电喷雾-质谱研究A环不同取代基对黄酮类化合物裂解途径的影响



电喷雾-质谱研究A环不同取代基对黄酮类化合物裂解途径的影响

林宏英1，黄建梅1，段天璇1，谭鹏1，刘永刚1，李江宁2

（1.北京中医药大学，北京100102；2.北京市药品监督管理局，北京100053）

摘要：选择槲皮素、葛根素、黄芩苷、朝藿定C和野黄芩苷为研究对象，在负离子检测方式下，采用电喷雾-质谱法（ESI-MS）研究A环不同取代基对自身裂解途径的影响。结果发现，该类化合物主要发生了脱糖、脱CO、脱水和RDA反应，进一步分析发现，A环上不同的取代基对自身质谱裂解途经影响较大，其裂解途径有显著差异，且H2O分子的丢失可以成为判断A环取代基信息的一种方法。A环取代基不同黄酮类化合物的质谱裂解规律有助于复杂黄酮类化合物的快速检测和结构解析。

关键词：电喷雾-质谱；黄酮类化合物；裂解特征；RDA裂解

收到修改稿日期：2013-03-22

Study on different substituents in A-ring effect on fragmentation pathway of flavonoids using electrospray ion trap mass spectrometry

LIN Hong-ying1，HUANG Jian-mei1，DUAN Tian-xuan1，TAN Peng1，LIU Yong-gang1，LI Jiang-ning2

（1. Beijing University of Chinese Medicine，Beijing 100102，China；2. Beijing Drug Administration，Beijing 100053，China）

Abstract:Under negative ion mode，electrospray ionization mass spectrometry（ESI-MS）was used to study on different substituents in A-ring effect on fragmentation pathway of flavonoids. During the fragmentation，RDA cleavage was detected and CO and H2O were usually lost during the fragmentation. Different substituents in A-ring affected fragmentation obviously，and among them，the loss of H2O molecular could be a marker to judge the substituent in A-ring. The results will be helpful in identifying the structures of flavonoids rapidly with the method of mass spectrometry. Key words: ESI-MS；flavonoids；fragmentation；RDA cleavage

0　引　言

黄酮类化合物是广泛存在于自然界的一大类化合物，具有广泛的生物活性及医疗作用[1-7]。近年来，随着分析技术的发展，以发现活性成分为目的的中药及天然药物研究已经进入了较为快速的阶段，如何借助先进的分析技术较快地发现和分析中药及天然产物中活性成分成为天然药物化学领域的关键问题之一。质谱技术具有快速、灵敏的特点，已经成为一种主要研究手段[8-10]。随着软电离技术的发展，质谱裂解呈现出一些新的特点和规律，但现在的研究比较零散，缺乏系统性，研究大多停留在裂解机制，上升到规律的报道较少。本文选用一系列A环上有不同取代基的黄酮类化合物作为研究对象，分析该化合物的电喷雾-质谱裂解规律，初步总结A环不同取代基黄酮类化合物的ESI-MS/MS裂解规律，为以后研究黄酮类成分的质谱裂解途径提供参考。

1　试验部分

1.1主要仪器与试剂

TSQ QUANTUM ACCESS MAX串联三重四极杆质谱仪，电喷雾离子源，Xcalibur 2.1软件系统（美国Thermofisher）；Hamilton 250 μL注射器（美国Hamilton）；甲醇（色谱纯，美国Fisher）；槲皮素（Mr 为302）、葛根素（Mr为416）、黄芩苷（Mr为446）、野黄芩苷（Mr为462）和朝藿定C（Mr为822）均为本研究室自制，结构式见图1。

图1　5个化合物的结构

1.2实验方法

1.2.1仪器分析条件

电喷雾离子化，负离子模式检测，毛细管电压3.5 kV，碰撞诱导解离能量31～59 eV，毛细管温度300℃，鞘气压力1.12 L/min，碰撞气为Ar，质量扫描范围（m/z）100～1000，蠕动泵进样，流速10μL·min-1。

1.2.2样品溶液的制备

分别取黄芩苷、野黄芩苷、山奈酚、朝藿定C和葛根素适量，用甲醇配制成1mmoL·L-1储备液。分别取20μL浓度为1mmoL·L-1储备液置于1.5mL塑料离心管中，用甲醇稀释至1mL，室温下超声混匀。

2　结果与讨论

2.1槲皮素的裂解途径

槲皮素属于常见的黄酮类化合物，其特点是5位和7位有羟基取代基。检测中发现在正离子模式下槲皮素不容易离子化，因此选择负离子模式。在负离子模式下，槲皮素的准分子离子为301，为[M-H]-的离子，选中母离子对其进行碰撞诱导解离分析，得到碎片离子151，107。主要发生了脱水和脱一氧化碳等中性分子的反应，推测在负离子模式下，槲皮素主要有两种裂解方式，与文献报道的黄酮类化合物的质谱裂解途径一致。可能的裂解途径如图2所示。

