林啟凰,鮑紅娟,張 崗*
(1.廈門醫(yī)學(xué)院,廈門市海洋天然產(chǎn)物資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建廈門 361023; 2.廈門醫(yī)學(xué)院閩臺(tái)青草藥研究室,福建廈門 361023)
大戟科大戟屬植物是被子植物的一個(gè)龐大家族,全世界有2 000 種以上[1],《中國(guó)植物志》 記載該屬植物有80種[2],部分是臨床上常見中藥,如大戟、狼毒、甘遂、飛揚(yáng)草等,在民間應(yīng)用也十分普遍,具有抗腫瘤、抗菌、抗病毒、抗炎等藥理活性[3]。通奶草Euphorbia hypericifoliaL.為大戟屬聚生花序組植物[4],廣泛分布于我國(guó)長(zhǎng)江以南各省,具有清熱利濕、收斂止癢的功效[3],可用于治療腹瀉及瘙癢性皮膚病,主要含有黃酮、鞣花酸、三萜、甾體類物質(zhì)[5],但其藥理活性評(píng)價(jià)未見報(bào)道。課題組前期發(fā)現(xiàn),通奶草乙酸乙酯萃取物對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌有一定的抑制作用,為了進(jìn)一步發(fā)掘其藥用價(jià)值,本實(shí)驗(yàn)利用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(UPLC-MS/MS) 對(duì)其乙酸乙酯萃取物成分進(jìn)行分析,共鑒定出21 種,包括3 種有機(jī)酸、8 種可水解鞣質(zhì)、10 種黃酮,除鞣花酸和槲皮素外均為首次從該植物中鑒定。
ACQUITY UPLC H-Class 超高效液相色譜儀[Waters 科技(上海) 有限公司];Q Exactive Focus 組合型四極桿Orbitrap 質(zhì)譜儀(美國(guó)賽默飛世爾科技公司);Diaion MCI樹脂(日本三菱化學(xué)公司)。沒食子酸、鞣花酸、異槲皮苷、木犀草苷、紫云英苷、槲皮素對(duì)照品均購(gòu)自成都瑞芬思生物科技有限公司;瑞諾苷、番石榴苷、juglalin 對(duì)照品均購(gòu)自成都普利斯生物科技有限公司;金絲桃苷[6]、柯里拉京[7]、老鸛草素[7]對(duì)照品為實(shí)驗(yàn)室自制。MH 瓊脂培養(yǎng)基(北京陸橋技術(shù)有限責(zé)任公司);MH 液體培養(yǎng)基(廣東環(huán)凱生物科技有限公司);金黃色葡萄球菌、大腸桿菌標(biāo)準(zhǔn)菌株由廈門醫(yī)學(xué)院病原微生物與免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)室提供;氨芐青霉素、諾氟沙星藥敏紙片(杭州微生物試劑有限公司)。藥材于2018 年10 月采自福建廈門市灌口鎮(zhèn),經(jīng)廈門醫(yī)學(xué)院藥學(xué)系鮑紅娟副教授鑒定為大戟科大戟屬植物通奶草Euphorbia hypericifoliaL.的地上部分。
2.1 樣品溶液制備 取通奶草地上部分50 g (干重) 粉碎成粗粉,分別用10 倍量75%甲醇加熱回流提取2 次,每次2 h,濾過,合并提取液,減壓濃縮至無醇味,加入適量水混旋后,依次用等量的石油醚、乙酸乙酯各萃取3 次,合并萃取液,減壓蒸干得總萃取物(2.5 g),取適量過MCI樹脂,90%甲醇洗脫,收集洗脫液,減壓干燥,適量甲醇溶解,即得(1 mg/mL)。
2.2 色譜條件 Agilent Eclipse Plus C18色譜柱(100 mm×4.6 mm,3.5 μm);柱溫25 ℃;流動(dòng)相乙腈(A) -0.1%甲酸(B),梯度洗脫 (0~50 min,5%~30% B;50~51 min,30%~100%B;51~57 min,100%~100%B;體積流量0.4 mL/min;全波長(zhǎng)掃描;進(jìn)樣量2.5 μL。
