張玥輝,薄穎異,王文全,,4,常冠華,王文地,崔潔,侯俊玲,4,譚衛(wèi)忠
(1.北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院,北京 102488;2.天津市寶坻區(qū)人民醫(yī)院藥劑科,天津 301800;3.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院藥用植物研究所,北京 100193;4.中藥材規(guī)范化生產(chǎn)教育部工程研究中心,北京102488;5.國藥控股濟(jì)南有限公司,濟(jì)南 250100)
甘草地上部分為豆科植物甘草Glycyrrhiza uralensis Fisch.、脹果甘草 Glycyrrhiza inflata Bat.或光果甘草Glycyrrhiza glabra L.的干燥根和根莖[1]。甘草在中醫(yī)藥中使用非常廣泛,在中國進(jìn)行了大量廣泛的栽培種植。甘草地上部分作為非傳統(tǒng)藥用部位,目前主要做飼料用或焚燒處理,并沒有很好的加以開發(fā)利用。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),其提取物對前列腺炎有一定的治療作用[2],其乙醇提取物有較好的抗氧化能力[3]。
高效液相色譜二級質(zhì)譜(HPLC-MS/MS)技術(shù)作為一種物質(zhì)分析手段,同時發(fā)揮了液相的高分離度和質(zhì)譜的高靈敏度和強(qiáng)定性專屬性的特點(diǎn),在藥學(xué)研究、食品安全等各種領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用[4-5]。在近年針對甘草地上部分的成分鑒定和分離等研究中,HPLC-MS/MS技術(shù)也發(fā)揮了重要的作用[6-7]。本實(shí)驗(yàn)使用HPLC-MS/MS技術(shù),對甘草地上部分不同提取方法制備的提取產(chǎn)物的化學(xué)組成進(jìn)行了分析鑒定。同時通過查閱文獻(xiàn),對其中部分物質(zhì)的藥理活性進(jìn)行了梳理總結(jié),以便有效指導(dǎo)下一步的分離富集工藝優(yōu)化研究。
1.1 儀器 Waters Acquity Xevo G2 QTof質(zhì)譜;Waters Acquity超高效液相系統(tǒng);超臨界萃?。ū本┗ぜ瘓F(tuán));電子調(diào)溫電熱套(天津泰斯特儀器有限公司)。
1.2 試藥 水(娃哈哈集團(tuán)有限公司);乙醇(分析純,北京化工廠);甲酸(色譜純,F(xiàn)isher Scientific);乙腈(色譜純,F(xiàn)isher Scientific);
1.3 材料 甘草地上部分樣品2018年9月采集于甘肅省酒泉市瓜州縣河?xùn)|鄉(xiāng),經(jīng)北京中醫(yī)藥大學(xué)王文全教授鑒定為甘草Glycyrrhiza uralensis Fisch.的地上部分,陰干,粉碎,過40目篩,備用。
2.1 樣品制備方法
2.1.1 水提物制備方法 取甘草地上部分粉末,用去離子水回流提取,料液比1∶6,提取時間90 min,提取兩次。提取液干燥,得到水提物。
2.1.2 醇提物制備方法 取甘草地上部分粉末,用70%乙醇回流提取,料液比1∶6,提取時間90 min,提取兩次。提取液干燥,得到醇提物。
2.1.3 CO2超臨界萃取物制備方法 取甘草地上部分粉末,無水乙醇作夾帶劑,液料比15%,提取時間90 min,提取兩次。28 kPa,50℃,CO2流量 12 kg/h萃取,6 kPa,46.8℃分離。過濾,合并濾液,干燥,得到CO2超臨界萃取物。
2.2 HPLC分析檢測方法Agilent SB-C18(4.6 mm×250 mm,5 μm);流動相:以乙腈-0.5%甲酸水為流動相,(乙腈:0~5 min,10%~15%;5~25 min,15%~35%;25~40 min,35%~60%;40~50 min,60%~85%);體積流量為 1.0 mL/min;柱溫:30 ℃;進(jìn)樣量 10 μL;檢測波長為280 nm。
2.3 質(zhì)譜檢測分析方法 電噴霧離子(ESI-)源,源溫度為100℃,脫溶溫度400℃,毛細(xì)管電壓2.5 kV,提取器電壓為40 V,錐孔氣體流量為為50 L/h,脫溶氣體流量為800 L/h,質(zhì)量掃描范圍為m/z 100~1500。
3.1 水提物主要成分分析 經(jīng)過高效液相色譜-四極桿飛行時間質(zhì)譜(HPLC-Q-TOF/MS)分析,HPLC色譜圖(上)及總離子流圖(下),見圖1。具體數(shù)據(jù),見表1。共定性9個化合物,其中5個黃酮醇苷類化合物,3個黃酮苷類化合物,1個異黃酮苷類化合物。
圖1 水提物HPLC圖(上)及總離子流圖(下)
表1 水提物質(zhì)譜信息
