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Analysis of principal composition of ethyl acetate part in
Huangqi Danggui decoction by HPLC-ESI-TOF-MS

黄芪当归合剂水煎液醋酸乙酯萃取部位
化学成分HPLC-ESI-TOFMS分析



全 文 :黄芪当归合剂水煎液醋酸乙酯萃取部位
化学成分 HPLCESITOFMS分析
徐立伟1,尚明英1,李 军1,李晓玫2,孟立强2,蔡少青1
(1.北京大学 药学院,北京 100191;
2.北京大学 第一医院 肾内科,北京 100034)
[摘要] 目的:采用液相色谱与质谱仪联用技术(HPLCESIMS)对中药复方黄芪当归合剂水煎剂中醋酸乙酯
萃取部位的化学成分进行分析,并对主要成分进行鉴定。方法:液相色谱运用 ZorbaxSBC18(46mm×250mm,5
μm)色谱柱,以水(A)乙腈(B)梯度洗脱,254nm检测;质谱使用 ESI离子源,正离子与负离子模式下采集数据。
结果:通过一级质谱分析结合对照品数据以及相关文献共鉴定了20个化学成分的结构,主要结构类型为:黄酮及
黄酮苷类、皂苷类、苯酞类化合物、寡糖类和氨基酸类。结论:经液相色谱分离,质谱测定相对分子质量及其他信息
可以鉴别中药复方中的成分,为阐明黄芪当归合剂的药效物质基础提供部分基础,为中药复方成分的鉴定提供一
种快速准确的分析方法。
[关键词] 黄芪当归合剂;黄芪;当归;HPLCESIMS分析
[中图分类号]R284.1 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)21250806
[收稿日期] 20080401
[基金项目] 国家自然科学基金重点项目(30330710)
[通讯作者] 蔡少青,Tel:(010)82801693,Fax:(010)828016
93,Email:sqcai@bjmu.edu.cn;尚明英,Tel:(010)82802534,Fax:
(010)82802534,Email:myshang@bjmu.edu.cn
  黄芪当归合剂由黄芪当归1∶1配伍组成,是在
传统中药 “当归补血汤”(黄芪当归5∶1配伍组成)
基础上改良所获的中药方剂,临床主要用于治疗慢
性肾脏疾病,能有效防治各种肾脏疾病进入终末期
的肾间质纤维化病理损害,具有延缓慢性肾脏疾病
的进展、保护肾功能的作用[12]。目前对黄芪、当归
单味药,以及当归补血汤的化学成分研究已有文献
报道[35],但对黄芪当归合剂中化学成分的研究未见
文献报道。由于复方煎剂成分复杂,故要找到一个
分离度高、稳定可靠的多组分分析方法较困难,且常
因图谱复杂而影响结果的判断[6]。因此,根据复方
煎剂中各味药主要成分的理化性质,用适宜的方法
分离,获得几个不同的极性部位,再对各部位进行化
学成分分析,是从化学角度探讨复方煎剂物质基础
的可行途径之一。本研究首次采用 HPLCESIMS
技术对黄芪当归合剂水煎剂醇沉处理后醋酸乙酯萃
取部位(黄芪中异黄酮类及黄酮苷类成分多集中于
此部位)进行分析,根据所测定的准确相对分子质
量结合文献数据鉴定了其中主要成分,为阐明黄芪
当归合剂的药效物质基础提供部分基础。
1 材料
黄芪2006年8月购于山西省浑源县医药公司
(编号2688),为豆科植物蒙古黄芪 Astragalusmem
branaceus(Fisch.)Bge.var.mongholicus(Bge.)
