全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 17 期 2013 年 9 月

·2427·
3-乙酰基-11-羰基-β-乳香酸在大鼠体内的代谢途径研究
蔡悠悠 1, 2，夏媛媛 2，谷 元 2，刘昌孝 2，司端运 2*
1. 天津中医药大学，天津 300193
2. 天津药物研究院 释药技术与药代动力学国家重点实验室，天津 300193
摘 要：目的 研究 3-乙酰基-11-羰基-β-乳香酸（AKBA）在大鼠体内的代谢途径。方法 大鼠 ig AKBA 60 mg/kg 后，收集
胆汁、尿液及粪便，应用高效液相色谱-四级杆-离子阱质谱（HPLC-QTRAP-MS）技术分析 AKBA 在大鼠体内的代谢途径。
结果 共检测到除原形药物外的 15 个代谢产物，提示 AKBA 在大鼠体内的主要代谢途径为去乙酰化、单羟基化、脱氢化及
葡萄糖醛酸结合物。结论 AKBA 在大鼠体内经历了广泛的 I 相、II 相代谢，产生的代谢产物主要通过粪便及胆汁排泄；利
用 QTRAP 技术的自动切换扫描（IDA）软件及增强型产物离子（EPI）扫描功能，能够快速得到高质量的 MS2谱图，为 AKBA
代谢产物的鉴定提供了有效的检测手段。
关键词：3-乙酰基-11-羰基-β-乳香酸；增强型产物离子扫描；代谢途径；代谢产物；高效液相色谱-四级杆-离子阱质谱
中图分类号：R969.1 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2013)17 - 2427 - 06
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2013.17.016
Analysis on in vivo metabolic pathways of 3-acetyl-11-keto-β-boswellic acid in rats
CAI You-you1, 2, XIA Yuan-yuan2, GU Yuan2, LIU Chang-xiao2, SI Duan-yun2
1. Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 300193, China
2. State Key Laboratory of Drug Delivery Technology and Pharmacokinetics, Tianjin Institute of Pharmaceutical Research, Tianjin
300193, China
Abstract: Objective To study the in vivo metabolic pathways of 3-acetyl-11-keto-β-boswellic acid (AKBA) in rats. Methods An
HPLC-QTRAP-MS method was applied to identifying the metabolites of AKBA in bile, urine, and feces after ig administration of
AKBA 60 mg/kg to rats. Results A total of 15 metabolites were found in rats. The major metabolic pathways of AKBA were
deacetylation, mono-hydroxylation, dehydrogenation, and glucuronide conjugates. Conclusion AKBA undergoes the extensive
phases I and II metabolism in rats; The metabolites produced mainly excrete through feces and bile; The information-dependent
acquisition (IDA) and enhanced product ion (EPI) scan were used on a linear ion trap mass spectrometer to get high quality MS2 picture
and provide an effective method for identifying the metabolites of AKBA.
Key words: 3-acetyl-11-keto-β-boswellic acid; enhanced product ion scan; metabolic pathway; metabolites; HPLC-QTRAP-MS

3-乙酰基-11-羰基-β-乳香酸（AKBA）为乌苏烷
型五环三萜类化合物，是由 11-羰基 -β-乳香酸
（KBA）的 3 位羟基乙酰化而形成的衍生物。药理
研究表明，AKBA 具有抗炎、诱导细胞凋亡及抗肿
瘤等作用，其在低浓度时即对恶性胶质瘤表现出细
胞毒活性，是抗癌名方西黄丸的主要有效成分[1-5]。
大鼠 ig AKBA 2 h 后，血浆、肝脏及脑组织中均未
检测到代谢产物；而体外代谢研究表明，应用大鼠
及人肝微粒体孵育体系发现AKBA的 3个单羟基代
谢产物[6]。本实验室采用液相色谱-四级杆-离子阱质
谱（HPLC-QTRAP-MS）联用技术，利用自动切换
扫描软件（IDA），结合多种扫描模式，包括增强型
一级全扫描（EMS）、中性丢失扫描（NL）、多重反
应检测（MRM）及增强型产物离子扫描（EPI），对
大鼠 ig AKBA 后的胆汁、尿液和粪便进行分析，鉴
定 AKBA 可能的代谢产物，分析其在大鼠体内的代
谢途径，为深入了解 AKBA 在体内的代谢过程提供
实验依据。

