全 文 ：雪上一支蒿中乌头碱类生物碱的电喷雾串联质谱分析
王　勇1 , 2　刘淑莹＊1 　刘志强＊1　宋凤瑞1　金东明1 , 3　刘春明1
1(中国科学院长春应用化学研究所新药研究实验室 ,长春 130022)
2(东北师范大学化学系 ,长春 130024)　　3(长春中医学院基础部 , 长春 130021)
摘　要　利用电喷雾串联质谱(ESI-MS MS)对雪上一支蒿的乙醇提取液进行了直接分析 , 方法简便 , 直观 , 用
样量少。ESI-MS可以给出分子量信息 ,MS MS 方法则可以从复杂体系中获得结构信息。在雪上一支蒿中发
现乌头碱 、去氧乌头碱及它们的水解产物和脂类生物碱等共 19种二萜生物碱 , 其中脂类生物碱为首次在该植
物中发现。
关键词　雪上一支蒿 ,电喷雾串联质谱 , 乌头碱类生物碱 , 脂类生物碱
　2002-03-01收稿;2002-07-04接受
本文系国家自然科学基金资助课题(No.30271600)
1　引　　言
雪上一支蒿与草乌 、川乌 、附子同属乌头属植物 ,为民间常用中药 ,其中乌头生物碱的研究已有报
道[ 1 ,2] 。但通常经过复杂的提取分离过程得到纯品后进行结构表征 ,所需时间较长 ,样品量较大 。近年
来 ,色谱 质谱联用法被广泛用于分析和检测乌头属植物中的乌头碱类二萜生物碱[ 3 , 4] ,特别是软电离质
谱法可以直接分析二萜生物碱的混合物[ 5] 。
据报道 ,雪上一支蒿中的主要生物碱是乌头碱[ 1, 4] ,其同属植物附子和川乌中还存在乌头碱的 C8 位
乙酰基被脂肪酰基取代所形成的脂类生物碱 (脂碱 , lipo-alkaloids)[ 6] ,但炮制后的雪上一支蒿中乌头碱
以何种形式存在和脂碱在雪上一支蒿中是否存在未见报道。本文利用电喷雾串联质谱(ESI-MS MS)技
术直接分析雪上一支蒿的乙醇提取液 ,尝试回答以上问题。该方法简便快速 ,不仅可以从一级谱中得到
分子量信息 ,还可以利用串联质谱的高选择性增强分析方法的可靠性和进一步获得结构信息 。
2　实验部分
2.1　仪器与试剂
LCQ
MAT离子阱质谱仪(美国 Thermo-Finnigan公司)。无水乙醇 、甲醇为分析纯;乌头碱标准对照品
(中国药品生物制品检定所)。
2.2　测试样品
雪上一支蒿购于河北省安国市药材市场 ,由中国长春中医学院药学院中药鉴定教研室姜大成教授
鉴定为毛茛科短柄乌头(aconitum brachypodum)的炮制品。
2.3　实验条件
毛细管温度:180℃;喷雾电压:5 kV;鞘气(氮气)流速:60;毛细管电压:38 V。MS MS 碰撞能量为
25%～ 40%,注射泵进样 ,流速:3 μL min。
2.4　实验方法
称取乌头碱标准对照品 1 mg ,溶解于 50 mL无水乙醇中 ,5 g 雪上一支蒿溶解于 20 mL无水乙醇中 ,
取这两种乙醇溶液用甲醇稀释 100倍后 ,分别进行 ESI-MS分析。
3　结果与讨论
3.1　实验条件选择
3.1.1　质谱条件的选择　离子透镜补偿电压 、毛细管电压 、毛细管温度 、鞘气流速和进样速度为优化后
第 31卷
2003年 2 月　　　　　　　　　　　　
分析化学(FENXI HUAXUE)　研究报告
Chinese Journal of Analytical Chemistry
　　　　　　　　　　　　 第 2 期
139～ 142
之值。在上述条件下 ,待测组分的离子传输效率最高 ,离子强度最大 。碰撞诱导解离(CID)的碰撞能用
总碰撞能的百分数表示。总碰撞能由毛细管-过滤器区离子源 CID 、八极杆区CID和质量分析器 CID三
部分组成 。碰撞能太低不能有效产生子离子;碰撞能太高则降低离子传输效率和离子流强度 。实验中 ,
对于乌头碱和去氧乌头碱 ,选择CID为 25%～ 29%,脂类生物碱的CID选择为 35%～ 40%。
3.1.2　分析方式的选择　用乙醇做溶剂提取生物碱简单方便 ,并且难挥发物质不溶出 ,所以不会引起
电离抑制[ 7] 。通常 ,生物碱的质子亲和势较高 ,在电喷雾条件下容易形成质子化分子。在本文中分析生
物碱的混合物 ,利用质谱峰的相对丰度推测各生物碱的相对含量 。实验结果表明 ,克级样品经提取后稀
释100倍还可得到清晰的质谱图。
3.2　生物碱的 ESI-MS分析
图1是雪上一支蒿乙醇提取液的 ESI-MS 全谱 。由图 1可观察到 m z 365 、m z 527 、m z 554 、m z
570 、m z 586 、m z 604 、m z 646 、m z 842 、m z 866和 m z 868离子。m z 365 、m z 527分别为二糖和三
糖的钠离子化峰 ,提示二糖和三糖存在于雪上一支蒿中。如前文所述[ 8] , m z 646 、m z 842 、m z 866和
m z 868离子分别对应乌头碱 、8-O-棕榈酰苯甲酰乌头原碱 、8-O-亚油酰苯甲酰乌头原碱和 8-O-油酰苯
甲酰乌头原碱([M+H] +)。m z 604对应苯甲酰乌头原碱 , m z 586可能为脱乙酰乌头碱 , m z 554可