Hsiao的干燥根;当归2006年8月购于甘肃渭源县
医药公司(编号2689),为伞形科植物华当归Angeli
casinensis(Oliv.)Diels的干燥根。两药材经北京
大学蔡少青教授鉴定,凭证标本均存放于北京大学
药学院生药标本室。
芒柄花素(fermononetin)、毛蕊异黄酮(calyco
sin)、毛蕊异黄酮7OβD吡喃葡萄糖苷(calycosin
7OβDglucopyranoside)、Z藁本内酯(Zligustilide)
等均由作者自黄芪当归合剂中分离纯化制备,并经
NMR鉴定结构,HPLCUV面积归一化法测定各化
合物的的纯度均在95%以上。黄芪甲苷(astragalo
sideIV,批号 110200512,供含量测定用)、山柰酚
(kaempferol,批号110861200303,供含量测定用)、
槲皮素(quercetin,批号100081200406,供含量测定
用)均购于中国药品生物制品检定所。
2 实验方法
2.1 样品制备
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黄芪柳叶状饮片,当归纵切片各300g,粉碎,
过20目筛。10倍水室温浸泡1h,煎煮2h,过滤,
滤液备用;药渣用8倍水继续煎煮1h,过滤,合并滤
液。55℃减压回收溶剂,加水溶剂至每毫升含1g
生药。
水煎液加入等倍量95%乙醇,搅拌5min。密封
放置,静置4h,5000r·min-1离心5min,上清液55
℃减压回收溶剂,残渣加水溶解至每毫升1g生药,
加入等倍量95%乙醇,操作同上,得到水提醇沉后上
清液,回收溶剂后水溶解至每毫升1g生药(组分
A1)。
组分A1用等倍量醋酸乙酯萃取3次,合并萃
取液,55℃减压回收溶剂,残渣用甲醇溶解,普通滤
纸过滤,甲醇溶解至每毫升1g生药(组分A2,即黄
芪当归合剂水煎剂醋酸乙酯萃取部位),密封置 -
20℃冰箱中保存备用,进样前过045μm滤膜。
2.2 色谱分析条件
ZorbaxSBC18色谱柱(46mm×250mm,5μm
Agilent公司);流动相水(A)乙腈(B)梯度洗脱;进
样量10μL,流速10mL·min-1;DAD检测器 记录
190~800nm的光谱数据,检测波长 254nm;柱温
25℃;分流04mL·min-1至质谱。流动相梯度变
化如表1。
表1 流动相梯度
t/min A/% B/%
0 100 0
5 100 0
14 91 9
25 91 9
30 85 15
35 85 15
40 80 20
45 80 20
50 70 30
60 70 30
70 50 50
80 0 100
100 0 100
2.3 质谱检测条件
离子源类型为 ESI,正、负离子切换检测。雾化
气压力(GS1)034MPa,干燥气(GS2)034MPa,气
帘气(CUR)028MPa;离子源电压(IS)+3800V
(Pos),-3300V(Neg);去簇电压(DP1)±40V,
(DP2)±15V;聚焦电压(FP)±215V;扫描范围
(Pos)m/z100~1500,(Neg)m/z100~1000,干燥
气温度450℃。所有数据均采用Agilent1100Chem
Station0903version和QstarMSSoftware采集处理。
3 结果与分析
3.1 对照品的分析
对照品的HPLC图、正离子流图、负离子总离子
流图见图1。对照品的分析结果从左至右各峰依次
如表2所示。
a.对照化合物254nm下HPLCDAD图;
b.正离子模式下对照化合物总离子流图(TIC);
c.负离子模式下对照化合物总离子流图(TIC)
图1 对照品HPLC图
3.2 组分A2的HPLC及HPLCESITOFMS分析
组分A2的HPLC色谱图、正离子流图、负离子总
离子流图见图2。分析结果从左至右各峰依次如表3
所示。
根据反相色谱保留行为及其质谱特征,结合相关
文献数据[712]推测化合物结构,共确定20个化学成
分的相对分子质量,见表3,结构类型可分为以下5
类。
3.2.1 黄酮、黄酮苷类化合物 根据液相色谱保留
时间、质谱特征和紫外吸收数据,并与对照品比较,结
合具体文献数据鉴定了以下9个化学成分:毛蕊异黄
酮7OβD吡喃葡萄糖苷6″丙二酸酯、芒柄花素7
OβD葡萄吡喃糖苷6″丙二酸酯、毛蕊异黄酮7O
βD吡喃葡萄糖苷、9,10二甲氧基紫檀烷3OβD
葡萄糖苷6″O丙二酸酯、芒柄花素7OβD吡喃葡
萄糖苷、9,10二甲氧基紫檀烷3OβD葡萄糖苷、2′
羟基3′,4′二甲氧基异黄烷7OβD吡喃葡萄糖苷、
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   表2 对照化合物鉴定结果(正离子/负离子检测)
