论文部分内容阅读
【摘要】天然药物的化学成分较复杂，其化学成分快速识别与定量的方法是目前待解决的问题。液质联用技术具有分离能力强、检测灵敏度高和专属性强的优点，越来越在天然药物研究中发挥重要作用。本文对近年来液质联用技术的发展、天然药物化学成分鉴别、定量检测方面进行系统的文献综述和分析，为液质联用技术在天然药物研究应用方面提供一些参考和借鉴。
【关键词】液质联用;天然药物;分析;检测
【中图分类号】R917 【文献标识码】A 【文章编号】2026-5328（2021）08-096-02
液质联用技术（HPLC-MS）又叫液相色谱-质谱联用技术，是20世纪70年代开始逐步发展起来的一项现代分析技术。液相色谱为分离系统，质谱为检测系统，流动相进入质谱离子化，通过质谱的质量分析器将离子碎片按质荷比不同分开，经检测器得到质谱图，然后对色谱图进行分析，得到检测数据。这项技术将色谱和质谱优势的互补，把色谱对复杂样品的高分离能力与质谱的高选择性的特点相结合。目前，液质联用技术已成为近年来药物分析手段中重要的一项技术方法，成为天然药物研究中应用广泛的工具。
1.液质联用技术的发展
目前常用的液质联用系统具有两大分类系统：
1.1从质谱的质量分析器角度来划分，包括四极杆、离子阱、飞行时间（TOF）和傅立叶变换质谱等。四极杆射频（RF）的稳定性可以大大提高质谱对于分析化合物的选择性，分辨质量数的宽度可以达到0.1Da ;其离子选择反应监测（selected-reaction monitoring，SRM）模式还适于进行常规生物分析。随着基质辅助激光解吸离子化技术的出现，飞行时间分析器的发展，最新的飞行时间质谱分析仪测得分子的质量数准确度非常高，分辨率能够高达20，000Da。而傅立叶变换离子回旋共振质谱基于其高分辨率和准确度的优势，目前被广泛地应用于生物大分子的研究。
1.2从质谱的离子源角度来划分，包括喷雾离子源（ESI），大气压化学电离源（APCI），大气压光电离源（APPI）和基质辅助激光解吸电离源（MALDI）等，目前应用最广泛的离子源有电喷雾电离源和大气压化学电离源。电喷雾技术显著的优势：将质荷比降低到各种类型的质量分析器都能检测的程度，可在带电状态进行检测，从而计算离子的分子量;也可以生成高度带电且不发生碎裂的离子，同时可确定分子离子的同位素峰的分子量和带电数。电喷雾电离源和大气压化学电离源的发展基本上是同步的，两者的共同点是离子化效率高，显著增强分析的灵敏度和稳定性。ESI、APCI和APPI三种离子源大多与四极杆和离子阱质谱联用，是目前应用最广泛的几种液质联用仪[1]。
2.在鉴别天然药物化学成分应用
由于液质联用技术的出现和迅速发展，能够同时对天然药物中多种活性成分进行定性定量，而且检测灵敏度、速度优于其他分析方法。利用液质联用技术测定天然药物活性成分含量，可以为天然药物质量控制提供有效参考。刘德明等[2]采用HPLC-MS分析黄山贡菊提取物的抗氧化活性成分，共鉴定出了113个化合物，含黄酮类化合物72个，绿原酸及衍生物7个、香豆素类8个。这些化合物可能是黄山贡菊具备抗氧化活性的物质基础。汤丹等[3]用液质联用技术从龙血竭药材中共分析鉴定出21个具有不同结构类型的主要成分，包括高异黄酮2个、二苯乙烯类2个、黄酮寡聚体3个、高异黄烷1个、二氢查耳酮2个等。张桂清等[4]用液质联用技術，参照数据库和文献资料，从紫苏茎叶中鉴定出10种化合物，包括6种黄酮及其苷类成分，以及4种有机酸类。白海玉等[5]应用超高效液相色谱-四极杆/飞行时间质谱，同时结合文献报道、二级谱图信息匹配及多种数据筛查软件分析野菊花的黄酮类化学成分组成，鉴定或推断出野菊花中28个黄酮类化合物的结构。
