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Rapid identification of chemical constituents in Salvia chinensis by HPLC-TOF-MS

HPLC-TOF-MS对中药石见穿化学成分的快速鉴别



全 文 :HPLCTOFMS对中药石见穿化学成分的快速鉴别
周燕妮,赵亮,郑磊,吕磊
(上海东方肝胆外科医院 药材科,上海 200438)
  [摘要] 运用高效液相高分辨飞行时间质谱(HPLCTOFMS)技术对中药石见穿化学成分进行了快速鉴别。色谱分离
采用SHISEIDOMGC18(30mm×100mm,3μm)色谱柱;流动相为乙腈(A)和水(含01%甲酸,B),梯度洗脱,A相比例随时
间的变化:10%~90%(0~33min),90%(33~40min);柱温25℃;流速06mL·min-1,柱后分流比为2∶1。质谱定性采用
飞行时间质谱,电喷雾离子源(ESI),正离子模式,扫描范围m/z100~1000。最后,一次性鉴别出石见穿中28种的化学成分。
该研究建立了一种基于HPLCTOFMS技术对石见穿中的化学成分进行快速鉴别的方法,为中药石见穿的质量控制及体内的
深入研究奠定了基础。
[关键词] 石见穿;化学成分;鉴别;飞行时间质谱
[收稿日期] 20130910
[通信作者] 吕磊,主管药师,主要从事中药药效物质基础及体内
代谢研究,Email:k_owen2002@126com,Tel:(021)81875584
[作者简介] 周燕妮,药师,主要从事临床药学工作,Email:zhoule
le218@126com,Tel:(021)81875573
  石见穿为唇形科植物华鼠尾草 Salviachinensis
Beth的干燥地上部分,广泛分布于江苏、安徽、江
西、湖北、湖南、广东、广西、四川、云南等地,其性凉,
味微苦、辛、平,归胃、肝、肺经[1]。临床研究表
明[23],石见穿治疗肝炎、癌症及妇科疾病疗效显著,
这与其所含特有的化学成分相关,石见穿亦为本院
抗癌基本方“清肝散结颗粒”的君药成分,明确石见
穿的化学成分对于药材的质量控制及临床应用具有
重要意义。到目前为止,对石见穿中化学成分分析
以传统的植物化学分离提取的方法居多[48]。HPLC
与TOFMS串联技术对于中药复杂体系中化学成分
分析和鉴定非常有效[910],它可在短时间获得化合物
的准确相对分子质量,通过比对已建立的已知化学成
分数据库对被测成分进行快速分析鉴别,相比于传统
的中药分离手段具有显著的优越性。本研究运用
HPLCTOFMS技术快速鉴别出石见穿中28种化学成
分,是国内首次报道的运用高效液相与TOFMS联用
技术对石见穿中化学成分的定性分析和鉴别。
1 材料
11 仪器 Agilent1100系列高效液相色谱仪(美
国安捷伦公司),配有在线脱气机,四元泵,自动进
样器,柱温箱和二极管阵列检测器;Agilent6220高
分辨飞行时间质谱仪(美国安捷伦公司),配有标准
电喷雾离子源(ESI),分析软件为 MassHunterData
Acquisition在线工作站和 QualiativeAnalysis离线分
析软件。DJ04药材粉碎机(上海淀久公司);MET
TLERAE240型 1/10万电子天平(瑞士梅特勒公
司);KUDOSSK2200H超声发生器(上海科导超声
仪器公司)。
12  药品与试剂 迷迭香酸(批号 111231
201019),积雪草酸(批号 110892201004),齐墩果
酸(批号 110709201005)和熊果酸(批号 110742
201016)对照品购自中国食品药品检定研究院(纯
度>990%),乙腈和甲酸为色谱纯(Fisher,USA),
其余试剂均为分析纯,水为纯水。3批石见穿药材
分别为产地湖北黄石,购自上海雷允上大药房,批号
20120801;产 地 安 徽 亳 州,产 地 收 集,批 号
20120301;产 地 江 西 樟 树,产 地 收 集,批 号
20120501。3批药材经第二军医大学生药教研室黄
宝康副教授鉴定为唇形科植物石见穿 Schinensis
的干燥地上部分。
2 方法和结果
21 对照品溶液的制备 精密称取迷迭香酸,积雪
草酸,齐墩果酸和熊果酸对照品 515,521,530,
506mg,置10mL量瓶中,加甲醇稀释定容,配成质
量浓度分别为515,521,530,506mg·L-1的混合母
液,精密吸取母液1mL置于100mL量瓶,加甲醇定
容后,即得对照品混合溶液。
22 供试品溶液的制备 精密称取石见穿药材粉
末100g(过40目筛),置3000mL圆底烧瓶中,加
70%乙醇1000mL,加热回流处理2h,放置室温,补
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足失重,摇匀,经 022μm微孔滤膜滤过,取续滤
液,即得石见穿样品溶液。
23  色谱条件   SHISEIDO MG C18色谱柱
(30mm×100mm,3μm);流动相为乙腈(A)和水
(含01%甲酸,B);梯度洗脱,0~33min,10% ~
90%A,33~40min,90% A;进样量5μL;流速06
mL·min-1;柱温25℃;柱后分流比为2∶1。
24 质谱条件 采用 ESI源,正离子模式,雾化气
