天津中医药大学学报  2017, Vol. 36 Issue (5): 396-400

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祁昆祁昆, 王洋王洋, 陈涛陈涛, 李进李进
QI Kun, WANG Yang, CHEN Tao, LI Jin
液质联用在中药复方制剂研究中的应用
Application of LC-MS in the research of traditional Chinese medicine prescriptions
天津中医药大学学报, 2017, 36(5): 396-400
Journal of Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, 2017, 36(5): 396-400
http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1673-9043.2017.05.19

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收稿日期: 2017-08-31
液质联用在中药复方制剂研究中的应用
祁昆1,2, 王洋2, 陈涛2, 李进2     
1. 天津中医药大学, 天津 300193;
2. 天津中医药大学第一附属医院, 天津 300193
摘要: 液质联用(LC-MS)技术因其有着分离性能好、灵敏度高和专属性强等优势,已逐渐成为中药复方制剂现代化研究的强力手段。LC-MS在中药复方制剂的化学成分分析、血清药化,药效学、药动学、中药质量控制及近些年出现的中成药复方制剂中非法添加化学成分的现象有着广泛的应用。
关键词: 中药复方制剂     液质联用     药效学     药动学     质量控制     合理用药    
Application of LC-MS in the research of traditional Chinese medicine prescriptions
QI Kun1,2, WANG Yang2, CHEN Tao2, LI Jin2     
1. The University of Traditional Chinese Medicne, Tianjin 300193, China;
2. The First Affiliated Hospital of Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 300193, China
Abstract: Liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) technology has become a powerful method for the modernized research of traditional Chinese medicine preparations because of its high separation performance, high sensitivity and strong specificity. LC-MS is widely used of analysis the chemical composition, serum pharmacochemistry, pharmacodynamics, pharmacokinetics, quality control of traditional Chinese medicine preparations, and the phenomenon of illegal addition of chemical components in traditional Chinese medicine preparations.
Key words: traditional Chinese medicine compound preparation     LC-MS     pharmacodynamics     pharmacokinetics     quality control     rational administration    

中药是中国几千年历史长河中遗留的重要珍宝,在这其中,中药复方制剂是中药的重要组成部分,是中医临床用药的重要形式和手段。中药成分复杂,中药复方制剂是由多种中药组成,同样具有多成分、多靶点的特点。近年来,随着中药的现代化发展,中药越来越受到国际社会的普遍重视,但目前,在中药复方制剂的作用机制及有效成分现代化研究方面却未能取得突破性进展。因此,中药复方制剂的研究需建立符合其自身特点的研究方法,对其安全性、有效性、可控性等方面进行深入研究。

液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)是20世纪70年代发展起来的一门新的仪器分析方法。它将液相色谱分离技术与质谱检测手段有效结合,是集LC的高分离能力和MS的高灵敏度、高专属性于一体的新的色谱-质谱联用技术。它具有其他仪器不可比拟的高灵敏度和选择性,可以快速获得巨大的信息量。LC-MS能够对多组分同时检测,基本可排除紫外检测器和二极阵列管检测器等很难解决的干扰问题。因此,目前中药复方制剂的现代化研究中,液质联用的作用显得越来越重要。

1 药物代谢动力学

药代动力学是使用动力学原理,研究药物在生物体内吸收、分布、代谢和排泄的动态变化规律及药物时量-时效关系的学科,其主要方法是通过分析生物样品中药物或其代谢产物的含量,从而了解药物在体内的变化规律。中药复方制剂成分复杂,其成分入血后浓度很低,难以使用常规方法检测,LC-MS因其高灵敏度和高专属性的优势,成为中药复方药代动力学研究的有效工具。

1.1 药动学的重要参数的测定

药动学的重要参数主要有血浆蛋白结合率、半衰期(t1/2)、药时曲线下面积(AUC)和吸收速率常数(Ka)等,是新药临床评价不可缺少的指标。

黄勇等[1]以超高效液相色谱-质谱联用法(UPLC-MS)为检测手段,根据基质背景的差异,分别建立血浆样本及超滤液中的含量测定方法,考察注射用复方荭草(冻干粉针)中原儿茶酸、异荭草素及野黄芩苷与血浆蛋白的结合情况。

