马永犇,王春龙,王凤霞,王 梦,田 伟,吴玲芳*,牛丽颖*
UPLC-Q-TOF-MS法快速分析石楠叶中化学成分
马永犇1, 2, 3,王春龙4,王凤霞1, 2, 3,王 梦1, 2, 3,田 伟1, 2, 3,吴玲芳1, 2, 3*,牛丽颖1, 2, 3*
1. 河北中医学院,河北 石家庄 050091 2. 河北省中药配方颗粒技术创新中心,河北 石家庄 050091 3. 中药材品质评价与标准化河北省工程研究中心,河北 石家庄 050091 4. 盈科瑞(天津)创新医药研究有限公司,天津 300382
采用超高效液相色谱串联飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF-MS)法快速分析石楠叶化学成分。色谱柱为Waters BEH C18色谱柱(100 mm×2.1 mm,1.7 μm),流动相为乙腈(A)-0.1%甲酸水溶液(B),梯度洗脱,体积流量0.3 mL/min。采用peakview 1.2软件解析样品和混合对照品质谱图,得到化合物的精确相对分子质量、多级质谱数据、质谱碎片离子信息等,结合文献报道进行成分鉴定。共鉴定了98个化学成分,主要包括30个黄酮类成分,24个有机酸类成分,15个苯丙素类成分,14个萜类成分和15个其他类成分,其中95个化合物是首次从该植物中发现的化学成分。建立的UPLC-Q-TOF-MS法能快速、准确、较全面地鉴定石楠叶药材化学成分,为石楠叶药效物质基础研究提供依据。
UPLC-Q-TOF-MS;石楠叶;黄酮;有机酸;酚酸;苯丙素;三萜类
石楠Lindl. 是蔷薇科石楠属Lindl. 植物,石楠的药用部位为其干燥叶片,称为石楠叶,现收载于《卫生部药品标准中药材第一册》(1992年版)。石楠叶是彝族常用药材,性平,味辛、苦,有小毒,具有祛风补肾的功效,用于腰背酸痛、肾虚脚弱、偏头痛、风疹、风痹、风湿筋骨痛、阳痿遗精等症。石楠叶呈长椭圆形或长倒卵形,长8~16 cm,宽2.5~6.5 cm。广泛分布于长江流域及秦岭以南。石楠叶别称石眼树叶、老少年叶,因独特的树形和不断变幻颜色的叶子而常用作观赏树种。
石楠叶用药历史悠久,历代本草都有关于石楠叶的记载,功效均为祛风补肾。《本草择要纲目》记载石楠叶浸酒饮治头风,为治风痹肾弱要药。《本草纲目》记载,石南(通石楠),古方为治风痹肾弱要药,浸酒饮治头风。《本草从新》记载石楠利筋骨皮毛,逐诸风,疗风痹脚弱,浸酒饮,治头风。《本草备要》记载,石楠补内伤阴衰,利筋骨皮毛,为治肾虚、脚弱、风痹要药。《太平惠民和剂局方》中记载,石楠丸常服补益元气,令人筋骨壮健,耳目聪明,妇人血气亦可服之不拘候。
目前关于石楠叶的现代研究报道较少,现有的报道多倾向于临床研究,主要是治疗不孕症、妇科疾病和男性疾病的临床应用。关于石楠叶化学成分研究的仅有少量文献报道,崔俊凤等[1]采用HPLC法测定不同产地石楠叶中熊果酸的含量。罗晓清等[2]采用RP-HPLC法测定石楠叶中熊果酸和齐墩果酸的含量。周玉等[3]采用超临界CO2流体萃取石楠叶中的挥发油,经GC-MS对挥发油成分进行分离和鉴定,共鉴定出55种化学成分,均为极性较小的脂溶性成分。本研究关注石楠叶中非挥发性成分,首次采用UPLC-Q-TOF-MS法对石楠叶化学成分进行指认,共鉴别了98个成分,除齐墩果酸、α-石竹烯和β-石竹烯为文献已经报道的,另外95个均是首次从石楠叶中发现的,本研究为石楠叶药效物质研究提供基础。
Waters超高效液相色谱;ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱(100 mm×2.1 mm,1.7 μm,美国Waters公司);SCIEX Triple-TOF 6600+质谱系统(美国AB公司);BSA224S-CW电子天平(德国赛多利斯);KQ-250型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)。
石楠叶经楚雄彝族自治州中医院名余惠祥副主任医师鉴定为蔷薇科植物石楠Lindl.的干燥叶片。
对照品腺苷(批号110879-201703,质量分数99.7%)、苹果酸(批号190013-201702,质量分数99.7%)、表儿茶素(批号110878-201703,质量分数99.7%)、阿魏酸(批号110773-201915,质量分数99.4%)、芦丁(批号100080-201811,质量分数91.7%)、异槲皮苷(批号111809-201804,质量分数97.2%)、金丝桃苷(批号111521-201507,质量分数94.3%)、槲皮素(批号100081-201610,质量分数99.8%)、山柰酚(批号110861-202013,质量分数93.2%)黄芩苷(批号110715-202122,质量分数94.2%),购自中国食品药品检定研究院;紫云英苷(批号MUST-16030810,质量分数98.81%)购自成都曼思特生物科技有限公司。屈臣氏蒸馏水(广州屈臣氏食品饮料有限公司)、甲醇、乙腈为色谱纯(德国默克医药生物科技公司),其余试剂均为分析纯。
