文章信息
- 张奎斌, 邢斌, 宋纹, 王仁兴, 张青青, 刘志东, 皮佳鑫
- ZHANG Kuibin, XING Bin, SONG Wen, WANG Renxing, ZHANG Qingqing, LIU Zhidong, PI Jiaxin
- 基于UPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS的经典名方温胆汤化学成分分析
- Analysis of chemical constituents in Wendan Decoction based on UPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS
- 天津中医药大学学报, 2024, 43(2): 123-129
- Journal of Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, 2024, 43(2): 123-129
- http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1673-9043.2024.02.05
-
文章历史
收稿日期: 2023-09-18
2. 天津中医药大学现代中药发现与制剂技术教育部工程中心, 天津 301617;
3. 天津宏仁堂药业有限公司, 天津 301617
2. Engineering Research Center of Modern Chinese Medicine Discovery and Preparation Technique, Ministry of Education, Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 301617, China;
3. Tianjin Hongrentang Pharmaceutical Co., Ltd, Tianjin 300122, China
温胆汤源于北周名医姚僧垣所撰《集验方》,始见于唐代孙思邈《急备千金要方》,谓:“治大病后,虚烦不得眠,此胆寒故也,宜服温胆汤。”《古代经典名方目录(第一批)》中:温胆汤由半夏二两、竹茹二两、枳实各二两,橘皮三两,生姜四两,甘草一两组成。现代临床在该方基础上进行加减裁化以用于治疗失眠、高血压、冠心病、抑郁、精神失常等疾病,效果显著[1-4]。目前关于温胆汤的作用机制研究报道较多[5-6],但其物质基础并不明确,且多从单味药入手,未考虑到复方煎煮过程的损失与新成分的生成,缺乏复方系统性研究。此外温胆汤成分复杂,给其质量控制带来一定困难。因此,明确温胆汤化学成分对其药效物质基础研究及进一步对其作用机制的阐明、质量控制尤为必要。超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱法(UPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS)具有“三高”(高效率、高灵敏度、高分辨率)的特点,通过化合物精确的分子量、元素组成以及质谱碎片等信息,可快速确定化合物的结构。本文采用UPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS技术对温胆汤的成分进行分析。根据精确的分子量信息及质谱裂解规律进行解析,并与对照品对照或参考相关文献数据与质谱数据库,从而对温胆汤中化合物进行鉴定。
1 仪器与试剂 1.1 仪器UltiMate 3000超高效液相色谱仪,美国Thermo公司;Q-Exactive Orbitrap质谱,美国Thermo公司;Xcalibur 3.0工作站,美国Thermo公司;AX224ZH万分之一电子天平,天津奥豪斯仪器有限公司;AX205十万分之一天平,瑞士Mettler Toledo公司;Milli-Q去离子水机,美国Millipore公司;FDU-2100冷冻干燥仪,东京理化器械株;N-10000旋转蒸发仪,上海爱朗琴仪器有限公司。
1.2 试剂甘草饮片(批号:202001019,产地内蒙古)、竹茹饮片(批号:202001005,产地江西)、枳实饮片(批号:202001007,产地湖南)、陈皮饮片(批号:202001011-1,产地湖北)、生姜饮片(批号:190301-3,产地河北)、半夏饮片(批号:181209,产地甘肃)。上述饮片均由天津宏仁堂药业有限公司提供,均符合《中国药典》2020年版一部有关规定。