脉络宁注射液主要由金银花、牛膝、玄参、石斛组成,吴婷等[2]通过建立准确灵敏的LC-MS/MS法,并利用DASver1.0软件进行数据处理,采用大鼠尾静脉注射脉络宁注射液,测定其中血浆中各有效成分的浓度,从而得到脉络宁注射液中绿原酸等5种酚酸类成分的t1/2和AUC等关键药代动力学参数,为此药物的临床药代动力学研究提供关键的参考依据。

邓志灏等[3]采用大鼠离体非翻转肠囊模型,使用LC-MS/MS对不同浓度的复方广痛消水提物中的有效成分延胡索乙素(THP)、盐酸小檗碱(Ber)和芍药苷(Pae)进行检测,计算各成分的Ka,考察THP、Ber和Pae在大鼠直肠段的吸收特性。实验显示不同浓度复方广痛消水提物中的THP、Ber和Pae在直肠段均为线性吸收,r2均>0.95,THP在直肠的吸收形式可能为被动扩散,呈现一级动力学特征;Ber和Pae的吸收则可能有转运载体的介导参与。

闫秋莹等[4]使用LC-MS,对消癌解毒方中含有的芦丁、野黄芩苷和半枝莲碱B等成分在小鼠不同组织中含量进行同时测定,研究这些化合物在小鼠体内分布的情况,证实了芦丁等3种成分在不同组织中分布情况各不相同。

1.2 单味药材和中药复方制剂的药物代谢差异

狄斌等[5]对已进行分组的大鼠分别灌胃,予以复方双黄连颗粒剂和单方黄芩提取物,然后对给药后的大鼠胆汁进行LC-MS分析,除发现复方双黄连颗粒剂和单方黄芩提取物中均有黄芩苷经肝脏代谢后的相同代谢物外,单方黄芩提取物代谢物中还有原型黄芩苷和5,6,7-三羟基-6-O-葡萄糖醛酸苷,而复方双黄连颗粒剂则无。此实验证明了单方黄芩提取物与双黄连颗粒剂在黄芩苷的代谢产物上存在明显差异,复方配伍促进了总黄芩素在胆汁中的排泄。

2 药效学

药效学主要是研究药物对机体的作用及作用机制的研究方法,利用LC-MS分析中药复方制剂中组分和生物系统作用的特征,筛选和分析有效成分,是研究中药药效物质基础的新思路。

2.1 分析中药复方制剂中的有效药物成分

鉴于中药在有效成分筛选和药效评价上的复杂性及关联性,将现代分析技术与现代细胞生物学评价相结合的谱效捕获技术是“中药谱效学”发展的主要手段。蛇胆陈皮口服液临床上一般用于痰热雍盛证所致的支气管哮喘及慢性支气管炎。虞涛等[6]使用超高效液相色谱-四级杆-飞行时间串联质谱(UPLC-Q-TOF/MS)与NF-κB和β2-肾上腺素能受体双荧光素酶报告基因检测系统相结合的方法,筛选蛇胆陈皮口服液的潜在的抗炎解痉成分,同时根据四级杆飞行时间质谱数据对筛选结构进行鉴定。在此实验中,实验人员在蛇胆陈皮口服液中筛选鉴定出1个平喘成分辛弗林(一种β2-AR激动剂,能扩张支气管平滑肌和血管骨骼肌),其有效成分胆酸、甘氨胆酸、牛磺鹅去氧胆酸和牛磺胆酸可以抑制NF-κB的激活作用。

