西熱巴姆,尼珍,色珍,格桑頓珠
(西藏藏醫(yī)藥大學,拉薩 850000)
藏藥結血蒿又稱普爾芒那保,是菊科植物毛蓮蒿的干燥地上部分,味苦,有濃烈香氣[1],有廣譜抗菌作用,被廣泛用于藏醫(yī)臨床,主治蟲病、腦炎、皮膚病、溫毒疔毒瘡、咽喉病等癥,具有清熱解毒、消腫消炎、殺蟲利濕等功效[2]。此外,現代研究發(fā)現毛蓮蒿還具有抗氧化、抗肥胖、抗腫瘤和免疫調節(jié)活性等多種藥用價值[3]。目前其藥效成分和作用機制尚不清楚。筆者利用頂空靜態(tài)加熱萃取技術分離提取結合氣相色譜-質譜聯用技術和超高效液相色譜-四極桿靜電場軌道阱高分辨質譜法,對結血蒿的化學成分進行全面解析,以期為探究結血蒿作用機制研究和藥物的開發(fā)利用提供參考。
電子分析天平:CP225D 型,感量為0.01 mg,德國賽多利斯公司。
粉碎機:DFY-1000C 型,溫嶺市林大機械有限公司。
超聲清洗器:KQ-250E 型,昆山市超聲儀器有限公司。
恒溫混勻儀:MSC-100 型,杭州奧盛儀器有限公司。
漩渦混勻器:MX-S 型,美國賽洛捷克公司。
臺式離心機:Heraeus Biofuge Primo R 型,美國賽默飛世爾科技公司。
旋轉蒸發(fā)器:R-300EL 型,瑞士布奇公司。
氣相色譜-質譜聯用儀:7694E-6980 N-5975B型,美國安捷倫科技公司。
液相色譜-質譜聯用儀:Thermo Fisher Ultimate 3000 型及 Q Exactive 型,配套質譜工作站為Xcalibur 3.0 型,美國賽默飛世爾科技公司。
結血蒿樣品:經山東中醫(yī)藥大學劉紅燕教授鑒定為毛蓮蒿的干燥地上部分,標本存放于山東中醫(yī)藥大學藥學院,編號為 2022JXH01。
標準物質:柚皮素、木犀草素、綠原酸、槲皮素、白楊素、阿魏酸、高良姜素、芹菜素、異鼠李素、木犀草苷、橙皮素的質量分數均大于98 %,成都值標化純生物技術有限公司。
甲醇、甲酸、乙腈:HPLC級,美國賽默飛世爾科技公司。
無水乙醇:分析純,吉林省新天龍實業(yè)股份有限公司。
石油醚:分析純,上海滬試化工有限公司。
實驗用水:蒸餾水,廣州屈臣氏食品飲料有限公司。
1.2.1 樣品預處理
氣相色譜-質譜聯用樣品:取10 mg結血蒿粉碎放入30 mL鉗口頂空進樣瓶中備用。
液相色譜-質譜聯用樣品:取20 mg 結血蒿,加200 mL 甲醇超聲60 min,重復3 次得到結血蒿甲醇提取液。蒸干溶劑得浸膏,甲醇復溶至50 mg/mL,過0.22 μm濾膜保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.2 標準品溶液配制
稱取柚皮素、木犀草素、綠原酸、槲皮素、白楊素、阿魏酸、高良姜素、芹菜素、異鼠李素、木犀草苷和橙皮素1 mg,精確至0.01 mg,以甲醇定容,配制成1 mg/mL 單一標準溶液,各單一標準溶液均取100 μL混合,過0.22 μm濾膜保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.1 氣相色譜-質譜聯用儀
進樣口溫度:250 ℃;柱箱溫度:50 ℃,機箱溫度(Aux-2 溫度):280 ℃;離子源:EI;掃描模式:全掃描模式;載氣:氮氣,流量為0.5 mL/min;柱溫:初始50 ℃保持3 min,以40 ℃/min 的速度升溫到250 ℃,保持3.5 min;進樣方式:分流進樣,分流比為10:1;溶劑延遲:3 min;離子源溫度:230 ℃;四級桿溫度:150 ℃;電子轟擊能量:70 eV[4]。