No. 化合物 tR/min 正离子峰/m/z 负离子峰/m/z λ/nm
P1 毛蕊异黄酮7OβD吡喃葡萄糖苷 435 447[M+H]+,469[M+Na]+,485[M+K]+ 445[M-H]- 264,286sh
P2 毛蕊异黄酮 579 285[M+H]+ 283[M-H]- 250,290
P3 槲皮素 590 303[M+H]+ 301[M-H]- 255
P4 山柰酚 671 287[M+H]+ 285[M-H]- 266
P5 黄芪甲苷 692 807[M+Na]+,823[M+K]+    -   -
P6 芒柄花素 706 269[M+H]+ 267[M-H]- 250,303
P7 Z藁本内酯 797 191[M+H]+,403[2M+Na]+    - 270,322
a.黄芪当归合剂A2样品254nm下HPLCDAD图;
b.正离子模式下黄芪当归合剂A2样品化合物总离子流图(TIC);
c.负离子模式下黄芪当归合剂A2样品化合物总离子流图(TIC)
图2 组分A2的HPLC图、正离子流图、负离子
总离子流图
毛蕊异黄酮和芒柄花素,其中9,10二甲氧基紫檀烷
3OβD葡萄糖苷、2′羟基3′,4′二甲氧基异黄烷7
OβD吡喃葡萄糖苷依据文献[8]数据推定结构,依
据子离子流图判定化合物的离子峰或其碎片峰,推定
化合物结构关系,结合文献推定化合物。其余均为与
对照品比较,或结合对照品裂解规律推定结构。根据
文献报道的黄芪化学成分,可知这些均为来自于黄芪
的成分。另外保留时间为385min和764min处离
子峰,依据其裂解碎片可以推定其相对分子质量均为
462,因其具有多种异构体,故未能确定结构。
黄酮苷类化合物,极性较大。文献报道[78]黄芪
中的异黄酮类化合物在正离子一级质谱中多生成
[M+H]+,[2M+Na]+峰,在负离子一级质谱中多生
成[M-H]-,[M+Cl]-,[2M+Cl]-峰。以毛蕊异
黄酮7OβD吡喃葡萄糖苷为例,在正离子一级质谱
中,具有915[2M+Na]+和447[M+H]+,可以推测
其相对分子质量为446,对447[M+H]+进行分析,推
断主要生成m/z285[M+H-Glu]+碎片。同样本研
究中毛蕊异黄酮7OβD吡喃葡萄糖苷6″O丙二酸
酯在一级质谱中具有十分相似的裂解规律。
3.2.2 寡糖类化合物 寡糖类成分极性较大,在反
相色谱柱上保留时间较短。寡糖类化合物在正离子
一级质谱中多生成[M+Na]+、[2M+Na]+和[2M+
H]+峰,在负离子一级质谱中多生成[M+Cl]-,
[M-H]-和[2M-H]-峰,断裂的碎片多为整个糖
基[7],依据实验所得质谱数据,与文献[7]数据对比,
鉴定了蔗糖、三糖和四糖3个化合物(结构未能确
定)。
3.2.3 皂苷类化合物 通过与对照品比较,结合文
献数据鉴定了以下3个化合物:mongholicosideⅠ、黄芪
皂苷Ⅰ(astragalosideⅠ)和异黄芪苷Ⅰ(isoastragaloside
Ⅰ)。主要依据对照品黄芪甲苷质谱裂解规律确定其
结构类型,依据质谱数据得到其相对分子质量,结合
文献数据[9]可以确定其具体结构。这3个皂苷亦为
黄芪的成分。黄芪中的皂苷类化合物在正离子一级
质谱中多生成[M+Na]+,[2M+Na]+和[2M+H]+
峰,在负离子一级质谱中多生成[M+Cl]-,[2M+
Cl]-峰。负离子检测的质谱呈现[M-H]-,[M+
HCOO]-,正离子检测的质谱呈现[M+Na]+和一系
列的碎片离子峰。结合[M-H]-,[M+HCOO]-和
[M+Na]+可以确认相对分子质量,正离子检测的碎
片离子可以给出苷元信息和糖基信息。
3.2.4 苯酞类化合物 苯酞类化合物是当归的主要
活性成分,其主要碎片离子为[M+H]+,[M+Na]+,
[2M+Na]+和[4M+Na]+等,由实验所得质谱数据
可确定18,19和20号色谱峰的相对分子质量均为
190,具有相同的准分子离子峰,如 m/z191[M+
H]+,m/z213[M+Na]+,根据文献[10]报道数据,19
和20号峰应为Z藁本内酯和E藁本内酯2个顺反
异构体。根据文献[11]有关藁本内酯2个异构体的
色谱保留规律的报道,其保留时间有明显差异,使用
C18反相色谱柱,乙腈水系统时,反式藁本内酯出峰较
早,顺式藁本内酯出峰较晚。据此判断,19号峰
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    表3 样品A2(正/负离子检测)鉴定结果
No. tR/min 正离子峰/m/z 负离子峰/m/z MW λ/nm 化合物
1 29 175[M+H]+    - 174   - 精氨酸