为高纯氮气。具体质谱参数:毛细管电压3500V,
干燥气温度350℃,干燥气流速10L·min-1,雾化
气压力 275kPa,碎片电压 180V;参比离子 m/z
1210508,9220097;扫描范围 m/z100~1000。
测定样品之前,使用调谐液校准质量轴,以保证质量
精度误差小于1×10-6。
25 石见穿化学成分数据库的建立 根据国内外
专业数据库 Pubmed,ChemSpider,中科院化学专业
数据库等及国内外相关研究文献,收集了石见穿各
种化学成分名称及分子式共 40个。采用安捷伦
“formuladatabasegenerator”软件(含各元素精确质
量数),根据各成分碳、氢、氧的个数,计算精确相对
分子质量,建立了包括化合物名称、分子式、相对分
子质量、M+H和M+Na准分子离子峰相对分子质
量的相应的化学成分数据库。
26 石见穿总离子流图 根据22项下的样品处
理方法处理样品,并根据23和24项下的色谱质
谱条件进样,得石见穿样品溶液的总离子流图,见图
1(批号20120801)。
图1 石见穿药材提取物TOFMS总离子流图
Fig1 TotalioncurentchromatographyofSalviachinensisex
tracts
27 利用对照品鉴别化合物 实验中利用已有的
4个对照品,无偏差的鉴别出迷迭香酸(峰16)、积
雪草酸(峰22)、齐墩果酸(峰26)和熊果酸(峰27)
4个化合物,混合对照品的总离子流图见图2。
16迷迭香酸;22积雪草酸;26齐墩果酸;27熊果酸。
图2 石见穿混合对照品TOFMS总离子流图
Fig2 Totalioncurentchromatographyofmixedreferncesub
stance
28 利用精确质量数和同位数分布鉴别化合物 
以11号峰山柰酚为例说明石见穿中色谱峰的鉴别
过程。保留时间为1182min色谱图中的准分子离
子为2870529。利用 QualiativeAnalysis数据分析
软件的计算工具(calculator)计算精确质量数的可能
元素组成(误差 <5×10-6),并比对数据库中已知
化合物的质荷比,确定元素组成为 C15H10O6。计算
C15H10O6的同位素分布情况,与实际情况进行比对,
同位素分布的理论值与实际值吻合良好,确定此峰
为山奈酚,同理可得20号峰迷迭香酸乙酯的解析过
程,见图3。
图3 11号峰山柰酚(A)和20号峰迷迭香酸乙酯(B)的准
确质量及同位素分布图
Fig3 Accuratemassandisotopicdistributionmassspectrogram
ofpeak11kaempferol(A)andpeak20ethylrosmarinate(B)
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29 石见穿中化学成分的鉴别结果 根据飞行时
间质谱测得精确的相对分子质量,比对所建数
据库,应用 QualiativeAnalysis质谱分析软件计
算分子组成,将理论值与实测值进行比对,结合
上述对照品鉴别结果及相关文献报道[28],对石
见穿药材在正离子模式下所得色谱图中色谱峰
进行分析,初步鉴别出 28个化学成分,结果见
表1。对于部分未区分的同分异构体,后期可考
虑调节碎片电压获得化合物的裂解规律进行
区分。
表1 石见穿药材提取物中各化学成分的鉴别分析
Tab1 QualiativeanalysisofchemicalconstituentsinSalviachinensis
No
保留时间
/min
化合物 分子式   M+X
理论
相对分子质量/m/z
实际
相对分子质量/m/z
误差
1 313 3吲哚甲醛 C9H7NO M+H 1460600 1460595 -342
2 391 3,4二羟基苯甲醛 C7H6O3 M+H 1390390 1390384 -431
3 506 OresbiusinA C10H12O5 M+H 2130757 2130756 -047
4 554 丁香醛 C9H10O4 M+Na 2050471 2050480 438
5 591 咖啡酸 C9H8O4 M+H 1810495 1810488 -386
6 610 布卢门醇 A C13H20O3 M+H 2251485 2251483 -089
7 667 5羟基龙脑 C10H18O2 M+Na 1931199 1931205 310
8 768 紫草酸 C27H22O12 M+Na 5611003 5610980 -410
9 904 丹酚酸B C36H30O16 M+H 7191612 7191645 458
M+Na 7411426 7411396 -405
10 941 对羟基苯甲醛 C7H6O2 M+Na 1450260 1450261 069
11 1182 山柰酚 C15H10O6 M+H 2870550 2870539 -383
12 1200 丹酚酸A甲酯 C27H24O10 M+H 5091442 5091420 -432
13 1232 丹酚酸C甲酯 C27H22O10 M+Na 5291105 5291130 472
14 1261 去氢催吐萝芙醇 C13H18O3 M+H 2231329 2231326 -134
15 1398 丹酚酸C C26H20O10 M+H 4931129 4931145 324
