邱 慧,徐 倩,黃 霞,汪保林
(1.南昌市洪都中醫(yī)院 制劑中心,江西 南昌 330008;2.南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院 藥學(xué)部,江西 南昌 330006)
中藥三七為五加科植物三七[Panax notoginseng(Burk.) F.H.Chen]的干燥根和根莖,具有散瘀止血,消腫定痛的功效,臨床主要用于咯血,吐血,衄血,便血,崩漏,外傷出血,胸腹刺痛,跌撲腫痛[1]。三七在中醫(yī)藥中的臨床應(yīng)用有著十分悠久的歷史,《醫(yī)門密旨》、《跌損妙方》及《本草綱目》均有記載[2],其根、莖、葉、花均可入藥,是我國傳統(tǒng)的珍貴藥材,是云南白藥、片仔癀、復(fù)方三七口服液及復(fù)方丹參滴丸等常見中成藥中的主要組成藥材。在民間用藥中,三七經(jīng)常被加工成極細(xì)粉,直接以溫水送服,用于治療中老年心腦血管疾病及跌打損傷等。目前,從三七中分離得到的化合物有百余種,主要以皂苷類成分為主,此外還有少量的黃酮、多糖、氨基酸、蛋白質(zhì)及炔、醇類物質(zhì),其中皂苷類成分和三七素為主要活性成分[3-4]。目前關(guān)于三七代謝研究僅有少量報(bào)道,且主要針對(duì)三七中的主要活性物質(zhì)人參皂苷Rg1、Rb1及三七皂苷R1的代謝研究[5-7],迄今未見有關(guān)三七極細(xì)粉成分與人體口服吸收代謝的研究報(bào)道。本研究基于超高效液相色譜-四極桿/靜電場(chǎng)軌道阱高分辨質(zhì)譜(UHPLC-Q Exactive HRMS)定性分析技術(shù),對(duì)三七極細(xì)粉乙醇提取物、三七極細(xì)粉口服吸收入血成分及尿液成分進(jìn)行定性分析,并初步探討其口服吸收代謝特征。
Ultimate 3000型超高效液相色譜儀(美國Dionex公司);Q-Exactive型四極桿/靜電場(chǎng)軌道阱高分辨質(zhì)譜(美國Thermo Fisher Scientific公司);XS105DU和ME204E電子分析天平(瑞士Mettler Toledo公司);Centrifuge 5430R高速冷凍離心機(jī)(德國Eppendorf公司);Vortex-Genie2型渦旋混勻器(德國IKA公司)。
人參皂苷Rg1對(duì)照品(批號(hào):110703-202034),人參皂苷Rb1對(duì)照品(批號(hào):110704-202129),三七皂苷R1對(duì)照品(批號(hào):110745-201921),人參皂苷Re對(duì)照品(批號(hào):110754-202129)均購自中國食品藥品檢定研究院;甲酸(HPLC級(jí),阿拉丁);甲醇、乙腈均為色譜純(德國Merck公司);純凈水(廣州屈臣氏);其他試劑均為分析純。實(shí)驗(yàn)用藥材三七購自樟樹市慶仁中藥飲片有限公司(批號(hào):20200609,產(chǎn)地:云南),經(jīng)本院制劑中心制成極細(xì)粉(批號(hào):20210527)。
健康男性受試者3名,年齡:30~40歲,體重:50~68 kg,空腹給藥,采集樣本后進(jìn)食。受試者經(jīng)病史詢問,并經(jīng)肝腎功能、尿常規(guī)和心電圖檢查證實(shí)無異常,無吸煙及嗜酒史,在兩周內(nèi)未服用其他藥物,且每位受試者在實(shí)驗(yàn)前被告知試驗(yàn)內(nèi)容,并經(jīng)同意后簽署知情同意書。
