全 文 ：中药新药与临床药理 2015年 9月第 26卷第 5期
参考文献：
[1]耿东升. 维吾尔医药基本理论及其药物研究进展（下）[J]. 中国民族
医药杂志，2007，13（3）：9.
[2]程煜凤. 维药刺糖化学成分的基础研究[D]. 乌鲁木齐：新疆医科
大学，2010.
[3] JIAN Li- jun， CHANG Jun- min， MOURBOUL Ablise， et al.
Isolation， purification， and structural elucidation of polysaccharides
from Alhagi- honey [J]. Joural of Asian Natural Products Research，
2014，16（7）：783.
[4]菅丽君，常军民，李改茹，等. 刺糖多糖的分离纯化与基础结构分
析[J]. 新疆医科大学学报，2013，36（4）：460.
[5] Mabel MJ ， Sangeetha PT， Kalpana P， et al. Physicochemical
characterization of fructooligosaccharides and evaluation of their
suitability as a potential sweetener for diabetics [J]. Carbohydrate
Research，2008，3（1）：56.
[6] Grethel T，Choque Delgado，Rodolfo Thomé，et al. Yacon（Smallanthus
sonchifolius）- derived fructooligosaccharides improves the immune
parameters in the mouse [J]. Nutrition Research， 2012， 32（11）：
884.
[7]王乃强，刘辉，李国庆，等. 低聚果糖在特殊医学用途食品中的应
用[J]. 精细与专用化学品，2013，21（6）：11.
[8] Sangeetha PT， Ramesha MN， Prapulla SG. Recent trends in the
microbial production，analysis and application of Fructooligosaccharides
[J]. Trends in Food Science &Technology，2005，16（10）：442.
（编辑：邓响潮）
收稿日期：2015- 03- 24
作者简介：葛素囡，女，硕士研究生，研究方向：植物细胞工程研究。Email：940747841@qq.com。通信作者：王芳，教授，研究方向：植物细胞
工程研究。Email：Wangfang1hao@126.com。戚金亮，副教授，研究方向：代谢组学研究。Email：qijl@nju.edu.cn。
基金项目：国家自然科学基金项目（31470384，31060205）。
新疆紫草及其毛状根中萘醌类化合物的研究
葛素囡 1，王 芳 1，周 歌 2，戚金亮 2，杨永华 2（1. 新疆农业大学农学院，新疆 乌鲁木齐 830052；2. 南
京大学生命科学学院医药生物技术国家重点实验室，江苏 南京 210093）
摘要：目的 运用高效液相色谱 -电喷雾离子阱液质联用技术（HPLC-ESI-MS/MS）鉴别新疆紫草中的萘醌类化
合物，比较分析了 9个样品中（新疆紫草原植物根及毛状根）萘醌类成分种类和含量的差异。方法 采用 BDS
C18色谱柱，以 0.1％甲酸（A）-甲醇（B）梯度洗脱，使用 ESI离子源，流速 1.0 mL·min-1，质量扫描范围（m/z）
150～400，负离子模式下采集数据。结果 新疆紫草中含有紫草素、β-羟基异戊酰紫草素、乙酰紫草素、去
氧紫草素、异丁酰紫草素、β，β-二甲基丙烯酰紫草素、异戊酰紫草素或α-甲基 -正丁酰紫草素 7种萘醌
类化合物；但其毛状根中不含紫草素成分，其他成分与新疆紫草相同。紫草素及其衍生物的种类及含量因不同
区域、不同毛状根而有所差异。此外，硝酸银（AgNO3）及营养成分能够增加毛状根中紫草素及其衍生物的种类
且影响各成分的含量。结论 萘醌类化合物的种类及含量受环境及培养条件的影响而变化。该方法可为新疆紫
草及其毛状根的药效物质基础研究及其开发利用提供科学依据。
关键词：新疆紫草；毛状根；萘醌类化合物；高效液相色谱 -电喷雾离子阱液质联用
中图分类号：R284.1 文献标志码：A 文章编号：1003-9783（2015）05-0675-07
doi：10.3969/j.issn.1003-9783.2015.05.024
Study on Naphthoquinone Derivatives of Arnebia euchroma（Royle） Johnst and Its Hairy Roots
GE Sunan1，WANG Fang1， ZHOU Ge2，QI Jinliang2，YANG Yonghua2（1. College of Agronomy，Xinjiang
Agricultural University， Urumqi 830052 Xinjiang， China； 2. State Key Laboratory of Pharmaceutical
Biotechnology，School of Life Science，Nanjing University，Nanjing 210093 Jiangsu，China）
Abstract：Objective To identify the naphthoquinone derivatives and to compare the differences of the types and
contents of naphthoquinones in the 9 samples of Arnebia euchroma and its hairy roots by HPLC-ESI-MS/MS.
