郭 智,彭 冰,李宗陽,潘瑞樂*
1中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)學院藥用植物研究所,北京 100193;2 首都醫(yī)科大學附屬北京中醫(yī)醫(yī)院 北京 100010
柴胡為臨床的常用中藥,其原植物為傘形科柴胡屬植物北柴胡Bupleurum chinense DC.或狹葉柴胡Bupleurum scorzonerifolium Wild 的干燥根,具有疏散退熱、疏肝解郁、升陽舉陷之功效[1]。研究表明柴胡皂苷a 和柴胡皂苷d 是柴胡藥材中含量高、活性好的兩個主要成分,《中國藥典》(2010 版)記載柴胡藥材質量標準以柴胡皂苷a 和柴胡皂苷d 作為定性定量的控制指標。文獻[2-4]指出柴胡皂苷a、d 結構含有醚鍵,遇酸或受熱不穩(wěn)定,因此測定柴胡皂苷a、d 含量時建議采用低溫提取并加入少量堿水。本課題組前期在測定某柴胡制劑中柴胡皂苷a 和柴胡皂苷d 的含量時,發(fā)現(xiàn)制劑中柴胡皂苷d 未能檢出,柴胡皂苷a 的含量下降了很多。相同藥材采用甲醇低溫提取時柴胡皂苷a、d 具有較高的含量;但采用水煮提取時,發(fā)現(xiàn)水提液呈酸性,柴胡皂苷a 和柴胡皂苷d 均發(fā)生了不同程度的變化。柴胡作為臨床常用中藥,湯劑及中成藥制劑中使用很多,且大多以水煎煮法提取。以水作溶劑加熱提取柴胡藥材時,柴胡皂苷a、d 如何變化、變化成何種化合物及變化程度未見有文獻報道。本研究利用高靈敏度的UPLCQTof-MS 對不同提取條件柴胡藥材柴胡皂苷a 和柴胡皂苷d 的變化進行定性研究,以期找到柴胡藥材和制劑質量控制的合理指標。
Acquity UPLC I-class 超高效液相系統(tǒng)(沃特世),Xervo G2 QTof 質譜系統(tǒng)(沃特世),Acquity 工作站(沃特世),Masslynx4.1 工作站(沃特世);Integral 3 Milli-Q 超純水系統(tǒng)(默克密理博);MS105 DU電子分析天平(梅特勒);N1100 旋轉蒸發(fā)儀(東京理化);KQ-250B 超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)。Optima LC/MS 乙腈(賽默飛),HPLC 甲醇(賽默飛)。提取用乙醇為分析純(北京化工廠),提取用水為市售Wahaha 純凈水。
柴胡皂苷a(SSa)、柴胡皂苷d(SSd)標準品由中國藥品生物制品鑒定所提供,批號分別為110777-200406、110778- 200506;柴胡皂苷b1(SSb1)標準品由成都曼斯特生物科技有限公司提供,批號為MUST-13 091109;柴胡皂苷b2(SSb2)標準品由天津馬克生物技術有限公司提供,批號為2012-1205。柴胡樣品采自甘肅隴西縣,經(jīng)張本剛教授鑒定為植物銀州柴胡B.yinchowense 的干燥根。樣品標本存于中國醫(yī)學科學院藥用植物研究所標本館。
1.2.1 色譜條件
色譜柱:Acquity UPLC BEH C18(2.1 mm ×50 mm,1.7 μm);保護柱:VanGuand BEH C18(2.1 mm×5 mm,1.7 μm),流動相:A 為乙腈,B 為0.01%甲酸水溶液,梯度洗脫程序:0~2 min,10%~30% A;2~9 min,30%~38% A;9~11 min,38%~50% A;11~12 min,50%~100% A;12~13.5 min,100%A;13.5~13.51 min,100%~10% A;13.51~15 min,10% A;流速:0.45 mL/min;進樣量:1 μL;柱溫35 ℃。
1.2.2 質譜條件
負離子,MSe模式;檢測范圍100~1500 Da;毛細管電壓:3 kV,錐孔電壓:45 V,裂解電壓:45~55 V;錐孔氣流量:50 L/h;脫溶劑氣流量:800 L/h;源溫:100 ℃;脫溶劑氣溫度350 ℃;準確質量測定采用亮氨酸-腦啡肽(Leucine-Enkephalin,m/z=554.2615)溶液做為質量鎖定溶液。
在以上條件下,四種柴胡皂苷均能達到基線分離,質譜信號響應良好。
