天津中医药  2020, Vol. 37 Issue (8): 943-948

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李晓凤, 张少强, 刘金彪, 裴丽敏, 孙立丽, 周博, 杜武勋
LI Xiaofeng, ZHANG Shaoqiang, LIU Jinbiao, PEI Limin, SUN Lili, ZHOU Bo, DU Wuxun
基于UPLC/Q-TOF MS/MS的稳心颗粒主要成分分析及鉴定
Analysis and identification of main components of Wenxin Granules based on UPLC/Q-TOF MS/MS
天津中医药, 2020, 37(8): 943-948
Tianjin Journal of Traditional Chinese Medicine, 2020, 37(8): 943-948
http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1672-1519.2020.08.22

文章历史

收稿日期: 2020-04-11
基于UPLC/Q-TOF MS/MS的稳心颗粒主要成分分析及鉴定
李晓凤1 , 张少强1 , 刘金彪2 , 裴丽敏3 , 孙立丽3 , 周博4 , 杜武勋1     
1. 天津中医药大学第二附属医院, 天津 300250;
2. 天津理工大学, 天津 300384;
3. 天津中医药大学, 天津 301617;
4. 山东步长制药股份有限公司, 荷泽 274005
摘要:[目的] 采用超高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱(UPLC/Q-TOF MS/MS)技术,对稳心颗粒中的化学成分进行初步分析。[方法] 采用ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱(2.1 mm×100 mm,1.7 μm),以乙腈-水(含体积比0.1%甲酸)为流动相梯度洗脱,流速为0.3 mL/min,电喷雾电离源,正/负离子双模式检测,通过UPLC/Q-TOF MS/MS所得到的化合物分子量以及MS/MS碰撞解离碎片,结合文献报道,对稳心颗粒的主要化学成分进行分析鉴定。[结果] 结合文献报道和一级MS、二级MS/MS高分辨质谱数据,对其中68个化合物进行了初步鉴定,结果显示,稳心颗粒成分以糖类、皂苷类、黄酮类为主,其中三七皂苷R1、人参皂苷Rg1、人参皂苷Rb1丰度较高。[结论] UPLC/Q-TOF MS/MS技术是鉴定中药复方成分的有效手段,本研究首次利用该技术对稳心颗粒的主要成分进行定性分析,为阐明该复方药效物质基础、探讨其作用机制及其质量控制提供了有效的科学依据。
关键词稳心颗粒    UPLC/Q-TOF MS/MS    成分分析    心律失常    

中药复方多靶点、多途径的治疗特点,与复方多靶点、多机制的病机特点相得益彰。心律失常是心血管领域常见、复杂疾病,恶性心律失常是心血管疾病重要致死因素。心律失常发病机制复杂,尤其是心律失常抑制(CAST)试验表明单通道、单靶点的治疗模式往往会带来更加严重的心律失常事件。理想的抗心律失常药物应对心脏多个离子通道靶点有作用,并且对每个通道的作用都比较温和,不过度抑制某一个或几个离子通道,并有益于离子通道之间平衡的恢复[1]。而中药复方存在多靶点、多通道的特点与优势,与心律失常理想治疗原则不谋而合。以稳心颗粒为代表的中药复方在抗心律失常方面疗效显著,且安全性高,临床常用中成药未见致心律失常等不良反应的报道,是理想的抗心律失常药。稳心颗粒由党参、黄精、三七、琥珀、甘松5味中药组成,主要功效为活血化瘀、定悸复脉、益气养阴,对心脉瘀阻所致的胸闷胸痛、气短乏力、心悸不宁等症状有良好的治疗效果。

国内外学者对稳心颗粒化学成分进行了相关研究,例如张家伟等[2]采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)法测定大鼠灌服稳心颗粒后血浆中3个皂苷成分的浓度,并研究其药物动力学特征。李启艳等[3]用快速溶剂萃取-超高效液相色谱法测定稳心颗粒中三七皂苷R1、人参皂苷Rg1、人参皂苷Rb1的含量。柳江红等[4]采用X射线衍射傅里叶指纹图谱法,建立稳心颗粒制剂的鉴定分析新方法。但上述研究或集中于稳心颗粒某类单一成分(主要是皂苷类),并未对稳心颗粒全部成分进行分析;或未分析其具体成分。复方干预复杂疾病研究的基础是明确复方药效物质基础,复方药效整体药物配伍组合的综合效应,故本研究利用超高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱(UPLC/Q-TOF MS/MS)技术,分析稳心颗粒水溶液成分,并结合文献报道,分析主要成分的药效机制,从而筛选出稳心颗粒治疗心律失常的药效物质基础。