675· ·
Traditional Chinese Drug Research ＆ Clinical Pharmacology，2015 September，Vol． 26 No． 5
新疆紫草[A r n e b i a e u c h r o m a（Royle）Johnst]含有多
种生理活性成分，其中以紫草素及其衍生物研究最为
集中，不仅具有抗菌、消炎、活血等功效[1]，还具有
抗肿瘤、诱导癌细胞凋亡[2]等功能。近年来的研究已
明确紫草科植物主要有效成分有萘醌类色素、苯酚及
苯醌类成分、生物碱、酚酸类和酸性多糖等成分 [3]，
目前已在紫草中分离得到 28种萘醌类化合物[4- 5]，主
要有紫草素（Shikonin）、乙酰紫草素（Acetylshikonin）、
去氧紫草素（Deoxyshikonin）、异丁酰紫草素（Isobu-
tyrylshikonin）、异戊酰紫草素（Isovalerylshikonin）、β ，
β - 二 甲 基 丙 烯 酰 紫 草 素（β ， β - dimethylacryl-
shikonin）、 β - 羟基异戊酰紫草素（β - Hydroxyiso-
valeryl- shikonin）、丙酰紫草素（propionylshikonin）、
紫草烷（Alkannan）、紫草红（Alkannin）等。利用新
疆紫草培养物生产紫草色素具有广阔的应用前景，且
培养物与原植物有很大区别 [6]。国内外学者采用
HPLC，液相色谱 - 质谱（LC- MS）联用技术对紫草及
其培养物的萘醌类成分进行了研究 [7- 9]。目前，随
着液质联用技术的发展和成熟，其快速、灵敏、高
效、简便的特点，已在中药成分分析研究中得到了广
泛的应用[10]。目前未见新疆紫草不同区域的原植物根
及其毛状根中萘醌类化合物的研究报道。本研究采用
高效液相色谱 - 电喷雾离子阱液质联用技术（HPLC-
ESI- MS/MS）对不同区域的新疆紫草原植物根及其毛
状根中萘醌类化合物进行分析，探讨它们的异同点，
为新疆紫草的药效物质基础研究及新疆紫草毛状根的
开发利用奠定理论基础。
1 材料与方法
1 . 1 仪器 LTQ- Orbitrap XL型线性离子阱液质联用
仪，德国 Thermo Fisher 公司，配有电喷雾离子源
（ESI）；万分之一电子分析天平、低温冷却液循环泵，
南京贝帝实验仪器有限公司；旋转蒸发器，上海亚荣
生化仪器厂。
1 . 2 药品及试剂 新疆紫草原植物根分别采自新疆和
静、温泉、乌苏地区，新疆紫草毛状根[11]由本课题组
提供，共 4个根系，分别是 1、2- 1、4- 1、8- 1，见
表 1。毛状根均由温泉产新疆紫草诱导而成。甲醇和
甲酸均为色谱纯，美国 fisher公司；水为超纯水，其
余试剂均为分析纯。将采自新疆和静、温泉和乌苏地
区的新疆紫草根用粉碎机粉碎，过 50目筛，玻璃瓶
储存备用。毛状根根系为 1、2- 1、4- 1、8- 1，均在
M9 培养基中培养 30 d。将 1 号毛状根接于附加了
0.0，5.0 mg·L-1硝酸银（AgNO3）的 SH培养基中培养
20 d，观察 AgNO3浓度对毛状根中萘醌类化学成分
的影响。
1 . 3 供试品溶液制备 精密称取样品 5.0 g置圆底烧
瓶中，准确加入 50 mL石油醚，室温黑暗下浸泡提
取多次至无色，合并提取液，40 ℃ 旋转蒸发浓缩至
膏状。精密称取 20 mg提取物溶于 10 mL甲醇溶液
（即浓度为 2 mg·mL-1），经 0.22 μ m微孔滤膜滤过，
取滤液作为供试品溶液。每份样品各重复 3次。
1 . 4 色谱条件 色谱柱：Thermo Hypersil BDS C18
（250 mm× 4.6 mm，5 μ m）；流动相：0.1 ％ 甲酸
676· ·
Methods The chromatographic separation was performed on BDS C18 column with a gradient elution of 0.1％
formic acid（A）-methanol （B）. The flow rate of mobile phase was 1.0 mL·min-1. The mass spectrometer
equipped with electrospray ionization（ESI） source was used as the detector and was operated in the negative ion
mode with mass scanning rang（m /z） of 150-400. Results Seven kinds of naphthaquinones were identified as
shikonin， β- hydroxyisovalerylshikonin， acetylshikonin， deoxyshikonin， isobutyrylshikonin， β， β-
dimethylacrylshikonin， isovalerylshikonin， and α-methyl-n-butyrylshikonin in the Arnebia euchroma. With