2.2 使用药动学-药效学(PK-PD)结合模型,研究中药复方制剂的物质基础和配伍特点

PK-PD模型能较客观地阐明“血药浓度-效应-时间”之间的三维关系,将PK-PD结合模型应用于中药研究,可以很好地阐明中药的物质基础、作用机制及两者之间的关系。罗太敏等[7]将分为半夏泻心汤组及苦降药组(单用黄芩及黄连)的两组大鼠分别灌胃给予两组药物水提醇沉液,分时间段以静脉采血并检测相应理化指标,同时采用LC-MS检测血清中黄芩苷、黄芩素、小檗碱、巴马汀的浓度,采用Winnonlin软件进行PK-PD结合模型拟合,实验结果显示半夏泻心汤在PK和PD方面均优于苦降药组,体现出全方的配伍优势。

2.3 研究中药复方制剂对肝药酶的影响及在分子水平调控作用

李晗等[8]采用Cocktail体外孵育法结合LC-MS技术对大鼠肝脏中药物代谢酶CYP1A2、2B、2C和3A各亚酶的酶活性进行测定,并利用逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)技术对上述亚型的mRNA水平表达进行检测,以考察参附注射液对大鼠CYP450酶活性的影响及在mRNA水平的调控作用。实验显示,参附注射液对大鼠肝脏CYP450的特定亚型在酶活性水平具有明显的调控作用,这可能与参附注射液的配伍增效作用有关。

3 质量控制

中药复方质量控制主要是对部分主要成分或特征性成分进行定性鉴别及含量测定,目前利用LC-MS测定中药复方中某些有效成分或活性成分的含量,及对目前中成药制剂不断出现的掺杂、掺假进行分析检验也较为广泛。

3.1 中药复方制剂的多成分定量分析

在以前的中国药典版本中,中药材及中药复方制剂多以单一指标性成分作为其含量测定指标。由于中药有着多组分、多靶点的特点,从单一指标性成分控制向多项指标、多信息控制是必然的发展趋势。HPLC-MS以其高分离度、高灵敏度、高专属性的特点,可以更好地对中药复方制剂进行多化学成分定量分析,对中药的现代化研究有着重要的意义。

Deng等[9]研究大鼠灌服清火通窍片后血浆中的化学成分,同时定量测定血浆中三七皂苷R1、人参皂苷Re、人参皂苷Rg1、人参皂苷Rb1及淫羊藿苷五种成分,并建立PK-PD模型。根据这些药物模型和数据,他们得出了此药物质量控制的新方案。

曹阳等[10]研究人员采用高效液相色谱-飞行时间质谱法(HPLC/TOF-MS)和高效液相色谱/离子阱质谱仪HPLC/Ion-TrapMS的多维液质联用系统分别鉴定和筛查了六神丸中的多种化学成分,在优化的HPLC条件下,TOF-MS对六神丸的质谱信息中每个色谱峰进行了精确分子量测定,并匹配出可能的化学组成;再结合Ion-TrapMS提供的多级碎片结构信息对其进行结构解析,最后采用相应的药物标准品进行确证。这种实验模式为中药复方制剂的多类别药物成分分析提供了一种有效、可靠的新方法。

3.2 中药复方制剂投料中掺杂伪品的检测

在药品中擅自在正品中掺杂伪品投料,是当前中成药药品制假的新动向。妇乐冲剂处方有忍冬藤、大血藤、制大黄等10味中药,方中大黄为一种重要成分,但由于大黄价格较高,部分不法商家擅自以伪品土大黄进行替代使用,但土大黄与正品大黄在化学成分和功能主治上均有所差异。蒋永海[11]采用TLC、LC-MS技术对怀疑有非法成分土大黄的妇乐冲剂进行分离分析并对其进行定性鉴别,在部分批次的妇乐冲剂中检测出非法成分土大黄苷,由此建立了非法成分土大黄苷的检验方法。