2.3 質(zhì)譜條件 電噴霧電離源負(fù)離子檢測(cè)模式,輔助氣體積流量5 L/min;噴霧電壓2.00 kV;離子傳輸管溫度320 ℃;掃描模式Full MS/dd-MS2,m/z100~1 500;二級(jí)質(zhì)譜碰撞能量-30 eV。
2.4 抗菌實(shí)驗(yàn)
2.4.1 抑菌圈測(cè)定[8]取金黃色葡萄球菌、大腸桿菌標(biāo)準(zhǔn)菌株(-80 ℃超低溫保存),活化后挑取單菌落接種于100 mL MH 肉湯培養(yǎng)基中,37 ℃下?lián)u瓶培養(yǎng)24 h,最后將菌液調(diào)整至約1.5×108CFU/mL 的含菌量。
金黃色葡萄球菌、大腸桿菌的陽性對(duì)照品分別為氨芐青霉素、諾氟沙星藥敏紙片,空白對(duì)照為甲醇和活化菌液。將各活化菌液用滅菌棉簽均勻鋪于MH 瓊脂培養(yǎng)基板上,用鑷子夾取直徑6 mm 的無菌濾紙片放在平板中,貼緊MH固體培養(yǎng)基表面,吸取2 mg/mL 樣品溶液10 μL 滴于濾紙上,陽性藥敏紙片同法貼于培養(yǎng)基表面,待甲醇揮干后密封,于37 ℃培養(yǎng)箱中靜置24 h 后觀察。
2.4.2 最小抑菌濃度測(cè)定[9]采用96 孔板法,每孔培養(yǎng)體系為200 μL,含有MH 液體培養(yǎng)液180 μL、不同質(zhì)量濃度的待測(cè)樣品10 μL、菌液10 μL。測(cè)試前配制樣品溶液,并稀釋成2、1.8、1.6、1.4、1、0.8 mg/mL。用空白培養(yǎng)基和甲醇溶液作對(duì)照,吸取稀釋好的待測(cè)樣品10 μL,置于已加入180 μL 培養(yǎng)液的96 孔板中,加入菌液10 μL,密封,于37 ℃培養(yǎng)箱中靜置24 h 后觀察并計(jì)算MIC 值。
公式為MIC (μg/mL) = (V1×C×1 000) /V2,其中V1為待測(cè)樣品體積(μL),V2為體系總體積(μL),C為使培養(yǎng)液澄清的最低待測(cè)溶液質(zhì)量濃度(mg/mL)。
經(jīng)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)合同屬植物化學(xué)成分報(bào)道,推斷通奶草主要成分可能為酚類,故采用負(fù)離子模式采集總離子流數(shù)據(jù),結(jié)果見圖1、表1。根據(jù)離子流出峰的相對(duì)保留時(shí)間、準(zhǔn)分子離子的精確質(zhì)荷比、碎片離子信息,同時(shí)參照文獻(xiàn)數(shù)據(jù),最終鑒定出21 種成分,包括3 種有機(jī)酸、8 種可水解鞣質(zhì)、10 種黃酮,結(jié)合相關(guān)對(duì)照品信息,鑒定了沒食子酸(1)、柯里拉京(5)、老鸛草素(6)、鞣花酸(11)、金絲桃苷(12)、異槲皮苷(13)、木犀草苷(14)、瑞諾苷(15)、番石榴苷(16)、紫云英苷(17)、juglalin (20)、槲皮素(21),除鞣花酸和槲皮素外均首次從該植物中鑒定。體外抗菌實(shí)驗(yàn)顯示,通奶草乙酸乙酯萃取物對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌具有一定的的抑制作用。具體如下。
圖1 通奶草乙酸乙酯萃取部位負(fù)離子檢測(cè)模式下總離子流圖
3.1 化合物鑒定