shikonin absent，the hairy roots had all the other components as those of Arnebia euchroma Johnst roots. The types
and contents of naphthoquinone derivatives varied in Arnebia euchroma from different regions and in different hairy
roots. In addition，AgNO3 and nutrient components could increase the types of naphthoquinone derivatives and had
an influence on the content of each component in hairy roots. Conclusion The types and contents of
naphthoquinones are influenced by environment and cultivation conditions. The established method will provide the
theoretical basis for the pharmacodynamic research，and for the development and utilization of Arnebia euchroma
Johnst and its hairy roots.
Keywords：Arnebia euchroma（Royle）Johnst；Hairy roots；Naphthoquinone derivatives；HPLC-ESI-MS/MS
中药新药与临床药理 2015年 9月第 26卷第 5期
（A）- 甲醇（B），梯度洗脱（0～ 5 min，50 ％ B；5～ 28
min，50 ％ B → 80 ％ B；28～ 38 min，50 ％ B）；流
速：1.0 mL·min-1；进样量 5 μ L。
1 . 5 质谱条件 采用大气压电喷雾电离源（ESI），负
离子扫描方式；鞘气流速 18流量单位（AU），辅助气
流速 8 AU；喷雾电压为 4.5 kV；毛细管电压为 - 3
V；传输管电压为－ 60 V；离子源加热 400 ℃ ；毛细
管温度 400 ℃ ；质量扫描范围（m /z）：150～ 400。采
用 Microsoft Excel对数据进行处理。
表 1 新疆紫草原植物根和毛状根样品来源及编号
Table 1 Source of A r n e b i a e u c h r o m a Johnst root and its hairy roots
2 结果
2 . 1 新疆紫草萘醌类化合物的分析和鉴定 用
HPLC- ESI- MS/MS对新疆紫草样品中萘醌类化合物进
行定性分析，样品的离子流图如图 1所示，根据萘醌
类化合物的质谱裂解规律，参照新疆紫草已报道[12- 14]
成分的MS数据，对质谱图中信号较强的谱峰通过其
[M- H]- 准分子离子峰及其二级质谱产生的碎片信息
进行了化合物的归属，共推测出 7个成分的分子结
构。其中，以和静产新疆紫草（A）为例，其萘醌类化
合物的鉴定结果见表 2。新疆紫草中 7种萘醌类化学
成分的 MS图见图 2。7种萘醌类成分的二级子离子
扫描图见图 3。由图 2、3可见，化合物 1为紫草素，
在负离子模式下，其准分子离子质荷比（m /z）为 287，
二级质谱可见 m /z 为 218 的碎片离子，是准分子离
子峰（[M- H]-）发生丙烯基裂解脱去异戊烯基（C5H9）所
得。化合物 2为 β - 羟基异戊酰紫草素，其准分子离
子（[M- H]-）m /z 为 387，二级质谱可见 m /z 为 269 的
基峰，来源于准分子离子脱去异戊酰氧醇基所得。化
合物 3为乙酰紫草素，其准分子离子（[M- H]-）m /z 为
329，二级质谱可见 m /z 为 269的基峰，来源于准分
子离子脱去一分子乙酸所得的碎片。化合物 4为去氧
紫草素，其准分子离子（[M- H]-）m /z 为 271，二级质
谱可见 m /z 为 253的基峰，是准分子离子失去一分子
H2O后电子重排所得。化合物 5为异丁酰紫草素，其
准分子离子（[M- H]-）m /z 为 357，二级质谱也可见 m /z
为 269的碎片，是准分子离子脱去异丁酰氧基所得。
化合物 6为 β ，β - 二甲基丙烯酰紫草素，其准分
子离子（[M- H]-）m /z 为 369，二级质谱可见 m /z 为 269
碎片，是准分子离子脱去异戊烯酰氧基所得。化合物
7为异戊酰紫草素或 α - 甲基 - 正丁酰紫草素，其
准分子离子（[M- H]-）m /z 为 371，二级质谱亦见 m /z
为 269 的碎片。由于异戊酰基紫草素和 α - 甲基 -
正丁酰紫草素是异构体，在目前的高效液相色谱分离
条件下未能将二者分开。
比较分析新疆紫草原植物根样品与毛状根样品间
离子流图的差异（图 1），发现在毛状根样品中均未出
现紫草素的峰，说明毛状根不含紫草素。
谱峰的相对强度与其代表的化合物含量有关，图
