武鑫玥,丁 銀,趙程成,茍曉玲,趙紫薇,張 靜,唐 策*,范 剛*
(1.成都中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,四川 成都 611137; 2.成都中醫(yī)藥大學(xué)民族醫(yī)藥學(xué)院,四川 成都 611137)
水柏枝為常用藏藥,具有清熱解毒、發(fā)散透疹的功效,是藏醫(yī)治療熱毒癥、黃水病的常用藥材之一,具有較高的藥用價(jià)值和良好的開發(fā)與應(yīng)用前景。目前水柏枝屬植物化學(xué)成分的研究比較少,主要含有黃酮類與酚酸類化合物,這些化學(xué)成分具有抗炎、鎮(zhèn)痛、抑菌、抗氧化等活性[1]。已有研究采用HPLC 法測(cè)定了水柏枝中槲皮素、槲皮苷、沒食子酸的含量[2-3],但其他化學(xué)成分還未見分析報(bào)道。
水柏枝為典型的多基原藥材,課題組前期調(diào)查發(fā)現(xiàn),秀麗水柏枝(MyricariaeelegansRoyle)、具鱗水柏枝(M.squamosaDesv.)、三春水柏枝(M.paniculateP.Y.Zhang & Y.J.Zhang)、小花水柏枝(M.wardiiMarquand) 為目前使用的主流品種。由于遺傳背景不同,水柏枝不同品種的化學(xué)成分可能存在一定的差異,進(jìn)而影響其質(zhì)量的穩(wěn)定性和臨床療效。因此,有必要采用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)篩選種間差異性成分,以促進(jìn)其質(zhì)量控制和臨床合理利用。
UPLC-Q-TOF/MS 法具有分析速度快、靈敏度高、定性能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),為中藥、藏藥內(nèi)在質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)提供了新的分析方法,目前已成功應(yīng)用于當(dāng)歸等藥材的品種差異研究中[4]。因此,本研究主要采用基于UPLC-Q-TOF-MS 的分析技術(shù)分別對(duì)不同基原水柏枝藥材進(jìn)行化學(xué)成分分析,并結(jié)合偏最小二乘法判別分析和方差分析,尋找種間差異成分,以期為其品種鑒定、質(zhì)量控制及臨床應(yīng)用等提供參考依據(jù)。
1.1 儀器 Waters Acquity UPLCTM超高效液相色譜儀(配有四元溶劑管理系統(tǒng)、樣品管理系統(tǒng)、PDA 檢測(cè)器、Empower 色譜工作站)、Q-TOF analyzer in a SYNAPT G2 HDMS system 高分辨質(zhì)譜儀(配有ESI 接口、MarkerLynx 4.1 工作站)(美國Waters 公司); Sorvall Legend Micro 17 高速離心機(jī)、微量移液槍(美國Thermo Fisher Scientific 公司);BT125D 十萬分之一電子天平 (德國Sartorius 公司); KQ-500E 超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)。
1.2 試劑 甲醇、乙腈 (色譜純,美國J.T.Baker 公司); 甲酸、亮氨酸腦啡肽(色譜純,美國Sigma 公司); 水為蒸餾水[屈臣氏集團(tuán)(香港) 有限公司]; 其余試劑均為分析純。
1.3 藥材 本研究共收集27 批不同品種的水柏枝樣品,經(jīng)重慶市中藥研究院秦松云研究員鑒定為秀麗水柏枝M.elegans、具鱗水柏枝M.squamosa、三春水柏枝M.paniculata和小花水柏枝M.wardii。樣品信息見表1。
2.1 UPLC-Q-TOF/MS 條件
2.1.1 色譜 Acquity UPLC?BEH C18色譜柱(2.1 mm ×100 mm,1.7 μm); 流動(dòng)相0.1%甲酸水(A) -0.1% 甲酸乙腈 (B),梯度洗脫 (0 ~1 min,4% B; 1 ~4 min,4% ~5% B; 4 ~6 min,5% ~7%B; 6 ~10 min,7% B; 10 ~13 min,7% ~14%B; 13 ~18 min,14% B; 18 ~21 min,14% ~18%B; 21 ~25 min,18% ~37% B; 25 ~26 min,37% ~60% B; 26 ~29 min,60% B; 29 ~32 min,60% ~80% B; 32 ~35 min,80% ~95% B; 35 ~40 min,95%B; 40 ~41 min,95% ~99% B; 41 ~46 min,99% B; 46 ~48 min,99% ~4% B; 48 ~50 min,4%B); 體積流量0.4 mL/min; 柱溫40 ℃;進(jìn)樣量1 μL。
2.1.2 質(zhì)譜 Waters SYNAPT G2 HDMS 系統(tǒng); 霧化、錐孔氣氮?dú)猓?源溫度150 ℃; 反向錐孔氣體體積流量50 L/h; 脫溶劑氣溫度450 ℃; 脫溶劑氣體體積流量800 L/h; 錐空電壓40 V; 萃取錐空電壓4 V; 毛細(xì)管電壓3.0 kV (正)、2.5 kV (負(fù)); 掃描時(shí)間0.3 s; 掃描間隔0.02 s; 掃描范圍m/z100~1 500; 鎖定質(zhì)量數(shù) (亮氨酸腦啡肽)m/z556.277 1 [M+H]+,54.261 5 [M-H]-。
2.2 供試品溶液制備 稱取水柏枝粉末(過3 號(hào)篩) 約1 g,置具塞錐形瓶中,加入甲醇30 mL,密塞,稱定質(zhì)量,超聲處理(功率250 W,頻率40 kHz) 30 min,放冷,再次稱定質(zhì)量,用甲醇補(bǔ)足減失的質(zhì)量,搖勻,過濾,取濾液,13 000 r/min 離心15 min,取上清液,0.22 μm 微孔濾膜過濾,即得。