3.1.1 沒食子酸類 化合物1 (tR=6.00 min) 的準(zhǔn)分子離子峰為m/z169.013 3 [M-H]-,根據(jù)元素組成,推測(cè)分子式為C7H6O5,二級(jí)碎片離子m/z125.023 1 [M-H-CO2]-是由為分子中失去一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中性碎片CO2產(chǎn)生,根據(jù)對(duì)照品的相關(guān)信息,鑒定化合物1 為沒食子酸?;衔? (tR=18.05 min) 的準(zhǔn)分子離子峰為m/z183.029 1 [MH]-,根據(jù)元素組成,推測(cè)分子式為C8H8O5,二級(jí)碎片離子m/z168.005 4 [M-H-·CH3]-是由為分子中失去1 個(gè)質(zhì)子和1 個(gè)甲基自由基·CH3產(chǎn)生,初步鑒定化合物2 為沒食子酸甲酯[10]。
3.1.2 沒食子酸鞣質(zhì) 化合物3、7、10 的二級(jí)質(zhì)譜均有m/z169 [M-H]-特征信號(hào),且為基峰,提示分子中均有沒食子?;?;其碎片離子在準(zhǔn)分子離子峰基礎(chǔ)上連續(xù)失去沒食子酰基 (-galloyl,152 u)[11],也可能失去中性碎片H2O。以化合物10 (tR=33.92 min) 為例,準(zhǔn)分子離子峰為m/z787.100 1 [M-H]-,根據(jù)元素組成,推測(cè)分子式C34H28O22,二級(jí)質(zhì)譜顯示了635.090 8 [M-H-galloyl]-、617.080 9 [M-H-galloyl-H2O]-、483.078 0 [M-H-2galloyl]-、465.067 3 [M-H-2galloyl-H2O]-、169.013 2[GA]-等特征碎片離子信息,根據(jù)文獻(xiàn)[12]鑒定為四沒食子酰基葡萄糖苷。同理,化合物3 (tR=24.43 min)、7(tR=28.41 min) 的準(zhǔn)分子離子峰分別為m/z635.089 9、635.089 7 [M-H]-,根據(jù)碎片離子信息和文獻(xiàn)[12]鑒定均為三沒食子?;咸烟擒眨ㄍ之悩?gòu)體)。
3.1.3 鞣花酸及鞣花鞣質(zhì) 化合物11 (tR=34.80 min)的準(zhǔn)分子離子峰為m/z300.998 8 [M-H]-,根據(jù)元素組成,推測(cè)分子式為C14H6O8,特征碎片離子有m/z283.305 4[M-H-H2O]-、257.008 5 [M-H-CO2]-。根據(jù)碎片離子和對(duì)照品的相關(guān)信息,鑒定為鞣花酸。
化合物4~6、8~9 鑒定為鞣花鞣質(zhì),分子中均有六羥基聯(lián)苯二甲酸結(jié)構(gòu),二級(jí)質(zhì)譜均出現(xiàn)m/z301 [M-H]-[13],且為基峰,其碎片離子可能失去沒食子酰基或中性碎片H2O。該類化合物另一個(gè)典型特征是一級(jí)質(zhì)譜上易見[M-2H]2-峰[14]。以化合物5 (tR=26.60 min)、6 (tR=27.11 min) 為例,化合物5 準(zhǔn)分子離子峰為m/z633.074 5[M-H]-,根據(jù)元素組成,推測(cè)分子式C27H22O18,二級(jí)質(zhì)譜顯示了615.063 0 [M-H-H2O]-、463.051 9 [M-Hgalloyl-H2O]-、300.999 3 [ellagic acid]-、169.013 4[GA]-等特征性碎片離子信息,根據(jù)文獻(xiàn)[15]并結(jié)合對(duì)照品質(zhì)譜和色譜信息,鑒定為柯里拉京;化合物6 準(zhǔn)分子離子峰為m/z951.076 2 [M-H]-,根據(jù)元素組成,推測(cè)分子式C41H28O27,二級(jí)質(zhì)譜顯示了475.034 1 [M-2H]2-特征性碎片離子,以及933.064 6 [M-H-H2O]-、933.053 1 [M-HH2O]-、475.034 1 [M-2H]2-、300.999 1 [ellagic acid]-、169.012 9 [GA]-等特征性碎片離子信息,根據(jù)文獻(xiàn)[15]結(jié)合對(duì)照品質(zhì)譜和色譜信息,鑒定為老鸛[12]草素。同理,