甘草酸(上海源叶生物科技有限公司,批号:Y02J11L113432,纯度≥98%);枸橘苷(成都瑞芬思生物科技有限公司,批号:G-019-171216,纯度≥98%);新橙皮苷(上海源叶生物科技有限公司,批号:231J6L2067,纯度≥98%);柚皮苷(四川维克奇有限公司,批号:wkq20020603,纯度≥98%);圣草次苷(上海源叶生物有限公司,批号:M17D9S77644,纯度≥98%);芸香柚皮苷(上海源叶生物科技有限公司,批号:P25J9L66554,纯度≥98%);甘草苷(上海源叶生物科技有限公司,批号:213J11X108109,纯度≥98%);橘皮素(天津中新药业有限公司,批号:W14-1-2,纯度≥98%);甘草素(上海源叶生物科技有限公司,批号:C26A10Q87049,纯度≥98%);橙皮苷(上海源叶生物科技有限公司,批号:K09S11L123847,纯度≥98%);辛弗林(中国食品药品鉴定研究院,批号:110727-201107,纯度≥99.4%);腺苷(天津中新药业有限公司,批号:W17-0-9,纯度≥98%);芹糖甘草苷(NATURE,批号:120926-46-7,纯度≥98%);野漆树苷(中国食品药品鉴定研究院,批号:111919-201804,纯度≥95.5%)异甘草素(天津中新药业有限公司,批号:W05-1-3,纯度≥98%);甲醇(色谱纯,美国Fisher公司);乙腈(色谱纯,美国Fisher公司);甲酸(质谱级,东京化学工业有限公司)。
2 方法 2.1 检测条件 2.1.1 色谱条件色谱柱:Waters Acquity BEH C18(2.1×100 mm,1.7 μm)流动相:0.1%甲酸水(A)-乙腈(B),洗脱梯度(0~3 min,95%~86% A;3~7 min,86%~83% A;7~13 min,83%~75% A;13~15 min,75%~60% A;15~20 min,60%~20% A;20~22 min,20%~0% A;22.01~25 min,95%~95% A),进样量2 μL,柱温30 ℃,流速0.3 mL/min。
2.1.2 质谱条件加热电喷雾离子源(HESI),正、负离子模式检测,鞘气流速35 L/min,辅助气流速10 L/min,喷雾电压分别为3.00 kV,毛细管温度320 ℃,辅助器温度350 ℃;扫描模式为Full MS/dd-MS2,扫描范围m/z 100~1500,碰撞能量20/30/40 eV。
2.2 对照品溶液的制备 2.2.1 单一对照品母液的配制精密称取以下对照品,分别置于10 mL容量瓶中,加甲醇溶解并稀释至刻度:芸香柚皮苷5.58 mg、辛弗林5.37 mg、橘皮素5.81 mg、新橙皮苷3.02 mg、甘草酸6.14 mg、甘草素6.48 mg、甘草苷5.41 mg、香蜂草苷5.92 mg、圣草次苷5.73 mg、枸橘苷5.44 mg、柚皮苷5.04 mg、腺苷2.15mg。另精密称取橙皮苷8.04 mg、芹糖甘草苷2 mg、野漆树苷5.90 mg置于25mL容量瓶中,加甲醇溶解并稀释至刻度。
2.2.2 混合对照品溶液的配制精密量取芸香柚皮苷、辛弗林、橘皮素、甘草酸、甘草素、甘草苷、香蜂草苷、圣草次苷、枸橘苷、柚皮苷、橙皮苷、野漆树苷对照品母液1 mL,新橙皮苷、腺苷、芹糖甘草苷母液对照品2 mL置于同一100 mL容量瓶中,加甲醇定容。
2.3 样品制备 2.3.1 温胆汤干膏粉制备根据《经典名方开发指引》一书剂量换算,一两折算成3 g,一升折合200 mL。此外,根据处方考证确定温胆汤的制备工艺为称取半夏饮片6 g,枳实饮片6 g,竹茹饮片6 g,陈皮饮片9 g,生姜饮片12 g,甘草饮片3 g,加水1 600 mL,煎煮至约400 mL,200目纱布过滤,以60 ℃水浴减压浓缩至微黏稠状态,置于-80 ℃冰箱预冻,再置于FDU-2100冷冻干燥机干燥24 h,干燥后研磨得到温胆汤干膏粉。温胆汤各单味药干膏粉均以此法制备。
2.3.2 供试品溶液制备精密称定0.25 g温胆汤干膏粉及各单味药干膏粉分别置于50 mL具塞锥形瓶中,精密加入25 mL 50%甲醇,以320 W功率超声处理45 min。取1 mL上清液加入3 mL 50%甲醇稀释,涡旋1 min。将稀释后的样品以12 000 rpm离心15 min取上清即可。
2.4 数据处理根据一级质谱提供的精确的相对分子质量,采用Xcalibar 3.0软件计算可能的分子式(误差范围±5.0 ppm),将未知化合物的二级碎片离子与对照品、PubChem、Mass Bank、HMDB以及相关文献报道提供的裂解碎片进行比对,进一步确定未知化合物的分子式及结构,并根据二级质谱碎片推导化合物的质谱裂解途径。
3 结果 3.1 色谱峰鉴定采用UPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS对供试品溶液进行分析,得到正、负离子模式下的TIC(总离子流图),见图 1。通过分析准分子离子峰、碎片离子信息,结合对照品和文献报道以及相关数据库,共鉴别了121个成分,包括70个黄酮类成分,18个香豆素类成分,9个皂苷类成分,10个生物碱类成分、3个苯丙素类成分以及11个其他类化合物。其中,15个成分通过与对照品比对后确认。此外,对成分进行了单味药归属。表1结果见开放科学(资源服务)标识码(OSID)。