能为脱乙酰乌头碱的失甲醇产物 , m z 570对应脱乙酰去氧乌头碱 。在全谱中乌头碱的相对丰度很低 ,
说明炮制之后大部分乌头碱水解 ,脱乙酰乌头碱和苯甲酰乌头原碱等是乌头碱的主要水解产物。
图 1　雪上一支蒿乙醇提取液的电喷雾质谱图
Fig.1　Full-scan mass spectrogram of the ethanol extract of aconitum brachypodum
3.3　生物碱的 ESI-MS MS分析
在 ESI-MS MS谱中 ,乌头碱类二萜生物碱的 C8 位乙酰基或脂肪酰基以中性羧酸分子的形式丢失 ,
这作为特征断裂可用于识别 C8 位基团[ 8] ,检测到的子离子则可反映出母核的结构 。例如 ,在标准对照
品乌头碱(MH+)和雪上一支蒿乙醇提取液的 m z 646 、m z 842 、m z 866和 m z 868离子的串联质谱
中 , m z 586都是主要的碎片离子(数据未给出),为母体离子分别失去 60Da 、256Da 、280Da和 282Da 。
一级谱中各离子峰的丰度与其相对含量成正比 ,全谱上相对含量较低的生物碱的质子化分子离子
峰可能被强峰掩盖 ,限制了低含量组分的分析 ,而利用 ESI-MS MS则可分析这些生物碱 ,因为在一级谱
中丰度低的分子离子也可获得清晰可靠的串联质谱。例如 ,图 2a和图 2b分别是 m z 840和 m z 882离
子的 ESI-MS MS ,它们各丢失 254Da(棕榈油酸)和 296Da(十九碳 1烯酸)得到 m z 586离子 , 说明 m z
840和 m z 882离子分别对应 8-O-棕榈油酰苯甲酰乌头原碱和 8-O-十九-1烯酰苯甲酰乌头原碱 。如果
乌头碱的 C3 位OH被H 取代 ,将形成去氧乌头碱 。在雪上一支蒿中还发现了去氧乌头碱和以去氧乌头
碱为母核形成的脂碱 。例如 ,图 2c 和 2d 分别是 m z 630和 m z 826 离子的 ESI-MS MS , 子离子都是
m z 570 , 是母离子分别失去乙酸(60Da)和棕榈酸(256Da)的产物 ,由此可确定这两种生物碱。在图 1
中 m z 630的丰度很低 ,但其串联质谱图仍很清晰 ,这说明在全谱中丰度低的质谱峰也可以产生清晰的
串联质谱图 ,进一步表明了 ESI-MS MS选择离子分析的优势。雪上一支蒿中总脂类生物碱如表 1所示 。
140　　 分 析 化 学 第 31卷
图 2　雪上一支蒿中生物碱的电喷雾二级串联质谱
Fig.2 　Electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS) MS spectra of alkaloids in the aconitum
brachypodum
a.m z 840;b.m z 882;c.m z 630;d.m z 826。
表 1　雪上一支蒿中的脂类生物碱
Table 1　The lipo-alkaloids in the roots of aconitum brachypodum
脂类生物碱
Lipo-alkaloids 母离子[M+H]
+
Parent ion
丢失碎片
Neut ral loss
子离子
Daughter ion
8-O-棕榈油酰-苯甲酰去氧乌头原碱 8-O-pme-benzoyldeoxyaconine 824 254
8-O-棕榈酰-苯甲酰去氧乌头原碱 8-O-pal-benzoyldeoxyaconine 826 256
8-O-亚麻酰-苯甲酰去氧乌头原碱 8-O-linolen-benzoyldeoxyaconine 848 278
8-O-亚油酰-苯甲酰去氧乌头原碱 8-O-lino-benzoyldeoxyaconine 850 280 570
8-O-油酰-苯甲酰去氧乌头原碱 8-O-ole-benzoyldeoxyaconine 852 282
8-O-二十酰-苯甲酰去氧乌头原碱 8-O-arac-benzoyldeoxyaconine 882 312
8-O-棕榈油酰-苯甲酰乌头原碱 8-O-pme-benzoylaconine 840 254
8-O-棕榈酰-苯甲酰乌头原碱 8-O-pal-benzoylaconine 842 256 586
8-O-亚麻酰-苯甲酰乌头原碱 8-O-linolen-benzoylaconine 864 278
8-O-亚油酰-苯甲酰乌头原碱 8-O-lino-benzoylaconine 866 280
8-O-油酰-苯甲酰乌头原碱 8-O-ole-benzoylaconine 868 282
8-O-十九-2烯酰-苯甲酰乌头原碱 8-O-ndd-benzoylaconine 880 294
8-O-十九-1烯酰-苯甲酰乌头原碱 8-O-ndn-benzoylaconine 882 296
3.4　结论
利用电喷雾质谱直接分析二萜生物碱混合物 ,它们的二级串联质谱丢失中性脂肪酸的特征可以用
来推测其结构。乌头碱 、去氧乌头碱及它们的水解产物和脂碱衍生物存在于乌头属植物雪上一支蒿中。