收稿日期：2013-01-08
基金项目：国家科技重大专项（2012ZX09304002）；973 项目（2010CB933900）
作者简介：蔡悠悠（1988—），女，硕士研究生，研究方向为药动学。Tel: (022)84845243 E-mail: normacai@163.com
*通信作者 司端运 Tel: (022)84845261 E-mail: sidy@tjipr.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 17 期 2013 年 9 月

·2428·
1 材料
1.1 药品与试剂
AKBA（质量分数＞99.5%），山东生物药物研
究院提供；KBA（质量分数＞98.9%），宝鸡辰光生
物有限公司；甲醇、乙腈均为色谱纯，天津市康科
德科技有限公司；甲酸铵，分析纯；超纯水，实验
室自制（BM—40 型科诺纯水制备系统，电阻率 18.2
MΩ·cm）。
1.2 动物
SPF 级 Wistar 大鼠，雌雄各半，体质量（200±
20）g，由中国医学科学院放射医学研究所实验动物
中心提供，动物生产许可证号 SCXK（津）2009-
0001。大鼠在 20～22 ℃、相对湿度为 45%～65%、
光照/黑暗各 12 h 条件下饲养，自由饮食、饮水，
适应性饲养一周后开始实验。
1.3 仪器
Phase pro Elut-C18 固相萃取小柱，迪马科技有
限公司；LC—20A 液相系统，日本 Shimadzu 公司；
API 4000Q—TRAP 型质谱仪（配备有 ESI 离子源及
Analyst 1.5数据处理系统），美国Applied Biosystems
公司。
2 方法
2.1 给药、样品采集与处理
Wistar 大鼠，雌雄各半，分别置于代谢笼中，于
给药前 12 h 禁食，自由饮水，收集空白尿样和粪样；
分别 ig 60 mg/kg AKBA 混悬液，收集给药后 0～24
h 大鼠粪便及尿液。Wistar 大鼠 ip 乌拉坦麻醉后固
定在鼠板上，实施胆管插管手术，分别收集空白胆
汁及 ig 60 mg/kg AKBA 混悬液后 0～24 h 胆汁样
品。上述生物样品均于−20℃冷冻保存。
将大鼠粪便样品称质量后分别置于研钵内捣碎
研磨，加入 50%乙腈溶液，超声提取 10 min；胆汁
及尿液室温融化后，4 ℃、12 000 r/min 离心 5 min。
取粪便、胆汁及尿液上清液 0.5 mL，经已活化的
C18 小柱萃取，收集洗脱液，40 ℃氮气流吹干，0.1
mL 流动相复溶后进行 HPLC-QTRAP-MS 分析。
2.2 色谱条件
色谱柱为 Waters Symmetry C8 柱（100 mm×4.6
mm，5 μm）；柱温 40 ℃；流动相 A 相为甲醇-乙腈
（1∶1），B 相为 10 mmol/L 甲酸铵溶液（含 10%乙
腈）。梯度洗脱：0～15 min，80%→10% B；15～24
min，10% B；24～25 min，10%→80% B；25～30 min，
80% B。体积流量 0.6 mL/min，进样量 10 μL。
2.3 质谱条件
ESI 电喷雾离子源，负离子检测；离子喷雾电
压−4 500 V；离子源温度 500 ℃；气帘气压为 82.74
kPa；雾化气压为413.70 kPa；辅助加热气压为275.80
kPa；去簇电压−80 V；入口电压−10 V；碰撞出口
电压−12 V；碰撞能为−40 eV；气帘气、雾化气、辅
助气、碰撞气均为氮气。扫描模式：EMS、NL、
MRM 及 EPI。扫描范围 m/z 50～1 000。
3 结果
3.1 AKBA 及 KBA 色谱与质谱行为特征
在ESI条件下，AKBA能形成 [M＋H]+和[M-H]−
2 种准分子离子。比较 2 种离子，发现负离子检测方
式下的质谱响应更强，因此选用负离子检测方式分
析该类化合物。优化 CID 断裂方式，得到产物离子
质谱图。由于 AKBA 为 KBA 的衍生物，推测其可
能在体内转化为 KBA，因此对 AKBA 及 KBA 的质
谱色谱行为均进行分析。分别取 AKBA 和 KBA 对
照品溶液，按上述梯度洗脱程序进行 HPLC-MS/MS
分析，保留时间分别为 19.1、17.8 min。AKBA 准分
子离子 [M－H]−为 m/z: 511，MS2下产生特征碎片离
子 m/z: 59；KBA 准分子离子 [M－H]−为 m/z: 469.2，
MS2 下产生特征碎片离子 m/z: 451、407、391、376。
结果见图 1。
3.2 AKBA 在大鼠尿液、粪便和胆汁中的代谢产物
应用上述 HPLC-QTRAP-MS 条件，对给药前及
给药后的胆汁、尿液及粪便进行平行分析，寻找可
能的代谢产物母离子，再对其进行多级质谱裂解，
分析比较 AKBA 与各代谢产物的 CID 质谱图，并
结合常规代谢反应规律，推测其结构，共检测到 15
个代谢产物，其提取离子流色谱图见图 2。
3.2.1 大鼠粪便中代谢产物的鉴定 与给药前空白
生物样品相比，给药后大鼠粪便中除原形药物（M0）
外检测到 6 个代谢产物，其 m/z 分别为 485（M1）、
527（M2～M5）、469（M6）。
M0：在 m/z 为 511 的提取离子流色谱图中，检
测到 1 个色谱峰，保留时间为 19.1 min，与 AKBA
对照品的保留时间及 CID 碎片离子特征一致，推测
其为 AKBA 原形。
M1：在 m/z 为 485 的提取离子流色谱图中，检
测到 1 个色谱峰，保留时间为 11.3 min，其 CID 主要
碎片离子为 m/z: 467、423、407。M1 的准分子离子
m/z: 485，比 KBA 质荷比多 16，且主要碎片 m/z: 467、
423、407 均分别比 KBA 的碎片 m/z: 451、407、391
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 17 期 2013 年 9 月