1A、B、C结果显示，谱峰的相对强度依次为异戊酰
紫草素或 α - 甲基 - 正丁酰紫草素（7）、乙酰紫草素
（3）和 β ，β - 二甲基丙烯酰紫草素（6），与郝鹤等[15]
研究新疆紫草药材中萘醌类化合物主成分一致。
表 2 和静产新疆紫草（A）中萘醌类成分的鉴定结果
Table 2 Identification of the naphthoquinone derivatives for sample
A of A r n e b i a e u c h r o m a Johnst
2 . 2 新疆紫草各样品萘醌类化合物分析比较
2 . 2 . 1 不同地域的新疆紫草原植物根萘醌类化学成分
比较 表 3、图 1结果显示，新疆和静（A）和温泉地
区（B）的样品均检测到 7种萘醌类化合物，而乌苏地
区（C）的样品仅检测到 6种，相比较缺少去氧紫草素
成分。同时，和静、温泉及乌苏 3个地区的异戊酰紫
草素或 α - 甲基 - 正丁酰紫草素（7）的离子信号强度
差异不大。乙酰紫草素（3）的离子信号强度以温泉最
高，和静与乌苏的差异不大。β ，β - 二甲基丙烯酰
紫草素（6）的离子信号强度最高的为和静，其次分别
为温泉、乌苏。说明和静和温泉地区的新疆紫草萘醌
类化学成分种类更丰富，且不同地域间各成分的含量
存在差异，进一步说明环境条件对化学成分种类和含
量的影响。
样品编号
A
B
C
D
E
F
G
H
I
样品来源
和静
温泉
乌苏
1号 + SH
1号 + M9
2- 1 + M9
4- 1 + M9
8- 1 + M9
1号 + SH + AgNO3 5.0
化合物编号
1
2
3
4
5
6
7
tR /min
8.32
10.46
12.66
16.35
18.34
20.11
20.92
[M- H]-
287.0927
387.1447
329.1031
271.0970
357.1339
369.1342
371.1329
MS2（m/z）
218.0141
269.0466
269.0352
253.0855
269.0231
269.0385
269.0450
分子量
288.31
388.17
330.33
272.30
358.39
370.39
372.42/372.41
化合物名称
紫草素
β - 羟基异戊酰紫草素
乙酰紫草素
去氧紫草素
异丁酰紫草素
β ,β - 二甲基丙烯酰紫草素
异戊酰紫草素 /α - 甲基 - 正丁酰紫草素
677· ·
Traditional Chinese Drug Research ＆ Clinical Pharmacology，2015 September，Vol． 26 No． 5
1. 紫草素；2. β - 羟基异戊酰紫草素；3. 乙酰紫草素；4. 去氧紫草
素；5. 异丁酰紫草素；6. β ，β - 二甲基丙烯酰紫草素；7. 异戊酰紫
草素 /α - 甲基 - 正丁酰紫草素
图 1 新疆紫草样品负离子模式下的离子流图
Figure 1 TIC of A r n e b i a e u c h r o m a Johnst samples by
H P L C - E S I - M S / M S i n n e g a t i v e i o n m o d e
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0 5 10 15 20 25 30
t /min
1 2
3
4
5
6
7
A
0 5 10 15 20 25 30
t /min
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
B
7
3
1 2
4
5
6
0 5 10 15 20 25 30
t /min
0 5 10 15 20 25 30
t /min
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
C D
E F
G H
1 2
3
5
6
7 7
5
42
0 5 10 15 20 25 30
t /min
0 5 10 15 20 25 30
t /min
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
7
5
64
3
2
2
3
5
6
7
0 5 10 15 20 25 30
t /min
0 5 10 15 20 25 30
t /min
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
3
7
5
2
3
5
6
7
I
0 5 10 15 20 25 30
t /min
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
5
7
6
4
32
12.66 20.11
20.92
2.40
0.15 2.55
相
对
丰
度
4.73 8.32 10.46
13.95 16.35
18.34
21.46 23.33 28.73 29
相
对
丰
度
20.92
12.71
0.06 2.46 4.74 6.37 8.25 10.41
16.35
18.42
20.15
23.05 25.35 28.72
0.06