1 主要仪器与试剂

Acquity TM UPLC液相仪(美国Waters公司),Synapt TM High DefinitionMS(HDMS)System质谱仪(美国Waters公司),ACQUITYUPLC BEH C1(8 2.1 mm× 100 mm,1.7 μm)色谱柱(美国Waters公司),MIKRO 220R S/N0000346-01-00高速离心机(德国Hettich公司),色谱纯乙腈(Fisher,美国,071757),甲醇(Fisher,美国,154449),甲酸(CNW,德国,3208K240)、纯净水(农夫山泉),稳心颗粒(山东步长制药股份有限公司,批号:1805106)。

2 方法 2.1 稳心颗粒溶液制备

将稳心颗粒按0.5 g/10 mL溶于纯净水中,超声溶解,离心半径为87 mm,10 000 r/min离心10 min,得上清液。稀释4倍后0.22 μm微孔滤膜过滤。

2.2 色谱条件

色谱柱:ACQUITYUPLC BEH C18柱(2.1 mm×100 mm,1.7 μm);流速:0.3 mL/min;柱温:45 ℃;室温:4 ℃;流动相:乙腈(A)-水(B)(含体积比0.1%甲酸),梯度洗脱(0 min,2%B;6 min,22% B;10 min,30%B;14~18 min,38%B;22 min,60%B;26~28 min,100%B;29~30 min,2%B);进样量:5 μL。

2.3 质谱条件

采用电喷雾电离源(ESI源),正离子(Positive)/负离子(Negative)双模式检测,ESI源温度分别为120 ℃(Positive)/110 ℃(Negative),脱溶剂和雾化气为高纯N2,锥孔N2反吹流量50 L/h,电压40 V;毛细管电压3.0 kV(Positive)/2.0 kV(Negative);N2温度450 ℃(Positive)/280 ℃(Ngeative),流量800 L/h;分子量范围50~1 200 Da;采样频率0.1 s,间隔0.02 s;扫描时效30 min;全信息串联质谱(MSE)采集模式,碰撞能量25 V。LockMass采用亮氨酸-脑啡肽LE,其m/z为[M+H] +=556.277 1、[M-H] -= 554.261 5,对检测样品分子量进行实时校正。

2.4 数据分析

采用WatersMassLynxV4.1软件进行分析。

3 结果

稳心颗粒水溶液Positive/Negative模式下BPI图,见图 1。经Waters MassLynxV4.1软件分析,共鉴定68个化合物,其中有24个成分ppm≤3,见表 1

图 1 UPLC/Q-TOF MS/MS Positive/Negative模式下一级总离子流图谱(BPI) Fig. 1 Primary total ion flow diagram (BPI) in UPLC/Q-TOF MS/MS Positive/Negative ion mode
表 1 稳心颗粒中推测化合物的质谱信息 Tab. 1 Basic information about presumed compounds in Wenxin Granules

根据复方中各味中药的名称,查阅《中药质量现代分析技术》、相关有效成分文献报道,并参考TCMSP数据库(http://lsp.nwu.edu.cn/tcmsp.php)及PubChem数据库(https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/),确定可能含有的每味中药的有效成分,记录下对应分子式。利用液质工作站自带分子量计算软件MassLynx,分别计算出有效成分的M、M +H、M +Na、M-H、M + HCOOH精确分子量,如三七皂苷R1,M=932.534,[M +H] +=933.542 6,[M +Na] +=955.524 5,[M-H] -= 931.526 9,[M+HCOO]-=977.532 4。在MassLynx软件中调用Positive液相色谱图TIC格式,并转换成BPI格式,利用分子量检索功能提取正离下母离子峰,如三七皂苷R1为933.54和955.52,分子量提取窗口宽度为0.02。如果样品液相图谱中有目标化合物的母离子峰,就会在相应的出峰位置出现色谱峰,根据信号峰的强弱初步判断是否有该化合物。采用相同方法对Negative模式下物质进行处理。如果色谱图中有一个比较明显的特征峰,Positive/Ngeative下出峰时间基本相同,两者分子量相差2,基本可以确定是同一物质的Positive/Ngeative峰。根据二级质谱图结合化合物结构式确定可能的离子碎片,推测化合物的裂解途径。如果色谱图中出现两个或者两个以上色谱峰,且分子量基本完全相同,结构式推测结果可能是同分异构体(三七药材中含有较多同分异构体),根据二级质谱的碎片特征推测裂解途径,或者根据相关数据库、对照品及文献检索查看化合物的碎片,确定化合物结构。

4 讨论

本研究首次利用UPLC/Q-TOF MS/MS技术,对稳心颗粒水溶液成分进行初步分析,共有效表征了该复方中68个化学成分,主要包括糖类、皂苷类、黄酮类、挥发油类,其中三七皂苷R1、人参皂苷Rg1、人参皂苷Rb1丰度较高。