图2　槲皮素的裂解途径

2.2野黄芩苷和黄芩苷的质谱裂解途径

在负离子模式下，黄芩苷的准分子离子为445，为[M-H]-的离子，选中母离子对其进行碰撞诱导解离分析，得到一系列碎片离子269、251、223和195。主要发生了脱糖、脱水和脱一氧化碳等中性分子的反应，其中，脱水是一种新的裂解方式，原因可能是A 环5，6，7位上有3个羟基易发生脱水反应。推测在负离子模式下，黄芩苷可能的裂解途径如图3所示。野黄芩苷跟黄芩苷结构类似，其裂解途径一致。该实验结果也证明C环4位的取代基对化合物的影响不大。

2.3葛根素的裂解途径

在负离子模式下，葛根素的准分子离子为415，为[M-H]-的离子，选中母离子对其进行碰撞诱导解离分析，得到一系列碎片离子267、253、223、209、193和133。主要发生了脱糖、脱一氧化碳等中性分子的反应。葛根素可能的裂解途径如图4所示。

图3　黄芩苷的裂解途径

2.4朝藿定C的裂解途径

在负离子模式下，朝藿定C的准分子离子为821，为[M-H]-的离子，选中母离子对其进行碰撞诱导解离分析，得到一系列碎片离子366、351、311和293主要发生了脱糖、脱水、脱甲基和脱两分子一氧化碳等中性分子的反应，推测在负离子模式下，朝藿定C可能的裂解途径如图5所示。

3　结束语

图4　葛根素的裂解途径

通过对槲皮素、（野）黄芩苷、葛根素和朝藿定C这5个A环不同取代基的黄酮类化合物的裂解途径的研究，发现这些化合物均能脱CO，除了槲皮素外均能发生RDA裂解，A环有3个取代基的（野）黄芩苷和朝藿定C均有脱水，而只有两个取代基的槲皮素和葛根素未见脱水，表明A环有两个取代基不易发生脱水反应，有3个取代基容易发生脱水反应，从而可以将有没有脱水中性分子作为判断A环取代基数目的取代基的方式。但在该实验中，只选择

图5　朝藿定C的裂解途径

质谱技术，尤其是软电离技术的发展，使得质谱包含了大量的化合物结构信息，不过，相同的样品在不同的参数条件和仪器的基础上，裂解方式有微小的不同[3]，但总体来说，主要的裂解规律呈现一致性，对于其裂解规律仍需要进一步进行研究。

参考文献

[1] 梁艳，于世锋，陈卫军，等．山奈酚的电喷雾质谱裂解途径[J] ．应用化学，2009，26（10）：1250-1252．

[2] 徐英，董静，王弘，等．电喷雾-离子阱-飞行时间质谱联用研究黄酮和异黄酮苷元C环上的裂解规律[J] ．高等学校化学学报，2009，30（1）：46-50．

[3] Ye M，Guo D A，Ye G，et al．Analysis of homoisoflavonoids in ophiopogon japonicus by HPLC -DAD-ESI-MSn[J] ．J Am Soc Mass Spectrom，2005（16）：234-243．

[4] Seyoum A，Asres K，El-Fiky F K．Structure-radical scavenging activity relationships of flavonoids[J] ．Phytochemistry，2006（67）：2058-2070．

[5] Procházková D，Bou觢ová I，Wilhelmová N．Antioxidant and prooxidant properties of flavonoids[J] ．Fitoterapia，2011（82）：513-523．

[6] Lotito S B，Zhang W J，Yang C S，et al．Metabolic conversion of dietary flavonoids alters their anti-in?ammatory and antioxidant properties[J] ．Free Radical Biology & Medicine，2011（51）：454-463．

[7] Dehkharghanian M，Adenier H，Vijayalakshmi M A．Study of flavonoids in aqueous spinach extract using positive electrospray ionisation tandem quadrupole mass spectrometry[J] ．Food Chemistry，2010（121）：863-870．

[8] Yanga M，Sunb J H，Lua Z Q，et al．Phytochemical analysis of traditional Chinese medicine using liquid chromatography coupled with mass spectrometry[J] ．Journal of Chromatography A，2009（1216）：2045-2062．

[9] 白玉静，卢建秋，张宏桂．荭草苷、牡荆苷和葛根素碳苷类化合物的电喷雾质谱裂解规律及解析[J] ．中草药，2010，41（3）：361-364．

[10] 匡海学．中药化学[M] ．北京：中国中医药出版社，2003：171．

基金项目：国家自然科学基金项目（30901959）

收稿日期：2013-01-24；

doi：10.11857/j.issn.1674-5124.2013.05.016

文章编号：1674-5124（2013）05-0059-03

文献标志码：A

中图分类号：TQ406.7+2；TQ463+.24；O657.63；R927.2

通讯作者：刘永刚，李江宁，liuyg0228@163.com

作者简介：林宏英（1976-），女，湖南绥宁县人，硕士，主要从事中药分析工作。