2.45
4.16 6.01 8.29 11.59
14.02
12.70
17.61
18.43
20.19
23.34 28.39 28.73 29 2.960.06
4.504.81 9.9510.48
12.72
3
16.19 18.36
21.63
23.38 25.51 28.73 31
20.95
2.33
2.91 4.54
4.80 8.07
10.35
12.59
12.68
12.79
12.90 16.35
18.36
20.88
23.39
23.66
25.48
28.78 29 2.06
2.35
2.90 5.746.58 8.96
10.38 10.45
12.62
12.74
12.96 16.39
18.47
21.05
20.92
23.32
25.51
28.36 29.3
0.08
2.35
2.96
3.16 5.75
8.39 10.43
12.73
15.54
16.31 18.37
21.16
23.38 25.50
29.13
20.93
2.32
2.65
2.94
3.17
3.80 5.77 8.96
12.73
16.17
16.26 18.42
23.31 25.48 30.21 31
10.40
20.98
20.94
2.35 2.96 6.48 8.98
10.41 12.67
15.53
16.28 18.43
21.62
22.27 23.39 26.69
相
对
丰
度
相
对
丰
度
相
对
丰
度
相
对
丰
度
相
对
丰
度
相
对
丰
度
相
对
丰
度
678· ·
中药新药与临床药理 2015年 9月第 26卷第 5期
160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400
质核比（m /z）
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
153.8686 197.8079215.0097243.0296
269.0819
267.0662
270.0895
371.1329
372.1567
271.0924
272.1004 303.0875329.1028369.1348
373.1609
381.3369
387.1445
2 . 2 . 2 不同毛状根根系的萘醌类化学成分比较 毛状
根根系 1、2- 1、4- 1、8- 1分别在M9培养基中培养，
表 3、图 1结果显示，1号根系（E）能检测到 6种萘醌
类化合物，较温泉（B）缺少紫草素；2- 1（F）和 8- 1
（H）两个根系较 1号根系缺少去氧紫草素成分，4- 1
（G）根系仅检测到 3种萘醌类化合物，较 1号根系缺
少 β - 羟基异戊酰紫草素、去氧紫草素和 β ，β -
二甲基丙烯酰紫草素。同时，四个根系中各个萘醌类
成分的离子信号强度各有异同点，其中四个根系中的
异戊酰紫草素或 α - 甲基 - 正丁酰紫草素（7）的离子
信号强度差异不大，且与温泉的差异也不大。乙酰紫
草素（3）的离子信号强度除 4- 1略高于温泉外，其余
毛状根均略低温泉。4个根系的 β ，β - 二甲基丙烯
酰紫草素（6）的离子信号强度均较温泉的低。8- 1的
β - 羟基异戊酰紫草素（2）的离子信号强度明显较 3
个地区及其他毛状根的高。说明在相同培养条件下，
不同毛状根根系的萘醌类化学成分种类及含量均有所
不同，原因可能是由于发根农杆菌 Ri质粒中 rolC基
因的插入位点不同，即遗传差异性所致。
2 . 2 . 3 不同营养成分对毛状根中萘醌类化学成分的影
响 1号毛状根分别在 SH、M9培养基中培养，表 3、
图 1结果显示，与 SH培养基中培养的毛状根（D）相
比，M9培养基中培养的毛状根（E）增加了 β ，β -
二甲基丙烯酰紫草素，且乙酰紫草素（3）与 β ，β -
二甲基丙烯酰紫草素（6）的离子信号强度均高于 SH
中培养的，但均略低于温泉。而不同培养基中的异戊
酰紫草素或 α - 甲基 - 正丁酰紫草素（7）的离子信号
强度差异不大，且与温泉的差异也不大。说明 M9中
的营养成分能够增加毛状根中萘醌类化学成分的种
类，且各个成分的含量也有所不同。
2 . 2 . 4 AgNO3浓度对毛状根中萘醌类化学成分的影响
1号毛状根分别在 SH附加 AgNO3 0.0，5.0 mg·L-1的
图 2 新疆紫草中 7 种萘醌类化学成分的 M S 图
Figure 2 MS spectrum of 7 kinds of naphthoquinones in A r n e b i a e u c h r o m a Johnst
相
对
丰
度
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400
质核比（m /z） 质核比（m /z）
171.0201
190.0148
195.8112
197.8081
199.8050
215.0099
218.0218
219.0295 250.9921285.0773
288.0986
287.0927
289.1034
303.0872 317.1029347.0978375.1086 387.1447