1.3.2 液相色譜-質譜聯用儀
色譜柱:ACQUITY UPLC?HSS T3柱(100 mm×2.1 mm,1.8 μm,美國沃特世科技有限公司);柱溫:35 ℃;流動相:A相為0.05%(質量分數,下同)甲酸-水,B 相為0.05%甲酸-乙腈,流量為0.3 mL/min,梯度洗脫;洗脫程序:0~2.5 min 5% B 相,2.5~4 min 5%~18% B 相,4~18 min 18%~25% B 相,18~21 min 25%~40% B 相,21~29 min 40%~70% B 相,29~32 min 70%~100% B相;掃描模式:全掃/二級質譜掃描(Full MS/dd-MS2);碰撞能量:20、40、60 eV;掃描范圍:m/z100~1 500。
1.4.1 揮發(fā)性成分鑒定
利用NIST11譜庫和保留時間、保留指數對所得到的質譜圖進行檢索定性。
1.4.2 非揮發(fā)性成分鑒定
通過UPLC-Q-Orbitrap-MS 對結血蒿甲醇提取物進行正、負模式采集,得到總離子流圖。目前對結血蒿非揮發(fā)性物質成分的研究較少,檢索 TCMSP數據庫,并在 Pubmed 及 CNKI 查閱相關的國內外文獻,在根據結血蒿的種屬、科目,在蒿屬、菊科植物等結血蒿親緣性植物中建立化合物數據庫。使用Xcalibur 3.0 軟件,根據各成分的元素組成計算精確質量數,結合分子離子、碎片離子信息,分析標準品的質譜裂解規(guī)律并比對相關文獻報道內容,從而鑒定化學成分。
首先通過一級 MS 確定準分子離子峰,利用Xcalibur 3.0 質譜工作站中的化學式預測功能,預測出化學式;再根據 MS2裂解碎片信息,進行相關基團和母核結構的推導,總結出特征碎片離子;最后參照結血蒿提取物所含成分的質譜裂解規(guī)律對結構進行推測和指認。
參照文獻[4]色譜條件,結血蒿各組分分離良好。
為提高離子響應度和改善峰形,并參考前期文獻,選定含0.05%甲酸的水為A 流動相和含0.05%甲酸的乙腈為B流動相[5]。
分別選擇梯度洗脫(1)0 ~ 2 min 5% B,2 ~ 4 min 5% ~ 19% B,4 ~ 13 min 19% ~ 40% B,13 ~22.5 min 40% ~ 100% B,22.5 ~ 24 min 100% B;(2)0 ~ 3 min 5% B,3 ~ 4 min 5% ~ 19% B,4 ~ 21 min 19% ~ 45% B,21 ~ 26 min 45% ~ 100% B,26 ~27 min 100% B;(3)0 ~ 2.5 min 5% B,2.5 ~ 4 min 5% ~18% B,4 ~ 18 min 18% ~ 40% B,18 ~ 26 min 40%~80% B,26 ~ 27 min 80% ~ 100% B;(4)0 ~ 2.5 min 5% B,2.5 ~ 4 min 5% ~ 18% B,4 ~ 15 min、18% ~25% B,15 ~ 18 min 25% ~ 40% B,18 ~ 26 min 40%~ 80% B,26 ~ 27 min 80% ~ 100% B 進行預實驗。根據總離子流圖,在某些時間段出峰少、響應低,適當縮短此段時間;相反,在某些時間段出峰較多、峰形不理想,則適當延長此段時間。最終優(yōu)化的流動相洗脫梯度見1.3.2。
