液-质联用技术在中药分析中的应用

罗 芬

(广东食品药品职业学院，广东 广州 510520)



液-质联用技术在中药分析中的应用

罗 芬

(广东食品药品职业学院，广东 广州 510520)

液-质(LC-MS)联用技术将LC的高分离能力与MS的结构鉴别功能结合起来，已广泛应用于中药成分的定性、定量和药动学等研究。简要综述了LC-MS技术在中药化学成分分析、中药质量控制、中药药动学研究、中药代谢研究以及代谢组学研究等方面的应用进展，并分析了其存在的问题及应用前景。

中药分析；液相色谱-质谱联用；中药质量控制；中药药动学；中药代谢组学

液相色谱-质谱联用(LC-MS)技术是以液相为分离手段，以质谱为鉴定工具的一种分离分析技术。它将LC的高分离能力与MS的结构鉴别功能结合起来，广泛应用于中药成分的定性、定量、体内代谢、药代动力学及代谢组学研究等诸多方面。本文根据近年来所报道的相关文献，就目前常用的液-质联用技术及其在上述几方面的应用进行综述。

1 液-质联用分类

目前常用的液相色谱与质谱联用具有两大分类系统，一种是从质谱的离子源角度来划分，包括电喷雾离子源(ESI)、大气压化学电离源(APCI)和大气压光电离源(APPI)等；另一种是从质谱的质量分析器角度来划分，包括四极杆(Q-MS)、离子阱(IT-MS)、三重四极杆(TQ-MS)、飞行时间质谱仪(TOF-MS)和傅立叶变换质谱仪(FT-MS)等。

2 液-质联用技术在中药分析中的应用

2.1 中药化学成分分析

中药及其制剂往往成分复杂多样，成分研究采用传统提取分离方法，再通过光谱和质谱等分析技术进行鉴定，分离提纯工作量大。而采用LC-MS联用技术进行中药化学成分分析，可以同时得到化合物的保留时间、紫外光谱、分子量及特征结构碎片等丰富信息，具有高效快速和高灵敏度的特点，只需对样品进行简单预处理或衍生化，因此在中药化学成分分析中得到广泛应用。

孙健等[1]应用LC-MSn联用技术研究柴胡皂苷类的化学成分，得到各化合物的总离子流图和多级质谱图从而鉴定出23个化合物。张加余等[2]鉴定马钱子中的生物碱类成分。采用HPLC-ESI-MS/MS对 4 类生物碱的裂解方式，结合保留时间、质荷比以及多级串联质谱数据进行研究，鉴定了18 个生物碱成分。汪祺等[3]分析生脉注射液中木脂素类化学成分，以五味子中间体化学成分研究为基础，采用LC-IT-MS联用仪对8 家生产企业的生脉注射液样品进行化学成分指认。发现8 家生产企业共有成分为五味子醇甲、戈米辛D、戈米辛J和当归酰戈米辛Q。张靖等[4]采用UPLC-ESI-LTQ-Orbitrap质谱分离分析三芪口服液中化学成分，根据精确相对分子量信息和多级质谱碎片信息，结合对照品质谱行为，从复方三芪中快速分析鉴定了39个成分。

液相色谱-飞行时间质谱(LC-TOF-MS)全扫描模式下可以准确测出分子量，已广泛应用于中药复杂体系成分分析及化合物结构鉴定。母会丹等[5]采用UPLC/Q-TOF-MS在正负离子模式下对白芍甲醇提取物中的化学成分进行分离及结构鉴定。根据各个色谱峰在质谱中的精确相对分子质量、质谱碎片结构信息和色谱保留规律，成功鉴定了白芍中 9 个化合物。其中化合物1为没食子酰基蔗糖，其余均为单萜苷类化合物。

2.2 中药质量控制研究

中药质量控制主要是对与其功效有关的活性成分或指标性成分进行定性鉴别及含量测定。但大量研究表明，中药的药效并非是单个或某几个指标成分在起作用，而是多成分共同作用的结果。因此，从单一指标性成分控制向多指标发展是中药质量控制研究的必然趋势。

HPLC-MS由于本身的特殊优势，在中药多成分测定中发挥了优势。参甘冠心合剂是一种治疗冠心病心绞痛的经验方剂，药味众多，体系复杂，主要含有黄酮类、苯丙素苷类、酚酸类、芳香酸类等化学成分群。张艺竹等[6]采用液相-三重四极杆质谱联用技术首次对参甘冠心合剂中的芍药苷、毛蕊花糖苷、阿魏酸、柚皮苷、丹酚酸 B、党参炔苷、橙皮苷、甘草苷、异甘草苷、甘草素、异甘草素等 11 种成分同时进行测定，实现对中药复方制剂中多种成分进行定量测定，以对其质量进行更好的控制。汪祺等[7]采用UPLC建立了生脉注射液指纹图谱，标定了18个共有峰，同时，采用离子阱质谱联用技术，通过二级质谱信息，结合对照品及文献报道，确定18个共有峰化合物的结构，为进一步探讨生脉注射液的物质基础，以及控制产品质量提供实验依据。

质谱检测的高灵敏度适于样品中低含量组分或毒性成分的测定。研究报道山豆根生物碱是其功效和毒性的主要物质基础，其中生物碱中的金雀花碱类毒性更大。李妃等[8]采用HPLC-MS法，多反应监测扫描方式同时测定山豆根样品中苦参碱、氧化苦参碱、金雀花碱和 N-甲基金雀花碱的含量，为控制毒性较大的金雀花碱型生物碱成分含量提供参考。该方法适用于含量微少或基质较复杂的样本。