2.1.1 色譜條件 色譜柱:Waters BEH C18色譜柱(100 mm×2.1 mm,1.7 μm);柱溫:35 ℃;流動(dòng)相:0.1 %甲酸水(A)-乙腈(B),梯度洗脫(0 min,5 %B;3 min,19 %B;20 min,19 %B;60 min,40 %B;75 min,95 %B;82 min,95 %B;84 min,5 %B;90 min,5 %B);流速:0.3 ml/min;進(jìn)樣量:2 μl。
2.1.2 質(zhì)譜條件 加熱電噴霧離子源(HESI),負(fù)離子模式,噴霧電壓:3.0 kV(-),離子傳輸管溫度:320 ℃,S-Lens出口透鏡電壓:60 V;霧化氣流量:30 μl/min,輔助氣:溫度300 ℃,流量10 μl/min。掃描方式選擇全掃/二級(jí)質(zhì)譜掃描模式,F(xiàn)ull MS中,分辨率為70 000半峰全寬(FWHM),自動(dòng)增益控制目標(biāo)離子數(shù)(AGC target)為3×106,允許最大離子注入時(shí)間(Maximum IT)為100 ms,離子掃描范圍:m/z150~1500;ddMS2中,分辨率為17 500 FWHM,AGC target為1×105,Maximum IT為50 ms,離子掃描范圍:m/z200~1500。
稱取三七極細(xì)粉適量,置于錐形瓶中,稱定重量,加入10倍量95 %乙醇,加熱回流提取30 min,冷卻至室溫,稱定重量,用95 %乙醇補(bǔ)足減失的重量,混勻,高速離心(12 000 r/min,10 min),上清用0.22 μm微孔濾膜濾過,取續(xù)濾液,即得。
取人參皂苷Rg1、人參皂苷Rb1、三七皂苷R1和人參皂苷Re對(duì)照品各約5 mg,精密稱定,分別置于50 ml量瓶中,加95 %乙醇定容至刻度,得對(duì)照品儲(chǔ)備溶液;精密移取各對(duì)照品儲(chǔ)備溶液100 μl,置于同一10 ml量瓶中,加95 %乙醇定容至刻度,即得混合對(duì)照品溶液(終濃度約為1 μg/ml)。
2.4.1 血漿、尿液樣本采集 給藥前,采集空白血漿與尿液。受試者空腹口服三七極細(xì)粉2 g,適量溫水送服,分別于0.5,1,1.5,2,4,6,12 h使用采血管于手靜脈處采血2 ml,取血后4000 r/min、4 ℃下離心5 min,取上層血漿。此外,給藥后收集1~4 h、4~8 h、8~12 h尿液,均保存于-80 ℃冰箱中備用。
2.4.2 生物樣本前處理 血漿樣本:取2.4.1項(xiàng)下空白血漿及各時(shí)間點(diǎn)含藥血漿各100 μl,加300 μl甲醇沉淀蛋白,渦旋2 min,14 000 r/min、4 ℃下離心10 min,取上層清液,常溫氮?dú)獯蹈?,?0 %甲醇100 μl復(fù)溶,渦旋混勻1 min,14 000 r/min、4 ℃下再次離心10 min,取上清,進(jìn)樣測(cè)定。尿液樣本:取2.4.1項(xiàng)下空白尿液及給藥后各時(shí)間段尿液各100 μl,加甲醇300 μl,渦旋2 min,14 000 r/min、4 ℃下離心10 min,取上層清液進(jìn)樣分析。
三七極細(xì)粉主要包含皂苷類成分,此外,尚含少量的黃酮苷類成分,為鑒定其詳細(xì)的化學(xué)成分及其經(jīng)人體口服給藥后血液和尿液中吸收的成分及代謝產(chǎn)物,本研究將三七極細(xì)粉的提取物、給藥后的血液與尿液3種樣本經(jīng)前處理后進(jìn)樣于UHPLC Q-Exactive HRMS系統(tǒng),按2.1.2項(xiàng)下條件采集數(shù)據(jù),最終得到不同樣本的基峰強(qiáng)度(BPI)色譜圖(見圖1)。
圖2 負(fù)離子模式下不同雙糖鏈的裂解特征