分別精密稱定柴胡皂苷a、d、b1、b2分別為2.38、2.52、1.93、2.43 mg,使用色譜甲醇定容于2 mL 容量瓶得到對照品儲備液。精確吸取儲備液100 μL 于25 mL 容量瓶,色譜甲醇定容后吸取2.0 mL,使用0.22 μm 微孔濾膜過濾,棄去初濾液,取續(xù)濾液,分別得SSa、SSd、SSb1、SSb2對照品工作液。
1.4.1 提取方法設計
選擇溫度(30 ℃和100 ℃)、溶劑(水和乙醇)、酸堿度(酸性、中性和堿性)作為考查因素,設計不同的提取方法,見表1。
表1 柴胡提取方法設計Table 1 Different extraction conditions of saikosaponin a and saikosaponin d
1.4.2 制備流程
精密稱定柴胡藥材粉末(40 目)1.00 g,置于50 mL 梨形瓶中,精確加入25 mL 提取液,分別按照表2 設計的方法提取。各提取液過濾,濾渣用少量相同提取液潤洗兩次,合并濾液,減壓回收至干,殘渣加入色譜純甲醇使其充分溶解,定溶于25 mL 容量瓶,搖勻。分析前用0.22 μm 微孔濾膜過濾,棄去初濾液,取續(xù)濾液,既得供試品溶液,編號按表1 順序為1~12。
SSa、SSd、SSb1、SSb2屬于同分異構體,在此分析條件下,SSa、SSd、SSb1、SSb2的色譜保留時間分別為6.56、10.37、8.26、6.84 min 對照品的總離子流色譜圖見圖1;ESI 離子源負離子模式下,它們具有基本相同的一級質譜,基峰為[M-H +HCOOH]ˉ(m/z=825.4635);二級質譜主要的碎片峰有:[M-H]ˉ(m/z=779.4594),[M-H-Glc]ˉ(m/z=617.4050),[MH-Glc-Fuc-]ˉ(m/z=471.3469),SSb1和SSb2還有[M-H-Glc-Fuc-CH2OH]ˉ(m/z=423.2360)。
圖1 對照品SSa、SSd、SSb1、SSb2的結構式和總離子流色譜圖Fig.1 Chemical structures and total ion chromatograms of SSa,SSd,SSb1,SSb2standards
不同提取方法柴胡樣品1~12 的UPLC-QTof-MS 色譜圖見圖2。
圖2 中樣品1~4 為酸性條件下提取的柴胡樣品的UPLC-MS 色譜圖。由圖可知,四個樣品均未檢測出柴胡皂苷a(保留時間為6.56 min)、d(保留時間為10.37 min)。在常溫酸性條件下提取的樣品1和2 中檢測到柴胡皂苷b1(保留時間為8.26 min)和柴胡皂苷b2(保留時間為6.84 min)。以水為溶劑,加酸加熱回流條件提取的樣品3 中,柴胡皂苷a、d、b1、b2均未檢測出,在此條件下柴胡皂苷發(fā)生酸水解;以乙醇作溶劑,加酸加熱回流提取的樣品4中,可檢測到脫去兩分子糖的苷元加甲酸峰(m/z:517.3536)。
圖2 中樣品5~8 為中性條件下提取的柴胡樣品的UPLC-MS 色譜圖。由圖可知,四個樣品中均有柴胡皂苷a、d 檢出。其中水、醇常溫提取和醇加熱提取的樣品5、6、8 檢測到柴胡皂苷a、d 為大量成分,基本無柴胡皂苷b1檢出,有少量柴胡皂苷b2檢出。由樣品6 中小量柴胡皂苷b2的檢出推測柴胡生藥中也含有少量柴胡皂苷b2。水加熱提取的樣品7 中柴胡除有柴胡皂苷a、d 檢出外,還有較大量的柴胡皂苷b2檢出,測定其提取液的pH 值由中性轉變?yōu)樗嵝?pH=4),由于酸性條件部分柴胡皂苷d 水解開環(huán)生成柴胡皂苷b2。
圖2 中樣品9~12 為堿性條件下提取的柴胡樣品的UPLC-MS 色譜圖。由圖可知,四個樣品中柴胡皂苷a、d 均為大量成分,無柴胡皂苷b1檢出,四個樣品均有小量柴胡皂苷b2檢出。加入堿可以抑制柴胡皂苷a、d 的水解開環(huán)。
對1~12 號樣品色譜圖進行積分,以SSa、SSd、SSb1、SSb2的最大峰面積為基峰(100%)分別計算相對含量,圖3 為1~12 號樣品柴胡皂苷a、b1相對含量。
圖2 樣品1~12 以核質比825.46 ±0.1Da 提取離子流色譜圖Fig.2 Extracted ion chromatograms (825.46 ±0.1Da)of sample1-12
圖4 為1-12 號樣品柴胡皂苷d、b2相對含量。
