免费文献传递   相关文献

Study on LC-MS fingerprint for quality assessment of
Aristolochia manshuriensis with chemical pattern recognition

关木通HPLC-ESI-MS指纹图谱的化学模式识别研究



全 文 :StudiesonisolationandidentificationofflavonoidsinherbsofAgrimoniapilosa
PANYa,LIUHongxia,ZHUANGYulei,DINGLiqin,CHENLixia,QIUFeng
(SchoolofTraditionalChineseMateriaMedica,ShenyangPharmaceuticalUniversity,Shenyang110016,China)
[Abstract] Objective:TostudythechemicalconstituentsinAgrimoniapilosa.Method:Thecompoundswereisolatedandpu
rifiedbyvariouscolumnchromatographicmethodsandelucidatedonthebasisofchemicalandspectroscopicevidences.Result:Nine
flavonoidswereobtainedandidentifiedastiliroside(1),kaempferol3OαLrhampyranoside(2),quercetin3OαLrhampyranoside
(3),quercetin3OβDglucopyranoside(4),kaempferol3OβDglucopyranoside(5),kaempferol(6),apigenin(7),luteolin
(8),quercetin(9).Conclusion:Compounds13,5,6and8wereisolatedfromthisplantforthefirsttime.
[Keywords] Agrimoniapilosa;chemicalconstituents;flavonoids
[责任编辑 王亚君]
[收稿日期] 20080528
[通讯作者] 刘文英,Tel:(025)83271251,13951001251,E
mail:lwcpu@126.com
关木通 HPLCESIMS指纹图谱的化学模式识别研究
樊夏雷1,2,丁一冰3,阿基业1,赵 恂2,刘文英1
(1.中国药科大学,江苏 南京 210009;
2.江苏省药品检验所,江苏 南京 210008;3.南京大学医学院,江苏 南京 210008)
[摘要] 目的:以24批不同产地关木通的HPLCESIMS指纹图谱为基础,采用化学计量学方法对其进行化学
模式识别,并对不同的模式识别方法进行比较。方法:将关木通指纹图谱信息进行预处理,采用关木通 HPLCESI
MS指纹图谱中的29个特征峰为基准,以各峰的保留时间、相对峰面积和质荷比作为数量化基础,采用 SIMCA,
SPSS115等数据处理软件进行化学模式识别,比较SIMCA分类法和聚类分析法异同。结果:2种模式识别方法可
以对关木通样品进行产地鉴别。结论:综合色谱指纹图谱技术和多变量的化学计量学分析方法研究可用于关木通
的质量分析。
[关键词] 关木通;HPLCESIMS指纹图谱;化学模式识别;SIMCA分类法;聚类分析
[中图分类号]R284.1 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)24292804
  为加快中医药的发展,国家提出了使用现代科
学技术来研究中药作用的物质学基础、质量控制和
中药的安全性等事关中医药事业健康发展的重大课
题。关木通为马兜铃科马兜铃属植物东北马兜铃
AristolochiamanshuriensisKom.(AmK)的干燥藤茎,
目前认为关木通的肾脏毒性与其所含的马兜铃酸及
其代谢产物有关,由于大部分中药应用过程中缺少
明确的体内过程及量效关系的理论依据,现有的研
究结果尚难以判定关木通等含马兜铃酸中药的安全
剂量和使用期限。且发现对于不同产地,不同批次
关木通的分析研究较少,更没有全面控制关木通内
在质量的标准和方法。鉴于中药具有复杂的作用机
制和化学成分,且很多化学组分还缺乏相应的对照
品,色谱指纹图谱是全面评价中药质量的有效方法
之一。将传统的化学成分分离、纯化技术与现代的
液相色谱质谱联用技术对关木通指纹图谱中的指
纹峰进行系统的指认和定量研究,寻找指纹特征和
毒性相关性,使指纹图谱技术更加合理可靠地控制
质量,寻求避免其毒性的出路。本研究用 HPLC
ESIMS指纹图谱结合化学计量学的方法对24批不
同产地的关木通进行分类和识别分析,为关木通肾
·8292·
第33卷第24期
2008年12月
         
    中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
Vol.33,Issue 24
 December,2008
毒性的代谢组学研究提供了基础保障。
1 材料与仪器
美国Agilent1100Series,包括高压梯度二元泵
系统,柱温箱,自动进样系统,检测器为DAD和Agi
lent1100SeriesLC-MSDTrap;质谱软件为 LCMS
TrapSoftwareVersion42。
马兜铃酸I对照品购自中国药品生物制品检定
所(批号110746

