全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 16 期 2013 年 8 月
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高效液相色谱-电喷雾-飞行时间串联质谱分析泽兰水提物
黄晶晶 1,李 倩 1,高小康 1,赵新锋 1,王世祥 1,郑晓晖 1, 2*
1. 西北大学生命科学学院,陕西 西安 710069
2. 西北大学与深圳清华大学研究院共建“创新中药及天然药物研究”联合实验室,广东 深圳 518057
摘 要:目的 采用高效液相色谱-电喷雾-飞行时间串联质谱法(HPLC-ESI-TOF-MS/MS)对泽兰水提物的主要成分进行分
析鉴定。方法 超声法制备泽兰水提物,TC-C18(250 mm×4.6 mm,5 μm)反相 HPLC 梯度洗脱法分离各主要成分;电喷
雾电离源正离子模式和负离子模式对色谱流出物进行离子化,四级杆飞行时间串联质谱法对各主要色谱峰进行归属。结果
通过二级高分辨质谱分析结合对照品数据及相关文献共鉴定 22 个化合物的结构,其主要结构类型为氨基酸类、酚酸类、萜类、
黄酮及黄酮苷类、甾醇类和脂肪酸类。结论 HPLC-ESI-TOF-MS/MS 可从保留时间、紫外吸收光谱、精确相对分子质量、分
子式和二级结构碎片等方面对泽兰的主要成分进行定性分析,为中药药效物质基础研究提供一种快速准确的分析方法。
关键词:泽兰;高效液相色谱-电喷雾-飞行时间串联质谱;二级高分辨质谱;药效物质基础;定性分析
中图分类号:R284.1 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2013)16 - 2218 - 05
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2013.16.005
Identification of compounds in aqueous extract from aerial parts of Lycopus
lucidus by HPLC-ESI-TOF-MS/MS
HUANG Jing-jing1, LI Qian1, GAO Xiao-kang1, ZHAO Xin-feng1, WANG Shi-xiang1, ZHENG Xiao-hui1, 2
1. College of Life Sciences, Northwest University, Xi’an 710069, China
2. Joint Laboratory of Innovative Traditional Chinese Medicine and Natural Medicine of Northwest University & Research Institute
of Tsinghua University in Shenzhen, Shenzhen 518057, China
Abstract: Objective To identify the main active compounds in the aqueous extract from the aerial parts of Lycopus lucidus by high
performance liquid chromatography (HPLC)-electrospray (ESI)-time of flight tandem mass spectrometry (TOF-MS/MS). Methods
The aqueous extract from the aerial parts of L. lucidus was prepared using ultrasonic method; Chromatographic separation of the main
active compounds was performed on a TC-C18 (250 mm × 4.6 mm, 5 μm) reverse phase column through gradient elution; All the
compounds eluted from the column were detected under both positive and negative ionization modes. Each chromatographic peak was
analyzed by quadrupole tandem mass spectrometry coupled with TOF. Results Twenty two compounds were identified through the
analysis of tandem mass spectrum and the information from reference substances, including amino acids, phenolic acids, terpenoids,
flavonoids and flavonoid glycosides, sterols, and fatty acid. Conclusion HPLC-ESI-TOF-MS/MS is capable of analyzing the main
compounds in the aerial parts of L. lucidus using retention time, ultraviolet spectrum, current molecular weight, formula, and
fragmenting information of daughter ions. It will probably become a reliable alternative for the rapid analyzing substantial foundation
of Chinese materia medica.