取石楠叶药材,粉碎过40目筛,精密称取药材粉末0.1 g置具塞三角瓶中,加入50%甲醇20 mL,超声(功率500 W)提取10 min,静置放凉至室温,补足减失质量。样品用12 000 r/min离心10 min取上清液,过0.22 μm微孔滤膜备用。
精密称取对照品金丝桃苷10.79 mg、黄芩苷11.84 mg、表儿茶素7.04 mg、阿魏酸11.21 mg、苹果酸10.55 mg、紫云英苷11.06 mg、槲皮素10.80 mg、芦丁10.60 mg、异槲皮苷12.20 mg、儿茶素4.25 mg和腺苷9.91 mg于25 mL量瓶中,加入分析纯甲醇定容至25 mL并溶解制备成母液,将母液稀释1000倍,过0.22 μm微孔滤膜,供分析用。溶液中各对照品质量浓度分别为金丝桃苷0.43 μg/mL、黄芩苷0.47 μg/mL、表儿茶素0.28 μg/mL、阿魏酸0.45 μg/mL、苹果酸0.42 μg/mL、紫云英苷0.44 μg/mL、槲皮素0.43 μg/mL、芦丁0.42 μg/mL、异槲皮苷0.49 μg/mL、儿茶素0.17 μg/mL和腺苷0.40 μg/mL。
2.3.1 液相色谱条件 采用梯度洗脱(0~6 min,10% A;6~9 min,10%~14% A;9~18 min,14%~18% A;18~2 min,18%~23% A;22~26 min,23%~29% A;26~29 min,29%~40% A;29~31 min,40%~90% A)。体积流量0.3 mL/min,柱温25℃,进样体积1 μL。
2.3.2 质谱条件 SCIEX Triple-TOF 6600+质谱系统采用电喷雾离子源(ESI),正、负离子模式,电压分别为5500V/−4500V,离子源温度为550℃,雾化气344.74 kPa,辅助气344.74 kPa,气帘气241.32 kPa,DP:±80 V,CE:(40±20)V。一级质谱母离子扫描范围为/100~1500,IDA设置响应值超过100 cps的15个最高峰进行二级质谱扫描,子离子扫描范围为/50~1000,开启动态背景扣除。
由于关于石楠叶化学成分的报道比较少,为了更全面地对石楠叶中化学成分进行鉴定,将化学成分检索范围扩大到蔷薇科,建立了包括化合物的中、英文名称、分子式、精确相对分子质量等信息的本地数据库。将液质联用仪采集的数据导入Peakview 1.2软件中,结合所建立的本地数据库、Chem spider(http://www.chemspider.com/)和Chem book(https:// www.chemicalbook.com/)数据库得到化合物可能的分子式。采用Analyst TF 1.6和Peakview 1.2(AB SCIEX)软件对石楠叶的质谱数据进行解析,按偏差小于5.0×10−6、同位素分布正确及含有二级质谱裂解碎片的原则,确定化合物的分子式,匹配可能的化合物。根据二级碎片信息和检索的化合物裂解过程中产生的碎片信息,分析总结化合物的质谱裂解规律。
通过查阅国内外文献以及相关的数据库,建立蔷薇科48个属的735个化学成分的本地数据库。对提取溶剂、色谱条件、质谱条件等进行了优化,选择最优的条件对石楠叶供试液进行UPLC-Q-TOF-MS分析。正离子模式下显示出更为丰富的信息,因此本研究选择正离子模式所得的质谱数据进行解析,正离子模式下样品和混合对照品的总离子流图见图1、2。根据化合物相对分子质量、二级质谱碎片信息及在线数据库的检索,共鉴定了98个成分,包括30个黄酮类成分,24个有机酸类成分,16个苯丙素类成分,14个萜类成分和15个其他类成分,如表1所示。
图1 石楠叶样品总离子流图
1-腺苷 2-苹果酸 3-表儿茶素 4-阿魏酸 5-芦丁 6-异槲皮苷 7-金丝桃苷 8-紫云英苷 9-黄芩苷 10-槲皮素 11-山柰酚
表1 石楠叶中鉴定出的98个化合物
Table 1 98 compounds identified in Folium Photiniae
峰号tR/min分子式实验值理论值偏差(×10−6)碎片离子(MS)化合物名称 1b0.59C6H10O4147.065 2 [M+H]+146.057 9−2.7101.017 1 [M+H-C2H6O]+琥珀酸单乙酯 2e0.59C7H6O3139.039 0 [M+H]+138.031 7−3.5111.042 8 [M+H-C2H4]+, 121.033 0 [M+H-H2O]+原儿茶醛 3b0.60C7H6O3139.039 0 [M+H]+138.031 7−3.5111.042 8 [M+H-C2H4]+, 121.033 0 [M+H-H2O]+水杨酸 4b0.61C7H6O3139.039 0 [M+H]+138.031 7−3.5111.042 8 [M+H-C2H4]+, 121.033 0 [M+H-H2O]+对羟基苯甲酸 5e0.79C10H13N5O4268.104 0 [M+H]+267.096 8−1.4136.061 1 [M+H-C5H9O4]+, 119.034 3 [M+H-C5H11NO4]+腺苷 6c0.80C9H8O3182.081 2 [M+NH4]+164.047 3−3.7119.047 2 [M+NH4-CH5O2N]+, 123.046 9 [M+NH4-C2H5ON]+对香豆酸 7b0.84C4H6O5152.055 4 [M+NH4]+134.021 52.5135.032 9 [M+NH4-NH3]+苹果酸 8c1.16C11H12O4209.080 8 [M+H]+208.073 6−1.9132.901 9 [M+H-C2H4O3]+, 193.084 8 [M+H-O]+甲基阿魏酸 9b1.66C7H6O4155.033 6 [M+H]+154.026 6−0.7137.027 3 [M+H-H2O]+, 109.027 4 [M+H-CH2O2]+龙胆酸 10b1.66C7H6O4155.033 6 [M+H]+154.026 6−0.7137.027 3 [M+H-H2O]+, 109.027 4 [M+H-CH2O2]+原儿茶酸 11b1.73C8H8O4169.049 5 [M+H]+168.042 3−3.4115.056 2 [M+H-C3H2O]+, 139.056 4 [M+H-CH2O]+香草酸 12b2.13C9H10O3167.070 3 [M+H]+166.063 0−2.9123.046 6 [M+H-C2H4O]+, 105.040 4 [M+H-C2H6O2]+, 121.028 9 [M+H-C2H6O]+, 151.040 7 [M+H-CH4]+罗布麻宁 13e2.13C15H22O9369.115 6 [M+Na]+346.126 4−0.9185.041 3 [M+Na-C6H9O5Na]+, 167.069 9 [M+Na-C6H11O6Na]+4-(羟基甲基)-2,6-二甲氧基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷 14c3.79C10H10O4195.065 2 [M+H]+194.057 9−4.3135.043 4 [M+H-C2H4O2]+, 105.030 2 [M+H-C3H6O3]+, 163.031 2 [M+H-CH4O]+异阿魏酸 15c3.79C10H10O4195.065 2 [M+H]+194.057 9−4.3135.043 4 [M+H-C2H4O2]+, 105.030 2 [M+H-C3H6O3]+, 133.022 7 [M+H-CH2O3]+, 163.031 2 [M+H-CH4O]+反式阿魏酸 16c3.79C10H10O4195.065 2 [M+H]+194.057 9−4.3135.043 4 [M+H-C2H4O2]+, 105.030 2 [M+H-C3H6O3]+, 163.031 2 [M+H-CH4O]+顺式阿魏酸 17c4.20C9H6O4179.033 8 [M+H]+178.026 6−4.2133.031 4 [M+H-CH2O2]+, 123.045 6 [M+H-C2O2]+,135.015 4 [M+H-CO2]+7,8-二羟基香豆素 18c4.21C16H18O9372.129 0 [M+NH4]+354.095 1−2.4163.038 8 [M+NH4-C7H15O6N]+, 145.027 6 [M+NH4-C7H17O7N]+, 135.043 1 [M+NH4-C8H15O7N]+, 117.032 2 [M+NH4-C8H17O8N]+绿原酸 19c4.21C18H22O9400.160 2 [M+NH4]+382.126 4−1.8163.038 3 [M+NH4-C9H19O6N]+, 145.027 3 [M+NH4-C9H21O7N]+, 117.029 7 [M+NH4-C13H17O6N]+, 135.044 5 [M+NH4-C10H19O7N]+绿原酸乙酯 20c4.21C9H6O4179.033 9 [M+H]+178.026 6−4.2133.031 4 [M+H-CH2O2]+, 109.034 1 [M+H-C3H2O2]+, 123.045 6 [M+H-C2O2]+, 135.015 4 [M+H-CO2]+七叶内酯 21a4.26C22H22O11485.105 4 [M+Na]+462.116 2−2.1265.044 1 [M+Na-C6H12O6-OH]+当药黄素 22b4.71C10H12O4197.080 8 [M+H]+196.073 6−4.3151.039 3 [M+H-C2H6O]+, 123.042 3 [M+H-C3H6O2]+短叶苏木酚 23e5.13C20H27NO11475.192 2 [M+NH4]+457.158 4−0.9145.049 1 [M+NH4-C14H22N2O7]+, 163.058 9 [M+NH4-C14H20N2O6]+1H-吲哚-3-基-4-O-β- D-吡喃葡萄糖基- β-D-吡喃葡萄糖苷 24a5.40C30H26O12579.149 7 [M+H]+578.142 4−0.7127.038 4 [M+H-C23H16O10]+, 123.045 4 [M+H-C23H20O10]+, 163.040 5 [M+H-C21H20O9]+, 135.043 1 [M+H-C22H20O10]+原花青素B1
