馮金磊，何永志，史利利

飛行時間質(zhì)譜（TOF-MS）是一種很常用的質(zhì)譜。是所有質(zhì)譜儀中分析速度最快，質(zhì)量檢測范圍最寬，離子傳輸率最高的一種質(zhì)譜儀。這種質(zhì)譜的質(zhì)量分析器是一個離子漂移管，由離子源產(chǎn)生離子加速后進入無場漂移管，并以恒定的速度飛向離子接收器。這樣離子質(zhì)量越大，所到達接收器用的時間就越長，反之離子質(zhì)量越小，到達接收器所用時間越短，根據(jù)這一原理，可以把不同質(zhì)量的離子按m/z值大小進行分離。它的優(yōu)點在于理論上對測定對象沒有質(zhì)量范圍限制、極快的響應速度以及較高的靈敏度。目前，TOF-MS技術已被廣泛應用于分析化學、生命科學、原子物理學及工藝過程監(jiān)控等諸多領域，成為近幾年來應用最廣的質(zhì)譜分析技術之一[1]。近些年來TOF-MS在分辨率上已有質(zhì)的飛躍（優(yōu)于104），然后再配合電噴霧基質(zhì)輔助激光解析電離/液相色譜及新型脈沖電噴霧等離子源，使之成為當今最有發(fā)展前景的質(zhì)譜儀[2]。筆者就飛行時間質(zhì)譜及其聯(lián)用技術在中藥方面的應用作一綜述。

1 中藥化學成分分析

中藥中的化學成分種類眾多、結構復雜，相當一部分成分穩(wěn)定性差，采用常規(guī)的分離鑒定技術難度較大。質(zhì)譜法是現(xiàn)有解決中藥復雜體系分離分析問題的最佳手段[3]。利用質(zhì)譜技術分析中藥化學成分一直是比較熱門的領域，包括皂苷類、生物堿類、黃酮類、酚酸、醇苷類等成分的分析研究，為進一步全面了解中藥有效成分和藥理奠定基礎。相比其他質(zhì)譜，飛行時間質(zhì)譜具有高分辨能力，能夠測得化合物的精確相對分子質(zhì)量。

劉劼等[4]采用高效液相色譜-電噴霧/飛行時間質(zhì)譜（HPLC-ESI/TOF-MS）聯(lián)用技術，研究4種丹參酮的分子結構與裂解規(guī)律間的關系，并對丹參酮中的脂溶性成分進行鑒定。通過與電噴霧飛行時間質(zhì)譜聯(lián)用，獲得丹參中脂溶性成分的精確相對分子質(zhì)量和分子式，采用質(zhì)譜碰撞誘導解離技術獲得各化合物碎片的裂解信息，并對丹參中的16種丹參酮類化合物進行了初步鑒定。董靜等[5]采用高效液相色譜/電噴霧-離子阱-飛行時間質(zhì)譜（HPLC/ESI-IT-TOF-MS）對蒽醌類以及羥基二苯乙烯類對照品，包括大黃素、大黃酚、大黃素甲醚、大黃酸、蘆薈大黃素和虎杖苷進行了分析，總結其多級裂解規(guī)律。建立了虎杖甲醇提取物的液相色譜分離條件及質(zhì)譜檢測條件，根據(jù)負離子模式下獲得的各組分多級質(zhì)譜數(shù)據(jù)，對比對照品碎裂特征并參考文獻，對主要色譜峰進行指認，共鑒別了10個化合物。另外對藥材種類的鑒別也有一定優(yōu)勢。張國升等[6]采用氣相色譜-飛行時間質(zhì)譜法對蘆根進行測定分析，從中鑒定出4種甾體化合物結構，按峰面積歸一化法計算出甾族化合物成分在提取物中的相對含量為49.2%。該鑒定方法對藥物成分的結構分析和臨床用藥具有指導意義。由此可見TOF-MS是近年來發(fā)展起來的中藥有效成分定性定量分析的有力的工具，此方法便捷迅速能對化合物進行準確的分析鑒定。

2 中藥復方成分分析

中藥復方體系的成分分析是中藥現(xiàn)代化研究非常重要的部分。以往中藥復方成分鑒定主要采用色譜分離方法，這種方法需要經(jīng)過較復雜的分離、提取過程，比較費時，并且往往是針對某一類化合物的鑒定，難以完整系統(tǒng)地體現(xiàn)中藥復方中多類別成分的復雜性。而質(zhì)譜法是現(xiàn)有解決中藥復雜體系分離分析問題的最佳手段，能夠?qū)崿F(xiàn)復雜成分的在線檢測和鑒定。