3.在天然药物化学成分定量分析应用
付彩等[6]应用LC-MS/MS技术对酸枣叶总黄酮中6种成分定量分析，采用T3色谱柱进行分离，乙腈-0.1%甲酸水溶液为流动相进行梯度洗脱，用多反应监测-触发增强子离子扫描（MRM-IDA-EPI）模式检测。实验结果总黄酮中槲皮素-3-0-洋槐糖苷、芦丁、金丝桃苷、槲皮素-3-0-葡萄糖苷、槲皮苷、槲皮素的含量分别为10.4%，8.3%，0.1%，0.3%，0.2%，0.005%。本研究表明LC-MS/MS技术可以实现一次进样同时定性定量分析。雒晓梅等[7]采用用液质联用技术分析中药杜仲的化学成分，共鉴定出98个化合物，而且选择杜仲中含量高且明确药理活性的桃叶珊瑚苷、京尼平苷、京尼平苷酸、松脂醇二葡萄糖苷、丁香脂素二葡萄糖苷、松脂醇单葡萄糖苷、车叶草苷进行含量测定。测出每克杜仲生药含桃叶珊瑚苷101.03μg、京尼平苷167.59μg、京尼平苷酸585.95μg、松脂醇二葡萄糖苷1638.50μg、丁香脂素二葡萄糖苷268.15μg、松脂醇单葡萄糖苷290.67μg、车叶草苷2.84μg。本研究表明液质联用技术用于中药主要化学成分定量检测，具有灵敏度高、重复性好、分析快速的特点。
4.小结
液质联用技术是目前较先进的天然药物化学成分检测技术，具有高效快速的分离能力及高灵敏度优点。可以用于天然药物化学成分定性、定量分析，而且可以分析热不稳定化合物，也可用于含量低、不易分离，或缺乏紫外吸收的物质，因此液质联用技术的出现，大大提高了天然药物化学成分定性的速度、准确度和可信度，已在天然药物活性成分定性、定量分析和质量控制等方面应用中显现出极大的优势，成为越来越多天然药物研究人员的检测技术。随着近年来诊断离子、分子网络、最佳碰撞能量、碰撞截面、定量结构-保留关系模型的出现，使液质联用技术在天然药物化学成分定性方面的优势更加突出。此外，液质联用技术还广泛用于药物代谢动力学研究、食品中非法添加化学药物成分的鉴定分析等方面[8]。相信随着分析仪器和分析方法的深入研究，液质联用技术将成为天然药物化学研究中最重要的技术之一，在生命科学及其它领域展现更好的应用前景。
【参考文献】
[1]徐晓雅，陈鑫，邓惠婷，张中琪.液质联用技术的应用与发展[J].广州化工，2020，48（06）：47-49.
[2]刘德明，朱诗敏，杨昊坤，周军，董新荣.黄山贡菊抗氧化活性成分提取工艺优化与HPLC-MS分析[J].食品工业科技，2020，41（22）：150-156+164.
[3]汤丹，肖伟，钱正明，曹东敏，黄广枭，罗家敏，聂红，王淑美.活细胞固相色谱法联合高分辨质谱快速筛选龙血竭中镇痛活性成分[J].中草药，2019，50（11）：2539-2544.
[4]张桂清，杨宇森，许艺敏，罗海凌，姚俊新，林占熺.采用高分辨离子淌度液质联用技术鉴定紫苏的化学成分[J].福建农林大学学报（自然科学版），2019，48（01）：123-130.
[5]白海玉，刘宝忠，霍金海.基于液质联用技术的野菊花中黄酮成分分析[J].中国中医药科技，2018，25（06）：826-830.
[6]付彩，崔小芳，裴香萍，杜晨晖，闫艳.基于LC-MS/MS的酸枣叶总黄酮中6种成分定性定量分析[J].山西医科大学学报，2020，51（07）：666-673.
[7]雒晓梅，宿美凤，常晓燕，王小明，李壮壮，王卫华，孙桂波，石钺.基于LC-MS联用的杜仲主要化学成分定性及定量分析[J].中国现代中药，2019，21（08）：1029-1040.