2.3 中药药动学研究

中药药动学研究中需对生物样品中的微量成分(原药、代谢物等)同时进行分析，LC-MS由于其强大的分离鉴定优势，不仅能够同时测定样品中复方制剂的多组分浓度，而且对代谢物能够进行定性，满足生物样品分析中的要求，逐渐成为中药药代动力学研究的重要工具之一。为了了解氧化苦参碱在体内转化为苦参碱的量，便于临床确定给药剂量及掌握药物发挥药效与毒性的物质基础，王素军等[9]通过液相-串联质谱(LC/MS/MS)法测定ig和iv氧化苦参碱后氧化苦参碱和代谢产物苦参碱的血药浓度，以及ig和iv苦参碱后苦参碱的血药浓度,对氧化苦参碱在食蟹猴体内的转化率及代谢特点进行研究。王莹等[10]采用超高效液相色谱-串联三重四极杆质谱议同时测定决明子特有蒽醌类成分橙黄决明素、黄决明素、决明素和1-去甲基决明素在大鼠血浆中的浓度，以此为指标进行药动学研究，全面地反映了决明子在大鼠体内的吸收过程。王佩瑶等[11]利用 UPLC/TOF-MS 进行血清样品分析，考察了双龙方(人参、丹参)中人参皂苷、丹参酚酸两大类物质在大鼠体内的药代动力学参数，测定了双龙方中丹参素、丹参酚酸G、丹参酚酸K、丹参酚酸M、人参皂苷Rb1、Rb2、Rc、Rd、M-Rb1、M-Rd 10种成分的峰浓度。明确了双龙方中有效部分人参总皂苷和丹参总酚酸在大鼠体内的药动学规律，为临床合理用药提供参考依据。

2.4 中药代谢研究

LC-MS联用技术在分析中药代谢产物时，由于其选择性强、灵敏度高且可以获得化合物的大量信息，有利于药物代谢产物和内源性化合物的分离和鉴定，成为分析和鉴定代谢物最有效的方法之一。左冉等[12]研究黄连解毒汤体内发挥药效作用的物质基础时，采用LC-FT-ICR-MS 法, 对多个时间点的血浆混合样品进行检识和结构确认，对黄连解毒汤入血成分进行了更为全面准确的分析，共发现 38 个入血成分，包括 22 个原形成分和 16 个代谢产物。在代谢产物中，除 M11 为一相代谢产物外，黄连解毒汤主要成分在大鼠体内多以二相代谢产物形式存在，包括葡糖醛酸和硫酸化产物。Zhang Lei等[13]首次采用LC-IT-TOF-MS研究藤黄酸在大鼠胆汁中的代谢产物，结果藤黄酸快速地代谢为三个代谢物，经鉴定分别为3,4-双氢藤黄酸、10-羟基藤黄酸和9,10-环氧藤黄酸。

2.5 代谢组学研究

代谢组学是研究生物体系受外部刺激或扰动后所产生的内源性代谢物整体及其变化规律的科学，是探明生物体系代谢途径的研究方法。代谢组学的研究样本可以是生物体液(如血浆、尿液、唾液等)、细胞提取物、细胞培养液和组织等。检测分析技术主要采用以核磁共振谱(NMR)、质谱(MS)为核心的分析技术以及色谱与质谱联用技术。

Q-TOF质谱仪能够同时获得分子离子和子离子的精确质量数，有利于获取分子式及代谢物的裂解特征信息，有效地进行未知化合物的解析，因此非常适合于代谢组学研究中寻找及鉴定与疾病相关的可能标志物结构。关鑫等[14]对大鼠在急性胰腺炎(AP)时尿液的变化特征及生物标记物进行分析时，采用LC-ESI-Q-TOF-MS技术的代谢组学方法分析大鼠AP模型组与对照组的尿液样本，从整体代谢角度探讨急性胰腺炎时大鼠体内代谢的特征。结果发现了18个潜在的生物标志物，为急性胰腺炎的临床诊断和药物疗效评价提供基础。张启云等[15]采用HPLC-TQ-MS/MS 检测血浆中物质，PCA、OSC-PLS 分析麻杏石甘汤对哮喘模型大鼠血浆中内源性物质及其整体状态的影响，结果发现了部分生物标记物。代谢组学是目前癌症早期诊断和预后判断的相关分子标志物发现和筛选[16-18]的一种高效技术手段。为了发现胃癌的早期诊断标志物，杨太忠等[19]采用超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)分析了20例胃癌患者及40例正常人血清代谢谱。通过代谢组数据分析获得胃癌患者系统代谢特征，结果定性出57个差异代谢物。其中二氢胆固醇经验证组样本验证，具有成为胃癌代谢标志物的潜力。

3 结语

随着色谱质谱联用技术的日益成熟，液-质联用技术已经成为中药各类成分分析的重要手段，其所提供的大量结构信息不仅对中药成分的分析鉴定提供了依据，也为中药或中药复方的体内过程研究和代谢产物的分析奠定了基础，对中药物质基础和作用机制的研究发挥着重要作用。

[1] 孙健，张立富，范斌，等.柴胡皂苷类化学成分的 LC-MS分析[J].中国药物警戒，2012，9(12)：725-727.

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(责任编辑：宋勇刚)

2014-02-24

罗芬(1985-)，女，硕士，广东食品药品职业学院助教，研究方向为药物分析。

R284.1

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1673-2197(2014)11-0052-02