王勇等[7]采用基質(zhì)輔助激光解析電離-飛行時間質(zhì)譜（MALDI-TOF-MS）對蒙藥嘎日迪五味丸中的生物堿進行分析和鑒定。結果檢測到了雙酯型生物堿、單酯生物堿型和脂類生物堿共21種烏頭生物堿，為復方中藥中烏頭生物堿成分的分析提供了一種新的思路。曹陽[8]等究采用高效液相色譜/飛行時間質(zhì)譜（HPLC/TOF-MS）和高效液相色譜/離子阱多級質(zhì)譜（HPLC/IT/MS）的多維液質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)篩查和鑒定中藥復方六神丸中的多類化學成分。對六神丸質(zhì)譜信息中的每個色譜峰進行了精確分子量測定，再結合離子阱質(zhì)譜提供的多級碎片結構信息對其進行結構解析，最后采用相應的標準品進行確證。共鑒定出六神丸中分別來源于蟾酥、麝香和牛黃3味藥材的25種化合物，為復雜體系的多類別成份分析提供了一種有效、可靠的新模式。陳曼等[9]建立了反相高效液相色譜分離、質(zhì)譜定性、紫外檢測定量測定康腎顆粒中葛根素含量的方法。用MALDI-TOF-MS分析鑒定對照品和樣品的餾分，在確定目標峰后進行紫外檢測定量測定。結果表明，葛根素在0.132～1.2g范圍內(nèi)其峰面積與進樣量呈良好的線性關系（r=0.999 7），平均加標回收率高于103%，相對標準偏差低于2.0%（n＝6）。應用該方法測定康腎顆粒中葛根素，其平均含量為3.09 mg/g。該方法簡單、快速、重現(xiàn)性好。

3 中藥的質(zhì)量控制

中藥所含的化學成分是其治療疾病的物質(zhì)基礎。中藥的真?zhèn)舞b別和中藥的質(zhì)量控制對于中藥的療效，乃至中藥走向世界都具有重要意義。近年來隨著質(zhì)譜聯(lián)用技術的成熟發(fā)展，為中藥化合物的定性定量分析提供了強有力的工具。其中基質(zhì)輔助激光解析電離—飛行時間質(zhì)譜（MALDI-TOF-MS）是一種新的質(zhì)譜分析技術，已廣泛用于蛋白質(zhì)、核酸、寡糖等生物大分子的分析[10]。它除了具有傳統(tǒng)質(zhì)譜的靈敏度高、速度快的優(yōu)點外，可用于復雜體系中混合物的同時測定以及抗干擾能力強是其區(qū)別于傳統(tǒng)質(zhì)譜的重要特點。

潘愛華等[11]建立烏頭類中藥鑒別的基體輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜（MALDI-TOF-MS）方法以龍膽酸（DHB）為基體，對不同種類的烏頭類中藥進行飛行時間質(zhì)譜分析，通過比較炮制烏頭與生烏頭質(zhì)譜指紋峰的差異，可作出烏頭類是否經(jīng)炮制的判斷。李坤平等[12]采用MALDI-TOF-MS分析玉屏風方的水煎煮和超聲提取物主要化學成分，通過質(zhì)譜獲得各組分的精確相對分子質(zhì)量和分子式，各組分精確相對分子質(zhì)量相同,并推定了10個化合物及其來源。得出玉屏風方水煎煮和超聲得到的提取物化學成分基本相同。袁湘林等[13]利用此技術以2，5-二羥基苯甲酸為基體對不同產(chǎn)地的黃芪進行質(zhì)譜分析，比較質(zhì)譜圖，找出黃芪的指紋峰，通過指紋峰和專屬性較強的質(zhì)譜峰判斷黃芪的真?zhèn)?，判斷出蘭州產(chǎn)紅芪不是黃芪。殷月芬等[14]用高效液相色譜-高分辨電噴霧飛行時間質(zhì)譜聯(lián)用技術，對蟾酥中的部分有效成分進行初步分析，通過HPLC-ESI/TOF-MS在線測定部分化合物的精確分子量，結合文獻報道，對蟾酥毒素進行鑒別。結合文獻報道，在色譜峰當中對12個主要色譜峰進行鑒定。

4 藥物活性篩選

生物色譜技術是近年來興起的一種研究方法并成功用于篩選當歸、川芎等中藥中的活性成分。現(xiàn)代藥理研究表明，中藥發(fā)揮作用的一個重要步驟是與靶細胞或細胞內(nèi)特異性的酶或受體結合。因此，與靶細胞有結合的藥物成分可能為藥物的活性成分[15-16]。研究與靶細胞有結合的成分有助于藥物活性成分的篩選及藥效機制的研究。