2 29 116[M+H]+    - 115   - 脯氨酸
3 33 365[M+Na]+,381[M+K]+ 341[M-H]-,377[M+Cl]- 342   - 蔗糖
4 48 527[M+Na]+,407/365/347    - 504   - 三糖
5 118 689[M+Na]+,527/365 665[M-H]- 666   - 四糖
6 409 555[M+Na]+,533[M+H]+,    - 532 260,320  毛蕊异黄酮7OβD吡喃葡萄糖
    285[M-Glu-malonate+H]+       苷6″丙二酸酯
7 421 517[M+H]+,539[M+Na]+, 515[M-H]- 516 258  芒柄花素7OβD吡喃葡萄糖苷
    269[M-Glu-malonate+H]+       6″丙二酸酯
8 435 447[M+H]+,469[M+Na]+,    - 446 258,228  毛蕊异黄酮7OβD吡喃葡萄糖苷
    485[M+K]+      
9 513 571[M+Na]+,587[M+K]+    - 548 262,288  9,10二甲氧基紫檀烷3OβD葡萄
            糖苷6″O丙二酸酯
10 536 431[M+H]+,269[M-162+H]+,    - 430 250,292 芒柄花素7OβD吡喃葡萄糖苷
    883[2M+Na]+        
11 553 501[M+Na]+,947[2M+Na]+, 461[M-H]- 462 250,292  9,10二甲氧基紫檀烷3OβD葡
    485[M+H]+,301[M-Glc+H]+       萄糖苷
12 560 503[M+Na]+,951[2M+Na]+,    - 464 276  2′羟基3′,4′二甲氧基异黄烷7
    487[M+H]+,303[M-162+H]+       OβD吡喃葡萄糖苷
13 579 285[M+Na]+,591[2M+Na]+ 283[M-H]- 284 252,290 毛蕊异黄酮
14 597 6372[M+Na]+    - 636   - mongholicosideⅠ
15 706 269[M+H]+ 267[M-H]- 268 250,303 芒柄花素
16 733 8914[M+Na]+    - 8684   - 黄芪皂苷Ⅰ
17 739 8914[M+Na]+    - 8684   - 异黄芪皂苷Ⅰ
18 818 191[M+H]+,213[M+Na]+,    - 190 282 丁基$内酯
    403[2M+Na]+,419[2M+K]+        
19 829 191[M+H]+,213[M+Na]+,    - 190 270,322 E藁本内酯
    419[2M+K]+,403[2M+Na]+        
20 835 191[M+H]+    - 190 270,322 Z藁本内酯
(829min)应为 E藁本内酯(Eligustilide),20号峰
(835min)为Z藁本内酯(Zligustilide)。同理结合
文献[10]数据可鉴定18号峰(818min)为丁基
$

酯(butylphthalide)。
3.2.5 氨基酸类化合物 氨基酸类成分极性较大,
色谱柱上保留时间较短[8]。一般保留时间为4~7
min之间。通过实验数据结合文献数据[10]鉴定了
以下2个氨基酸类化合物:精氨酸(arginine)和脯氨
酸(proline)。
4 讨论
黄芪当归合剂以及当归补血汤临床主要是水煎
后病人直接服用,Tism[5]等利用正交试验,以及细胞
药理实验研究当归补血汤水煎剂中主要的药效物质
随煎煮条件的变化,优化并确定了具体的提取方法:
8倍水煎煮2次,提取的效率最高,故选择10倍水,
8倍水2次提取制备样品。
黄芪当归合剂经醇沉处理后有效物质未丢失,
经有机溶剂进一步萃取分离处理,得到醋酸乙酯萃
取部位(组分A2),通过高效液相色谱分析,确定组
分A2为黄芪当归合剂中黄酮类化合物主要集中部
位,故选择254nm为检测波长,同一液相条件下采
用正负离子模式下的质谱检测,获得质谱数据。通
过一级质谱分析结合对照品数据以及相关文献共推
定了28个化学成分的相对分子质量,鉴定了20个
化学成分的结构,主要结构类型为:黄酮及黄酮苷
类、皂苷类、苯酞类化合物、寡糖类和氨基酸类。
黄芪中异黄酮类成分对脂质过氧化反应有抑制
作用[1213],如黄芪注射液中的化学成分主要是异黄
酮类以及皂苷类化合物,对肾病综合征患者免疫功
能具有明显调节作用,对肾脏具有保护作用。其中
毛蕊异黄酮及毛蕊异黄酮7OβD葡萄糖苷,芒柄