基于UHPLC Q-Exactive HRMS準(zhǔn)分子離子和加荷離子等信息,運(yùn)用Xcalibur定性分析軟件獲得目標(biāo)化合物的保留時(shí)間(tR)、精確相對(duì)分子質(zhì)量及二級(jí)裂解碎片等質(zhì)譜信息,對(duì)各色譜峰進(jìn)行初步推測(cè),并對(duì)比已知對(duì)照品質(zhì)譜裂解數(shù)據(jù)及相關(guān)文獻(xiàn)[8-9],最終確定各色譜峰化合物結(jié)構(gòu)。共鑒定出41各化合物,其中皂苷類成分38個(gè),黃酮苷類成分3個(gè)。化合物及歸屬信息詳見表1。
表1 三七極細(xì)粉醇提物化學(xué)成分鑒定結(jié)果
質(zhì)譜分析中,關(guān)于糖鏈部分,2個(gè)六碳醛糖(如2個(gè)葡萄糖)或六碳醛糖與甲基五碳醛糖(如葡萄糖與鼠李糖)或六碳醛糖與五碳醛糖(如葡萄糖與阿拉伯糖或木糖)相連可在負(fù)離子模式下相應(yīng)出現(xiàn)m/z221.07,205.07和191.06的離子峰;此外,葡萄糖主要裂解為m/z161.04,113.02,101.02,179.05等碎片離子。關(guān)于苷元部分,由于皂苷類成分的苷元四元環(huán)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,不易裂解產(chǎn)生二級(jí)碎片離子,然其C-17支鏈在強(qiáng)電壓下可進(jìn)行一定程度的裂解形成相應(yīng)的碎片離子,可進(jìn)一步確定化合物的結(jié)構(gòu)。關(guān)于黃酮苷類成分,由于苷元具有逆迪爾斯-阿爾德(RDA)裂解特點(diǎn),易于解析。本研究主要根據(jù)苷元結(jié)構(gòu)差異進(jìn)行初步分類,分別解析各色譜峰對(duì)應(yīng)的化合物結(jié)構(gòu)。
峰1:UHPLC Q-Exactive HRMS數(shù)據(jù)顯示其保留時(shí)間為6.28 min,一級(jí)準(zhǔn)分子離子為m/z625.1412,提示分子式為C27H30O17([C27H30O17]-:計(jì)算值為625.1410)。準(zhǔn)分子離子m/z625.1412中性丟失糖基(C12H22O10)產(chǎn)生碎片離子m/z300.0277,提示為二葡萄糖取代。其余碎片離子m/z271.0250,255.0299,243.0298和151.0022與槲皮素裂解碎片一致[8]。因此,推測(cè)峰1的結(jié)構(gòu)為槲皮素-3-O-槐糖苷。此外,根據(jù)峰2的一級(jí)與二級(jí)質(zhì)譜數(shù)據(jù),同樣推測(cè)出峰2的結(jié)構(gòu)為山奈酚-3-O-β-D-半乳糖(6→1)β-D-葡萄糖苷。
峰3:在二級(jí)質(zhì)譜圖中,觀察到甲基取代信號(hào),其他碎片離子與槲皮素裂解碎片一致,再結(jié)合mzCloud數(shù)據(jù)庫,推測(cè)出峰3的結(jié)構(gòu)為7-甲基槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖(2→1)β-D-木糖苷。
峰7~9:高分辨質(zhì)譜數(shù)據(jù)顯示其一級(jí)準(zhǔn)分子離子[M+HCOOH-H]-分別為m/z977.5331,845.4910和991.5501,其二級(jí)碎片中均可觀察到中性丟失m/z46.01(HCOOH)的碎片離子,提示為母離子與甲酸的加和離子,因此其對(duì)應(yīng)分子式分別為C47H80O18、C42H72O14和C48H82O18。在二級(jí)碎片離子中,均可觀察到苷元離子m/z475.3787及其C-17支鏈斷裂后形成的碎片離子m/z391.2861,提示均為原人參三醇型三萜皂苷。