]− [M－H－90]− 1.6 19.4
[0,2XG]− [M－H－120]− 100.0 100.0
[0,2XG－CO]− [M－H－148]− 1.6 —
道一致。正离子模式下产生的碎片信息与文献报道
存在一些差别。Cuyckens 等[9]报道 8-C-葡萄糖苷会产
生 [M＋H－120]+的基峰。而在本研究结果中，2
个化合物都产生 [M＋H－18]+的基峰。它们区别
主要在 MS2 中产生的 m/z 363.0（ [M＋H－
3H2O]+）、351.2（[2,3XG－2H2O]+）、321.3（[0,4XG－
2H2O]+）和 297.2（[0,2XG]+）。这 4 个碎片离子在 6-C-
葡萄糖苷中都具有较高的丰度，而在 8-C-葡萄糖苷中
丰度则相对较低。
3.2 双糖黄酮碳苷的结构鉴定和同分异构体的区分
根据精确质量数所预测的分子式，本研究共推
测出 11 个双糖取代的黄酮碳苷，其中 10 个为 6-C-
糖基-8-C-糖基结构，1 个为 O-糖基-C-糖基结构。
3.2.1 6-C-糖基-8-C-糖基黄酮的结构鉴定 在负离
子模式下，2 号和 3 号峰在高分辨质谱中产生相同
的去质子峰 m/z 563.137 0（C26H27O14）。表 3 给出
了这 2 个化合物在 CID 中的 MS2 碎片离子丰度。结
果显示，2 号色谱峰产生了 m/z 473.2（[M－H－90]−）
表 3 6-C-戊糖-8-C-葡萄糖黄酮和 6-C-葡萄糖-8-C-戊糖黄酮在 MS2中碎片离子的相对丰度
Table 3 Relative abundances of fragments obtained from 6-C-pentosyl-8-C-glucosyl flavonoids and 6-C-glucosyl-8-C-pentosyl
flavonoids in MS2
相对丰度/% 碎片离子 m/z
2 3 7 8 10 12 11 17
正离子
[M＋H－H2O]+ [M＋H－18]+ 99.5 100.0 75.0 72.7 100.0 100.0 100.0 100.0
[M＋H－2H2O]+ [M＋H－36]+ 100.0 20.6 86.5 81.1 23.3 27.4 97.0 21.1
[M＋H－3H2O]+ [M＋H－54]+ 75.6 10.2 80.7 78.5 10.9 13.2 65.1 7.5
[2,3XG/0,4XP－2H2O]+ [M＋H－66]+ 34.0 27.0 24.4 24.9 27.9 32.3 28.2 22.3
[2,3XG/0,4XP－3H2O]+ [M＋H－84]+ 23.4 9.4 30.8 30.6 12.5 15.3 17.5 7.8
[0,3XG/0,2XP]+ [M＋H－90]+ 8.4 — 8.3 7.1 — — 7.2 —
[0,4XG/0,3XP－2H2O]+ [M＋H－96]+ — 11.3 — — 11.8 15.0 — 9.6
[0,3XG/0,2XP－H2O]+ [M＋H－108]+ 4.1 11.7 4.0 4.4 16.4 19.7 2.5 9.7
[0,2XG/0,1XP]+ [M＋H－120]+ 8.9 11.1 9.7 9.4 14.0 15.2 5.9 9.1
[0,2XG/0,1XP－H2O]+ [M＋H－138]+ 87.9 3.2 100.0 100.0 2.3 3.2 75.3 1.7
[0,2XG/0,1XP－2H2O]+ [M＋H－156]+ 18.5 1.4 18.8 19.6 1.5 2.1 16.6 1.1
负离子
[M－H－H2O]− [M－H－18]− 25.7 12.8 25.4 23.4 10.1 6.9 23.0 12.2
[M－H－CH2O]− [M－H－30]− 3.9 — 4.2 4.2 — — 2.8 —
[0,3XP]− [M－H－60]− 71.1 12.5 75.6 88.4 5.9 7.4 50.9 3.8
[0,3XG]−/[0,2XP]− [M－H－90]− 100.0 67.9 100.0 100.0 55.7 68.1 100.0 56.0
[0,2XG]−/[0,1XP]− [M－H－120]− 83.7 100.0 45.0 70.9 100.0 100.0 74.5 100.0
[0,2XG/0,1XP－H2O]− [M－H－138]− 15.2 3.7 10.9 13.5 1.3 2.4 9.6 0.6
[0,2XG/0,1XP－2CH2O]− [M－H－180]− 62.7 27.9 37.8 56.0 12.3 21.7 34.8 12.4
[0,2XG/0,1XP－3CH2O]− [M－H－210]− 61.8 37.6 44.1 61.1 21.7 38.0 42.2 0.1
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 22 期 2015 年 11 月