续表1
峰号tR/min分子式实验值理论值偏差(×10−6)碎片离子(MS)化合物名称 25a5.41C30H26O12579.149 7 [M+H]+578.142 4−0.7135.043 1 [M+H-C22H20O10]+, 151.043 1 [M+H-C22H20O9]+原花青素B2 26a6.24C15H14O6291.086 3 [M+H]+290.079 0−1.6139.039 7 [M+H-C8H8O3]+, 123.042 7 [M+H-C8H8O4]+, 207.061 6 [M+H-C4H4O2]+(+)-儿茶素 27a6.25C15H14O6291.086 3 [M+H]+290.079 0−1.6139.039 7 [M+H-C8H8O3]+, 123.042 7 [M+H-C8H8O4]+, 207.061 6 [M+H-C4H4O2]+(-)-表儿茶素 28b7.40C8H8O3153.054 6 [M+H]+152.047 3−4.3121.026 5 [M+H-CH4O]+水杨酸甲酯 29b7.41C8H8O3153.054 6 [M+H]+152.047 3−4.3121.026 5 [M+H-CH4O]+对羟基苯乙酸 30b7.43C8H8O3153.054 6 [M+H]+152.047 3−4.3121.026 5 [M+H-CH4O]+茴香酸 31a8.17C45H38O18867.213 1 [M+H]+866.205 81.0245.052 2 [M+H-C32H30O13]+, 287.061 7 [M+H-C30H28O12]+原花青素C1 32c8.40C10H10O3179.070 3 [M+H]+178.063 0−4.0105.067 5 [M+H-C3H5O-OH]+松柏醛 33c8.49C10H10O3179.070 3 [M+H]+178.063 0−4.0105.067 5 [M+H-C3H5O-OH]+阿魏醛 34a8.50C17H16O5301.107 1 [M+H]+300.100 0−1.8120.992 2 [M+H-C9H8O4]+, 123.011 2 [M+H-C10H10O3]+, 135.107 8 [M+H-C9H10O3]+杜鹃素 35c8.51C10H10O3179.070 3 [M+H]+178.063 0−4.0105.067 5 [M+H-C2HO2-OH]+对香豆酸甲酯 36e11.13C16H28O7355.172 3 [M+Na]+332.183 5−0.6163.045 7 [M+Na-C10H17O2]+, 250.984 6 [M+Na-CH3-C5H6]+罗哌啶 37a12.29C15H10O7303.0548 [M+H]+302.042 7−3.4153.018 3 [M+H-C8H6O3]+, 137.023 5 [M+H-C8H6O4]+, 165.020 3 [M+H-C7H6O3]+, 285.047 7 [M+H-H2O]+, 123.041 6 [M+H-C9H8O4]+槲皮素 38a12.29C15H10O7303.049 9 [M+H]+302.042 7−3.4153.018 3 [M+H-C8H6O3]+, 137.023 5 [M+H-C8H6O4]+, 165.020 3 [M+H-C7H6O3]+, 285.047 7 [M+H-H2O]+草质素 39a12.29C21H20O12465.102 8 [M+H]+464.095 5−4.7303.050 4 [M+H-C6H10O5]+槲皮素-4′-O-葡萄糖苷 40a12.29C21H20O12465.102 8 [M+H]+464.095 5−4.7303.050 4 [M+H-C6H10O5]+异槲皮苷 41a12.29C21H20O12465.102 8 [M+H]+464.095 5−4.7303.050 4 [M+H-C6H10O5]+金丝桃苷 42e12.30C19H28O10439.157 5 [M+Na]+416.168 30.4147.042 6 [M+Na-C13H17O6Na]+, 291.069 8 [M+Na-C2H3O-C5H6ONa]+, 356.973 8 [M+Na-C2H3O2Na]+, 388.965 8 [M+Na-C2H3Na]+戊-4-烯基-2,3,4,6-四- O-乙酰基-D-甘露吡喃糖苷 43a12.50C27H30O16611.160 7 [M+H]+610.153 4−0.3303.049 1 [M+H-C12H20O9]+芦丁 