利用氣相色譜-質譜聯用技術分析,結血蒿樣品的總離子流圖如圖1。在結血蒿中鑒定到62種揮發(fā)性成分,包括19 種醇類、3 種醛類、12 種酯類、酮類等。其中含量較高的成分有2,5-二甲基-3-乙烯基-1,4-己二烯、4-甲基-1-丙-2-基雙環(huán)[3.1.0]己-2-烯、檜烯、反式-2,7-二甲基-4,6-辛二烯-2-醇、二環(huán)[3.1.1]庚-2-烯-4-醇,2,6,6-三甲基乙酸鹽、2-甲基六-3,5-二烯-2-醇、2-甲氧基-1,7,7-三甲基雙環(huán)[2.2.1]庚烷、10-十一烷二烯酸甲酯等,見表1。
表1 結血蒿揮發(fā)性成分鑒定結果
表2 結血蒿非揮發(fā)性成分鑒定結果
圖1 GC-MS分析結血蒿總離子流圖
圖2 LC-MS分析結血蒿總離子流圖
圖3 LC-MS分析混合標準品總離子流圖
采用 UPLC-Q-Orbitrap-MS 技術分析結血蒿樣品溶液和標準品溶液的化學成分,主要鑒定信息見表 2。結血蒿甲醇提取液的總離子流圖見圖 2?;旌蠘藴势啡芤旱目傠x子流圖見圖 3。
2.4.1 氨基酸類成分鑒定
植物中氨基酸具有調節(jié)免疫功能和保護、改善神經系統(tǒng)等作用[15],在結血蒿中共鑒定到精氨酸、脯氨酸、纈氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸5種氨基酸。
2.4.2 有機酸類成分鑒定
有機酸是存在于生物中的一種含有羧基的酸性有機化合物,具有促消化、抗氧化、改善心血管功能、抑菌消炎等作用[16-17]。在結血蒿中共鑒定到阿魏酸、沒食子酸、焦性沒食子酸、綠原酸等10種有機酸類化合物。以綠原酸和阿魏酸為例分析結血蒿中有機酸的解列規(guī)律。
2.4.3 苯丙素類成分鑒定
苯丙素常見于玄參科和唇形科植物,在一些藏藥中也廣泛存在[18]。苯丙素具有多種藥理活性,包括抗菌消炎、抗病毒、改善心血管功能等[19-20]。結血蒿中共鑒定到香豆素、6-甲基香豆素、茵陳色原酮3種苯丙素類化合物成分。經典香豆素類化合物裂解規(guī)律強,可以連續(xù)解離[CO],以化合物17 香豆素為例,母離子m/z147.044 0 連續(xù)兩次解離[CO],分別得到m/z119.049 4、91.054 8離子。
2.4.4 黃酮類成分鑒定
黃酮類化合物是以C6—C3—C6為基本碳骨架的化合物,是廣泛存在于自然界植物中的次生代謝產物,且存在形式多樣。黃酮有抗菌消炎、抗氧化、抗腫瘤、抗動脈粥樣硬化等多種生物活性,受到人們的廣泛關注[21-23]。在藏藥結血蒿中共有異槲皮苷、忍冬苷、木犀草素、槲皮素、柚皮素、橙皮素、芹菜素、異鼠李素等21 種黃酮化合物被鑒定出。黃酮類化合物質譜圖有較強的特異性,容易辨認識別,多為RDA 裂解伴隨CO2、H2O 的掉落。以柚皮素為例代表黃酮類化合物的裂解規(guī)律,母離子m/z271.061 0經DRA 裂解得到m/z151.002 2、107.012 2,m/z151.002 2 離子,在負離子模式下解離CO 得到m/z119.048 6離子。
結血蒿作為一味傳統(tǒng)藏藥,臨床應用十分廣泛,具有抗菌消炎、抗氧化、改善心血管功能等作用。筆者利用 GC-MS 技術和 UPLC-Q-Orbitrap-MS 技術對結血蒿的揮發(fā)性和非揮發(fā)性成分進行全面的鑒定,結果表明,結血蒿中主要含有醇、醛、酯、酮等62種揮發(fā)性成分和氨基酸、有機酸、苯丙素、黃酮等化學成分共62種非揮發(fā)性成分,支持結血蒿發(fā)揮各種藥理活性。結血蒿的物質基礎研究為其進一步的開發(fā)利用和質量控制奠定了基礎,并為其藥理作用的深入研究和藥理活性的深入發(fā)掘提供科學依據。