3.3 中药复方制剂中使用非法染色剂的检测

跌打丸是由三七、当归、血竭等24味中药饮片组成的大处方中药制剂,组方中的血竭被检出染色剂事件已有报道,808猩红为常用的染色剂之一,其为偶氮类红色化工染料,在人体内经生物转化分解,可形成致癌物,具有强致癌和致突变性[12-13]。张春辉等[14]使用UPLC/TOF-MS建立了808猩红的检测方法,可有效测定跌打丸中非法添加的染色剂808猩红的含量。

3.4 中药复方制剂中非法添加西药成分的检测

目前在纯中药复方制剂或保健品中加入西药成分的现象越来越普遍,造成这一情况发生的主要原因是制药企业谋取暴利。检测中药制剂和中药保健品中非法添加化学品的方法包括薄层色谱(TLC)、HPLC、LC-MS等。其中,TLC和HPLC由于受到专属性的制约,只能作为初筛方法。LC-MS同时联用色谱和质谱,可以对其中的非法添加成分进行最终的确证,作为药品监管部门的处罚依据[15]。目前,中成药的非法添加现象主要有8大类最为普遍:补肾壮阳类中成药里添加枸橼酸西地那非等[16-17];降糖类药品中非法添加格列类或双胍类降糖药物[18];降压类中成药添加氢氯噻嗪[19-20];镇静安神类中成药中添加苯二氮卓类或苯巴比妥等化学成分[21-22];止咳平喘类中成药中非法添加茶碱或糖皮质激素[23-25];减肥类产品中添加盐酸西布曲明[26-27];消肿止痛类中成药添加双氯芬酸、氨基比林等非甾体抗炎药或激素类药物[28-29];抗感冒类中成药非法添加对乙酰氨基酚、伪麻黄碱及扑尔敏等抗组胺药物[30]。相关文献表明,使用LC-MS技术对于非法添加西药成分的检测最为可靠有效[31]

4 代谢组学研究

代谢组学是效仿基因组学和蛋白质组学的研究思想,通过对生物体内代谢物进行定量分析,寻找药物代谢物与机体生理、病理变化关系的一门新兴学科,是系统生物学的组成部分。在代谢组学的研究中,LC-MS技术不受样品预处理的限制,又经济实用,适用于中药中那些热不稳定,不易挥发、不易衍生化和分子量较大的物质[32]。中药复方制剂组成采用系统生物学的代谢组学方法,在方法学上具有无创伤、动态、接近生理条件下研究等特点,研究系统代谢网络的整体性和动态性的变化,与中药治疗中整体动态性原则具有很大的趋同性,为中药复方制剂整体效应评价提供途径[33-34]

5 为中医辨证论治、合理用药提供支撑

“中医不传之密在量”,方剂中药味的量决定了该方的作用趋向,方剂中核心药对的量,更是起到了至关重要的作用[35]。《黄帝内经》中记载“辛甘发散为阳,酸苦涌泄为阴”[36],根据“五味合化”思想,桂枝汤中桂枝-白芍等量配伍(1:1),使发汗而不伤阴,止汗而不留邪,而小建中汤中芍药倍用(1:2),和脾胃、调阴阳,酸甘化阴以滋阴养血[37-38]。裴艳玲等[39]采用LC-MS技术,考察桂芍配比成分及含量差异。实验显示不同配比桂芍药对对其成分的溶出有明显影响,其成分含量存在显著差异。找到此药对配伍的药物化学依据,从物质基础的角度证明中医“辛甘化阳、酸甘化阴”思想,为中医临床辨证论治、合理用药提供支撑。

6 展望

中医药是中国古代劳动人民通过长期实践所积累起来的宝贵、丰富的遗产,作为药学人员,必须重视中国医药学的伟大宝库,努力发掘,加以提高。中药因其多成分、多靶点以及作用多样性的特点,这就给中药复方制剂的相关物质基础、作用机制、安全性等研究带来相当的困难。LC-MS的出现以及更多现代分析仪器的使用,为中药分析化学相关学科的发展提供了有力的技术支持,使研究人员可以开发生产出质量可控、安全、高效的现代中药复方制剂,并最终实现中药现代化。

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