Key words: acrial parts of Lycopus lucidus; HPLC-ESI-TOF-MS/MS; second-order HR-MS; pharmacodynamic substance
foundation; qualitative analysis
泽兰为唇形科地笋属植物地瓜儿苗 Lycopus
lucidus Turcz. 或硬毛地瓜儿苗 L. lucidus Turcz. var.
hirtus Regel 的干燥地上部分,为中医临床妇科要药
之一。该药主要用于治疗月经不调、经闭、痛经、
产后瘀血腹痛和水肿等症[1]。对泽兰的研究主要集
中在其药物价值及种质资源保护和开发方面,而对
其质量控制和化学成分分离鉴定方面的研究较少。
杨学猛等[2]和童欣等[3]分别采用 HPLC 法测定了泽
收稿日期:2013-03-29
基金项目:国家自然科学基金资助项目(21005060);高等学校博士学科点专项科研基金(20106101110001)
作者简介:黄晶晶(1987—),女,硕士研究生,从事色谱分析研究。E-mail: nijingchong@126.com
*通信作者 郑晓晖(1968—),男,教授,从事中药代谢与分析研究。Tel: (029)88302686 E-mail: zhengxh@ nwu.edu.cn
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兰中熊果酸、齐墩果酸和迷迭香酸的量;黄月纯等[4]
和陈慕媛等[5]通过 HPLC 特征图谱和指纹图谱法,
研究了泽兰饮片与提取物的相关性,证明特征图谱
法和指纹图谱法可用于泽兰的质量控制。上述研究
为泽兰及其复方质量控制方法的建立提供了参考,
本研究进一步采用 HPLC-ESI-TOF-MS/MS 对泽兰
水提物进行分析,鉴定了精氨酸、脯氨酸、原儿茶
酸、咖啡酸、迷迭香酸、2α-羟基熊果酸、熊果酸、
齐墩果酸、白桦脂酸、木犀草素-7-葡萄糖苷、木犀
草素、芹菜苷、柯伊利素-7-葡萄糖苷、柯伊利素、
槲皮素-3-葡萄糖苷、异鼠李素-3-芸香糖苷、芸香苷、
槲皮素-7-葡萄糖苷、槲皮素、β-谷甾醇、胡萝卜苷和
硬脂酸共 22 个化合物,旨在为研究泽兰药效物质基
础建立快速准确的方法。
1 仪器与材料
KQ5200DE 型数控超声波清洗器(昆山市超声
仪器有限公司),1200 Series 型高效液相色谱系统
(安捷伦科技公司),6520 Accurate-Mass Q-TOF
LC/MS(安捷伦科技公司)。
泽兰药材购自陕西省中药材公司,由西北大学
生命科学学院中药学系房敏峰副教授鉴定为地瓜儿
苗 Lycopus lucidus Turcz. 的干燥地上部分;咖啡酸
(批号 110885-00102)、迷迭香酸(批号 100526)、
熊果酸(批号 110742-200517)、齐墩果酸(批号
110709-200505)、芸香苷(批号 080-9303)、木犀草
素(批号 111520-200809)和槲皮素(批号 100081-
200406)对照品均购自中国药品生物制品检定所;
甲醇(色谱纯,美国 Fisher 公司);水(超纯水,自
制);其他均为分析纯。
2 方法
2.1 样品制备
2.1.1 对照品溶液的制备 分别准确称取咖啡酸、
迷迭香酸、熊果酸、齐墩果酸、木犀草素、芸香苷
和槲皮素对照品 4.0、2.5、3.0、5.0、3.5、2.0、2.5 mg,
用甲醇溶解于 5.0 mL 量瓶中,加甲醇至刻度,制备
质量浓度分别为 0.8、0.5、0.6、1.0、0.7、0.4、0.5
mg/mL的对照品溶液,4 ℃冷藏备用,进样前用 0.45
μm 有机系微孔滤膜滤过。
2.1.2 泽兰水提物的制备 取泽兰药材适量,60 ℃
下干燥至恒定质量,粉碎,过 40 目筛。精密称定药
材粉末 10 g,加 30%甲醇溶液 150 mL,在 40 kHz
下超声提取 40 min。滤过,重复 2 次,收集滤液,
减压浓缩至干,用水定容于 5 mL 量瓶中,4 ℃冷
藏备用,进样前用 0.45 μm 水系微孔滤膜滤过。
2.2 分析条件
2.2.1 色谱条件 Agilent TC-C18(250 mm×4.6
