尼泊尔黄堇中总生物碱的串联质谱分析

傅 予,梁 健,白 央,达娃卓玛,白冰如,丁立生

(1.中国科学院成都生物研究所,四川成都 610041;2.西藏自治区食品药品检验所,西藏拉萨 850000)

尼泊尔黄堇中总生物碱的串联质谱分析

傅 予1,梁 健1,白 央2,达娃卓玛2,白冰如1,丁立生1

(1.中国科学院成都生物研究所,四川成都 610041;2.西藏自治区食品药品检验所,西藏拉萨 850000)

采用电喷雾串联质谱(ESI-MS/MS)法对尼泊尔黄堇中总生物碱进行分析。由一级质谱中各成分的准分子离子峰获知其相对分子质量,再由二级质谱的裂解碎片推测其结构特征。结合纯品的串联质谱分析,直接鉴定出从尼泊尔黄堇总生物碱中已经分离得到的10种异喹啉生物碱成分:stylopine(1),tetrahydrothalifendine(2),tetrahydroberberrubine(3),scoulerine(4),sinactine(5),protopine(6),cryptopine(7),α-allocryptopine(8),9-methyl-decumbenine C(9)和6-acetonyl-5,6-dihydrosanguinarine(10);另外还初步推测出2种未从该植物中分离得到的异喹啉生物碱成分。

尼泊尔黄堇;异喹啉生物碱;串联质谱

尼泊 尔 黄 堇 (Cory dalis hendersonii Hemsl.)为罂粟科(Papaveraceae)紫堇属植物,主要分布于我国西藏海拔4 200～5 200 m的区域。尼泊尔黄堇作为传统藏药“日棍”,主要用于治疗发热和高血压,另外对肝炎也有一定的疗效[1]。该藏药材含有丰富的异喹啉生物碱[2-3]。Sturm等[4]利用电喷雾串联质谱对欧洲紫堇属植物进行了研究。本工作对尼泊尔黄堇地上部分的总生物碱进行电喷雾串联质谱(ESI-MS/ MS)分析,共鉴定出在该植物中已经分离得到的10种生物碱成分(1～10),并初步推测出2种还未从该种植物中分离得到的异喹啉生物碱成分(I～II),示于图1。

图1 尼泊尔黄堇中的生物碱成分Fig.1 The structures of alkaloids fromCorydalis hendersonii

1 实验部分

1.1 仪器及实验条件

ThermoQuest Finnigan LCQDECA型电喷雾质谱仪:美国 Finnigan公司产品。所有数据采集和处理采用 Finnigan XcaliburTMcore data system Rev.1.2(ThermoQuest Corporation, San Jose,CA,USA)。

1.2 实验材料

尼泊尔黄堇药材于2006年采自西藏自治区的山南地区,由西藏自治区食品药品检验所格桑索朗副主任药师鉴定。

1.3 总生物碱提取

将尼泊尔黄堇地上部分粉碎,用85%甲醇室温浸提3次,每次4天。收集提取液,减压回收甲醇后,用水分散,以2%盐酸水溶液调节p H 2～3,乙酸乙酯萃取除去脂质成分后,用氨水调节p H 9～10,再用氯仿萃取,减压回收溶剂后,得总生物碱。

1.4 实验条件

电喷雾(ESI)离子源;以正离子模式检测进行一级质谱和二级质谱(MS2)测定;质谱检测器参数:雾化壳气为氮气(5.52×105Pa),雾化辅助气为氮气(1.38×105Pa),毛细管温度 350℃,喷射电压4.5 kV,碰撞气为氮气,碰撞能量范围30%～40%,质量扫描范围m/z100～500。

2 结果与讨论

2.1 电喷雾一级质谱分析

尼泊尔黄堇总生物碱的质谱图示于图2。从图2可见,各异喹啉生物碱的准分子离子峰[M+H]+或[M+Na]+,12种主要的准分子离子峰分别为 m/z324、326、328、340、342、354、356、370、386和390。参考从该植物中分离得到的化合物[2]以及下述串联质谱提供的结构信息,共鉴定出其中的10种化合物:stylopine(1),tetrahydrothalifendine(2),tetrahydroberberrubine (3),scoulerine(4),sinactine(5),protopine(6), crypotopine(7),α-allocryptopine(8),9-methyldecumbenine C(9)和 6-acetonyl-5,6-dihydrosanguinarine(10),其中化合物9为对该植物进行分离纯化时获得的新化合物[2]。