·2429·

图 1 AKBA (A) 和 KBA (B) 提取离子流色谱图及二级质谱图
Fig. 1 Extracted ion chromatograms and MS2 spectra of AKBA (A) and KBA (B)
多 16，提示其可能为 KBA 的羟基化代谢产物。推
测 M1 为 AKBA 去乙酰化并羟基化后的代谢产物，
但羟基化位点根据现有数据无法确定。
M2～M5：在 m/z 为 527 的提取离子流色谱图
中，检测到 4 个色谱峰，保留时间分别为 13.3、14.2、
14.9、15.6 min，其 CID 主要碎片离子为 m/z: 527、
59。由于 m/z 59 为 AKBA 的特征性碎片离子，且
m/z 527比AKBA原形多16，推测M2～M5为AKBA
的羟基化代谢产物。
M6：在 m/z 为 469 的提取离子流色谱图中，检
测到 1 个色谱峰，保留时间为 17.8 min，其 CID 主
要碎片离子为 m/z: 451、423、407、391、376。由
于 m/z: 451、407、391、376 与 KBA 的特征性碎片
离子一致，且 m/z：469 比 AKBA 少 42，推测 M6
为 AKBA 的去乙酰化后的代谢产物。
3.2.2 大鼠胆汁中代谢产物的鉴定 与给药前空白
胆汁样品相比，在给药后的大鼠胆汁中找到 9 个代
谢产物，其 m/z 分别为 661（M7）、659（M8）、703
（M9～M12）、645（M13）、643（M14）、687（M15）。
M7：在 m/z 为 661 的提取离子流图中，检测到
1 个色谱峰，保留时间为 7.8 min，其 CID 主要碎片
离子为 m/z：485、467、423、407、113。M7 的准
分子离子 m/z：661，比其主要碎片离子 m/z 485 多
176，且在碎片离子中发现 m/z 为 175 及 m/z 为 113
的葡萄糖醛酸特征性碎片，推测 M7 为 m/z 为 485
的葡萄糖醛酸结合物。且碎片离子 m/z：467、423、
407 与 M1 碎片离子一致，推测 M7 为 AKBA 去乙
酰化并羟基化后与葡萄糖醛酸的结合物。
M8：在 m/z 为 659 的提取离子流图中，检测到
1 个色谱峰，保留时间为 9.7 min，其 CID 主要碎片
离子为 m/z：483、465、421、405、113。M8 的准
分子离子 m/z：659，比其主要碎片离子 m/z：483
多 176。在 CID 谱中找到 m/z 为 465、421、405，
均比 KBA 的特征性碎片离子 m/z 为 451、407、391
多出 14，推测 M8 为 AKBA 去乙酰并羟基化脱氢后
与葡萄糖醛酸结合的产物。
M9～M12：在 m/z 为 703 的提取离子流图中，
检测到 4 个色谱峰，保留时间分别为 10.5、11.1、
11.4、11.8 min，且它们的 CID 全扫描质谱图基本一
致，主要碎片离子均为 m/z：527、113、59。其准
分子离子 m/z：703，比其主要分子离子 m/z：527
多 176，m/z：527 比原形 m/z：511 多 16，推测 M9～
M12 为 AKBA 单羟基化后与葡萄糖醛酸结合的代
谢产物。