mm,5 μm)色谱柱;流动相为乙腈(A)-含 5.0 mmol/L
甲酸胺水溶液(B);梯度洗脱:0~10 min,10% B;
10~15 min,10%~20% B;15~40 min,20%~50%
B;40~41 min,50%~85% B;41~70 min,85% B。
体积流量为 0.8 mL/min;二极管阵列检测器全波长
扫描;柱温为 25 ℃;进样量为 2.5 μL;柱后 3∶1
分流,1/4 导入质谱进行定性分析。
2.2.2 质谱条件 电喷雾正负离子模式电离;干燥
气体积流量 10 L/min;干燥气温度 350 ℃;雾化气
压力 241.3 Pa;雾化器温度 350 ℃;毛细管电压 4.0
kV;质量扫描 m/z 50~1 000。
3 结果与讨论
3.1 对照品溶液分析
在拟定分析条件下,取所有对照品溶液各 5.0
μL,正离子和负离子模式进行分析,采集色谱图、
总离子流图、一级质谱图,获得其保留时间、相对
分子质量和分子式等信息,结果见表 1。
3.2 泽兰水提物分析
拟定分析条件下,泽兰水提物在正离子和负离
子模式下,全扫描总离子流图见图 1。可见,正离
表 1 对照品正负离子鉴定结果
Table 1 Identification of reference substances under positive and negative ion modes
名 称 t / min 相对分子质量 分子式 一级碎片(+) 一级碎片(-)
咖啡酸 22.4 180.157 4 C9H8O4 181.105 2 [M+H]+ 179.157 4 [M-H]−
迷迭香酸 23.2 360.330 5 C18H16O8 361.330 5 [M+H]+ 359.196 5 [M-H]−
木犀草素 24.8 286.231 5 C15H10O6 287.231 5 [M+H]+ 285.236 4 [M-H]−
熊果酸 26.4 456.700 3 C30H48O3 457.700 3 [M+H]+ 455.682 3 [M-H]−
齐墩果酸 29.2 456.741 2 C30H48O3 456.741 2 [M+H]+ 455.821 4 [M-H]−
芸香苷 38.4 610.510 4 C27H30O16 611.612 4 [M+H]+ 609.541 6 [M-H]−
槲皮素 47.4 302.032 9 C15H10O7 303.102 4 [M+H]+ 300.879 6 [M-H]−
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图 1 泽兰水提物正离子 (A) 和负离子 (B) 全扫描
总离子流图
Fig. 1 Full-scan TIC of aqueous extract from acrial
parts of L. lucidus under positive (A)
and negative (B) ion modes
子和负离子模式下,泽兰水提物的总离子流图出峰
情况基本一致,但负离子模式下,大部分峰的信号
较正离子模式强。
选择负离子模式下,相对丰度大于 5%,且分
离良好的色谱峰为对象,根据其反相色谱保留行为、
光谱图、质谱特征,结合文献数据进行结构鉴定,共
确定 22 个化学成分(见表 2),结构类型可分为 5 类。
3.2.1 氨基酸类化合物 氨基酸是构成蛋白质的基
本单位,也是人体生命活动的重要活性物质,一般
极性较大,在反相色谱中保留时间很弱。本实验通
过对比对照品和待测物的精确相对分子质量、分子
式、一级质谱等信息,共在泽兰中鉴定出精氨酸和
脯氨酸 2 种氨基酸类物质。
3.2.2 酚酸类物质 中药中酚酸类物质一般具有抗
心肌缺血、改善微循环、消炎和抗氧化等临床疗效。
本实验从泽兰水提物中共鉴定出原儿茶酸、咖啡酸
和迷迭香酸 3 种酚酸类物质。该类物质一般极性较
表 2 泽兰水提物正负离子模式鉴定结果
Table 2 Identification of aqueous extract from acrial parts of L. lucidus under positive and negative ion modes