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400
167.8367
197.8079
215.0098 269.0822
271.0934
272.0963
270.0897
316.0950
344.1264
345.1341
346.1375
347.1405
369.2069
386.1373
387.1447
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
质核比（m /z）
160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400
153.8686
171.0200
197.8079
215.0097
217.0141
289.0818
250.9919
271.0975
287.0923
328.0954
303.0872
331.1141
332.1169 373.1290 387.1446
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400
质核比（m /z）
159.3018
171.0197
190.0141
197.8075 215.0093
217.0136
269.0812
253.7930
272.1003
287.0916
303.0868
310.1086
329.1025
353.2114 369.1337
385.1284
271.0970270.0892 100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400
质核比（m /z）
153.8685
155.8655
171.0199
197.8077
215.0098
217.0138
271.0972
270.0895
269.0816 272.1005272.7673303.0869329.1027
355.2278
358.1390
381.3369
359.1464 387.1443
160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400
质核比（m /z）
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
153.8686
171.0200 197.8078
215.0096
234.8194
269.0818
270.0894
267.0662
271.0925
272.1005303.0870329.1029 357.1343
371.1453
381.3368
397.3319
370.1407
369.1342
270.0896
330.1095
329.1031
357.1339
相
对
丰
度
相
对
丰
度
相
对
丰
度
相
对
丰
度
相
对
丰
度
相
对
丰
度
1 2 3
4 5 6
7
679· ·
Traditional Chinese Drug Research ＆ Clinical Pharmacology，2015 September，Vol． 26 No． 5
已确定的化学成分
紫草素
β - 羟基异戊酰紫草素
乙酰紫草素
去氧紫草素
异丁酰紫草素
β ，β - 二甲基丙烯酰紫草素
异戊酰紫草素 /α - 甲基 - 正丁酰紫草素
A
√
√
√
√
√
√
√
B
√
√
√
√
√
√
√
C
√
√
√
√
√
√
D
√
√
√
√
√
E
√
√
√
√
√
√
F
√
√
√
√
√
G
√
√
√
H
√
√
√
√
√
I
√
√
√
√
√
√
样品编号
图 3 新疆紫草中 7 种萘醌类成分[ M - H ] -的二级质谱图
Figure 3 Secondary mass spectrogram of 7 kinds of naphthoquinones in A r n e b i a
e u c h r o m a Johnst
培养基中培养，样品编号分别为 D、I。表 3、图 1显
示，添加 AgNO3 5.0 mg·L-1的毛状根（I）的样品较对
照（D）增加了 β ，β - 二甲基丙烯酰紫草素，且异戊
酰紫草素或 α - 甲基 - 正丁酰紫草素（7）的离子信号
强度与对照及温泉的差异均不大。β - 羟基异戊酰紫
草素（2）、去氧紫草素（4）、异丁酰紫草素（5）的离子
信号强度明显高于对照，而乙酰紫草素（3）的离子信
号强度明显较对照的低，且均明显低于温泉。说明
AgNO3对毛状根中萘醌类化学成分的种类和含量均有
影响。
3 讨论
本实验采用 HPLC- ESI- MS/MS联用技术，结合
高分辨率、高质量精确度和多级质谱及高分离效率的
色谱，是中药活性成分研究的有效分析手段。根据
ESI负离子检测获得的准分子离子所提供的相对分子
质量及选择离子二级扫描质谱碎片信息，本研究对样
品色谱图中的主峰进行了分析和鉴定，确认它们均为
相
对
丰
度
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
质核比（m /z）
100 150 200 250 300 350 400
质核比（m /z）