2.3 質(zhì)譜分析 在正、負(fù)離子模式下,同時(shí)進(jìn)行一級(jí)和二級(jí)掃描。通過精確分子量、出峰時(shí)間、裂解碎片、加合離子峰( [M+H]+、[M-H]-、[2M+H]+等),確認(rèn)和指證化合物。按“2.2” 項(xiàng)下方法制備供試品溶液,在“2.1” 項(xiàng)條件下進(jìn)樣測(cè)定,對(duì)27 批水柏枝進(jìn)行分析,得到水柏枝藥材的正、負(fù)離子狀態(tài)下掃描總離子流圖。在正離子模式下,除出現(xiàn)[M+H]+的準(zhǔn)分子離子峰外,大部分化合物均顯示出強(qiáng)豐度的[M+Na]+的加合離子峰,有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)[2M+H]+、[2M+Na]+離子峰;在負(fù)離子模式下,準(zhǔn)分子離子峰一般為[M-H]-,同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)[M+Na-2H]-、[2M-H]-等離子峰。通過對(duì)準(zhǔn)分子離子峰上對(duì)應(yīng)的分子量進(jìn)行擬合計(jì)算,按保留時(shí)間先后順序列出。從中得到36 個(gè)化合物,包括6 個(gè)黃酮類(槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖醛酸、木犀草素、山柰酚-3-O-β-D-葡萄糖醛酸等)、17 個(gè)酚酸類(沒食子酸、鞣花酸等)、2 個(gè)生物堿類(N-阿魏酰酪胺、N-阿魏酰基-4-O-甲基酪胺)、3 個(gè)氨基酸類(脯氨酸、苯丙氨酸等)、8 個(gè)其他類(水柏枝素A、腺苷等)。水柏枝基峰色譜圖見圖1,鑒定的化合物質(zhì)譜裂解信息見表2。
圖1 水柏枝總離子流圖Fig.1 Total ion current diagram of Myricariae Ramulus
表2 水柏枝主要化學(xué)成分的質(zhì)譜信息Tab.2 MS information of the major constituents in Myricariae Ramulus
2.4 化學(xué)計(jì)量學(xué)分析
2.4.1 偏最小二乘法分析 采用SIMCA-P 軟件的偏最小二乘法(PLS-DA) 對(duì)各化合物的質(zhì)譜峰面積數(shù)據(jù)進(jìn)行建模,分別在正、負(fù)離子模式下對(duì)4 種基原水柏枝進(jìn)行比較,見圖2。PLS-DA 三維模型中,可直觀看出不同基原的水柏枝明顯分為4 類。
圖2 水柏枝的PLS-DA 三維得分圖Fig.2 PLS-DA three-dimensional score plot of Myricariae Ramulus
2.4.2 差異代謝物篩選 觀察不同樣品的分類情況,并從大量多維數(shù)據(jù)中找出貢獻(xiàn)于分類的主要差異代謝物,但無法確定觀察到的差異是否具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(顯著性),因此需要采用其他方法進(jìn)一步驗(yàn)證PLS-DA 結(jié)果。本研究采用方差分析評(píng)價(jià)這些成分在4 種基原間的差異是否具有顯著性。結(jié)合VIP>1 和P<0.05 這2 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)篩選潛在的差異成分,最終篩選出7 種具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的種間差異成分,分別為水柏枝素A、阿福豆苷、對(duì)羥基桂皮酸、3,4-二甲氧基沒食子酸、沒食子酸甲酯、2,4,6-三羥基苯甲酸甲酯、香草酸甲酯,詳見圖3、表3。
圖3 種間差異成分峰面積的方差分析Fig.3 Analysis of variance for peak area of interspecific differential components
表3 4 種基原水柏枝潛在差異成分的方差分析結(jié)果Tab.3 Results of variance analysis for the potential component differences of 4 species of Myricariae Ramulus
本研究采用UPLC-Q-TOF/MS 定性技術(shù),首次對(duì)水柏枝藥材的化學(xué)成分進(jìn)行了全面分析,結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道及化合物的質(zhì)譜裂解規(guī)律,最終鑒定了36個(gè)化合物,包括6 個(gè)黃酮類,17 個(gè)酚酸類,2 個(gè)生物堿類,3 個(gè)氨基酸類,以及8 個(gè)其他類。其中,二-O-沒食子酰-D-葡萄糖、二-O-沒食子酰-鞣花酰-D-葡萄糖、三-O-沒食子酰-D-葡萄糖、四-O-沒食子酰葡萄糖、五-O-沒食子酰-D-葡萄糖為首次從水柏枝藥材中鑒定的化學(xué)成分。
此外,結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)和方差分析方法,利用P<0.05 標(biāo)準(zhǔn)篩選4 組樣品間的差異成分,最終確定7 種潛在的種間差異性成分,包括水柏枝素A、阿福豆苷、對(duì)羥基桂皮酸、3,4-二甲氧基沒食子酸、沒食子酸甲酯、2,4,6-三羥基苯甲酸甲酯和香草酸甲酯。這些化合物為區(qū)別不同基原水柏枝藥材的化學(xué)標(biāo)志物,今后可應(yīng)用于水柏枝藥材的品種鑒定。此外,由于這7 種化學(xué)成分的差異,可能會(huì)影響不同基原水柏枝藥材的質(zhì)量,今后應(yīng)結(jié)合與功效相關(guān)的藥理活性進(jìn)一步評(píng)價(jià)不同品種的質(zhì)量差異,為水柏枝藥材的質(zhì)量控制和臨床合理應(yīng)用提供參考依據(jù)。