祝艷斐等[17]應用內(nèi)皮細胞作為靶細胞，中藥提取液中的活性成分可選擇性地與其結合，洗去未結合的成分，用HPLC-ESI/TOF-MS對細胞解離液中的成分進行分析。結果從玄參提取液中檢測出6個可與內(nèi)皮細胞結合的成分，其中3個鑒定為安格洛苷 C（angoroside C）、肉桂酸（cinnamic acid）和哈巴俄苷（harpagoside）。本方法可用于預測中藥中與內(nèi)皮細胞相結合的活性成分。張溪等[18]利用HPLC-ESI/TOF-MS分析中藥黃芪提取液分別與Caco-2細胞和紅細胞有結合的成分，并對其進行結構鑒定。結果顯示黃芪中有10個化合物與Caco-2細胞結合，14個化合物與紅細胞結合。本方法可用于預測口服藥物在體內(nèi)的吸收以及與特定靶細胞的結合情況，特異性地篩選中藥復雜體系中的藥效物質(zhì)基礎。

5 其他方面

TOF-MS在體內(nèi)藥物代謝分析研究領域中也有所應用。近年來由于質(zhì)譜聯(lián)用技術的迅猛發(fā)展，使得目前質(zhì)譜已成為中藥代謝物研究和檢測的重要工具。汪江山等[19]建立了一種基于超高效液相色譜/飛行時間質(zhì)譜（UPLC/TOF-MS）測定人參皂苷Rg3給藥后大鼠尿液代謝物變化的方法，對其中2種發(fā)生顯著變化的代謝物分別通過準確的質(zhì)量測定得到其元素組成，通過MS/MS技術得到其結構信息。趙新峰等[20]采用UFLC-ESI-IT-TOF方法在六味地黃丸提取物中鑒定了40種化學成分，在大鼠血中鑒定了6種原型藥物和9種代謝產(chǎn)物，并推斷了以上產(chǎn)物的代謝途徑。

蛋白質(zhì)組學是近年來興起的一門新學科，其主要技術為雙向凝膠電泳、質(zhì)譜分析技術、同位素標記親和標簽技術等，它將成為尋找疾病分子標記和藥物靶標最有效的方法之一。王若光等[21]以蛋白質(zhì)芯片為地龍蛋白質(zhì)/肽相互作用載體，SELDI-TOF-MS精確計數(shù)相對分子質(zhì)量，從蛋白質(zhì)組學角度對地龍生干品和炮制品進行了分析，初步獲取了兩者所含蛋白質(zhì)/肽成分信息，為進一步分離純化地龍活性蛋白質(zhì)/肽單體奠定基礎。

6 總結與展望

飛行時間質(zhì)譜質(zhì)量范圍寬，分析速度快，無需掃描，能夠在幾微秒至幾十微秒時間內(nèi)實現(xiàn)全譜分析，離子的傳輸效率能夠達到100%。近年來隨著國際上對生物化學、基因蛋白質(zhì)工程和生物制藥等領域的不斷深入，作為在該領域中重要的分析研究工具飛行時間質(zhì)譜儀（TOF-MS）以它微秒級的快速檢測速度、高離子傳輸率、高靈敏度和精度、以及理論上無質(zhì)量檢測上限等眾多優(yōu)點逐漸成為質(zhì)譜儀中發(fā)展最為迅猛的儀器。因此飛行時間質(zhì)譜在藥物分析、工業(yè)檢測特別是在生物工程領域內(nèi)發(fā)揮著不可替代的作用[22]。縱觀TOF-MS的發(fā)展歷程，離子源技術和聯(lián)用技術對其發(fā)展起到了主要的推動作用。新的電離技術的發(fā)展不斷地拓展飛行時間質(zhì)譜的應用范圍，因此開發(fā)新型電離源將是飛行時間質(zhì)譜研究中不斷探索的目標[23]。為了進一步提高靈敏度或分辨率，與氣相色譜、液相色譜、電泳、離子阱及其他質(zhì)譜聯(lián)用用于復雜體系分離分析等技術將成為研究和應用的熱點。

[1]呂 亮，曹建濤.飛行時間質(zhì)譜分析技術進展[J].廣州化工，2009，37（8）：49-51.