化合物6的准分子离子峰为基峰,提示其为该植物的主要生物碱成分,与分离纯化的结果相符。

2.2 串联质谱分析

化合物1、2(3)、4和5在总碱的一级质谱图中,分别可以观察到其[M+H]+准分子离子峰m/z324、326、328和340。在分析相应化合物纯品的二级质谱得到的骨架裂解信息时发现,这5种化合物的骨架裂解离子都是通过7,8位和13,14位的骨架断裂途径而得到的,这一裂解途径应为原小檗碱型异喹啉生物碱特征的骨架裂解途径,示于图3。在总生物碱中以这5种化合物的[M+H]+准分子离子峰为母离子进行二级质谱分析,在二级质谱上均能见到脱水、脱甲基和脱甲氧基,以及该骨架裂解的子离子信息,其主要碎片信息列于表1。将这5种化合物的二级质谱与从该植物中分离得到的相应纯品[2]二级质谱比对,并参考原小檗碱碱型异喹啉生物碱特征的裂解途径,分别将其鉴定为5种原小檗碱型的异喹啉类型生物碱:stylopine(1),tetrahydrothalifendine(2),tetrahydroberberrubine (3),scoulerine(4),sinactine(5),其中生物碱2和3的质谱行为是相同的。

图2 尼泊尔黄堇总生物碱的电喷雾正离子质谱图Fig.2 Positive ESI mass spectrum of total alkaloids fromCorydalis hendersonii

化合物6和7(8)在总碱一级质谱图分别可以看到其[M+H]+准分子离子峰 m/z354和370。在分析相应化合物纯品的二级质谱时发现,这3种化合物的骨架碎片离子也是通过7,8位和13,14位的骨架断裂途径而得到的,这一裂解特征也应为原鸦片碱型异喹啉生物碱特征的裂解途径,示于图4。在总生物碱的串联质谱中,以这3种化合物[M+H]+准分子离子峰为母离子进行二级质谱分析,在其质谱图上均能见到脱水、脱甲氧基和骨架断裂的子离子,主要子离子信息列于表2。将其二级质谱与从该植物中分离得到的相应化合物[2]二级质谱比对,同时参考原鸦片碱型异喹啉生物碱特征的裂解途径,分别将这3种化合物鉴定为3种原鸦片碱型的异喹啉类型生物碱:protopine(6),crypotopine (7)和α-allocryptopine(8)。

由于化合物7和8为同分异构体,在一级质谱图上均表现为 m/z370,但是在二级质谱中,这2种化合物通过骨架断裂分别得到不同的骨架碎片离子,列于表2,因此可以通过二级质谱将这2种化合物从混合物中区别并鉴定出来。化合物7的骨架裂解出现m/z206和165,化合物8的骨架裂解出现 m/z222和149,而对总碱的m/z370进行二级质谱分析,都出现了这4个峰,说明这 2种化合物都存在。从峰强来看, m/z206和165这一组要大于 m/z222和149,提示总碱中化合物7的量要大于化合物8,与分离纯化的结果相符[2]。

表1 化合物1,2(3),4和5的MS/MS主要子离子信息Table 1 Major daughter ions observed in MS/MS spectra of compounds 1,2(3),4 and 5

图3 原小檗碱型异喹啉生物碱1～5特征骨架断裂途径Fig.3 The characteristic MS/MS fragment pathway of compounds 1—5

表2 化合物6,7和8的MS/MS主要子离子信息Table 2 Major daughter ions observed in MS/MS spectra of compounds 6,7 and 8

图4 原鸦片碱型异喹啉生物碱6～8的特征骨架断裂途径Fig.4 The characteristic MS/MS fragment pathway of compounds 6—8

以 m/z386[M+Na]+为母离子进行串联质谱分析时,在二级质谱图上除了可以观察到m/z348[M-CH3]+,m/z333[M+HOCH3]+的常规子离子外,还可以看到 m/z320 [M-CH3-HCO]+和305[M+H-CH3-CO2]+的碎片,这与文献报道的苯肽异喹啉类生物碱 decumbenine C的特征骨架裂解规律一致[5],将其推测为 9-methyl-decumbenine C(9)是合理的。