花素及芒柄花素7OβD葡萄糖苷等均具有清除自
由基活性,抑制脂质过氧化反应等抗生物氧化作用,
对卵磷脂的过氧化反应中产生的丙二醛(MDA)具
有很强的抑制作用,并可清除由1,1二苯基2三硝
基苯肼(DPPH)产生的自由基。
黄芪皂苷类化合物亦有清除自由基、抑制脂质
过氧化反应活性,同时具有改善红细胞携氧能力、提
高肾脏器官含氧量的作用,如对大鼠肾缺血再灌注
损伤,具有一定的减轻脂质过氧化和清除氧自由基
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的作用。并且对脑血管系统具有保护作用[14]。
当归中的藁本内酯和丁基
$
内酯对大鼠主动脉
平滑肌细胞膜有亲和性,其保留行为与钙离子受体
拮抗剂维拉帕米相似,并且不会引起正常大鼠主动
脉平滑肌细胞增殖,但能明显抑制碱性成纤维细胞
生长因子(bFGF)诱导平滑肌细胞增殖,即能抑制血
管平滑肌细胞的异常增殖[15]。
5 结论
黄芪当归合剂醋酸乙酯萃取部位所含的成分具有
多种药理活性,这些成分可能是黄芪当归合剂的药效
物质。本研究为今后简化或重组复方,使其成为质量
可控、化学成分明确、药效优良的新复方奠定了基础。
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HuangqiDangguidecoctionbyHPLCESITOFMS
XULiwei1,SHANGMingying1,LIJun1,LIXiaomei2,MENGLiqiang2,CAIShaoqing1
(1.SchoolofPharmaceuticalScience,PekingUniversity,Beijing100191,China;
2.DivisionofNephorlogy,theFirstAfiliatedHospital,PekingUniversity,Beijing100034,China)
  [Abstract] Objective:ToanalyzeandidentifytheprincipalcompositionofethylacetatepartofHuangqiDangguidecoctionby
highperformanceliquidchromatographyelectrosprayionizationmassspectrometry(HPLCESIMS).Method:Theanalysisconditions
areasfolows:ZorbaxSBC18(46mm×250mm,5μm)column;mobilephase(A)watermobilephase(B)acetonitrile,gradient
elution;UVdetectionwavelength254nm;ESIsourceanddataacquisitininpositiveandnegativemode.Result:Theaccuratemolecu
larweightsof20compoundsweremeasuredandidentifiedinethylacetatepartofHuangqiDangguidecoction.Furthermore,thetypes
ofthemareasbelow:flavonoidsandflavonoidglycosides,saponins,oligosaccharides,aminoacidsandphthalides.Conclusion:Itisa
rapidandaccuratemethodthatthecompositionsofcompoundprescriptionoftraditionalChinesemedicinecanbeidentifiedintermsof
theseparationofhighperformanceliquidchromatography,theaccuratemolecularweightsmeasuredbyMSandotherinformation,
whichcanclarifythepotentialefectivecompoundsofHuangqiDangguidecoction.
[Keywords] HuangqiDangguidecoction;RadixAstragali;RadixAngelicaeSinensis;HPLCESIMS
[责任编辑 王亚君]
·2152·
第33卷第21期
2008年11月
         
    中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
Vol.33,Issue 21
 November,2008