液相色谱-质谱联用技术在中药质量研究中的应用

陈明曦，李艳梅，孙 婷，于治国，王东凯

（沈阳药科大学 药学院，辽宁 沈阳 110016）

中药以副作用小、疗效确切、成本低廉等优点，在我国几千年历史中被广泛应用于各类疾病的防治。与传统药物相同，中药同样需要采用可靠的手段来证明其安全性和有效性，因此实现中药现代化亟需新方法和先进的分析技术手段。近年来，液相色谱与各类型质谱的联用技术（liquid chromatograph/mass spectrometer，LC/MS）凭借在分离复杂样品、测定化合物结构以及定性和定量分析等方面的独特优势[1]，成为中药质量研究的有力工具。

1 液相色谱与质谱联用技术

目前已有多种类型质谱被用来分析气态离子质荷比，常见的有基于离子飞行速度和飞行距离进行分离的飞行时间质谱（time of flight mass spectrometer，TOF），通过电势场进行传输的四极杆质谱（quadrupole mass spectrometer，QMS）和磁场或电场周期性运动的离子阱质谱（ion trap mass spectrometer，ITMS）[2-3]。为获取更高分辨力、准确性、灵敏度和更快的分析速度等优质性能，分析技术由单一质量分析器快速向混合质量分析器发展，出现了不同类型质谱组合与色谱联用的现代分析技术[4]。此外，超临界流体色谱[5-6]、二维色谱[7-8]、离子淌度质谱[9-10]等先进的色谱与质谱技术也被快速应用于液质联用技术，为中药质量研究提供了更多的可能。

1.1 液相色谱与四极杆质谱联用

四极杆质谱常用电喷雾离子化（electrospray ionization，ESI）和大气压化学离子化（atmospheric chemical ionization，APCI）作为液质联用接口技术，具有成本低、操作简单、体积相对较小等优点，被广泛应用于色谱与质谱联用。基于一级质谱的单离子检测（single ion monitor，SIM）通常用作已知化合物的定量分析，通过只扫描一个离子以提高目标离子的灵敏度，排除其它离子干扰。M.Dan等[11]在正离子模式下，采用 LC/ESI-MS 法测定三七不定根中皂苷含量，经验证方法灵敏准确。

在选择反应检测（selected-reaction monitoring，SRM）模式下，需要二级质谱（MS/MS）进行结构鉴定或提高目标成分选择性和灵敏度时，则应使用三重四极杆质谱（triple quadrupole mass spectrometer，TQMS）与色谱联用[2]。三重四极杆质谱与色谱联用技术在中药多组分检测、鉴别和定量方面发挥重要作用。袁圆等[12]采用液相色谱-串接四极杆质谱仪，对 16 种市售含乌头属中药制剂中 8 种生物碱进行含量测定。李晓娇等[13]建立 LC-MS/MS（三重四极杆质谱检测器）正负谱实时切换的分析方法同时测定血浆中黄连解毒汤 13 种主要活性成分。

1.2 液相色谱与离子阱质谱联用

离子阱具有强大的全扫描和选择离子扫描功能，通过碰撞诱导解离（collision-induced dissociation，CID）实现二级或多级质谱（multilevel mass spectrometry，MSn）扫描，而 MSn 是获得详细结构信息的必要手段。Han T.等[14]建立了高相液相色谱-二极管阵列检测与离子阱质谱联用的方法对中药苍耳子进行了化学特征鉴定和定量分析。李娜等[15]采用液相色谱/离子阱质谱联用的分析方法推测出人参茎叶提取液中人参皂苷 Rg1、Re 加热后发生脱糖、脱羟基、环合等反应，生成多种降解产物。