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340
108.7121 160.8612
210.9882
218.0141
231.8883
244.0341
269.0993
259.6922
286.9041
269.0466
116.9403
178.8793 215.8858257.1653
285.0482
287.1198
303.0188329.0173
359.0630
387.1484
269.0352
163.1337 218.1012
233.0036
250.9788 285.0609 311.2145
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280
质核比（m /z）
134.7707 190.0643
202.9967
216.1137
238.0918
228.0280
253.0855
256.1049
271.0377
272.2858 162.9655
质核比（m /z）
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360
190.0331
227.1146
251.0101
286.1432
269.0231
329.1025
357.0665
质核比（m /z）
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380
190.3145
227.0874
250.9660
270.0020
269.0385
286.0186307.1175
325.1021
350.9876
370.0275
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
质核比（m /z）
100 150 200 250 300 350
269.0450
251.0989 275.1335 342.7690 371.0962
表3 新疆紫草原植物根和毛状根样品中萘醌类成分比较
Table 3 Comparison of naphthoquinones in A r n e b i a e u c h r o m a
J o h n s t r o o t a n d i t s h a i r y r o o t s
注：“√ ”表示含有该成分。
相
对
丰
度
相
对
丰
度
相
对
丰
度
相
对
丰
度
相
对
丰
度
相
对
丰
度
质核比（m /z）
1 2 3
4 5 6
7
680· ·
中药新药与临床药理 2015年 9月第 26卷第 5期
萘醌类衍生物。这些衍生物（除紫草素、去氧紫草素
外） 质谱裂解途径均有一显著共性，即它们的一级质
谱均可见脱去取代基和一个氧原子后的质荷比为 270
的基峰碎片，二级质谱均可见丢失一分子取代基相应
酸而形成的 m /z 269 碎片。这与 Alen Albreht 等 [13]、
陈璐璐等[16]的萘醌类化合物的质谱分析一致。由于异
戊酰基紫草素和 α - 甲基 - 正丁酰紫草素是异构体，
本实验所建立的液相色谱条件未能将二者分开，因此
仍需进一步改进。
环境因子如温度、光照、海拔、营养等对植物次
生代谢产物的产生和积累具有重要影响。徐颂芬等[17]
研究认为不同种源的厚朴中的厚朴酚含量具有显著或
极显著差异。本研究中，不同地域新疆紫草的萘醌类
化合物的种类有所差异，其中新疆和静和新疆温泉地
区的新疆紫草萘醌类化学成分种类更丰富，说明环境
条件对萘醌类化学成分种类有重要影响。
培养基中的氮（包括 NH4+和 NO3-）与植物生长和
基因表达的信号传导有关。研究发现[18]，改变培养基
中的 NO3-/NH4+比例，能够提高毛状根中次生代谢产
物的含量。本研究中，1号毛状根在 M9中的萘醌类
的种类较 SH中的多，且除异戊酰紫草素或 α - 甲基
- 正丁酰紫草素外，其他萘醌类成分的离子信号强度
明显较 SH的高。因此，推测 M9中的营养成分能够
增加毛状根中萘醌类化学成分的种类和含量。
外界环境通过信号传导的过程使植物产生一定的
应答机制，这些应答通过调控一系列相关基因的表达
来实现对外界环境的适应。尹雅乐等[19]研究认为，5
μ mol·L-1 Ag+处理紫草细胞可略微上调与紫草宁合成
相关基因的表达，从而显著促进紫草素的合成。本研
究发现 Ag+可以增加新疆紫草 1号毛状根中萘醌类化
学成分的种类和含量，且与前人研究结果类似，因
此，推测 Ag+具有促进毛状根中紫草素积累的作用。
本研究结果明确了紫草素及其衍生物的种类受新
疆紫草生长环境的影响，明确了在毛状根生产过程中
可利用外源物质 AgNO3及营养成分来调控其代谢产
物，毛状根可以替代原药植物根生产萘醌类化合物，
可选择性的培养毛状根分离纯化获得所需的单一化合
物，丰富了新疆紫草中萘醌化合物的MS裂解反应研
究，而且所建立的分析方法对于寻找和发现萘醌类成
分具有借鉴价值。
（致谢：感谢新疆维吾尔自治区药物研究所贺
金华研究员在数据分析方面提供的帮助。）
参考文献：
[1]韦卓，孙文晓，张海港，等. 紫草科植物的药理作用与应用研究进
展[J]. 临床合理用药，2009，2（11）：94- 96.