质谱峰的丰度表明油酸 、棕榈酸和亚油酸等常见脂肪酸所对应的脂类生物碱相对含量较高 。而 C8 位为
棕榈油酰 、十九碳-1烯酰 、十九碳-2烯酰或二十酰的脂类生物碱含量较低 ,在乌头属其它植物中也尚未
见报道。
References
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141第 2期 王　勇等:雪上一支蒿中乌头碱类生物碱的电喷雾串联质谱分析 　　
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Analysis of Aconitum Alkaloids in the Roots of Aconitum Brachypudum by
Electrospray Ionization Mass Spectrometry
Wang Yong1 , 2 , Liu Shuying＊1 , Liu Zhiqiang＊1 , Song Fengrui1 , Jin Dongming1 ,3 , Liu Chunming
1(The New Drug Laboratory , Changchun Institute of Applied Chemistry , Chinese Academy of Sciences , Changchun 130022)
2(Department of Chemistry , Northeast Normal University , Changchun 130024)
3(Changchun Institute of Traditional Chinese Medicine , Changchun 130021)
Abstract　A rapid method was applied to analyze the ethanol extract of the roots of aconitum brachypodum by using
electrospray ionization tandem mass spectrometry (ESI-MS MS)directly.The information of molecular weight and
the furthermore information of structure were obtained from the complex system by ESI-MS MS.19 kinds of
Aconitum alkaloids including aconitine , deoxyaconitine , the hydrolysis products of them and lipo-alkaloids were
found , in which lipo-alkaloids are firstly reported in this particular plant.
Keywords　Aconitum brachypodum , electrospray ionization tandem mass spectrometry , aconitum alkaloids , lipo-
alkaloids
(Received 1 March 2002;accepted 4 July 2002)
全国地球化学分析学术报告会
和 X射线光谱分析研讨会征文通知
　　为促进我国分析技术 ,特别是地球化学分析技术的学术交流 , 增进分析化学家们的互相了解 , 推动分析测试技术的
进步 ,中国地质学会拟于 2003 年 5 月在北京召开全国地球化学分析学术报告会和 X射线光谱分析研讨会。
会议将重点邀请国内外知名专家和学者 ,对分析科学及相关领域的研究进展进行评述 ,报告最新研究成果。同时亦
热忱欢迎广大分析工作者和专家投稿 、参会并交流经验。对有价值的论文 ,将由《岩矿测试》杂志择优发表。
全国地球化学分析学术报告会主要内容包括:(1)各种分析测试技术的进展与评述;(2)地质样品中的主 、次 、痕量元
素分析方法研究;(3)同位素地球化学研究;(4)有机与形态地球化学分析;(5)环境地球化学分析;(6)大陆科学钻探与现
场分析技术;(7)信息与计算机技术。
X射线光谱分析研讨会主要内容包括:(1)X射线探测技术的最新发展 、原理与应用;(2)偏振 X 射线荧光分析技术;
(3)常规能量色散XRF技术的现状 、应用与局限;(4)小型与原位X射线荧光分析仪研制进展;(5)微束X 射线荧光分析技
术;(6)基体校正与化学计量学研究现状;(7)样品制备技术;(8)XRF应用:文物考古 、生物医学 、环境等。会议由中国地
质学会岩矿测试专业委员会和国家地质实验测试中心承办。对做主题发言的国内外知名专家的报告题目与安排将在以
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传真:010-68352872　　电话:010-68995793　　地址:北京百万庄大街 26 号 国家地质实验测试中心
中国地质学会
2002 年 12 月 12日
142　　 分 析 化 学 第 31卷