M13：在 m/z 为 645 的提取离子流色谱图中，检
测到 1 个色谱峰，保留时间为 14.6 min，其 CID 的
主要碎片离子为 m/z：469、451、407、391、175、
113。M13 的准分子离子 m/z：645，比其主要碎片离




50 150 250 350 450 550 650 750
4 8 12 16 20 24 28
59 19.1
Max. 4.5e6 cps
m/z 59
m/z 511
t / min
A
50 150 250 350 450 550
m/z
4 8 12 16 20 24 28

B
Max. 2.6e5 cps
m/z 469
m/z 407
m/z 451
17.8
391
511
376
407
451
469
t / min
＋
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 17 期 2013 年 9 月

·2430·

图 2 大鼠 ig 给药后粪便及胆汁中 AKBA 原形 (A)、粪便中 AKBA 代谢产物 (B～D)、胆汁中 AKBA 代谢产物 (E～J) 的
提取离子流色谱图
Fig. 2 Extracted ion chromatogram, for parent AKBA component in feces and bile (A), AKBA metabolites in feces (B—D),
and AKBA metabolites in bile of rats after ig administration (E—J)
子 m/z：469 多 176，同时因碎片离子 m/z：451、407、
391 与 KBA 的特征性碎片离子一致，推测 M13 为
AKBA 去乙酰化后与葡萄糖醛酸的结合产物。
M14：在 m/z 为 643 的提取离子流色谱图中，
检测到 1 个色谱峰，保留时间为 15.6 min，其 CID
主要碎片离子为 m/z：467、449、421、405、175、
113。M14 的准分子离子 m/z：643 比其主要碎片离
子 m/z：467 多 176，同时因碎片离子 m/z：467、449、
421、405 比 KBA 的特征性碎片离子均少 2，推测
M14 为 AKBA 去乙酰化、脱氢化并与葡萄糖醛酸结
合的产物。
M15：在 m/z 为 687 的提取离子流色谱图中，
检测到 1 个色谱峰，保留时间为 16.0 min，其 CID
主要碎片离子为 m/z: 511、451、407、113、59。M15
的准分子离子 m/z: 687，比其主要碎片离子 m/z: 511
多 176，碎片离子 m/z: 59 为 AKBA 的特征性碎片
离子，推测 M15 为 AKBA 的葡萄糖醛酸结合物。
3.2.3 在大鼠尿液中代谢产物的鉴定 与给药前空
白生物样品相比，在给药后大鼠的尿液中未检测到
原形及任何代谢产物。
3.3 AKBA 在大鼠体内的代谢途径分析
AKBA 在大鼠体内经历了广泛的 I 相、II 相代
谢转化，可能的代谢产物的色谱与质谱信息见表 1。
可见在粪便中 AKBA 代谢主要以 I 相代谢为主，在
胆汁中主要以 II 相代谢为主，主要的代谢途径关系
见图 3。