[2]朱梦媛，王汝冰，周文，等. 紫草素及其衍生物抗肿瘤作用研究进
展[J]. 药学学报，2012，47（5）：588- 593.
[3]郭鑫，李治建，谢奇，等. 新疆紫草化学成分的初步研究[J]. 时珍
国医国药，2012，23（4）：814- 815.
[4] 刘力丰. 紫草的化学成分研究进展[J]. 中国医药指南，2009，7
（4）：51.
[5]刘洁宇，徐新刚，刘松艳，等. 长白山产紫草化学成分研究[J]. 北
京中医药大学学报，2009，32（11）：773- 775.
[6]向桂琼，卢馥荪，祝凤池，等. 新疆紫草细胞培养物的化学成分研
究[J]. 植物学报，1992，34（6）：470- 474.
[7]贺金华，芦韦华，王芳. 高效液相色谱法测定新疆紫草毛状根中乙
酰紫草素的含量[J]. 中国实验方剂学杂志，2010，16（10）：39-
40，43.
[8] Assimopoulou AN，Karapanagiotis I，Vasiliou A， et al. Analysis of
alkannin derivatives from Alkanna species by high- performance liquid
chromatography/photodiode array/mass spectrometry [J]. Biomed.
Chromatogr，2006，20：1359- 1374.
[9] Pietrosiuk A， Syklowska- Baranek K， Wiedenfeld H， et al. The
shikonin derivatives and pyrrolizidine alkaloids in hairy root cultures of
Lithospermum canescens（Michx.）Lehm.[J]. Plant Cell Rep，2006，
25：1052- 1058.
[10]芮雯，郭晓玲，冯毅凡，等. 厚朴超临界提取物大鼠体内外化学
成分的 UPLC/Q- TOF- MS分析[J]. 中药新药与临床药理，2011，22
（6）：649- 651，655.
[11] 陈永芳，芦韦华，王芳，等. 新疆紫草毛状根的诱导及培养[J].
西北植物学报，2008，28（12）：2423- 2428.
[12]周滔，夏彬彬，秦春雨，等. 紫草素及去氧紫草素的 ESI离子阱
质谱裂解分析[J]. 分析试验室，2015，34（1）：12- 17.
[13] Alen Albreht， Irena Vovk，Breda Simonovska，et al. Identification
of shikonin and its ester derivatives from the roots of Echium italicum L.
[J]. Journal of Chromatography A，2009，1216：3156- 3162.
[14]毛艳，张瑞萍，贺金华，等. 紫草中萘醌类化学成分的快速高效
液相色谱 - 飞行时间质谱联用技术分析[J]. 中国药房，2014，25
（43）：4090- 4092.
[15]郝鹤，李鹏跃，叶和春，等. 新疆紫草 7种萘醌类成分的同时测
定[J]. 中国实验方剂学杂志，2013，19（18）：108- 112.
[16]陈璐璐，周若龙，杨柳，等. 紫草中萘醌类化合物的质谱鉴别及
3种成分的 UPLC同时测定[J]. 中药新药与临床药理，2012，23
（1）：77- 80.
[17]徐颂芬，叶富强，李茹柳，等. 厚朴丸对小鼠胃肠活动的影响[J].
中国新药杂志，2005，14（7）：858- 860.
[18]杨睿，付春祥，金治平，等. 不同理化因子对雪莲毛状根生长和
总黄酮生物合成的影响[J]. 生物工程学报，2005，21（2）：233-
238.
[19]尹雅乐，戚金亮，庞延军，等. 乙烯调控紫草宁合成相关基因的
克隆和表达研究[A]. 江苏省遗传学会第七届二次代表大会暨学术
研讨会论文摘要汇编[C]. 盐城：江苏省遗传学会，2008.
（编辑：邓响潮）
681· ·