張朝輝+谷陟欣+劉婧靖+陳應莊+陳波+馬銘
摘 要 采用直噴離子化質(zhì)譜技術(shù),通過對關(guān)木通的敞開式質(zhì)譜輪廓分析,對關(guān)木通和其它兩種木通(木通、川木通)進行了快速鑒別,建立了關(guān)木通中木蘭花堿的快速測定方法。結(jié)果表明,可以利用標志性成分木蘭花堿對馬兜鈴科關(guān)木通進行鑒別; 同時,在正離子模式下,以荷葉堿為內(nèi)標,木蘭花堿與內(nèi)標的信號強度比與木蘭花堿標準溶液的濃度,在0.50~20.00 mg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,相關(guān)系數(shù)為0.9989,檢出限為0.1 mg/L。 本方法簡單、快速、無需樣品前處理,可用于有毒藥材關(guān)木通的直接、原位、快速分析和鑒定。本研究結(jié)果對木通中藥材的質(zhì)量控制具有重要參考價值。
關(guān)鍵詞 直噴離子化質(zhì)譜; 關(guān)木通; 木蘭花堿; 馬兜鈴酸A
1 引 言
木通為常用中藥,可分為木通、川木通與關(guān)木通,歷史上三者被允許混用。雖然傳統(tǒng)上它們統(tǒng)稱為木通,但三者來源不同,木通屬于木通科,川木通屬于毛茛科,關(guān)木通屬于馬兜鈴科[1]。丁林生等[2,3]對關(guān)木通的化學成分進行研究,發(fā)現(xiàn)其含馬兜鈴酸和木蘭花堿等成分。關(guān)木通中含有的馬兜鈴酸A會引起人體腎臟損害,屬“有毒”類中藥,已于2003年被取消了用藥標準。但由于歷史遺留問題以及木通資源短缺等原因,關(guān)木通在市場上作為木通、川木通的替代品的現(xiàn)象屢禁不止。因此,建立一種快速、簡單的關(guān)木通、木通和川木通的鑒別方法至關(guān)重要。
傳統(tǒng)的鑒別木通方法主要是根據(jù)3種藥材外觀性狀的異同,依靠經(jīng)驗進行區(qū)分,鑒別結(jié)果不夠準確。謝麗莎等[4]利用紫外光譜組法對3種木通進行了鑒別,但是它們的紫外吸收光譜很接近,需先求得吸光系數(shù)再根據(jù)吸光系數(shù)的差異進行鑒別; 李睿等[5]采用近紅外漫反射光譜法對3種木通進行了鑒別,但該方法需要經(jīng)二階導數(shù)處理后建立聚類分析模型; 孫萍等[6]利用LC-MS技術(shù)對3種木通進行了鑒定,但需要經(jīng)過繁瑣的樣品前處理過程,有機溶劑消耗大、操作繁瑣費時。
敞開式質(zhì)譜技術(shù)作為一種快速分析技術(shù),具有無需或僅需簡單的樣品前處理、可實現(xiàn)樣品原位分析等優(yōu)點[7~9]。自2004年Cooks等[10]提出該技術(shù)以來,得到了迅速發(fā)展。直噴離子化技術(shù)是敞開式質(zhì)譜技術(shù)的一種,由于它具有簡單、易操作、溶劑消耗少等特點,近年來被廣泛應用于環(huán)境、食品、藥品及公共安全等領(lǐng)域[11~13]。然而,利用直噴離子化技術(shù)直接鑒別3種木通的研究還未見文獻報道。
本研究采用直噴離子化質(zhì)譜技術(shù),通過對關(guān)木通的敞開式質(zhì)譜輪廓進行分析,提出了將木蘭花堿作為關(guān)木通標志性成分進行鑒別的方法,并采用荷葉堿作為內(nèi)標,對關(guān)木通中的木蘭花堿含量進行了半定量測定。本方法簡單、快速、靈敏,對木通的真?zhèn)舞b別,尤其是有毒中藥材關(guān)木通的鑒別具有重要意義。
2 實驗部分
2.1 儀器與試劑