·3323·
的基峰，而 3 号色谱峰产生了 m/z 443.2（[M－H－
120]−）的基峰。文献报道[8]，CID 更容易使得 C-6
位的糖基碎裂。由此推测 2 号峰为芹菜素 6-C-阿拉
伯糖-8-C-葡萄糖苷，形成的 [M－H－90]− 来源于
C-6 位阿拉伯糖 0-2 键的断裂（[0,2XP]−）。3 号色谱
峰为芹菜素 6-C-葡萄糖-8-C-阿拉伯糖苷，形成的
[M－H－120]− 来源于 C-6 位葡萄糖 0-2 键的裂解
（[0,2XG]−，如图 1 所示）。这与文献报道的结果相一
致。除此之外，这 2 个化合物所产生碎片离子 m/z
403.2（[M－H－60]−）的相对丰度也存在差异，2
号峰的相对丰度为 71.1%，3 号峰丰度为 12.5%[7]。在
正离子模式下，2 个化合物的区别主要在 [M＋H－
H2O]+、[M＋H－2H2O]+、[M＋H－3H2O]+和 [M＋
H－138]+，2 号峰形成的这 4 个碎片离子丰度均＞
70%，而 3 号峰的丰度都＜30%。所有这些碎片离
子的特征丰度都能够用于区别 6-C-葡萄糖-8-C-戊
糖苷和 6-C-戊糖- 8-C-葡萄糖苷的黄酮碳苷结构。
根据上述的分析，推测 7 号和 8 号峰为白杨素
6-C-戊糖-8-C-葡萄糖苷；10 号和 12 号峰为白杨素
6-C-葡萄糖-8-C-戊糖苷；11 号峰为刺槐黄素 6-C-
戊糖-8-C-葡萄糖苷，17 号峰为刺槐黄素 6-C-葡萄糖-
8-C-戊糖苷（表 3）。
15 和 18 号峰在高分辨质谱中都产生 m/z
561.161 8（C27H29O13）去质子峰，比 7、8、10 和
12 号峰所对应的结构多 1 个甲基基团，由此推测 15
和 18 号峰的结构中可能存在脱氧己糖。15 号峰的
MS2 谱图中形成 m/z 487.3（[M－H－74]−，相对丰
度 56.8%）和 m/z 457.3（[M－H－104]−，相对丰度
100%）。这 2 个特征性的碎片分别来源于脱氧己糖
0-3 键和 0-2 键的断裂。由此推测，15 号峰可能为
6-C-脱氧己糖碳苷。18 号峰的 MS2 中产生 m/z 471.3
（[M－H－90]−，相对丰度 42.0%）和m/z 441.3（[M－
H－120]−，相对丰度 100%）。由此推测 18 号峰为
6-C-葡萄糖碳苷。综合以上信息，15 号峰为白杨素
6-C-脱氧己糖-8-C 葡萄糖碳苷，18 号峰为白杨素
8-C-脱氧己糖-6-C-葡萄糖碳苷（表 4）。
5 号色谱峰在高分辨质谱中产生 m/z 577.152 4
（C27H29O14）的去质子峰。所预测的分子式比 15 和
18 号峰多 1 个羟基。MS2和 MS3 中，去质子峰产生
连续的 120 中性丢失。由此推测，5 号峰可能为双
葡萄糖碳苷。MS2 图中产生的较高丰度的 m/z 337.2
（[0,2XG] [0,2XG]−）和 367.1（[0,2XG] [0,3XG]−）提示 5
号峰为白杨素 6,8-C-二葡萄糖苷。
表 4 6-C-脱氧己糖-8-C-葡萄糖苷和 6-C-葡萄糖-8-C-脱氧
己糖苷在 MS2 中碎片离子的相对丰度
Table 4 Relative abundances of fragments obtained from
6-C-glucosyl-8-C-deoxy-hexosyl flavonoid and 6-C-deoxy-
hexosyl-8-C-glucosyl flavonoid in MS2
相对丰度/% 碎片离子 m/z
15 18
正离子
[M＋H－H2O]+ [M＋H－18]+ 80.1 100.0
[M＋H－2H2O]+ [M＋H－36]+ 100.0 29.1
[M＋H－3H2O]+ [M＋H－54]+ 66.0 11.8
[2,3XG－2H2O]+ [M＋H－66]+ — 26.0
[0,4XD－2H2O]+ [M－H－80]+ 13.4 —
[2,3XG－3H2O]+ [M＋H－84]+ — 15.3
[0,4XG－2H2O]+ [M＋H－96]+ — 10.0
[0,2XD]+ [M－H－104]+ 14.9 —
[0,2XG]+ [M＋H－120]+ 2.7 14.3
负离子
[M－H－H2O]− [M－H－18]− 22.1 8.7
[0,4XD]− [M－H－44]− 4.4 —
[0,4XG]− [M－H－60]− — 2.8
[0,3XD]− [M－H－74]− 56.8 —
[0,3XG]− [M－H－90]− 1.6 42.0
[0,2XD]− [M－H－104]− 100.0 4.4
[0,2XG]− [M－H－120]− 69.0 100.0