[8]郭淼，张条兰.液质联用技术在滥用食品添加剂及食品中违法添加物测定中的应用及研究进展[J].农家参谋，2019（17）：164.
基金项目：2018年佛山市自筹经费类科技计划项目（编号：2018AB002122）
【关键词】液质联用;天然药物;分析;检测
【中图分类号】R917 【文献标识码】A 【文章编号】2026-5328（2021）08-096-02
液质联用技术（HPLC-MS）又叫液相色谱-质谱联用技术，是20世纪70年代开始逐步发展起来的一项现代分析技术。液相色谱为分离系统，质谱为检测系统，流动相进入质谱离子化，通过质谱的质量分析器将离子碎片按质荷比不同分开，经检测器得到质谱图，然后对色谱图进行分析，得到检测数据。这项技术将色谱和质谱优势的互补，把色谱对复杂样品的高分离能力与质谱的高选择性的特点相结合。目前，液质联用技术已成为近年来药物分析手段中重要的一项技术方法，成为天然药物研究中应用广泛的工具。
1.液质联用技术的发展
目前常用的液质联用系统具有两大分类系统：
1.1从质谱的质量分析器角度来划分，包括四极杆、离子阱、飞行时间（TOF）和傅立叶变换质谱等。四极杆射频（RF）的稳定性可以大大提高质谱对于分析化合物的选择性，分辨质量数的宽度可以达到0.1Da ;其离子选择反应监测（selected-reaction monitoring，SRM）模式还适于进行常规生物分析。随着基质辅助激光解吸离子化技术的出现，飞行时间分析器的发展，最新的飞行时间质谱分析仪测得分子的质量数准确度非常高，分辨率能够高达20，000Da。而傅立叶变换离子回旋共振质谱基于其高分辨率和准确度的优势，目前被广泛地应用于生物大分子的研究。
1.2从质谱的离子源角度来划分，包括喷雾离子源（ESI），大气压化学电离源（APCI），大气压光电离源（APPI）和基质辅助激光解吸电离源（MALDI）等，目前应用最广泛的离子源有电喷雾电离源和大气压化学电离源。电喷雾技术显著的优势：将质荷比降低到各种类型的质量分析器都能检测的程度，可在带电状态进行检测，从而计算离子的分子量;也可以生成高度带电且不发生碎裂的离子，同时可确定分子离子的同位素峰的分子量和带电数。电喷雾电离源和大气压化学电离源的发展基本上是同步的，两者的共同点是离子化效率高，显著增强分析的灵敏度和稳定性。ESI、APCI和APPI三种离子源大多与四极杆和离子阱质谱联用，是目前应用最广泛的几种液质联用仪[1]。
2.在鉴别天然药物化学成分应用
由于液质联用技术的出现和迅速发展，能够同时对天然药物中多种活性成分进行定性定量，而且检测灵敏度、速度优于其他分析方法。利用液质联用技术测定天然药物活性成分含量，可以为天然药物质量控制提供有效参考。刘德明等[2]采用HPLC-MS分析黄山贡菊提取物的抗氧化活性成分，共鉴定出了113个化合物，含黄酮类化合物72个，绿原酸及衍生物7个、香豆素类8个。这些化合物可能是黄山贡菊具备抗氧化活性的物质基础。汤丹等[3]用液质联用技术从龙血竭药材中共分析鉴定出21个具有不同结构类型的主要成分，包括高异黄酮2个、二苯乙烯类2个、黄酮寡聚体3个、高异黄烷1个、二氢查耳酮2个等。张桂清等[4]用液质联用技術，参照数据库和文献资料，从紫苏茎叶中鉴定出10种化合物，包括6种黄酮及其苷类成分，以及4种有机酸类。白海玉等[5]应用超高效液相色谱-四极杆/飞行时间质谱，同时结合文献报道、二级谱图信息匹配及多种数据筛查软件分析野菊花的黄酮类化学成分组成，鉴定或推断出野菊花中28个黄酮类化合物的结构。
3.在天然药物化学成分定量分析应用