Thermo Finnigan-LCQ離子阱質(zhì)譜,配LCQ-tune工作站(英國菲尼根公司); 高壓直流電源(天津東文高壓電源有限公司); LC-20AT 高效液相色譜儀(日本島津公司); 高速萬能粉碎機(北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司); KQ3200E型超聲波發(fā)生器(昆山市超聲儀器有限公司); 噴霧濾紙購買于沃特曼公司。
馬兜鈴酸A和荷葉堿對照品(中國藥品生物制品檢定所); 木蘭花堿對照品(上海源葉生物科技有限公司); 甲醇為色譜純,其它試劑均為分析純,購于國藥集團; 實驗用水為二次蒸餾水。木通科木通、毛茛科川木通、馬兜鈴科關(guān)木通等藥材均由九芝堂藥學專家提供并進行鑒定。
2.2 質(zhì)譜條件
實驗采用ESI離子源正離子模式,掃描范圍m/z 100~1000; 無需氣體; 噴霧電壓:+3.50 kV; 毛細管錐孔電壓:10 V; 源溫度:250℃。二級質(zhì)譜碰撞能量:30%。
2.3 實驗方法
直噴離子化技術(shù)主要在一個三角形濾紙(或其他小尖端物體)上進行:少量樣品被提前加在濾紙(或其它小尖端物品)上,再用少量溶劑濕潤樣品載體或樣品本身,施加高壓,此時樣品被離子化,進入質(zhì)譜儀。此技術(shù)分為樣品裝載、分離、離子化3個過程。直噴離子化示意圖如圖1。為了保證結(jié)果的重現(xiàn)性和準確性,濾紙或樣品尖端距質(zhì)譜入口的距離固定在5~10 mm左右。實驗中,液體樣品的進樣采用紙噴霧方式,固體樣品的進樣采用直接噴霧方式。
2.4 木蘭花堿紙噴霧半定量分析
標準曲線的繪制:采用荷葉堿作為內(nèi)標,以木蘭花堿與荷葉堿的信號強度比作為縱坐標,木蘭花堿標準溶液的濃度作為橫坐標建立標準曲線。木蘭花堿的系列標準溶液濃度分別為0.50、1.00、5.00、10.00和20.00 mg/L,內(nèi)標荷葉堿的含量均為4 mg/L。用沃特曼濾紙做載體,取15 μL混合標準溶液進行噴霧分析。
樣品溶液的處理:稱取關(guān)木通藥材粉末0.4 g, 加入20.00 mL無水乙醇(含冰乙酸0.50 mL),浸泡0.5 h,超聲提取0.5 h,2000 r/min離心15 min,取上清液,加入計算量的內(nèi)標溶液,最后用甲醇稀釋至20 mL(內(nèi)標荷葉堿的含量為4 mg/L)。
3 結(jié)果與討論
3.1 木通、川木通與關(guān)木通藥材直接噴霧分析
在2.2節(jié)質(zhì)譜條件下,對3種木通藥材進行了直接噴霧和一級全掃描質(zhì)譜分析(圖2)。由圖2可知,在關(guān)木通的質(zhì)譜中可以明顯觀測到m/z 342.08強峰,而木通、川木通在上述特征峰位置均無相應的峰出現(xiàn)。
3.2 關(guān)木通的特征峰分析
3.2.1 標準溶液紙噴霧分析 根據(jù)關(guān)木通中特征峰m/z 342.08的信息,推測此特征峰可能為馬兜鈴酸A (C17H11NO7,分子量341.27 )或木蘭花堿(C20H24NO+4,分子量342.41)。為此,在同樣質(zhì)譜條件下,對兩種物質(zhì)的標準溶液進行了紙噴霧質(zhì)譜分析。由圖3B可知,馬兜鈴酸A一級質(zhì)譜主要質(zhì)譜峰為[M+NH4]+(m/z 358.95)離子、[2M+NH4]+(m/z 699.76)離子和[2M+Na]+(m/z 704.83)離子,其中[2M+Na]+離子為基峰,在m/z 342處沒有相應的分子離子峰,此結(jié)果與文獻報道吻合[14] 。而木蘭花堿的一級質(zhì)譜在m/z 342處有很強的峰 (圖3A)。