本研究所鉴定的68个成分中,来自三七的30个成分主要属于皂苷类。实验研究显示三七皂苷可直接抑制心肌作用,有效治疗各种药物诱发的心律失常[5]。三七皂苷、人参皂苷Rb1还具有镇静、镇痛[6]、改善肝脏微循环[7]、延缓衰老[8]等作用。

有11个成分主要来源于甘松,其主要成分为挥发油和萜类成分,后者又以倍半萜种类最多,可以激活窦房结及周围组织,清除代谢产物,抑制异位性室性期前收缩、损伤性心房扑动等快速性心律失常,其安全性高,毒副作用小[9]。甘松中丹参酮ⅡA可以抑制过表达的血清反应因子(SRF),抑制miR-1的过表达,恢复由于过表达miR-1抑制KCND2的表达,恢复Kv4.2蛋白的表达,改善钾通道功能紊乱[10]

有16个成分主要来源于黄精,主要含糖类、氨基酸及多种黄酮类、蒽醌类化合物,具有强心、提高免疫力[11-12]、抗衰老[13]、降低血脂、降低血糖、抗肿瘤、抗病毒、抗氧化等多种药理作用[14-16]。有研究显示其最具心血管活性的物质为一些苷类及苷元[17],如(+)-松脂素-O-β-D-吡喃葡糖糖基(1→6)-β-D-吡喃葡糖糖苷、(+)-丁香脂素-O-β-D-吡喃葡糖糖苷、滇黄精苷A、滇黄精苷C等,可抗动脉粥样硬化。

有16个成分主要来源于党参,党参具有抗氧化作用[18],而冠心病等心脑血管疾病与缺氧有关,显示党参在心脑血管疾病的治疗上有应用前景[19]

综上,甘松有着直接抗心律失常作用,在稳心颗粒抗心律失常作用中为君药。本研究中所检测出的主要成分为皂苷类成分,主要源自三七,是抗心律失常、保护心血管系统的重要物质基础,故三七为臣药。稳心颗粒抗心律失常作用与黄精强心、提高免疫力、抗氧化、抑制炎症等药理作用以及党参的抗氧化、增强心肌耐氧作用、抗炎等药理作用密切相关,两者乃佐药之用。

5 不足与展望

本实验在没有对照品的情况下,通过UPLC/QTOF MS/MS技术对中药复方进行了化学成分的分析和鉴定,说明该技术非常适合于中药复方成分的定性分析。但是,也正是由于缺少对照品,部分同分异构体或者相似母核的化合物无法确定其具体结构,在今后的实验中还要结合标准品对这些成分进行鉴别。

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Analysis and identification of main components of Wenxin Granules based on UPLC/Q-TOF MS/MS
LI Xiaofeng1 , ZHANG Shaoqiang1 , LIU Jinbiao2 , PEI Limin3 , SUN Lili3 , ZHOU Bo4 , DU Wuxun1     
1. Second Affiliated Hospital of Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 300250, China;
2. Tianjin University of Technology, Tianjin 300384, China;
3. Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 301617, China;
4. Shandong Buchang Pharmaceutical Co. Ltd., Heze 274005, China
Abstract: [Objective] Preliminarily analyze the chemical constituents of Wenxin Granules by ultra-high performance liquid chromatography-tandem quadrupole time of flight mass spectrometry (UPLC/Q-TOF-MS). [Methods] An ACQUITY UPLC BEH C18 column (2.1 mm×100 mm, 1.7 μm) was used, with acetonitrile-water (containing 0.1% formic acid) as mobile phase gradient elution, flow rate 0.3 mL/min, electrospray ionization source (ESI source), positive/negative ion (Positive/Negative) dual mode detection. The molecular weights of compounds obtained by UPLC/Q-TOF MS/MS and MS/MS collision dissociation fragments were used to analyze and identify the main chemical components of Wenxin Granules combined with literature report. [Results] Combined with literature reports and primary MS and secondary MS/MS high resolution mass spectrometry data, a preliminary identification of 68 of these compounds was performed. The results showed that the main components of Wenxin Granules were sugars, saponins, flavonoids, among which, notoginsenoside R1, ginsenoside Rg1, Rb1 are abundant. [Conclusion] UPLC/Q-TOF MS/MS is an effective method to identify the components of traditional Chinese medicine compound. This study is the first time to use this technology to carry out qualitative analysis on the main components of Wenxin Granules, which provides an effective scientific basis for clarifying the material basis of the efficacy of compound Chinese medicine, exploring its mechanism of action and quality control.
Key words: Wenxin Granule    UPLC/Q-TOF MS/MS    components analysis    arrhythmia