3.2.2 O-糖基-C-糖基黄酮的结构鉴定 14 号峰在
高分辨质谱中产生了 m/z 579.167 9（C27H30O14）的
质子化色谱峰。MS2 图中特征性的脱葡萄糖碎片离
子 m/z 417.2（[M＋H－162]+）以及 [M＋H－18]+、
[M＋H－36]+、[M＋H－54]+、[M＋H－66]+、[M＋
H－120]+和 [M＋H－150]+提示结构中同时存在 C-
葡萄糖和 O-葡萄糖，并且 O-葡萄糖基团连接在苷元
的羟基上，而非 C-葡萄糖的羟基上。MS3 中产生的
碎片离子 [M＋H－162－18]+、[M＋H－162－36]+、
[M＋H－162－54]+、[M＋H－162－66]+、[M＋H－
162－120]+和 [M＋H－162－150]+进一步确证了C-
葡萄糖-O-葡萄糖的结构。由于 MS3 谱图碎片离子
丰度与白杨素 6-C-葡萄糖苷一致，因此推测 14 号
峰为白杨素 7-O-葡萄糖-6-C-葡萄糖苷。
3.3 黄烷酮碳苷的结构鉴定及同分异构体的区分
理论上，黄烷酮碳苷的不饱和度比相应的黄酮
碳苷大 1。通过分析不饱和度，在监测到的 19 个黄
酮碳苷中共发现有 4 个黄烷酮碳苷结构，其中有 2
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 22 期 2015 年 11 月

·3324·
个为双糖黄烷酮碳苷。9 号峰产生了 m/z 435.128 8
（C21H23O10）的质子峰，MS2 图中存在的 [M＋H－
18]+、[M＋H－36]+、[M＋H－54]+、[M＋H－66]+、
[M＋H－120]+和 [M＋H－138]+，提示该化合物为
单糖黄烷酮碳苷。在负离子模式下，MS2 和 MS3 都
产生了 m/z 167.0。这个碎片离子来源于黄烷酮苷元
C 环中 1-4 键的断裂（图 3）。因此，推测 9 号峰为
柚皮素 C-葡萄糖苷。产生的 m/z 167.0 则作为特征
碎片诊断黄烷酮碳苷。

图 3 9 号峰 MS2、MS3和 MS4的质谱图
Fig. 3 MS2, MS3, and MS4 spectra of peak 9
相类似的，1 号峰产生较高丰度的 [M－H－
120]−（[0,2XG]−）、[M－H－90－120]−（[0,2XG] [0,3XG]−）
和 [M－H－120－120]−（[0,2XG] [0,2XG]−），提示结
构中存在 C-二葡萄糖取代。实验中观察到在 MS3
中存在 m/z 209.0（[1,4A－120－120]−）、m/z 239.1
（[1,4A－120－90]−）和 m/z 329.2（[1,4A－120]−），进
一步证实了双葡萄糖碳苷的结构。因此，1 号峰被
鉴定为柚皮素-6,8-C-二葡萄糖苷。
4 号和 6 号色谱峰产生了 m/z 565.153 0
（C26H29O14）的去质子峰。MS2 中产生高丰度的 m/z
[M－H－90]−（ [0,3XG]−/[0,2XP]−）、 [M－H－120]−
（[0,2XG]−/[0,1XP]−）、[M－H－150]−（[(0,3XG) (0,3XP)]−/
[0,1XG]−）、[M－H－90－90]−（[(0,3XG) (0,2XP)]−）、
[M－H－120－90]−（[(0,2XG)(0,2XP)]−）、[1,4A－90－
120]−（m/z 209.1）、[1,4A－90－90]−（m/z 239.2）和
[1,4A－150]−（m/z 269.2），提示该化合物可能为葡萄
糖和戊糖取代的双糖黄烷酮碳苷。Viktoria 等[10]指
出 8-C-己糖同分异构体出峰时间比相应的 6-C-己糖
同分异构体出峰早。因此，推测 4 号峰为柚皮素 6-C-
戊糖-8-C-葡萄糖苷，6 号峰为柚皮素 6-C-葡萄糖-
8-C-戊糖苷。
3.4 二氢查耳酮碳苷的结构鉴定
13 号峰在高分辨质谱中产生 m/z 581.184 1
（C27H33O14）的去质子峰。根据分子式，推测其结
构中含有双糖取代。根据不饱和度，推测 26 号色谱
峰的苷元为二氢查尔酮。MS2 中碎片离子 m/z 461.2
（[0,2XG]−）、m/z 299.2（[0,2XG－162]−）以及 MS3中
的 m/z 166.9（[A－120－162]−）提示 O-葡萄糖-C-
葡萄糖苷。由此，推测 13 号峰为 2′,4′-二羟基二氢
查耳酮-3′-C-葡萄糖-6′-O-葡萄糖苷（图 4）。