3.2.2 m/z 342紙噴霧二級質(zhì)譜分析 為了進一步驗證關(guān)木通中的m/z 342峰的歸屬,對關(guān)木通提取液和木蘭花堿標準溶液中m/z 342峰進行了紙噴霧二級質(zhì)譜分析。由圖4可知,兩者的碎片幾乎完全一樣,各碎片離子的相對豐度也基本一致,且都以m/z 297.07為基峰,由此可以證明,關(guān)木通藥材中的m/z 342.08峰確為木蘭花堿。
3.2.3 關(guān)木通中馬兜鈴酸A和木蘭花堿成分的液相色譜分析 為了驗證關(guān)木通中的馬兜鈴酸A和木蘭花堿成分,同時利用液相色譜進行了結(jié)果驗證,結(jié)果見圖5。比較標準溶液和提取液的液相色譜分析結(jié)果及各峰相應的紫外圖譜可知,關(guān)木通中確實存在馬兜鈴酸A和木蘭花堿成分。
然而,關(guān)木通的敞開式質(zhì)譜直噴測定結(jié)果中,并沒有發(fā)現(xiàn)馬兜鈴酸A的特征離子,究其原因,馬兜鈴酸A加合離子多,敞開式質(zhì)譜響應靈敏度較低。另一方面,從木蘭花堿(5 mg/L)和馬兜鈴酸A(10 mg/L)混合標準溶液的一級質(zhì)譜圖(圖6)可見,木蘭花堿的存在干擾了馬兜鈴酸A的響應。
由于木蘭花堿的質(zhì)譜響應好,壓低了馬兜鈴酸A的信號,從譜圖上只能見到木蘭花堿的峰,而見不到馬兜鈴酸A的峰。由此可見,利用馬兜鈴酸A難以進行關(guān)木通的鑒定,相反,采用響應信號好的木蘭花堿進行鑒別,可以獲得更可靠的關(guān)木通鑒定結(jié)果。
3.3 關(guān)木通中木蘭花堿的半定量分析
因馬兜鈴酸A和木蘭花堿分子量相近,紫外響應也很接近,相互干擾測定。采用敞開式質(zhì)譜分析方法,可以去除關(guān)木通中馬兜鈴酸A的干擾,對其中的木蘭花堿進行半定量測定。以荷葉堿為內(nèi)標,以木蘭花堿與內(nèi)標的信號強度比為縱坐標,木蘭花堿標準溶液的濃度為橫坐標建立線性關(guān)系,在 0.50~20.00 mg/L范圍內(nèi)測得兩者線性相關(guān),相關(guān)系數(shù)達到0.9989,檢出限為0.1 mg/L,對1.00、5.00和10.00 mg/L 3個濃度水平的木蘭花堿平行測定,測得木蘭花堿濃度的RSD<5%。
按照2.4節(jié)進行樣品處理,平行6次,測得關(guān)木通提取液中木蘭花堿的平均含量為984.3 μg/g,RSD為4.7%。說明本方法可用作關(guān)木通中木蘭花堿半定量分析的依據(jù)。本方法在無需樣品預處理的情況下,能夠根據(jù)木蘭花堿快速鑒別關(guān)木通,并且檢測結(jié)果穩(wěn)定,具有較好的重復性。
4 結(jié) 論
采用直噴離子化質(zhì)譜檢測技術(shù),在無需樣品預處理的前提下,通過對關(guān)木通藥材進行直噴分析,分析了其中馬兜鈴酸A和木蘭花堿的敞開式質(zhì)譜,獲得了其正離子模式下的指紋圖譜,找出了其中的標志性成分木蘭花堿,建立了快速檢測關(guān)木通中木蘭花堿的半定量分析方法,可成功應用于有毒藥材關(guān)木通與木通、川木通的鑒別。本方法簡單、快速、準確,為中藥材的質(zhì)量控制提供了參考。
References
1 ZHOU Juan-Juan, PAN Jin-Huo. Her. Med., 2009, 28(5): 620-622
周娟娟, 潘金火. 醫(yī)藥導報, 2009, 28(5): 620-622
2 LIU Yang-Qing, ZHAO Hui-Hui, HOU Na, ZHAO Ping. Chinese J. Anal.Chem., 2006, 34(S1): 161-164
