徐东升,何云娇,钟灵佼
1 安徽中医药大学第一附属医院 安徽合肥 230031 2 安徽省颍上县中医院 安徽阜阳 236000
中药种类繁多、成分复杂,且微量、痕量成分占比较多,其化学成分的定性、定量检测成为中药质量控制及药效物质基础等研究的瓶颈问题之一,随着液质联用技术的不断更新与发展,因其具有耗时短、分离效果好、高灵敏性和高选择性的优点[1],广泛应用于中药研究的各个方面。超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱(UPLC-QQQ-MS/MS)是以UPLC为色谱分离系统,三重四极杆(QQQ)作为分析器串联而成的一种液质联用技术,可对中药活性成分进行定性定量分析,由于其集UPLC的高分离能力和QQQ的高灵敏度于一体,适合多组分复杂体系的分离分析,因此在中药研究领域的应用范围不断拓展[2-3]。
UPLC-QQQ-MS技术对多组分复杂体系分离效果好,可迅速、准确地对中药复杂成分进行定量分析。基于UPLC-QQQ-MS/MS技术,研究人员在实验中建立了选择性高的分析方法,分别测定出巴戟天药材中6种化合物[4]、白茅根中的16种真菌[5]、黄秋葵荚果中5种黄酮类化合物[6]、银杏中11种成分[7]、熟地黄中8个核苷类成分[8]以及对三叶青中4种成分进行了定量检测[9]。
此外,该技术还可以通过对中药饮片成分定量检测来鉴定其品种及产地。李功辉等运用该技术发现不同种属的马兜铃科植物中马兜铃酸I含量差别较大,而马兜铃酸I有强肾脏损伤性,提示中药材标准中尽量避免收录马兜铃酸I含量高,而选用功效类似而又不含马兜铃酸I的种属药材,且该方法专属性强,为马兜铃科植物的合理使用提供了科学检测方法和参考依据[10]。张瑜等建立UPLC-QQQ-MS法测定湖南等4个不同产地13个吊石苣苔中4个苯乙醇苷类成分的方法,能准确分析并比较4个成分含量差异,结果表明,四川汉原地区吊石苣苔中苯乙醇苷含量最高,且各地区含量差异较大,为探寻高质量药用植物资源提供技术支持[11]。
不同炮制工艺可改变中药材化学成分,从而影响药效或毒性,应用该技术能准确分析炮制方法对中药饮片中活性成分的影响,常应用于炮制工艺及中药饮片质量控制研究。任晓航[12]等采用UPLC-QQQ-MS/MS定量分析巴戟天生品与炮制品中10种主要成分含量差别,结果显示,炮制品中环烯醚萜苷类成分含量明显低于生品,而5-羟甲基糠醛含量增高明显,同时,该方法为巴戟天生品及其炮制品的质量评价提供可靠技术支持。张诗雯等[13]利用UPLC-QQQ-MS技术分析在人参炮制中蒸制时长及压力对人参中皂苷成分含量的影响,通过设定R值对其进行考察,从而得出红参片最佳炮制方法为先切片后蒸制3h。
3.1 中药饮片中农药残留水平的检测 中药中残留的联苯肼酯类化合物会不同程度影响中药药效及用药安全性,监管部门对农药在中药材中残留量制定了明确的限量标准来控制中药材质量,因UPLC-QQQMS/MS技术具有高灵敏性和专属性,可准确分析中药中农药残留水平,为安全合理应用中药及中药材安全性评价提供科学指导。张月等[14]基于该技术对木瓜中联苯肼酯及其代谢产物进行定性定量分析,通过与标准含量比较,结果满足农药残留的检测要求,经方法学验证,该方法科学合理。
3.2 中药饮片中非法添加成分的检测 人工染色行为严重影响中药饮片的质量和患者使用的安全性,刘潇潇等运用该技术成功建立了菟丝子中非法添加物柠檬黄色素的快速检测方法,为有关企业及食品监督管理部门控制菟丝子质量提供技术支持[15]。
中药复方是指由两味或两味以上药味组成,有相对规定性的加工方法和使用方法,针对相对确定的病证而设的方剂,按照其组方经过一系列工艺而制备的剂型称之为中药制剂。UPLC-QQQ-MS/MS技术具有精密度高、检测速度快,操作方便等特点,能够快速准确地分析中药复方或中成药复杂的化学组成,进行定性定量的有效测定,为临床用药提供可靠的质量保障[16]。
江斯炜等采用此方法同时测定香槟方中4种生物碱含量,结果显示,相较于槟榔单煎液,复方混煎对促进胃肠动力主要活性成分生物碱类的溶出产生较大影响,且该方法精密度高、选择性好,可用于香槟方及其相关制剂的质量控制和工艺评价[17-18]。Gang Yin等[19]首次采用UPLC-QQQ-MS/MS技术迅速测定黄芪-莪术草药对中的17个化合物,成功应用于黄芪-莪术药对及其单味药材中主要生物活性成分的对比分析,证明该技术是对黄芪-莪术中药复方整体质量控制可行的方法。