44a13.60C15H10O6287.055 0 [M+H]+286.047 7−1.4153.020 3 [M+H-C8H6O2]+, 137.022 9 [M+H-C8H6O3]+山柰酚 45a13.98C27H30O15595.165 8 [M+H]+594.158 5−2.5287.055 7 [M+H-C15H16O7]+烟花苷 46a13.98C27H30O15595.165 8 [M+H]+594.158 5−2.5287.055 7 [M+H-C15H16O7]+3,6-二葡萄糖基芹菜素 47e14.06C41H32O26958.152 0 [M+NH4]+940.118 2−0.3153.017 6 [M+NH4-C34H31O22N]+, 771.101 7 [M+NH4-C7H9O4N]+1,2,3,4,6-五没食子酰葡萄糖 48a14.13C21H20O11449.107 8 [M+H]+448.100 6−1.4287.055 4 [M+H-C6H10O5]+槲皮苷 49a14.14C15H10O6287.055 0 [M+H]+286.047 7−1.4153.020 3 [M+H-C8H6O2]+, 137.022 9 [M+H-C8H6O3]+,163.045 1 [M+H-C6H4O3]+木犀草素 50a14.15C15H10O6287.055 0 [M+H]+286.047 7−2.6153.020 3 [M+H-C8H6O2]+, 147.045 9 [M+H-C6H4O4]+野黄芩素 51a14.16C21H20O11449.107 8 [M+H]+448.100 6−2.6287.055 4 [M+H-C6H10O5]+山柰酚-4'-葡萄糖苷 52a14.17C21H20O11449.107 8 [M+H]+448.100 6−2.6287.055 4 [M+H-C6H10O5]+木犀草素-7-O-葡萄糖苷 53a14.18C21H20O11449.107 8 [M+H]+448.100 6−2.6287.055 4 [M+H-C6H10O5]+山柰酚-3-O-半乳糖苷 54a14.19C21H20O11449.107 8 [M+H]+448.100 6−2.6287.055 4 [M+H-C6H10O5]+紫云英苷 55a14.20C21H20O11449.107 8 [M+H]+448.100 6−2.6287.055 4 [M+H-C6H10O5]+木犀草素-5-O-葡萄糖苷 56c14.25C25H24O12517.134 1 [M+H]+516.126 8−2.4163.038 8 [M+H-C16H18O9]+异绿原酸C
续表1
续表1
峰号tR/min分子式实验值理论值偏差(×10−6)碎片离子(MS)化合物名称 80a28.32C30H24O12594.160 6 [M+NH4]+576.126 8−0.2533.115 8 [M+NH4-C2H7ON]+原花青素A6 81d28.34C15H24205.195 0 [M+H]+204.187 8−1.4149.022 6 [M+H-C4H8]+, 121.026 0 [M+H-C6H12]+, 107.077 9 [M+H-C7H14]+β-石竹烯 82a28.34C15H12O2225.091 0 [M+H]+224.083 7−2.6105.033 2 [M+H-C8H8O]+, 197.093 0 [M+H-CO]+, 181.064 5 [M+H-C2H4O]+黄烷酮 83e28.51C18H39N270.315 5 [M+H]+269.308 30.5144.076 8 [M+H-C9H18]+, 102.130 2 [M+H-C12H24]+, 155.060 7 [M+H-C7H17N]+, 158.094 1 [M+H-C8H16]+,184.204 2 [M+H-C6H14]+N,N-二甲基-1-十六烷基胺 84e28.67C11H16O3197.117 2 [M+H]+196.109 9−2.9151.118 0 [M+H-CH2O2]+, 179.102 6 [M+H-H2O]+黑麦草内酯 85e28.91C18H34O284.294 8 [M+NH4]+266.261 0−4.5149.055 8 [M+NH4-C7H21ON]+亚麻醇 86b28.93C24H38O4391.284 3 [M+Na]+390.277 0−0.8149.022 4 [M+Na-C16H34O]+, 333.202 9 [M+Na-C4H10]+,361.220 9 [M+Na-C2H6]+邻苯二甲酸二辛酯 87b28.94C24H38O4391.284 3 [M+H]+390.277 0−0.8149.022 4 [M+H-C16H34O]+, 333.202 9 [M+H-C4H10]+,361.220 9 [M+H-C2H6]+邻苯二甲酸二(2-乙基)已酯 88e28.98C18H30O263.236 