圖3 樣品1-12 號柴胡皂苷a、b1相對含量Fig.3 Relative contents of saikosaponin a,b1of sample 1-12
圖4 樣品1~12 號柴胡皂苷d、b2相對含量Fig.4 Relative contents of saikosaponin d,b2of sample 1-12
柴胡皂苷紫外吸收很弱或無紫外吸收,傳統(tǒng)對柴胡皂苷的測定選擇紫外檢測器,使用210 nm 作為檢測波長[5,6],但存在吸收較弱和干擾較多的問題。本研究選擇飛行時間質譜(Q-Tof)作為檢測器,解決了以上問題。同時可以給出碎片精確的分子量,有助于對化合物結構變化的跟蹤和解析。前期實驗通過比較正離子、負離子兩種模式,發(fā)現(xiàn)負離子模式色譜峰型優(yōu)于正離子模式,雜峰較少,故選擇負離子模式。而超高效液相系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的高效液相系統(tǒng)能顯著的縮短分析時間,提高分析效率。
本研究表明在酸性條件提取時,柴胡皂苷a 和柴胡皂苷d 全部轉化。常溫時柴胡皂苷a 轉化為柴胡皂苷b1,柴胡皂苷d 轉化為b2;加熱時柴胡皂苷a 和柴胡皂苷d 發(fā)生糖苷鍵酸水解。在中性常溫條件提取時,柴胡皂苷a、d 比較穩(wěn)定,但以水作溶劑加熱時,柴胡皂苷d 轉化為柴胡皂苷b2。在弱堿性條件下,柴胡皂苷a 和柴胡皂苷d 均比較穩(wěn)定,但四個樣品仍有極小量的柴胡皂苷b2檢出,但未有柴胡皂苷b1,說明柴胡皂苷b2可能是柴胡中天然存在的。
由于水作溶劑加熱提取柴胡時,柴胡皂苷a、d 不穩(wěn)定,并且隨著加熱時間的延長,柴胡皂苷a、d 會逐漸水解開環(huán)生成柴胡皂苷b1、b2。柴胡制劑多數(shù)以水加熱提取,因此,柴胡制劑質量控制的指標若仍以柴胡皂苷a、d 作為指標是不科學的。柴胡制劑的質量控制建議綜合考慮柴胡皂苷a、d、b1、b2總量來控制。
1 Chinese Pharmacopoeia Commission (國家藥典委員會).Pharmacopoeia of the People’s Republic of China (中華人民共和國藥典).Beijing:China Medical Science Press,2010.Vol I,263-264.
2 Bao Y,Li C,Shen H,et al.Determination of saikosaponin derivatives in Radix bupleuri and in pharmaceuticals of the chinese multiherb remedy xiaochaihu-tang using liquid chromatographic tandem mass spectrometry.Anal Chem,2004,76:4208-4216.
3 Liu MX(劉密新),Wu ZP(吳筑平),Yang CD(楊成對),et al.Study on saikosaponin A and D in a Chinese traditional medicine by LC/MS.J Chin Mass Spectro Soc(質譜學報),2000,21:77-78.
4 Shimizu K,Amagaya S,Ogihara Y.Structural transformation of saikosaponins by gastric juice and intestinal flora.J Pharmacobiodyn,1985,8:718-725.
5 Huang S(黃帥),Ma M(馬淼),Huang QQ(黃倩倩),et al.一測多評法同步測定柴胡藥材中3 種皂苷的含量.Lishizhen Med Mater Med Res(時珍國醫(yī)國藥),2010,4:838-840.
6 Fu Y(符穎),Zhu ZJ(朱占軍),Huang S(黃帥),et al.Determination of five saikosaponins in Bupleurum yinchowense by HPLC.Nat Prod Res Dev(天然產(chǎn)物研究與開發(fā)),2011,3:494-497.