以m/z390为母离子进行串联质谱分析时,在二级质谱图上可以见到脱甲基、脱水、脱丙酮基、脱甲氧基和脱氮甲基的子离子,说明分子中含有甲基和丙酮基。另外在一级质谱中可以观察到峰度较高的脱丙酮基碎片离子峰(m/z 332),而其分子离子峰 m/z390的丰度并不高,这一现象与文献[6]报道的一致。因此将该化合物推测为 6-acetonyl-5,6-dihydrosanguinarine (10)是合理的。

在尼泊尔黄堇总生物碱一级质谱上还可以看到丰度较高的2个准分子离子峰 m/z342 (Ⅰ)和356(Ⅱ),分别以这2种化合物的准分子离子峰为母离子进行二级质谱分析。在化合物Ⅰ的二级质谱图中可以观察到 m/z324 [M+H-H2O]+和 309[M+H-H2OCH3]+的子离子,以及m/z194和149这2种骨架裂解离子信息;在化合物Ⅱ的二级质谱图中可以观察到 m/z338[M+H-H2O]+,323 [M+H-H2O-CH3]+和307[M+H-H2O-OCH3]+的子离子,以及m/z208和149的骨架裂解离子信息。根据前面总结出的该种植物中异喹啉类生物碱骨架裂解规律,推测这2种化合物均为原鸦片碱型的异喹啉生物碱,前者可能是普托品的代谢产物[7],后者应为izmirine[8],其结构示于图1。

[1]中国科学院西北高原生物研究所.藏药志[M].青海:青海人民出版社,1991:350-351.

[2]FU Y,ZHOU Y,LIAO X,et al.A new alkaloid fromCorydalis hendersonii[J].Planta Medica, 2009,75:547-549.

[3]林 茂,刘 欣,方启成.尼泊尔黄堇化学成分的研究[J].植物学报,1986,28(1):91-93.

[4]STURM S,SEGER C,STUPPNE H.Analysis of Central EuropeanCorydalisspecies by nonaqueous capillary electrophoresis-electrospray iontrap mass spectrometry[J].Journal of Chromatography A, 2007(1 159):42-50.

[5]ZHANGJ S,ZHU D Y,HONG S H.Isoquinoline alkaloids,decumbenines B and C,fromCorydalis decumbens[J].Phytochemistry,1995,39: 435-437.

[6]唐艳丽,杨爱梅,张樱山,等.灰绿黄堇生物碱化学成分的研究Ⅰ[J].中国中药杂志,2005,30(3): 195-197.

[7]LIANE D P,HANS H M.Studies on the metabolism and toxicological detection of theEschscholtzia calif ornicaalkaloids californine and protopine in qurine using gas chromatography-mass spectrometry[J].Journal of Chromatography B,2003, 789:43-57.

[8]GUINAUDEAU H,SHAMMA M,GÖZL ER T. Izmirine:A new protopine alkaloid[J].Journal of Natural Products,1983,46(6):934-935.

Tandem Mass Spectrometry Analysis of Total Alkaloids fromCorydalis hendersonii

FU Yu1,LIANGJian1,BAI Yang2,DAWA Zhuo-ma2,BAI Bing-ru1,DING Li-sheng1
(1.Chengdu Institute of Biology,Chinese Academy of Sciences,Chengdu610041,China; 2.Tibet A utonomous Region Institute f or Food and Drug Control,L hasa850000,China)

Electrospray ionization tandem mass spectrometry(ESI-MS/MS)was used to analyze the total alkaloids fromCory dalis hendersonii.Based on the information of pseudo molecular ions and daughter ions,which were obtained from ESI-MS and tandem mass spectrometry,total of 10 main alkaloids are suggested as stylopine(1),tetrahydrothalifendine (2),tetrahydroberberrubine(3),scoulerine(4),sinactine(5),protopine(6),cryptopine (7),α-allocryptopine(8),9-methyl-decumbenine C(9),and 6-acetonyl-5,6-dihydrosanguinarine(10),respectively.

Cory dalis hendersonii;isoquinoline alkaloid;tandem mass spectrometry

O 657.63

A

1004-2997(2010)02-0098-05

2009-06-15;

2009-08-21

国家自然科学基金项目(30572254)资助

傅 予(1982～),女(汉族),天津人,硕士研究生,药物化学专业。E-mail:fyyyyy_82@126.com

丁立生(1958～),男(汉族),云南昭通人,研究员,从事天然药物化学研究。E-mail:lsding@cib.ac.cn