峰号 t / min [M+H]+ (m/z) [M-H]− (m/z) 分子式 相对分子质量 化合物
1 2.7 175.320 1 173.214 3 C6H14N4O2 174.111 7 精氨酸
2 3.8 116.201 7 114.310 3 C5H9NO2 115.130 5 脯氨酸
3 8.6 155.016 4 153.120 7 C7H6O4 154.120 1 原儿茶酸
4 22.4 181.105 2 179.157 4 C9H8O4 180.157 4 咖啡酸
5 23.2 361.330 5 359.196 5 C18H16O8 360.330 5 迷迭香酸
6 23.8 449.401 2 447.376 9 C21H20O11 448.376 9 木犀草素-7-葡萄糖苷
7 24.8 287.231 5 285.236 4 C15H10O6 286.231 5 木犀草素
8 25.6 473.723 1 471.699 7 C30H48O4 472.699 7 2α-羟基熊果酸
9 26.4 457.700 3 455.682 3 C30H48O3 456.700 3 熊果酸
10 29.2 456.741 2 455.821 4 C30H48O3 456.741 3 齐墩果酸
11 29.8 433.377 5 431.296 3 C21H20O10 432.377 5 芹菜苷
12 30.8 463.187 5 461.243 1 C22H22O11 462.403 5 柯伊利素-7-葡萄糖苷
13 32.6 301.312 4 298.904 6 C16H12O6 300.262 9 柯伊利素
14 33.8 465.162 7 463.250 1 C21H20O12 464.095 5 槲皮素-3-葡萄糖苷
15 35.2 625.301 9 623.283 2 C28H32O16 624.169 0 异鼠李素-3-芸香糖苷
16 38.4 611.612 4 609.541 6 C27H30O16 610.510 4 芸香苷
17 46.2 465.170 2 463.220 7 C21H20O12 464.376 3 槲皮素-7-葡萄糖苷
18 47.4 303.102 4 300.879 6 C15H10O7 302.032 9 槲皮素
19 48.7 457.821 4 455.703 8 C30H48O3 456.700 3 白桦脂酸
20 50.6 415.705 3 413.690 6 C29H50O 414.706 7 β-谷甾醇
21 51.4 577.849 2 575.857 4 C35H60O6 576.847 3 胡萝卜苷
22 63.6 307.396 2 283.481 6 C18H36O2 284.477 2 硬脂酸
0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60
2
1
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16 17
18
19
20
21
22
0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60
t / min
A
B
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大,在反相色谱柱上保留较弱。由于苯环等大共轭
体系的存在,酚酸类物质一般具有较强的紫外吸收。
经 HPLC 二极管阵列检测器的全波长扫描,结合对
照品的紫外吸收特征,确定了 280 nm 为其最大吸
收波长,从而对质谱鉴定结果进行了佐证。
3.2.3 萜类化合物 从泽兰中鉴定出 4 种萜类化合
物,保留时间分别为 25.6、26.4、29.2、48.7 min。
保留时间为 25.6、26.4、29.2 min 的化合物相对分
子质量分别为 472.7、456.7、456.7,二级质谱均出
现 4 个丰度较大的碎片峰 m/z 248、203、189、133。
根据文献报道[6],推测该类化合物具有 Δ12-齐墩果烯
及 Δ12-熊果烯类五环三萜类化合物的典型裂解特
征,4 个碎片离子为 C 环 RDA 裂解获得的特征离子。