三重四极杆复合线性离子阱质谱（quadrupole-ion trap mass spectrometer，QTrap）兼具三重四极杆和线性离子阱质谱的 MS/MS 和 MSn 扫描功能[16]，如中性缺失（neutral loss，NL）扫描、前体离子（precursor ion，PI）扫描、多反应检测（multiple-reaction monitoring，MRM）扫描和全扫描，可实现高通量的定量定性分析。Jin Y.R.等[17]建立高效液相色谱串联 QTrap 质谱法，在MRM 模式下同时测定紫杉醇类化合物中 19 个二萜类化合物。

1.3 液相色谱与飞行时间质谱联用

飞行时间质谱具有较高的全光谱检测灵敏度和质量准确性，每次进样可以全谱采集样本中所有的m/z，大大提高数据采集效率，在中药活性成分鉴别、代谢产物研究以及中药表征和定量分析等领域得到广泛应用。

三重四极杆复合飞行时间质谱（Q-TOF）在一级四极杆中进行前体离子碎片化，在 TOF 检测产物离子，通过区别相同标示质量但不同精确质量的干涉峰和质量峰，可满足质量分辨率高、测量准确的分析要求，且具有一定选择性，适用于复杂中药样品中成分识别和定量。王若柳等[18]采用LC-Q-TOF-MS 和 LC-IT-MS 检测到参麦注射液中 74 个化合物，鉴定了其中 64 个化合物的结构。

离子阱复合飞行时间质谱（IT-TOF）将 IT 的多级质谱扫描功能和 TOF 的高分辨率、高精确质量测量能力结合，可为中药复杂系统的结构识别提供大量信息，成功用于中药中靶向和非靶向化合物的全方位鉴别。仝令坤等[19]采用高效液相色谱-二极管阵列检测与离子阱复合飞行时间质谱联用（HPLC-DAD-IT-TOF）对中药罗布麻叶指纹图谱中 30 个化学成分进行结构鉴定，其中 5 种化合物为首次指认。

2 液质联用技术在中药质量研究中的应用

我国中药质量控制上存在诸多问题，如定性、定量标准不明确；指标成分专属性差，不能准确客观地反应中药的内在质量[20]；中药毒性成分、毒性机制不明确，无法制定合理的限度要求；非法添加物检测能力不足，无法保证临床用药安全等。液质联用技术是鉴定各种复杂样品中已知或未知化合物最常用的技术之一，结合了高效液相色谱法分离能力和不同类型质谱的定性、定量能力优势，可在中药的多指标成分定性、定量分析、指纹图谱研究、毒性成分和非法添加物检测等方面发挥重要作用。

2.1 结构鉴定与定量分析

中药的质量和治疗效果，在一定程度上，取决于其活性成分的含量。但由于气候、耕种条件、收获时间、干燥及储存条件和提取程序的不同，导致中药样品中所含的活性成分往往具有很大差异。因此，建立完善的分析方法以检测中药中的活性成分，在中药质量控制中尤为重要。

Wang L.L.等[21]采用液相色谱-电喷雾离子化-串联质谱法，同时定量测定山茱萸中 5-羟甲基-2-呋喃醛等 11 种高极性成分。经过验证，该方法成功应用于评估三个起源以及加工后的野生山茱萸的成分变化，且环烯醚萜异构体首次被作为山茱萸的质量标志物。

紫花前胡苷是中药毛前胡的活性成分，刘航等[22]采用高效液相色谱-质谱联用法，多反应监测，在电喷雾正离子模式下，对不同产地毛前胡中的紫花前胡苷进行定量研究。方法学验证结果显示，紫花前胡苷在 1.002 3～9.015 2 ng 范围内线性关系良好，所建立方法准确可靠。

2.2 指纹图谱分析

中药通常是通过多组分协同作用发挥药效，基于定量单一的标志物无法满足对中药标准化质量的研究。通过色谱技术构建中药指纹图谱，可以标示中药中所含的特征性共有峰，依此来评价中药质量的一致性和稳定性[22]。由于精确的质量测量需要高分辨率来实现，因此高分辨率质谱技术广泛用于中药指纹图谱分析[24]。根据药物特性，采用分析仪器联用技术有针对性地构建多维指纹图谱[25]，研究中药药效物质基础，能够从根本上反应其内在质量。