图 4 13 号峰 MS2、MS3和 MS4的质谱图
Fig. 4 MS2, MS3, and MS4 spectra of peak 13
4 讨论
黄酮碳苷作为黄酮家族的一个类型具有广泛的
药理活性，受到研究者越来越多的关注。黄酮碳苷
在质谱中特殊的碎裂规律使得能够将其与氧苷和黄
酮苷元区分开。本研究通过建立高通量的
UPLC/LTQ-Orbitrap-MS 的方法，成功地筛选出黄芩
中 19 个黄酮碳苷的结构，包括 2 个单糖黄酮碳苷、
11 个双糖黄酮碳苷、1 个氧苷-碳苷黄酮、4 个黄烷
酮碳苷和 1 个二氢查耳酮碳苷。另外，本研究通过
比对 MS2、MS3 和 MS4 谱图中碎片离子的丰度对其
m/z
相
对
丰
度
/%

相
对
丰
度
/%

相
对
丰
度
/%

0,2XG
1,4A
[0,2XH]−
[0,3XH]−[0,2XH－H2O]− [1,4A－120] −
[1,4A－120] −
[M－H－H2O]−
100 200 300 400
MS2 from m/z 433.1
MS3 from m/z 313.1
MS4 from m/z 167.0
m/z
100 200 300 400 500 600
相
对
丰
度
/%

相
对
丰
度
/%

相
对
丰
度
/%

100
50
0
100
50
0
100
50
0
0,2XG
－120
－162 299.2
[0,2XG－162]−
461.2
[0,2XG]−
491.3
[0,3XG]−
563.3
MS2 from m/z 581.2
MS3 from m/z 461.2
MS4 from m/z 299.2
299.2 [0,2XG－162]−
323.2
122.9
255.2
166.9 [A－162－120]−
[M－H－H2O]−
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 22 期 2015 年 11 月

·3325·
中的同分异构体进行区分。本实验的研究结果能够
为复杂中药体系中其他黄酮类结构的表征分析提供
参考。
参考文献
[1] Hsieh P W, Chang F R, Lee K H, et al. A new anti-HIV
alkaloid, drymaritin, and a new C-glycoside flavonoid,
diandraflavone, from Drymaria diandra [J]. J Nat Prod,
2004, 67(7): 1175-1177.
[2] Talhi O, Silva S A M. Advances in C-glycosyl- flavonoid
research [J]. Curr Org Chem, 2012, 16(7): 859-896.
[3] 龚金炎, 吴晓琴, 张 英. 酮碳苷及其活性研究进展
[J]. 解放军药学学报, 2005, 21(2): 135-138.
[4] Liu G Z, Ma J Y, Chen Y Z, et al. Investigation of
flavonoid profile of Scutellaria bacalensis Georgi by high
performance liquid chromatography with diode array
detection and electrospray ion trap mass spectrometry [J].
J Chromatogr A, 2009, 1216(23): 4809-4814.
[5] Wang H L, Cao J, Xu S Q, et al. Depletion of
high-abundance flavonoids by metal complexation and
identification of low-abundance flavonoids in Scutellaria
baicalensis Georgi [J]. J Chromatogr A, 2013, 1315(8):
107-117.
[6] Ferreres F, Silva B M, Andrade P B, et al. Approach to the
study of C-glycosyl flavones by ion trap HPLC-PAD-
ESI/MS/MS: application to seeds of quince (Cydonia
oblonga) [J]. Phytochem Anal, 2003, 14(6): 352-359.
[7] Guo X F, Yue Y D, Tang F, et al. A comparison of
C-glycosidic flavonoid isomers by electrospray ionization
quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometry in
negative and positive ion mode [J]. Int J Mass Spectrom,
2013, 333(1): 59-66.
[8] Li Q M, van den Heuvel H, Delorenzo O, et al. Mass
spectral characterization of C-glycosidic flavonoids
isolated from a medicinal plant (Passiflora incarnata) [J].
J Chromatogr B, 1991, 562(1/2): 435-446.
[9] Cuyckens F, Claeys M. Mass spectrometry in the
structural analysis of flavonoids [J]. J Mass Spectrom,
2004, 39(1): 1-15.
[10] Vukics V, Ringer T, Kery A, et al. Analysis of heartsease
(Viola tricolor L.) flavonoid glycosides by micro-liquid
chromatography coupled to multistage mass spectrometry
[J]. J Chromatogr A, 2008, 1206(1): 11-20.