200305),马兜铃酸Ⅰ,Ⅱ混合对
照品购自美国 Sigma公司;关木通样品主要产自东
北,每地区选取几个采集点,采集时间基本一致。经
江苏省药品检验所胡浩彬主任药师鉴定均为 A.
manshuriensis的干燥藤茎,见表1;乙腈为色谱纯(美
国,Merck公司);甲醇、甲酸、醋酸铵为分析纯。
表1关木通样品来源
No. 产地 No. 产地
S1 延吉 S13 东北(具体产地不详)
S2 延吉 S14 东北(具体产地不详)
S3 图门 S15 东北(具体产地不详)
S4 图门 S16 东北(具体产地不详)
S5 图门 S17 东北(具体产地不详)
S6 集安 S18 东北(具体产地不详)
S7 集安 S19 东北(具体产地不详)
S8 集安 S20 延吉
S9 长白 S21 延吉
S10 长白 S22 长白
S11 长白 S23 图门
S12 长白 S24 集安
2 方法与结果
2.1 色谱条件 PhenomenexGeminiC18色谱柱
(46mm×250mm,5μm);流动相 水(01%甲
酸5mmol·L-1醋酸铵,A)乙腈(01%甲酸,B);
梯度洗脱程序:0min(7%B)~20min(15%B)~65
min(40%B)~80min(100%B)~100min(100%
B);流速 10mL·min-1;检测波长 254nm;柱温
40℃;柱后分流02mL·min-1进质谱仪。
2.2 质谱条件 质谱采用电喷雾离子化方式,正离
子模式,扫描范围m/z100~1000;干燥气流速10L
·min-1;干燥气温度350℃;雾化室压2758MPa;
毛细管电压4kV;传输电压70V;进样量20μL。
2.3 供试品溶液的制备 分别取24批关木通样
品,粉碎,精密称取粉末(粗粉与细粉各025g),置
具塞锥形瓶中,加入75%甲醇50mL,水浴上加热回
流提取2h,冷却至室温,过滤至50mL量瓶中,以少
许甲醇洗涤残渣,洗涤液滤入同一量瓶中,加甲醇至
刻度,摇匀,用微孔滤膜(045μm)滤过,续滤液作
为供试品溶液。每批关木通样品平行处理2份供试
品溶液,每份供试品溶液重复进样2针。
2.4 内标溶液的制备 取萘普生适量,用甲醇溶解
并稀释成10μg·mL-1的萘普生溶液。
2.5 LCMS指纹图谱的建立 按照上述建立的
HPLCESIMS条件,对24批关木通的化学成分进行
分析,测得每批供试品的总离子流图(TIC)与基峰
图(BPC),得到除内标峰以外共29个共有峰,并按
照离子提取(EIC)方式计算各峰的保留时间与相对
峰面积等相关参数,经过离子提取、分析与比较,确
立了关木通LCMS指纹图谱(图1)。
图1 关木通样品LCMS指纹图谱
2.6 共有指纹峰的初步定性分析 分别用马兜铃
酸I对照品和马兜铃酸Ⅰ,Ⅱ混合对照品进行色谱
峰归属[2],根据对关木通样品HPLCESISM全扫描
和二级质谱,参考相关文献报道[35],上述29个共有
峰经初步鉴定出8个共有峰主要为马兜铃酸类成
分:12号峰 m/z2842[M+NH4]
+为马兜铃次酸
Ⅱ,15号峰m/z3451[M+NH4]
+为马兜铃酸IIa,
16号峰m/z3751[M+NH4]
+为马兜铃酸 IVa,17
·9292·
第33卷第24期
2008年12月
         
    中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
Vol.33,Issue 24
 December,2008
号峰m/z3291[M+NH4]
+为马兜铃酸Ⅱ,18号峰
m/z3591[M+NH4]
+为马兜铃酸Ⅲ,19号峰 m/z
3591[M+NH4]
+为马兜铃酸Ⅰ,21号峰与22号
峰m/z均为2970[M+NH4]
+可能为马兜铃酸内
酰胺,量太小有待进一步确证。
2.7 特征提取 分别以每个共有峰的保留时间、相
对峰面积(各峰峰面积/内标峰面积)和质荷比作为
它的特征,以此为参数进行数据分析,24批关木通
样品LCMS指纹图谱中共有峰的保留时间
#
质荷
比和相对峰面积略。
2.8 SIMCA分类法 对 LCMS测得的24批关木
通样品质谱原始数据进行处理,将保留时间,质荷比
和相对峰面积作为分析参数,通过 SIMCA软件进行
多元统计分析。通过对样品的分析,绘制出score和
loading图(图2,3),可对各个产地关木通样品相似
程度进行分析。图2中的散点越靠近,说明样品相
似程度越高。图3中距离产地越近的成分表明其丰
度越高。
图2 24批样品的多元统计分析Score图
DA1.延吉;DA2.图门;DA3.集安;DA4.长白;DA5.东北
图3 多元统计分析loading图
  结果表明延吉产地(S1,S2,S20和 S21)相似程
度高,且明显区别于其他产地。以延吉为一组,其余
产地为另一组,将保留时间,质荷比和平均相对峰面
积作为分析参数,还可以找出影响样品分类的一些
重要的化合物(图4)。
图4 延吉产关木通与其他产地关木通LCMS
指纹图谱峰的区别
2.9 聚类分析 系统聚类分析是一种无管理、无指
导的模式识别法,可以依据所测样品的数据,对样品
进行分类。本研究通过对24批关木通样品质谱谱
图进行数据处理,结果运用 SPSS115软件对其进
行系统聚类分析,采用 HierachicalCluster层次聚类
(图5)。聚类结果显示:1,2,3,4,5,6,9,10,11,12,
13,14,19,20,21,22,23,24号样品归为一类;7,8,
18号样品归为一类;15,16号样品归为一类;17号
样品归为一类。
图5 不同产地关木通样品的聚类分析图
3 讨论
LCMS指纹图谱中对共有指纹峰的鉴定因只有
马兜铃酸Ⅰ,Ⅱ对照品,故其他马兜铃酸类成分通过
文献报道和相关质谱信息初步定性分析。
实验中建立了关木通紫外和质谱的指纹图谱,
相似度计算结果均在09以上。比较化学模式识别
与指纹图谱相似度计算,表明两者具有较好的一致
性,但模式识别能更直观,更精确表达。
总体来看,SIMCA分类法中样品 score图,位置
越靠近的样品表明其内在成分越相似,距离越远的
样品表明内在成分的差异也越大。从聚类分析图中
可以看出,样品基本可以分为4类,S17自成一类,
S7,S8,S18成为第二类,S15,S16成为第三类,剩下
的关木通成为第四类,此与通过 SIMCA软件进行多
元统计分析结果基本一致。
同一种中药,由于其产地不同都有可能具有不同
的药理活性,比较研究它们的化学组分的异同是指纹
·0392·
第33卷第24期
2008年12月
         