鑒定化合物4、8、9 分別為chebulanin[16]、digalloyl-HHDPglucose、chebulagic acid[12]。
表1 通奶草乙酸乙酯部位化學(xué)成分鑒定
3.2 黃酮類化合物鑒定
3.2.1 槲皮素類 負(fù)離子模式下,黃酮醇苷的ESI 串聯(lián)質(zhì)譜中易形成[M-H]-分子離子峰,脫去糖基形成苷元離子[Y0]-,也可以均裂方式形成[Y0-H]-·自由基負(fù)離子[17],后者在3-O 取代黃酮中極易形成[18]?;衔?2~13、15~16 鑒定為以槲皮素為母核的黃酮苷,二級(jí)質(zhì)譜均顯示了槲皮素母核的特征信號(hào)為m/z301 為 [Y0]-,m/z300 為[Y0-H]-·,后者為基峰,說明可能為3-O取代黃酮苷;m/z271 為[Y0-H2CO]-碎片離子,m/z151 為RDA 裂解產(chǎn)生的碎片離子?;衔?2 (tR=35.18 min) 準(zhǔn)分子離子峰為m/z463.088 5 [M-H]-,與苷元m/z301 相比少了一個(gè)己醛糖基,推斷3-O上連有己醛糖;化合物13 (tR=35.91 min)準(zhǔn)分子離子峰為m/z463.088 4 [M-H]-,與苷元m/z301相比少了一個(gè)己醛糖基,推斷3-O上也連有己醛糖,根據(jù)對(duì)照品的相對(duì)保留時(shí)間和質(zhì)譜信息,鑒定12 為槲皮素-3-Oβ-吡喃半乳糖苷,即金絲桃苷;13 為槲皮素-3-O-β-吡喃葡萄糖苷,即異槲皮苷?;衔?5 (tR=37.46 min) 準(zhǔn)分子離子峰為m/z433.077 8 [M-H]-,與苷元m/z301 相比少了一個(gè)戊醛糖基,推斷3-O上連有戊醛糖;16 (tR=38.31 min) 準(zhǔn)分子離子峰為m/z433.077 6 [M-H]-,與苷元m/z301 相比少了一個(gè)戊醛糖基,推斷3-O上也連有戊醛糖,根據(jù)對(duì)照品的相對(duì)保留時(shí)間和質(zhì)譜信息,鑒定化合物15 為槲皮素-3-O-β-D-吡喃木糖苷,即瑞諾苷;16 為槲皮素-3-O-α-L-吡喃阿拉伯糖苷,即番石榴苷。根據(jù)準(zhǔn)分子離子峰、碎片離子和對(duì)照品信息,鑒定化合物21 (tR=53.39 min) 為槲皮素。
3.2.2 山柰酚類 化合物17、19~20 鑒定為以山柰酚為母核的黃酮苷,二級(jí)質(zhì)譜均顯示其特征信號(hào)為m/z285 為[Y0]-,m/z284 為[Y0-H]-·,后者為基峰,說明可能為3-O取代黃酮苷;m/z255 為[Y0-H2CO]-碎片離子,m/z151 為RDA 裂解產(chǎn)生的碎片離子?;衔?7 (tR=39.86 min) 準(zhǔn)分子離子峰為m/z447.093 5 [M-H]-,與苷元m/z285 相比少了一個(gè)己醛糖基,推斷3-O上連有己醛糖,根據(jù)對(duì)照品的相對(duì)保留時(shí)間和質(zhì)譜信息,鑒定為山柰酚-3-O-β-D-葡萄糖苷,即紫云英苷。化合物19 (tR=41.50 min) 和20 (tR=42.43 min) 為同分異構(gòu)體,準(zhǔn)分子離子峰均為m/z417 [M-H]-,與苷元m/z285 相比均少了一個(gè)戊醛糖基,推斷3-O上連有戊醛糖,根據(jù)對(duì)照品相對(duì)保留時(shí)間和質(zhì)譜信息,鑒定20 為山柰酚-3-O-α-阿拉伯糖苷,即juglalin;根據(jù)同屬植物化學(xué)成分報(bào)道和相對(duì)保留時(shí)間[19-20],初步鑒定19 為山柰酚-3-O-β-D-吡喃木糖苷。