[2]Piyadasa CKG，Hakansson P，Ariyaratne TR.Rapid Commun[J].Mass Spectrom，1999，13(7)：620-624.

[3]邵清松，胡潤淮.高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術在中藥研究中的應用[J].中醫(yī)藥學，2007，35（3）：44-47.

[4]劉 劼，楊黃浩，黎先春，等.高效液相色譜-電噴霧飛行時間質(zhì)譜分析丹參中的丹參酮類化合物[J].質(zhì)譜學報，2008，29（5）：261-267.

[5]董 靜，王 宏，萬樂人，等.高效液相色譜/電噴霧-離子阱-飛行時間質(zhì)譜分析鑒定虎杖中的主要化學成分[J].色譜，2009，27（4）：425-430.

[6]張國升，李前榮，尹 浩，等.蘆根中甾體的GC-TOF-MS鑒定[J].安徽中醫(yī)學院學報，2005，24（3）：40-42.

[7]王 勇，夏 博，鄧曉春，等.蒙藥嘎日迪五昧丸中二萜生物堿的基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜分析[J].質(zhì)譜學報，2009，30（2）：78-82.

[8]曹 陽，梁瓊麟，章弘揚，等.中藥復方六神丸中多類成分的多維液質(zhì)系統(tǒng)篩查和鑒定[J].分析化學，2008，36（1）：39-46.

[9]陳 曼，史 鍵，王驪麗，等.反相高效液相色譜法測定康腎顆粒中的葛根素[J].色譜，2006,24（5）：489-491.

[10]Karas M，Hilencamp F.Laser desorption.ionization of proteins with molecular masses exceeding 10 000 daltons[J].Anal Chem，1988，60(12)：2299.

[11]潘愛華，劉 捷.基體輔助激光解吸電離飛行時問質(zhì)譜鑒別烏頭的研究[J].法醫(yī)學雜志，2005，21（2）：118-120.

[12]李坤平，高崇凱，李衛(wèi)民.超高效液相色譜串聯(lián)飛行時間質(zhì)譜分析玉屏風方水煎煮和超聲提取物[J].藥物分析雜志，2010，30（10）：1836-1840.

[13]袁湘林，張玉奎，鄒漢法.基體輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜用于中草藥黃芪鑒別的研究[J].藥物分析雜志，2001，21（1）：7-9.

[14]殷月芬，張曉理，陳軍輝，等.高效液相色譜-電噴霧飛行時間質(zhì)譜分析蟾酥有效成分[J].中國藥學雜志，2009，44（8）：623-627.

[15]李 萍，齊煉文，聞曉東，等.中藥效應物質(zhì)基礎和質(zhì)量控制研究的思路與方法[J].中國天然藥物，2007，5（1）：3-9.

[16]Wainer W,Kaliszan R,Noctor TA.Biochromatography using immobilized biopolymers:a new approach to the determinati on of pharmacological properties[J].Pharm Pharmacol,1993， 45(Supp l)：367-373.

[17]祝艷斐，畢志明，劉承偉，等.內(nèi)皮細胞提取和高效液相色譜-電噴霧飛行時間質(zhì)譜聯(lián)用預測玄參中的活性成分[J].中國藥科大學學報，2008，39（3）：228-231.

[18]張 溪，齊煉文，李 萍，等.體外細胞模型和高效液相質(zhì)譜聯(lián)用分析預測黃芪中的活性成分[J].分析化學，2008，36（6）：745-749.

[19]汪江山，趙欣捷，鄭育芳，等.超高效液相色譜/飛行時間質(zhì)譜用于人參皂苷Rg 3作用后大鼠尿液代謝物指紋圖譜分析及標記物的鑒定[J].色譜，2006，24（1）：5-9.

[20]趙新峰，孔宏偉，汪江山，等.UFLC-ESI-IT-TOF鑒定六味地黃丸中化學成分和代謝成分[J].中醫(yī)藥現(xiàn)代化，2009，11（1）：153-157.

[21]王若光，李春梅，王陸穎，等.以蛋白質(zhì)芯片為中藥蛋白質(zhì)/肽相互作用載體分析中藥地龍生干品和炮制品的生物學特征[J].中國組織工程研究與臨床康復，2008，12（12）：2489-2492.

[22]賈韋韜，徐國賓，姚 均，等.高效液相色譜檢測器-飛行時間質(zhì)譜的研制[J].質(zhì)譜學報，2004，5（增刊）：209-210.

[23]侯可勇，董 璨，王俊德，等.飛行時間質(zhì)譜儀新技術的進展及應用[J].化學進展，2007，19（3）：385-392.