9 [M+H]+262.229 7−4.0233.105 6 [M+H-C2H6]+2,6-二叔丁基-4-仲丁基苯酚 89d29.00C15H24205.195 1 [M+H]+204.187 8−1.4121.029 9 [M+H-C6H12]+, 149.027 0 [M+H-C4H8]+α-石竹烯 90d29.01C15H24205.195 1 [M+H]+204.187 8−1.4149.022 6 [M+H-C4H8]+, 121.026 0 [M+H-C6H12]+, 105.078 2 [M+H-C7H16]+, 107.077 9 [M+H-C7H14]+, 109.101 2 [M+H-C7H12]+, 119.082 3 [M+H-C6H14]+, 149.128 6 [M+H-C4H8]+α-金合欢烯 91b29.10C21H36O4353.268 6 [M+H]+352.261 4−1.3121.100 8 [M+H-C12H24O4]+, 105.069 7 [M+H-C13H28O4]+, 261.223 8 [M+H-C3H8O3]+, 107.084 1 [M+H-C13H26O4]+, 131.087 0 [M+H-C14H22O2]+, 135.114 1 [M+H-C11H22O4]+亚麻酸甘油酯 92b29.12C18H30O2279.231 9 [M+H]+278.224 6−1.7149.022 5 [M+H-C7H14O2]+, 121.028 6 [M+H-C9H18O2]+亚麻酸 93d29.21C15H22O2252.195 8 [M+NH4]+234.162 00.6211.107 0 [M+NH4-C2H3N]+蜂斗菜内酯A 94d29.27C30H46O5487.341 2 [M+H]+486.334 5−2.3159.115 4 [M+H-C21H28O3]+, 173.131 3 [M+H-C20H26O3]+, 199.149 8 [M+H-C19H28O2]+, 187.144 5 [M+H-C19H24O3]+, 249.153 7 [M+H-C15H26O2]+, 265.196 5 [M+H-C14H22O2]+葛兰素A 95b29.36C18H32O2281.247 5 [M+H]+280.240 2−0.4145.097 9 [M+H-C10H16]+, 151.032 0 [M+H-C7H14O2]+, 248.985 6 [M+H-CH4O]+, 109.101 2 [M+H-C10H20O2]+, 111.117 6 [M+H-C10H18O2]+, 149.024 8 [M+H-C7H16O2]+, 151.023 1 [M+H-C7H14O2]+亚油酸 96b29.43C12H14O4223.096 5 [M+H]+222.089 2−2.3149.022 0 [M+H-C3H6O2]+, 121.028 6 [M+H-C5H9O2]+邻苯二甲酸二乙酯 97b29.83C16H22O4279.158 9 [M+H]+278.151 8−0.4149.026 5 [M+H-C8H18O]+, 121.029 1 [M+H-C9H18O2]+邻苯二甲酸二正丁酯 98b29.84C16H22O4279.159 1 [M+H]+278.151 8−0.4149.026 5 [M+H-C8H18O]+, 121.029 1 [M+H-C9H18O2]+邻苯二甲酸二异丁酯
a-黄酮类 b-有机酸类 c-苯丙素类 d-萜类 e-其他类
a-flavonoids b-organic acids c-phenylpropanoids d-terpenoids e-others
根据文献报道的蔷薇科植物中含有的化学成分建立本地数据库,从石楠叶总离子流图中选择较明显的峰,结合对照品质谱图,推测其化学结构,共匹配98种化合物。分别对每类化学成分质谱裂解规律进行总结。
3.2.1 黄酮类化合物 黄酮类化合物的基本母核为2-苯基色原酮,以游离或糖苷的形式存在于自然界[4],黄酮类化合物具有相同的母核,在进行质谱解析过程中具有相似的裂解规律,黄酮及其苷类在裂解过程中容易发生糖苷键断裂、C环的逆狄尔斯-阿尔德(RDA)裂解以及一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、水(H2O)等一些中性分子的丢失[5-6]。本实验共鉴定出33种黄酮类成分。以化合物槲皮素和翻白叶苷A为例,简述黄酮类化合物的鉴定过程。化合物37的保留时间为12.29 min,在正离子模式下准分子离子峰[M+H]+/303.054 8,分子式为C15H10O7,在二级质谱中,主要进行2种方式的裂解,裂解方式1为C 环的RDA裂解,产生特征碎片离子/153.018 3 [M+H-C8H6O3]+,裂解方式2为丢失C7H6O3形成离子碎片/165.020 3 [M+H-C7H6O3]+,与文献报道裂解方式一致[7]。故推测其为槲皮素,二级碎片和裂解方式如图3所示。化合物63的保留时间为17.50 min,在正离子模式下形成准分子离子[M+H]+/595.144 2,分子式为C30H26O13,在二级质谱图主要发生糖苷键的断裂,产生黄酮苷元/287.055 2和苯丙素苷元/147.044 0,见图4,与文献报道裂解方式一致[8],推测其为翻白叶苷A。