根據(jù)糖苷鍵連接位置不同及不同糖分子量差異等信息推測(cè)峰7~9的結(jié)構(gòu)分別為三七皂苷R1、人參皂苷Rg1和人參皂苷Re。峰7~9的保留時(shí)間、一級(jí)及二級(jí)質(zhì)譜碎片離子與對(duì)照物質(zhì)三七皂苷R1、人參皂苷Rg1和人參皂苷Re相一致,進(jìn)一步確證了峰7~9的結(jié)構(gòu)。峰4~6、峰10~16、峰19及峰27的二級(jí)質(zhì)譜數(shù)據(jù)中均存在苷元離子m/z475.38及其C-17支鏈斷裂后形成的碎片離子m/z391.29,表明其苷元均為原人參三醇型三萜皂苷。根據(jù)糖苷鍵的裂解信息及文獻(xiàn)數(shù)據(jù)[8],推測(cè)峰4~6、峰10~16、峰19及峰27的結(jié)構(gòu)見表1。
峰20:在二級(jí)質(zhì)譜圖中,觀察到m/z459.3873和失去C-17支鏈的m/z375.2899碎片離子,提示為原人參二醇型皂苷,其保留時(shí)間、一級(jí)及二級(jí)碎片信息與人參皂苷Rb1對(duì)照品一致,因此推測(cè)峰20為人參皂苷Rb1。同樣,峰17、18、峰21~24、峰26、峰28~34及峰38~40中均含m/z459.39和375.29的碎片離子,提示可能為原人參二醇型皂苷。再根據(jù)糖鏈斷裂所產(chǎn)生的碎片離子并結(jié)合文獻(xiàn)數(shù)據(jù)[8],分別推測(cè)上述不同色譜峰的結(jié)構(gòu),見表1。
峰25、峰35~37及峰41,首先根據(jù)一級(jí)質(zhì)譜中的離子信息推測(cè)該分子的元素組成,得分子式,然后以分子式在PubChem網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中查詢可能的化學(xué)結(jié)構(gòu),再結(jié)合文獻(xiàn)數(shù)據(jù)最終確定對(duì)應(yīng)化合物的結(jié)構(gòu),具體結(jié)果見表1。
通過與空白血漿、尿液進(jìn)行比對(duì),給藥后在血漿和尿液樣本中均未檢測(cè)出各化學(xué)成分的原型及代謝產(chǎn)物。
本研究通過采用UHPLC Q-Exactive HRMS技術(shù)對(duì)三七極細(xì)粉醇提物中的化學(xué)成分進(jìn)行了系統(tǒng)研究,共鑒定了41個(gè)化合物,其中3個(gè)為黃酮苷,另38個(gè)為皂苷類成分。健康男性口服正常劑量后,在不同時(shí)間點(diǎn)或時(shí)間段內(nèi)的尿液中均未檢出原型及代謝物。究其原因,可能與以下三點(diǎn)因素有關(guān):首先,可能由于人體常規(guī)口服劑量,吸收入血后不足以被檢測(cè)到;其次,由于三七極細(xì)粉中的成分主要為皂苷類成分,在腸道上皮細(xì)胞及腸道菌群中被水解為極性較低的苷元,然后在肝臟中直接或代謝后經(jīng)膽汁排出;此外,由于這些代謝后的苷元類成分極性較低,在血液中不能以游離形式存在,可能主要分布于相關(guān)組織或臟器之中。以上觀點(diǎn),后續(xù)需開展糞便成分檢測(cè)、動(dòng)物水平的膽汁排放實(shí)驗(yàn)或組織分布實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。
綜上,本試驗(yàn)對(duì)三七極細(xì)粉醇提物中的化學(xué)成分進(jìn)行了較為全面系統(tǒng)的質(zhì)譜定性分析,同時(shí)對(duì)其人體口服吸收入血及尿液排泄情況進(jìn)行了初步研究,可為后續(xù)全面的活性物質(zhì)分析及定量指標(biāo)控制研究奠定基礎(chǔ)。