3.2 醇提物主要成分分析 經(jīng)過高效液相色譜-四極桿飛行時間質(zhì)譜(HPLC-Q-TOF-MS)分析,HPLC色譜圖(上)及總離子流圖(下),見圖2。具體數(shù)據(jù),見表2。共定性14個化合物,其中兩個黃酮醇苷類化合物,兩個黃酮類化合物,兩個二氫黃酮類化合物,兩個異戊烯基黃酮醇類化合物,兩個二氫芪類化合物等。
圖2 醇提物HPLC圖(上)及總離子流圖(下)
表2 醇提物質(zhì)譜信息
3.3 CO2超臨界萃取物主要成分分析 經(jīng)過HPLC-Q-TOF-MS)分析,HPLC色譜圖(上)及總離子流圖(下)如圖3。具體數(shù)據(jù),見表3。共定性10個化合物,其中兩個黃酮類化合物,兩個二氫黃酮類化合物,1個查爾酮類化合物,4個異戊烯基黃酮醇類化合物,1個二氫芪類化合物等。
圖3 CO2超臨界萃取物HPLC圖(上)及總離子流圖(下)
表3 CO2超臨界萃取物質(zhì)譜信息
本實(shí)驗(yàn)通過對二級質(zhì)譜碎片圖譜的分析,及查閱對比文獻(xiàn),對目前已報(bào)道的甘草地上部分黃酮類成分進(jìn)行了分析定性。并根據(jù)所得信息分析了各提取物中有代表性的物質(zhì)的裂解過程。
夏佛塔苷的一級質(zhì)譜中,m/z 563為它的[M-H]-,其主要特征離子為:m/z443(己糖 0-2,120)、473(己糖0-3,90)、353(120+90)、383(120+60)和 503(60)[12]。見圖4。
圖4 夏佛塔苷裂解規(guī)律
槲皮素-3-O-葡萄糖苷糖鏈主要以均裂的方式脫去,一級質(zhì)譜中,m/z 463為它的[M-H]-,脫去m/z 163葡萄糖(C6H11O5)產(chǎn)生的m/z 300的相對強(qiáng)度強(qiáng)于m/z 301,還可以觀察到m/z 271[11]。見圖5。
圖5 槲皮素-3-O-葡萄糖苷裂解規(guī)律
烏拉爾寧的一級質(zhì)譜中,m/z 355為它的[M-H]-,其主要特征離子有:m/z300(M-C4H8),m/z204(1,3B),m/z179(M-B),m/z148(204-C4H8),m/z107(0,4A-)[49]。見圖6。
圖6 烏拉爾寧裂解規(guī)律
本研究中發(fā)現(xiàn),甘草地上部分主要含有以黃酮類物質(zhì)為主的各種成分。通過水提取、乙醇提取和CO2超臨界萃取的方法,獲得了3種不同的提取物。水提物中含有的物質(zhì)極性較大,其中主要含有黃酮(醇)苷類物質(zhì)。醇提物極性相對較小,其中主要含有黃酮(醇)苷元類物質(zhì)。醇提物和水提物中含有相同的2種物質(zhì),其余物質(zhì)均不同。CO2超臨界萃取物的極性最小,其中含有相對更多的異戊烯基黃酮類物質(zhì)。CO2超臨界萃取物與水提物沒有相同物質(zhì),與醇提物有5種相同物質(zhì)相同。
水提取和乙醇提取均屬于溶劑提取,依據(jù)相似相溶的原理,提取出與和溶劑極性接近的物質(zhì)。有操作簡單,溶劑廉價環(huán)保等特點(diǎn),是實(shí)驗(yàn)室研究中常用的提取方法。超臨界萃取是一種更高效的現(xiàn)代提取方法,利用超臨界狀態(tài)CO2的高擴(kuò)散系數(shù),提取出更多的有效成分,常溫常壓下CO2易揮發(fā),減少提取溶劑在提取物中的殘留[50]。適合提取小極性物質(zhì)、揮發(fā)油等。但是有成本高、操作復(fù)雜的問題。
黃酮(醇)苷和黃酮(醇)苷元兩類物質(zhì)性質(zhì)較為相近,主要有抗炎和抗氧化的活性。黃酮苷和黃酮苷元在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別,導(dǎo)致的在體內(nèi)代謝過、吸收過程會有不同。醇提物和CO2超臨界萃取物中也含有部分有異戊烯基結(jié)構(gòu)的物質(zhì),異戊烯基黃酮擁有廣泛的生物活性,主要有抗炎和免疫調(diào)節(jié)、心血管保護(hù)、抗氧化、抗腫瘤、抗衰老及生殖作用等藥理活性??梢試L試調(diào)整方法,針對性地對甘草地上部分中更小極性部位進(jìn)行富集,或者進(jìn)一步的開發(fā)。本實(shí)驗(yàn)中的提取方法及結(jié)果可以為進(jìn)一步的藥效研究提供依據(jù)。
本實(shí)驗(yàn)主要使用了文獻(xiàn)對比分析的方法進(jìn)行物質(zhì)鑒別,對于部分同分異構(gòu)體的鑒定可能不夠準(zhǔn)確。因此,在下一步的研究中,將通過分離純化方法獲得單體,或者購買相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)品,再使用HPLC技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。藥理活性部分僅進(jìn)行了文獻(xiàn)整理,更多物質(zhì)的更多藥理活性還有待探索發(fā)現(xiàn)。