付彩等[6]应用LC-MS/MS技术对酸枣叶总黄酮中6种成分定量分析，采用T3色谱柱进行分离，乙腈-0.1%甲酸水溶液为流动相进行梯度洗脱，用多反应监测-触发增强子离子扫描（MRM-IDA-EPI）模式检测。实验结果总黄酮中槲皮素-3-0-洋槐糖苷、芦丁、金丝桃苷、槲皮素-3-0-葡萄糖苷、槲皮苷、槲皮素的含量分别为10.4%，8.3%，0.1%，0.3%，0.2%，0.005%。本研究表明LC-MS/MS技术可以实现一次进样同时定性定量分析。雒晓梅等[7]采用用液质联用技术分析中药杜仲的化学成分，共鉴定出98个化合物，而且选择杜仲中含量高且明确药理活性的桃叶珊瑚苷、京尼平苷、京尼平苷酸、松脂醇二葡萄糖苷、丁香脂素二葡萄糖苷、松脂醇单葡萄糖苷、车叶草苷进行含量测定。测出每克杜仲生药含桃叶珊瑚苷101.03μg、京尼平苷167.59μg、京尼平苷酸585.95μg、松脂醇二葡萄糖苷1638.50μg、丁香脂素二葡萄糖苷268.15μg、松脂醇单葡萄糖苷290.67μg、车叶草苷2.84μg。本研究表明液质联用技术用于中药主要化学成分定量检测，具有灵敏度高、重复性好、分析快速的特点。
4.小结
液质联用技术是目前较先进的天然药物化学成分检测技术，具有高效快速的分离能力及高灵敏度优点。可以用于天然药物化学成分定性、定量分析，而且可以分析热不稳定化合物，也可用于含量低、不易分离，或缺乏紫外吸收的物质，因此液质联用技术的出现，大大提高了天然药物化学成分定性的速度、准确度和可信度，已在天然药物活性成分定性、定量分析和质量控制等方面应用中显现出极大的优势，成为越来越多天然药物研究人员的检测技术。随着近年来诊断离子、分子网络、最佳碰撞能量、碰撞截面、定量结构-保留关系模型的出现，使液质联用技术在天然药物化学成分定性方面的优势更加突出。此外，液质联用技术还广泛用于药物代谢动力学研究、食品中非法添加化学药物成分的鉴定分析等方面[8]。相信随着分析仪器和分析方法的深入研究，液质联用技术将成为天然药物化学研究中最重要的技术之一，在生命科学及其它领域展现更好的应用前景。
【参考文献】
[1]徐晓雅，陈鑫，邓惠婷，张中琪.液质联用技术的应用与发展[J].广州化工，2020，48（06）：47-49.
[2]刘德明，朱诗敏，杨昊坤，周军，董新荣.黄山贡菊抗氧化活性成分提取工艺优化与HPLC-MS分析[J].食品工业科技，2020，41（22）：150-156+164.
[3]汤丹，肖伟，钱正明，曹东敏，黄广枭，罗家敏，聂红，王淑美.活细胞固相色谱法联合高分辨质谱快速筛选龙血竭中镇痛活性成分[J].中草药，2019，50（11）：2539-2544.
[4]张桂清，杨宇森，许艺敏，罗海凌，姚俊新，林占熺.采用高分辨离子淌度液质联用技术鉴定紫苏的化学成分[J].福建农林大学学报（自然科学版），2019，48（01）：123-130.
[5]白海玉，刘宝忠，霍金海.基于液质联用技术的野菊花中黄酮成分分析[J].中国中医药科技，2018，25（06）：826-830.
[6]付彩，崔小芳，裴香萍，杜晨晖，闫艳.基于LC-MS/MS的酸枣叶总黄酮中6种成分定性定量分析[J].山西医科大学学报，2020，51（07）：666-673.
[7]雒晓梅，宿美凤，常晓燕，王小明，李壮壮，王卫华，孙桂波，石钺.基于LC-MS联用的杜仲主要化学成分定性及定量分析[J].中国现代中药，2019，21（08）：1029-1040.
[8]郭淼，张条兰.液质联用技术在滥用食品添加剂及食品中违法添加物测定中的应用及研究进展[J].农家参谋，2019（17）：164.
基金项目：2018年佛山市自筹经费类科技计划项目（编号：2018AB002122）