Yang N.等[26]建立了超高效液相色谱联用光电二极管阵列检测器（photo-diode array，PDA）和质谱的方法，标记了消炎利胆片制剂指纹图谱中 39 个色谱峰，并对 5-甲氧基-5-羟脯氨酸-6-酮等五个重要成分进行了定性评价。此方法可用于快速评价消炎利胆片制剂的质量一致性。胡一晨等[27]采用高效液相色谱与 Q-TOF-MS 高分辨串联质谱技术对 11 批秦艽花药材进行分析，建立其指纹图谱，标定指纹图谱中 23 个共有峰，为提高秦艽花的质量标准提供了依据。

2.3 中药毒性成分分析

中药的毒性评价对药物的合理利用及人体的安全、健康具有重要意义。寻找中药中潜在的毒性成分，建立毒性成分质量检测方法。针对不同情况制定合理的限度要求，是中药质量控制中的重要内容[28-29]。然而，由于中药成分复杂，有多种成分共存，同时又具有高度关联性，无疑增加了中药毒性成分分析工作的难度。

中药马钱子在临床上常用来缓解风湿麻痹等症状，其有效成分马钱子碱和士的宁具有毒性，过量使用会引发中毒甚至死亡。韦立志等[30]建立高效液相色谱与三重四极杆质谱联用法，同时测定风湿马钱片等 4 种抗风湿类中成药中马钱子碱与士的宁含量。通过此方法可实现对制剂中马钱子碱和士的宁成分含量的严格控制。

阿多尼弗林碱（adonifoline）作为一种天然毒性物质广泛存在于千里光药材。熊芬等[31]建立UPLC-MS 方法对千柏鼻炎片等 14 种含千里光的中药制剂中的阿多尼弗林碱进行测定，结果显示，不同产地相关制剂中 Pas 含量具有显著差异，提示应注意其用药安全。

2.4 中药非法添加物分析

中药虽然起效慢，但其疗效缓和，可以到达标本兼治的效果，因此有些中药常被大众服用以改善体质。一些不法商家利用中药制剂成分复杂、现有分析方法无法对各成分均进行全面检测的特点[32]，向中药中非法添加西药，以加快中药疗效，从而增加药品销量。在患者不知情的情况下，若持续服用含有非法添加药物的中药制剂，会产生不可预知的不良反应，严重危害人民的生命安全。非法添加物种类繁多，液质联用技术因具有检测范围广、选择性高、准确、快速等特点，被广泛应用到中药制剂中非法添加物的检测中[33]。

一些不法商家在治疗痛风类中成药中，添加抗炎镇痛和激素类西药，患者长期服用会导致严重不良反应。勇艳华等[34]采用液相色谱串联四极杆质谱，多反应监测方式采集并定量，同时测定痛风类中成药中氢化可的松、乙酰氨基酚等 17 种非法添加物，检出限可达到 0.1 mg•L-1，该方法可用于痛风类中成药中非法添加物的日常检测。

李岳等[35]建立四极杆-静电场轨道阱高分辨率质谱方法，同时筛查某中药保健品中降压类、安神类、减肥类等 11 类，共 115 种非法添加物，并对潜在的阳性样品进行定量分析。所建立的方法具有快速、便捷、准确的特点，能够满足日常中药保健品监管工作的筛查确证需求。

3 结语

如今，中药治疗在世界范围内广泛应用，建立可靠、严格的中药质量控制体系对确保中药制剂的安全性和有效性来说十分重要。中药有效成分识别是保证中药质量的前提，指纹图谱分析是一种被广泛接受的成分评估方法。同时，有效检测中药毒性成分和严厉打击中药非法添加物更是避免临床不良事件发生的重要手段。随着科学技术的飞速发展和仪器设备的日益完善，液质联用技术仍将在中药质量研究领域实现其更多的应用价值。