3.2.3 其他黃酮 在實(shí)驗(yàn)條件下,未實(shí)現(xiàn)化合物14 (tR=35.98 min) 與15 的色譜分離,一級(jí)質(zhì)譜上顯示了m/z447.093 5 [M-H]-準(zhǔn)分子離子峰,與化合物17 互為同分異構(gòu)體,但卻顯示了與17 不同的質(zhì)譜數(shù)據(jù)。表1 顯示,基峰m/z285 為[Y0]-,提示黃酮分子3 位氫未被取代,可能為木犀草素母核,此外還顯示了m/z327.050 8 的碎片離子峰,與文獻(xiàn)[21]報(bào)道一致。結(jié)合對(duì)照品信息,鑒定化合物14 為木犀草苷?;衔?8 (tR=40.90 min) 準(zhǔn)分子離子峰為m/z417.083 5 [M-H]-,根據(jù)元素組成推測(cè)分子式為C21H20O10,碎片離子顯示了m/z269 [Y0]-的芹菜素母核信息,初步鑒定為芹菜素-7-O-β-吡喃葡萄糖苷[21]。
3.3 抗菌活性 結(jié)果見圖2。在質(zhì)量濃度為2 mg/mL時(shí),通奶草乙酸乙酯提取物對(duì)金黃色葡萄球菌抑菌圈直徑為(9±0.2) mm [陽性對(duì)照為(31±0.2) mm],見圖2A;對(duì)大腸桿菌為(8±0.3) mm [陽性對(duì)照為(30±0.3) mm],見圖2B;MIC 值分別為90、100 μg/mL,表明萃取物對(duì)兩者具有一定的抑制作用。
圖2 通奶草乙酸乙酯萃取物抗菌活性實(shí)驗(yàn)
LC-MS/MS 聯(lián)用技術(shù)用于復(fù)雜天然成分分析,具有快速、高效、靈敏等特點(diǎn)[22],是研究中草藥等天然藥物的有力工具。本研究采用UPLC-MS/MS 聯(lián)用技術(shù),結(jié)合對(duì)照品對(duì)照,鑒定了通奶草乙酸乙酯萃取物的21 種成分,以可水解鞣質(zhì)和黃酮類化合物為主,基本闡明通奶草乙酸乙酯萃取部位的成分組成。通奶草中所含化合物類型及種類與同屬植物地錦草[19]及同科植物烏桕[23]等相似,表明同科特別是同屬植物之間的化學(xué)成分存在共性,這對(duì)于開發(fā)藥用資源具有重要意義。本研究所鑒定的諸多化合物具有抗炎、抗氧化、抗腫瘤、抗病原微生物、降血糖等多種生物活性,對(duì)于揭示通奶草藥效物質(zhì)基礎(chǔ)具有一定意義。沒食子酸對(duì)早幼粒細(xì)胞白血?。℉L-60RG)、人胃癌細(xì)胞(KATOⅢ)和結(jié)腸腺癌細(xì)胞(COLO 205) 均有抑制作用[24];老鸛草素對(duì)單純皰疹病毒(HSV-1 和HSV-2) 具有顯著抑制活性[25];鞣花酸對(duì)CCl4誘導(dǎo)的小鼠急性肝損傷具有保護(hù)作用,其作用機(jī)制可能與抗炎和抗氧化有關(guān)[26];金絲桃苷能有效抑制COX-2 蛋白表達(dá),逆轉(zhuǎn)炎癥因子對(duì)肝細(xì)胞造成的損傷,進(jìn)而保護(hù)肝細(xì)胞[27];異槲皮苷(15 mg/kg) 可顯著降低四氧嘧啶升高的血糖濃度,其機(jī)制與6-葡萄糖磷脂酶活性抑制以及抗氧化清除自由基密切相關(guān)[28],這些文獻(xiàn)報(bào)道為通奶草的臨床應(yīng)用提供了理論依據(jù)。同時(shí),乙酸乙酯萃取物對(duì)2 種常見的革蘭氏致病菌有一定的抑菌作用,對(duì)后續(xù)的研究有一定的借鑒意義。