3.2.2 有机酸类成分 本研究共检测到有机酸类成分(包括脂肪酸和酚酸类成分)有24个,在MS扫描过程中均以[M+H]+的准分子离子峰形式存在。现以化合物邻苯二甲酸二正丁酯为例进行裂解规律分析。在正离子模式下,化合物97的保留时间为29.83 min形成准分子离子/279.158 9 [M+H]+,分子式为C16H22O4,在二级质谱中,主要离子碎片有/149.026 5 [M+H-C8H18O]+,/121.029 1 [M+H-C9H18O2]+,见图5,该化合物的质谱裂解方式与文献报道一致[9],推测该化合物为邻苯二甲酸二正丁酯。有机酸中酚酸类物质成分极性强,故出峰时间靠前,共鉴定出14种酚酸类化合物,化合物22在正离子模式下保留时间为4.71 min形成准分子离子/197.080 8 [M+H]+,分子式为C10H12O4,在二级质谱中,主要离子碎片有/151.039 3 [M+H-C2H6O]+、123.042 3 [M+H-C3H6O2]+,根据文献数据[10-11]对比可知此化合物为短叶苏木酚。图6为短叶苏木酚二级质谱图及裂解方式。
图3 槲皮素的二级质谱图及裂解规律
图4 翻白叶苷A的二级质谱图及裂解规律
图5 邻苯二甲酸二正丁酯二级质谱图及裂解规律
3.2.3 苯丙素类 苯丙素是一类由C6-C3结构单元构成的一类化合物,从质谱中检测出15个苯丙素类成分,包含3个香豆素类成分:7,8-二羟基香豆素、七叶内酯、东莨菪内酯。12个简单苯丙素类成分:对香豆酸、甲基阿魏酸、异阿魏酸、反式阿魏酸、顺式阿魏酸、绿原酸、绿原酸乙酯、松柏醛、阿魏醛、对香豆酸甲酯、异绿原酸C、丁香酚。以东莨菪内酯为例,简述其鉴定过程。在正离子模式下保留时间为22.98 min,准分子离子峰/193.049 5 [M+H]+,推测其分子式为C10H8O4。该碎片离子继续失去CO2中性分子得到产物离子/149.029 9 [M+H-CO2]+。结合文献报道[12]对东莨菪素裂解的介绍,推测其为东莨菪内酯。
图6 短叶苏木酚的二级质谱图及其裂解规律
3.2.4 萜类成分 根据质谱数据结果分析,推测出14个萜类成分,其中包括9个三萜类成分和3个倍半萜类成分和1个二萜,其中4个倍半萜为β石竹烯、α-石竹烯、蜂斗菜内酯A和α-金合欢烯,根据其log值区分其保留时间,其中9个三萜类成分为齐墩果烷型的五环三萜类成分,分别为葛兰素A、委陵菜酸、阿江榄仁酸、铁冬青酸、积雪草酸、野鸦椿酸、2, 24-二羟基熊果酸、覆盆子酸和2α,19α,23-三羟基齐墩果酸。
3.2.5 其他类成分 从石楠叶提取液中鉴定出15个其他类成分。包括1个鞣质类化合物:1,2,3,4,6-五--没食子酰葡萄糖;1个胺类成分,-二甲基-1-十六烷基胺;2个生物碱类成分腺苷和1-吲哚-3-基-4--β--吡喃葡萄糖基-β--吡喃葡萄糖苷;1个酮类成分β-紫罗兰酮;1个脂肪醇类亚麻醇;1个苯甲醇类成分2-苯氧基-1-丙醇;3个苯酚类成分:4-(羟基甲基)-2,6-二甲氧基苯基-β--吡喃葡萄糖苷、罗布麻宁和原儿茶醛和1个脂肪醇类化合物亚麻醇,此外还有二氢猕猴桃内酯、姜酮酚、2,6-二叔丁基-4-仲丁基苯酚和罗哌啶。
本研究首次基于UPLC-Q-TOF-MSn法对彝族药石楠叶中化学成分进行了分析,共鉴定了98种成分,其中黄酮类成分30个、有机酸类成分24个、苯丙素类成分15个、萜类成分14个和其他类化合物15个,除了齐墩果酸、α-石竹烯和β石竹烯为文献已经报道的,另外95个均为首次从石楠叶中报道的化学成分。对结果进行分析发现石楠叶中黄酮和酚酸类成分种类最多,占比大于一半,推测这2类成分可能为石楠叶发挥药效的物质基础。黄酮类化合物具有抗氧化、抗菌、抗肿瘤以及保护心脑血管等药理作用,近年来备受关注[13],酚酸类成分具有抗菌、抗癌、解热镇痛[14-16]等药理作用。从石楠叶中鉴定出的化学成分可能为相关药理作用的活性成分,但是如何将化学成分与药效相关联,以确定石楠叶药效物质是今后的一个研究方向。
通过查阅文献发现目前关于石楠叶化学成分研究的报道比较少,石楠叶化学成分的相关研究还有很大空间。石楠叶生物多样性评价及其与化学成分种类及含量的相关性研究、石楠叶中活性成分的积累规律和最佳采摘时间研究、影响石楠叶化学成分的环境条件研究等领域,都可以作为今后石楠叶的研究方向[17]。
目前中医药市场需求量大,全国各地都在发展中药材种植,但石楠叶药效物质基础没有明确,活性成分的积累规律和最佳采摘时间、影响化学成分含量的环境条件等问题均有待解决,这些都是制约石楠叶种植业发展的瓶颈问题,而解决这些问题的基础都是化学成分研究。目前石楠叶的临床应用仅依靠中医基础理论,缺乏现代化研究,不利于中医药的现代化发展。另外石楠叶的研究可能涉及农学、园林、临床医学等不同学科,需要进行多学科的交叉融合研究。