    中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
Vol.33,Issue 24
 December,2008
图谱研究的真正意图所在。loading图中说明各个组
别与峰的对应关系,距离越近的表明丰度越高,532
和539min分别为马兜铃酸Ⅰ,Ⅱ的峰,靠近DA3,可推
断集安产地马兜铃酸Ⅰ,Ⅱ含量高,该产地关木通毒性
大。延吉产关木通明显区分其他产地,分析在442
和468min2个位置的峰显著高于其他组(图3),分
别相对应于马兜铃酸Ⅲa和马兜铃酸Ⅳa。提示此产
地的关木通可能会表现出不同的毒性。
本研究针对中药复杂体系分析中出现的难题,
采用联用色谱仪器 HPLCDADMS获取数据,用功
能强大的化学计量学高维数据多组分定性定量分析
方法,充分挖掘了这些数据中的化学组分信息。在
此之前色谱峰的指认必须有对照品,而大多数中药
化学成分的对照品是很难获得的。本研究结果提示
可综合色谱指纹图谱技术和多变量的化学计量学分
析方法,对指纹图谱中的指纹峰进行系统的指认和
部分化学信息(包括已知的活性成分、已知的非活
性成分、一部分未知成分)定性定量研究,寻找指纹
特征和药效或毒性相关性,使指纹图谱技术更加合
理可靠地控制中药质量。
[参考文献]
[1] 王智民,由丽双,李 琳,等.关木通生品及其制品的药效学及
毒理学研究[J].中国药物与临床,2006,6(10):728.
[2] 张翠英,王 璇,尚明英,等.以关木通为例探讨不同入药形式
对中药有毒成分含量的影响[J].中国中药杂志,2005,30
(11):835.
[3] 路军章,孙 艳,魏 峰,等.HPLCMS用于中药马兜铃中6种
马兜铃酸类成分的检测[J].解放军药学学报,2005,21(3):
204.
[4] 赵 辉,张建夫.马兜铃酸的结构分析和性质研究[J].周口师
范学院学报,2003,20(2):34.
[5] 王 英,潘竞先,高建军,等.中药关木通中的抗肿瘤成分研究
[J].北京医科大学学报,2000,32(1):18.
StudyonLCMSfingerprintforqualityassessmentof
Aristolochiamanshuriensiswithchemicalpaternrecognition
FANXialei1,2,DINGYibing3,AJiye1,ZHAOXun2,LIUWenying1
(1.ChinaPharmaceuticalUniversity,Nanjing210009,China;
2.JiangsuInstituteforDrugControl,Nanjing210008,China;
3.MedicalSchool,NanjingUniversity,Nanjing210008,China)
[Abstract] Objective:ToanalyzeLCMSfingerprintsofAristolochiamanshuriensisforqualityassessmentwithtwodiferent
chemicalpaternrecognitionmodels.Method:LCMSfingerprintsofA.manshuriensiswereestablishedfrom24batchesofsamples
fromdiferenthabitats.SIMCAandClusteringanalysiswereusedtocomparetheparametersofthe29commonpeaks.Result:Two
methodshadgoodconsistency,whiletheyreflectedtheinherentsampleinformationfromdiferentperspectives,respectively.Conclu
sion:Modernequipmentanalysistechnologyandmultivariablechemicalpaternrecognitionwouldbeaneficientwayforqualitycontrol
andvarietyidentificationofAmanshuriensis.
[Keywords] Aristolochiamanshuriensis;fingerprint;chemicalpaternrecognition;HPLCESIMS
[责任编辑 王亚君
櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗





櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗











投稿请登录《中国中药杂志》网站:
www.cjcmm.com.cn;www.中国中药杂志.com
·1392·
第33卷第24期
2008年12月
         
    中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
Vol.33,Issue 24
 December,2008