4 8 12 16 20 24 30 4 8 12 16 20 24 30 4 8 12 16 20 24 30
4 8 12 16 20 24 30 4 8 12 16 20 24 30
A
19.1
M0
Max 4.7e4 cps.
m/z 511 Max 1.0e4 cps.
m/z 485
Max 3.8e3 cps.
m/z 527
Max 8.1e3 cps.
m/z 469
Max 8.8e6 cps.
m/z 661
Max 5.5e6 cps.
m/z 659
Max 1.7e7 cps.
m/z 703
Max 1.7e7 cps.
m/z 645
Max 5.5e6 cps.
m/z 643
Max 4.4e7 cps.
m/z 687
M1 M3
M2
M5
M4
13.3
14.9
14.2
15.6
17.8
M6
7.8
M7 M8
9.7
M10
M11
M12
M9
11.1
11.4
11.8
10.5
14.6
M13
M15
16.0
M14
15.6
B C
D E F
G H
I J
4 8 12 16 20 24 30 4 8 12 16 20 24 30 4 8 12 16 20 24 30
4 8 12 16 20 24 30 4 8 12 16 20 24 30
t / min
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 17 期 2013 年 9 月

·2431·
表 1 大鼠 ig 给予 AKBA 后其代谢产物的质谱色谱信息
Table 1 Chromatographic and MS information for AKBA and its metabolites after ig administration to rats
代谢物 [M－H]− (m/z) t / min MS2 碎片 (m/z) 粪便 胆汁
M0 511 19.1 59 + +
M1 485 11.3 467, 423, 407 + −
M2 527 13.3 59 + −
M3 527 14.2 59 + −
M4 527 14.9 59 + −
M5 527 15.6 59 + −
M6 469 17.8 451, 407, 391, 376 + −
M7 661 7.8 485, 467, 423, 407, 113 − +
M8 659 9.7 483, 465, 421, 405, 113 − +
M9 703 10.5 527, 113, 59 − +
M10 703 11.1 527, 113, 59 − +
M11 703 11.4 527, 113, 59 − +
M12 703 11.8 527, 113, 59 − +
M13 645 14.6 469, 451, 407, 391, 175, 113 − +
M14 643 15.6 467, 449, 405, 175, 113 − +
M15 687 16.0 511, 175, 113, 59 − +
+- 检测出； −- 未检测出
+-detected −-undetected

图 3 AKBA 在大鼠体内的代谢途径
Fig. 3 Metabolic pathways of AKBA in rats

葡萄糖醛酸化 葡萄糖醛酸化和酮基化 葡萄糖醛酸化和羟基化
M15
m /z 687
M8
m /z 659
M15
m /z 661
M10
m /z 511
M6
m /z 469
M1
m /z 485
M2～M5
m /z 527
M13
m /z 645
M14
m /z 643
M9～M12
m /z 703
葡萄糖醛酸化
脱乙酰 羟基化
羟基化 葡萄糖醛酸化 葡萄糖醛酸化和脱氢
脱氢
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 17 期 2013 年 9 月