利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突
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Rapid identification of chemical components ofbased on UPLC-Q-TOF-MS
MA Yong-ben1, 2, 3, WANG Chun-long4, WANGFeng-xia1, 2, 3, WANG Meng1, 2, 3, TIAN Wei1, 2, 3, WU Ling-fang1, 2, 3, NIU Li-ying1, 2, 3
1. Hebei University of Traditional Chinese Medicine, Shijiazhuang 050091, China 2. Hebei Traditional Chinese Medicine Formula Granule Engineering & Technology Innovate Center, Shijiazhuang 050091, China 3. Quality Evaluation & Standardization Engineering Research Center of Traditional Chinese Medicine, Shijiazhuang 050091, China 4. Yingkerui (Tianjin) Innovative Medicine Research Co., Ltd., Tianjin 300382, China
UPLC-Q-TOF-MS was used to quickly analyze the chemical components of.The chromatographic column was waters BEH C18(100 mm×2.1 mm, 1.7 μm). The mobile phase was acetonitrile (A)-0.1% formic acid water (B). The flow rate was 0.3 mL/min. To obtain the accurate molecular weight, multi-stage mass spectrum data, and mass fragment ion information, etc., peak view 1.2 software was used to analyze the mass spectra. The components were identified in combination with literature reports.A total of 98 chemical components were identified, mainly including 30 flavonoids, 24 organic acids, 15 phenylpropanoids, 14 terpenoids and 15 other components, of which 95 components are first identified from of.The method established in this study can quickly, accurately and comprehensively identify the chemical constituents of, and provide the basis for the research on the material basis of its medicinal effect.
UPLC-Q-TOF-MS;; flavonoids; organic acid; phenolic acids; triterpenoids
R284.1
A
0253 - 2670(2022)20 - 6401 - 11
10.7501/j.issn.0253-2670.2022.20.012
2022-02-16
河北省中医药管理局科研计划项目(2023114);河北省自然基金资助项目(H2019423050);河北省高等学校科学技术研究项目(QN2019119)
马永犇(1997—),男,硕士研究生,研究方向为中药药效物质及作用机制研究。Tel: (0311)89926890 E-mail: Mayongben@hebcm.edu.cn
牛丽颖,博士生导师,二级教授,主要从事中药药效物质及作用机制研究。Tel: (0311)89926890 E-mail: niuliyingyy@163.com
吴玲芳,副教授,博士,主要从事中药药效物质及作用机制研究。Tel: (0311)89926890 E-mail: fanglingwu@126.com
[责任编辑 王文倩]