M+Na 5150954 5150929 -485
16 1499 迷迭香酸 C18H16O8 M+H 3610918 3610901 -471
17 1577 芥子醛 C11H12O4 M+H 2090808 2090799 -430
18 1590 迷迭香酸甲酯 C19H18O8 M+H 3751074 3751065 -240
19 1788 别丁香烷2,9二醇 C15H26O2 M+Na 2611825 2611826 038
20 2011 迷迭香酸乙酯 C20H20O8 M+H 3891231 3891220 -283
M+Na 4111050 4111034 389
21 2159 胡萝卜苷 C35H60O6 M+Na 5994282 5994271 -184
22 2312 积雪草酸 C30H48O5 M+H 4893575 4893568 -143
23 2456 2α羟基熊果酸 C30H48O4 M+H 4733625 4733627 042
24 2498 五灵脂三萜酸 C30H46O4 M+H 4713469 4713458 -233
M+Na 4933294 4933287 -142
25 2974 阿江榄仁酸 C30H48O5 M+H 4893575 4893555 -409
26 3086 齐墩果酸 C30H48O3 M+H 4573676 4573655 -459
M+Na 4793496 4793519 480
27 3156 熊果酸 C30H48O3 M+H 4573676 4573670 -131
28 3351 山楂酸 C30H48O4 M+H 4733625 4733616 -190
M+Na 4953445 4953463 363
  注:误差=(实际相对分子质量-理论相对分子质量)/理论相对分子质量×106。
3 讨论
31 提取条件优化 对于提取方法,本试验考察了
超声法和回流法。结果发现回流法可获得的峰容量
明显高于超声法。对于提取溶剂,由于石见穿主要
成分为三萜类,根据其成分特点,考察了甲醇,50%
甲醇以及70%乙醇,发现采用70%乙醇提取获得的
峰容量最大,故采用70%乙醇回流2h为提取方法。
32 色谱质谱条件优化 对色谱条件的摸索,考察
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了甲醇水、乙腈水系统,发现乙腈的洗脱效果优于
甲醇,且各色谱峰分离效果更好,加入01%甲酸可
以改善峰拖尾,并提高质谱响应。故采用乙腈水
(含01%甲酸)为流动相。质谱检测比较了正、负
离子两种扫描模式,结果发现正模式下峰容量大、质
谱响应更好,故实验最终选择在正模式下进行。
33 小结 本文运用 HPLCTOFMS技术快速鉴
别出石见穿中28种化学成分。该方法在传统的植
物化学分离提取基础上对色谱峰进一步明确化,为
石见穿药材的质量控制及体内的深入研究奠定了良
好的基础。
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[Abstract] It′sestablishedahighperformanceliquidchromatographytimeofflightmassspectrometry(HPLCTOFMS)method
toanalyzechemicalconstituentsinSalviachinensisTheseparationwasperformedonaSHISEIDOMGC18reversephasecolumn(30
mm×100mm,3μm).Themobilephaseconsistedofacetonitrile(A)andwater(containing01% formicacid,B)wasusedasgradi
entelute.Thegradientofaphase,10%90%(033min),90%(3340min)Theflowratewas06mL·min-1Postcolumnsplitra
tiowas2∶1Temperatureofcolumnwas25℃Timeofflightmassspectrometer(TOFMS)andelectrosprayionsource(ESI)wasap
pliedforqualitativeanalysisunderpositiveionmode,andmassscanrangewasm/z1001000Asaresult,28ofthemajorchemical
constituentsofSchinensiswereidentifiedbyHPLCTOFMSInthisstudy,arapidandeficientmethodforstudyingthechemicalcon
stituentsinSchinensisbyHPLCTOFMSwasestablished,whichpavesawayforthequalitycontrolandfurtherstudiesoftheherbin
vivo
[Keywords] Salviachinensis;chemicalconstituents;identification;TOFMS
doi:10.4268/cjcmm20132324
[责任编辑 孔晶晶]
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