劉養(yǎng)清, 趙慧輝, 侯 娜, 趙 平. 分析化學, 2006, 34(S1): 161-164
3 SHANG Ming-Ying, LI Jun, HU Bo, YANG Shan, LI Chang-Ling, ZHENG Jun-Hua. Chinese Tradit. Herbal Drugs, 2000, 31(12): 899-900
尚明英, 李 軍, 胡 波, 楊 珊, 李長齡, 鄭俊華. 中草藥, 2000, 31(12): 899-900
4 XIE Li-Sha, TAN Yuan-Feng. Shanghai J.Tradit. Chinese Med., 2004, 38 (9): 58-59
謝麗莎, 談遠峰. 上海中醫(yī)藥雜志, 2004, 38 (9): 58-59
5 LI Rui, FAN Xia-Lei, ZHOU Xiao-Hua, FENG You-Long. Chinese J. Pharmaceut., 2011, 42 (12): 933-936
李 睿, 樊夏雷, 周小華, 馮有龍. 中國醫(yī)藥工業(yè)雜志, 2011, 42 (12 ): 933-936
6 SUN Ping, LUO Guo-An. J. Chinese Med. Mat., 2004, 27(12): 898-901
孫 萍, 羅國安. 中藥材, 2004, 27(12): 898-901
7 CHEN Huan-Wen, HU Bin, ZHANG Xie. Chinese J. Anal.Chem., 2010, 38(8): 1069-1088
陳煥文, 胡 斌, 張 燮. 分析化學, 2010, 38(8): 1069-1088
8 FENG Bao-Sheng, BAI Yu, LIU Hu-Wei. University Chem., 2013, 28(4): 1-8
馮鮑盛, 白 玉, 劉虎威. 大學化學, 2013, 28(4): 1-8
9 Feng B S, Zhang J L, Chang C L, Li L P, Li M, Xiong X C, Guo C G, Tang F, Bai Y, Liu H W. Anal. Chem., 2014, 86 (9): 4164-4169
10 Takals Z, Wiseman J M, Gologan B, Cooks R G. Science, 2004, 306(15): 47l-473
11 Chan S L F, Wong M Y M, Tang H W, Che C M, Ng K M. Rapid Commun. Mass Spectrom., 2011, 25(19): 2837-2843
12 Malaj N, Ouyang Z, Sindonaa G, Cooks R G. Anal. Methods, 2012, 4(7): 1913-1919
13 LUO Li-Ping, WANG Jiang, ZHANG Wen-Jun, DAI Xi-Mo, FANG Xiao-Wei, ZHANG Xi, LIU Ya-Li, CHENG Huan-Wen. Chinese J.Anal.Chem., 2013, 41(7): 1050-1056
羅麗萍, 王 姜, 章文軍, 戴喜末, 方小偉, 張 茜, 劉亞麗, 陳煥文. 分析化學, 2013, 41(7): 1050-1056
14 Yuan J B, Liu Q, Wei G B, Tang F, Ding L, Yao S Z. Rapid Commun. Mass Spectrom., 2007, 21(14): 2332-2342