占方玲等运用UPLC-QQQ-MS/MS技术建立阿归养血糖浆中阿胶及掺杂的牛皮源成分专属鉴别方法,对26个市售阿归养血糖浆进行检测,结果表明合格样品数仅为12个,为阿归养血糖浆质量控制提供了高效、快速的检测方法[20]。陈鸿玉等[21]利用此方法建立了复方阿胶补血颗粒中的阿胶特征分子离子峰的检出方法,结果显示该方法可准确地鉴定主成分阿胶与其他假劣阿胶的区别,有效控制阿胶掺假的违法行为,更快更好地配合市场监管部门的监督执法。
此外,有学者采用此方法对热毒宁注射液中6种活性成分[22]、片仔癀中13中成分[16]、妇科止带胶囊中的阿胶、龟甲胶[23]以及麝香通心滴丸中的13种成分[24]进行分析,实验结果均具有良好重现性和稳定性,可为中药复方及其制剂的质量控制和质量标准的提高提供参考。
中药制剂中非法添加诸如降压、降糖、镇静等化学药物,严重影响中药制剂的安全性和患者的用药安全。UPLC-QQQ-MS/MS可准确、快速检测此类非法添加化学药物。钱叶飞等[25]对中成药及保健品中非法添加降糖、降脂化学成分进行了梳理,共确定了14种成分作为检测目标,建立其检测方法,为中成药及保健品的监管提供了技术支持。
中药药代动力学是研究中药在体内变化规律的科学,包括吸收、分布、代谢和排泄。中药多以口服或者注射的方式进入人体内,通过吸收进入血液循环分布到各个脏器器官或特定组织,随后经过代谢器官代谢失活或激活,最后通过排泄器官排出体外。研究中药药代动力学对阐明中药防治疾病规律,指导临床科学合理用药非常重要,而应用UPLC-QQQ-MS/MS技术对中药药代动力学研究大有裨益。
UPLC-QQQ-MS/MS联用技术具有高灵敏度、强专属性和高准确度,可用于精确分析药物吸收入血后的浓度水平。庄言双等采用此技术准确分析炮制后苍耳子中的绿原酸、4-咖啡酰奎宁酸等4种有效成分在大鼠血浆中的吸收情况,炮制后苍耳子降毒机制可能与增加绿原酸、1,5-邻双酚基奎酸这两种主要活性物质的作用时间,同时保持4-双酚基奎酸和芹菜素这两种物质的吸收有关,为后期实验提供可靠的研究基础[26]。
顾欣如等采用此技术测定黄连解毒汤给药后大鼠体内生物碱类、及黄酮类成分的药代动力学特点,检测炎症因子水平,探讨黄连解毒汤的抗炎作用机制,结果表明,环烯醚萜类体内吸收快,生物利用度高,小檗碱在血浆中含量低,单次给药与多次给药差异较大,黄酮类成分在体内吸收存在双峰现象[27]。
该联用技术具有多反应监测模式,检测速度快,峰型好、选择性高,可满足科研人员深入探究中药在机体内分布情况的要求。雷学飞等采用此技术测定并比较黄柏皮粗品和炮制品水提物口服后生物碱和三萜的组织分布,结果表明,粗品和炮制品中的小檗碱、黄柏碱、厚朴碱等在各组织中均有分布,尤其是小肠和胃,进而阐明黄柏皮用盐水、米酒加工炮制机制[28]。卢发焕等通过建立滇乌碱中毒大鼠模型,再采用UPLC-QQQ-MS/MS考察滇乌碱在大鼠体内组织的分布情况,结果滇乌碱在体内分布广泛,以胃、小肠及肝脏中含量较多[29]。
运用UPLC-QQQ-MS/MS研究单味中药及复方在体内代谢、排泄的变化规律及时效关系是药代动力学的重要研究内容,胡欣彤等通过对SD大鼠ig牡丹皮提取物,采用UPLC-QQQ-MS/MS技术检测丹皮酚4种代谢产物的浓度以及其在大鼠血浆、胆汁、尿液、粪便中的浓度,结果表明,丹皮酚在SD大鼠体内吸收后进行了快速代谢,其羟基化、去甲基化、葡萄糖醛酸化的代谢产物也均在给药后1 h 内先后达峰浓度,丹皮酚可能是由于在SD大鼠胃肠壁、肝脏内发生首过效应而被广泛代谢。在胆汁、尿液及粪便样品中,未检测到丹皮酚,说明在ig给药24h后胆汁、尿液途径排泄基本完全[30]。Yunwen Xue等用UPLC-QQQ-MS/MS[31]技术分析了柴胡皂苷的大鼠的血浆和粪便,研究结果表明,在8种代谢途径中,体外和体内的单羟基化和羧化均是主要的代谢途径,这为进一步研究柴胡皂苷在人体内代谢过程提供了技术参考。
在应用UPLC-QQQ-MS/MS技术进行中药化学成分分析实验中,若待测成分处于微量水平时,会因仪器灵敏度不同出现不同程度的实验误差,为避免出现这种现象,应设定一定浓度的参比,便于仪器准确检出待测成分[32]。
UPLC-QQQ-MS/MS技术的出现改变了HPLC分析消耗时间较长、消耗材料的缺点,该技术具有前处理简单、成本低、分析快速、选择性高、定性定量检测准确的优点,完全满足中药复杂成分分析要求,该方法准确可靠,解决了长期以来中药材只能凭借传统经验鉴别真伪,却无法进行优劣判断的难题,该技术为中药及其制剂质量控制及中药的活性成分的体内药动学研究提供了很好的科研工具,值得推广。