·2432·
4 讨论
药物的多数代谢产物在结构上与原形药物相
似，且具有原形药物的特征质谱裂解碎片或中性丢
失，所以可以通过特征碎片离子、特征中性丢失或
者特征碎片离子间质量差推断代谢产物结构。本实
验应用 QTRAP 的 IDA 软件及 EPI 扫描功能，实现 1
次进样即可获得“全部有效信息”，即如果发现预设
代谢物的 m/z，仪器自动切换至 EPI，快速得到高质
量的 MS2谱图，提高了代谢分析的效率和质量[7-8]。
药物作为外源性异物，在体内大都需要经过一系列
反应转化为水溶性高的物质后排出体外。本实验共
检测到 AKBA 的 15 个代谢产物，其中 I 相代谢产
物 6 个，II 相代谢产物 9 个。I 相代谢主要为去乙酰
化、羟基化及羟基氧化为酮基化，II 相代谢主要为
葡萄糖醛酸结合物。AKBA 及其 I 相代谢产物在大
鼠肝脏中与葡萄糖醛酸结合，生成极性较大的葡萄
糖醛酸结合物后随胆汁排泄进入肠道，因此在胆汁
中检测到的主要为 II 相结合物。经胆汁排泄进入肠
道的代谢产物，在肠道中水解脱去葡萄糖醛酸，故
在粪便中检测到的代谢产物均为 I 相代谢产物。由
于 AKBA 的跨膜吸收能力较弱[9]，口服生物利用度
低[10]，在肠道原形药物及水解产生的 I 相代谢产物
的重吸收比例均较低，而吸收进入体内的药物又经
历了肝肠循环，因此药物以 I 相代谢形式经粪便排
泄构成了 AKBA 的主要排泄方式，而尿液中未检测
到代谢产物。
参考文献
[1] Sailer E R, Subramanian L R, Rall B, et al. Acetyl-11-
keto-beta-boswellic acid (AKBA): structure requirements
for binding and 5-lipoxygenase inhibitory activity [J]. Br
J Pharmacol, 1996, 117(4): 615-618.
[2] Shao Y, Ho C T, Chin C K, et al. Inhibitory activity of
boswellic acids from Boswellia serrata against human
leukemia HL-60 cells in culture [J]. Planta Med, 1998,
64(4): 328-331.
[3] 崔 锐, 周金云. 乳香化学和药理的研究进展 [J]. 中
国药学杂志, 2003, 38(6): 7-10.
[4] Glaser T, Winter S, Groscurth P, et al. Boswellic acids
and malignant glioma: induction of apoptosis but no
modulation of drug sensitivity [J]. Br J Cancer, 1999,
80(5/6): 756-765.
[5] 朱晓静, 李 峰, 欧阳兵. 西黄丸抗肿瘤作用研究进展
[J]. 山东中医药大学学报, 2012, 36(1): 83-85.
[6] Kruger P, Daneshfar R, Eckert G P, et al. Metabolism of
boswellic acids in vitro and in vivo [J]. Drug Metab
Dispos, 2008, 36(6): 1135-1142.
[7] Yao M, Ma L, Duchoslav E, et al. Rapid screening and
characterization of drug metabolites using multiple ion
monitoring dependent product ion scan and postac-
quisition data mining on a hybrid triple quadrupole-linear
ion trap mass spectrometer [J]. Rapid Commun Mass
Spectrom, 2009, 23(11): 1683-1693.
[8] Yao M, Ma L, Humphreys W G, et al. Rapid screening
and characterization of drug metabolites using a multiple
ion monitoring-dependent MS/MS acquisition method on
a hybrid triple quadrupole-linear ion trap mass
spectrometer [J]. J Mass Spectrom, 2008, 43(10): 1364-
1375.
[9] Kruger P, Kanzer J, Hummel J, et al. Permeation of
Boswellia extract in the Caco-2 model and possible
interactions of its constituents KBA and AKBA with
OATP1B3 and MRP2 [J]. Eur J Pharm Sci, 2009,
36(2/3): 275-284.
[10] Buchele B, Simmet T. Analysis of 12 different pentacyclic
triterpenic acids from frankincense in human plasma by
high-performance liquid chromatography and photodiode
array detection [J]. J Chromatogr B, 2003, 795(2):
355-362.