此外,在保留时间为 25.6 min 的化合物二级质谱中还
出现 m/z 223 的离子峰,推测其为化合物 A/B 环上羟
基取代所致。据此,推测保留时间为 25.6 min 的化合
物为 2α-羟基熊果酸;参考对照品的保留时间,鉴定
保留时间为 26.4、29.2 min 的 2 个化合物为熊果酸和
齐墩果酸;保留时间为 48.7 min 的化合物相对分子质
量为 456.7,二级质谱出现 2 个强峰 m/z 207、189,根
据文献报道[6],符合羽扇豆烷型五环三萜类化合物的
典型裂解特征:当 A 环上只有 3-羟基取代时出现 b
系列离子(m/z 207、189)[6],故推测其为白桦脂酸。
3.2.4 黄酮及黄酮苷类化合物 共从泽兰中鉴定出
10 个黄酮及黄酮苷类化合物:木犀草素-7-葡萄糖
苷、木犀草素、芹菜苷、柯伊利素-7-葡萄糖苷、柯
伊利素、槲皮素-3-葡萄糖苷、异鼠李素-3-芸香糖苷、
芸香苷、槲皮素-7-葡萄糖苷和槲皮素。图 1-B 中峰
6 和 7 所示化合物二级质谱出现 m/z 153 的强峰,参
考文献报道[6],把分子离子分为离子 a(m/z 152)和
离子 b(m/z 118)(图 2),两片各来自黄酮的 A 环和
B 环。知其符合简单取代黄酮的典型裂解特征:RDA
重排生成 a+1 离子(即 m/z 153),进一步结合文献
研究结果[7],鉴定其为木犀草素-7-葡萄糖苷和木犀
图 2 a 和 b 的具体片段
Fig. 2 Fractoins of a and b
草素;峰 11 所示化合物二级质谱出现丰度较大的
m/z 270、153、124 的碎片峰,参考文献报道[6],推
测 m/z 270 为化合物失去 1 分子六碳糖基生成芹菜
素所致;m/z 153、124 则为芹菜素 RDA 裂解方式
生成的 a+1 离子及 a 离子失去 CO 的碎片离子;峰
12 和峰 13 相对分子质量相差为 162,推测峰 13 为
峰 12 失去 1 分子葡糖糖苷所生成;2 个峰的二级质
谱均出现 m/z 153、133 的强峰,推测为黄酮类化合
物 RDA 裂解所生成的 a+1 峰和 b-15 峰。参考文献
报道[6],推测峰 12 和峰 13 为柯伊利素-7-葡萄糖苷、
柯伊利素;峰 14~18 的二级质谱中出现 m/z 153、
137、274、273、245 等共有碎片峰,符合槲皮素的
质谱裂解信息,推测其为槲皮素的衍生物。进一步
根据对照品的保留时间信息,确定峰 16 为芸香苷,
峰 18 为槲皮素。峰 14、17 与峰 18 的相对分子质量
差值均为 162,推测其为槲皮素与葡萄糖苷结合生
成。峰 17 的二级质谱中出现 m/z 286 的碎片离子峰,
但峰 14 则无该碎片,故推测峰 14 为 3 位取代,而
峰 17 为 7 位取代,从而鉴定 2 个化合物为槲皮素-
3-葡萄糖苷和槲皮素- 7-葡萄糖苷;峰 15 的二级
质谱中,还出现了 2 个丰度较大的碎片峰 m/z 478
[M-146]− 和 m/z 462 [M-162]−,推测其结构中
应含有 2 个糖苷,一是葡萄糖苷,一是鼠李糖苷,
结合其母体的碎片信息,推测其结构为异鼠李素-
3-芸香糖苷。
3.2.5 其他类化合物 利用 HPLC-ESI-TOF-MS 所
提供的保留时间、紫外吸收光谱、分子式和质谱碎
片信息,参考文献的研究结果[8],本实验还从泽兰
的水提物中鉴定了 β-谷甾醇、胡萝卜苷和硬脂酸 3
个化合物。
4 讨论
对于高效液相色谱-质谱分析而言,色谱流动相
的离子强度是影响质谱检测信号的关键因素。甲酸
等有机酸和氢氧化铵等有机碱常被用于调节流动相
的离子强度而用于碱性和酸性化合物分离分析。本
实验探讨了甲酸和氢氧化铵对泽兰化学成分分离检
测的影响,发现总离子流图中丰度较大的峰分别为
12 和 8 个,且各峰分离度差。在此基础上,采用甲
酸胺对色谱流动相进行调节,总离子流图中峰数目
有所增加,分离度有所改善。通过探讨不同浓度甲
酸胺对质谱检测的影响,发现 5.0 mmol/L 甲酸胺为
流动相添加剂时,质谱图中化合物数目最大,且各
峰分离较好。
a b
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