3.2 主要化合物分析鉴定 3.2.1 黄酮类成分温胆汤的黄酮类成分主要为游离的黄酮和黄酮苷以及少量的黄酮醇、查尔酮,且大部分来源于枳实与陈皮。其中黄酮苷类成分多为双糖苷,多存在同分异构体,如柚皮苷与芸香柚皮苷、橙皮苷与新橙皮苷、枸橘苷与新枸橘苷等。黄酮苷类成分多先裂解糖苷键,脱去糖基变成游离的黄酮。糖基可逐渐脱去,亦可整体脱去。游离的黄酮母核C环易发生RDA(麦氏重排)裂解从而形成一系列特征性离子碎片。此外带有甲氧基的黄酮可失去甲基,继而再失去羰基。例如44号峰,在正离子模式下,其准分离子峰的m/z为611.196 9[M+H]+,误差为-0.240 ppm,推测其分子式为C28H34O15。其准分子离子峰发生中性丢失,丢失1分子葡萄糖得到m/z 449.1433 1碎片离子,再丢失1分子鼠李糖得到m/z 303.086 49的黄酮苷元,亦可直接从准分子离子峰脱去双糖基得到该离子碎片。该离子碎片带有甲氧基,丢失1分子甲基,得到m/z 286.047 76离子碎片,从而发生RAD裂解,C环裂解得到m/z 195.028 96碎片和m/z 153.018 39碎片。m/z 195.028 96离子碎片具有邻二酚羟基,可脱去1分子H2O,得到m/z 177.054 84。该峰特征碎片信息与橙皮苷对照品基本相同,且其保留时间基本一致,故可鉴定该峰为橙皮苷。见图 2。
3.2.2 香豆素类成分温胆汤的香豆素类成分主要为简单香豆素类与呋喃香豆素类。简单香豆素易失去CO形成苯骈呋喃离子碎片。此外,若是在6或7位碳原子具有甲氧基亦可失去甲基。呋喃香豆素的裂解规律亦是如此。如68号峰,其准分子离子峰为m/z 193.049 79[M+H],推测其分子式为C10H8O4,误差为0.284 ppm。该准分子离子峰可先丢失1分子甲基得到m/z 178.026 20碎片离子,亦可先丢失1分子CO得到m/z 165.054 76苯骈呋喃离子,由于环内含氧可继续丢失CO,得到m/z 133.028 63碎片离子,再丢失1分子甲基得到m/z 118.034 81碎片离子。与文献中东莨菪内酯质谱二级碎片信息基本一致,故可鉴定68号峰为东莨菪内酯,见图 3。
3.2.3 皂苷类成分温胆汤的皂苷类成分,大多来源于甘草。以88号峰为例阐述皂苷类成分结构鉴定过程。在正离子模式下,该化合物的准分子离子峰m/z 823.410 30[M+H]+,推测出分子式为C42H62O16,误差为-0.950 ppm。该化合物依次脱去1分子葡萄糖先后得到m/z 647.379 46碎片离子与m/z 471.346 86苷元离子,该碎片脱去1分子H2O,得到m/z 453.336 64碎片离子,再进行RDA裂解,得到m/z 261.112 34碎片离子。此外通过与甘草酸对照品比对,该峰鉴定为甘草酸,见图 4。
3.2.4 生物碱类成分温胆汤的生物碱类成分主要来源于枳实与陈皮。鉴于枳实和陈皮中均含有辛弗林,且辛弗林为枳实的质量控制成分,因此以辛弗林为例解析其裂解规律。在正离子模式下,生物碱类成分响应较高,其准分子离子峰为m/z 168.102 10[M+H]+,脱去1分子H2O得到m/z 150.091 54碎片离子,该碎片为仲胺离子可丢失1分子甲基或丢失1分子C2H5N,得到m/z 135.068 10碎片离子和m/z 107.049 58碎片离子。m/z 135.068 10碎片亦可发生双键断裂丢失1分子C=NH2得到m/z 107.049 58碎片离子。该碎片脱去1分子H2O发生β裂解,经重排生成稳定的卓鎓离子m/z 91.054 80。此外m/z135.068 10碎片也可丢去1分子NH3得到m/z 119.049 42碎片离子,见图 5。
4 讨论实验前期采用不同的梯度洗脱条件,考察了不同比例的甲酸水以及不同有机相的分离效果,发现在现用的洗脱梯度下,0.1%甲酸水-乙腈作为流动相具有较好的峰形和分离度。
实验结果表明温胆汤主要成分为黄酮成分,其次是香豆素类成分、皂苷类成分以及生物碱。这些成分主要来源于枳实、陈皮与甘草。而半夏、生姜、竹茹鉴定出的成分较少。一则可能是药物煎煮时间过长,导致相关成分发生降解。例如2020版《中国药典》规定的生姜含量测定成分6-姜辣素、8-姜酚、10-姜酚均未在温胆汤中检出,但能检测出6-姜烯酚。有文献报道长时间的加热,6-姜辣素会转化为6-姜烯酚[36]。二则存在一些未鉴定出的化合物,还有待以后深入研究。
本实验利用UPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS技术对温胆汤进行快速分析。根据化合物的精确相对分子质量、二级碎片峰信息,通过参考相关文献、成分质谱裂解规律以及与对照品比对,鉴定出温胆汤中121个成分,为温胆汤药效物质基础深入研究、阐明其作用机制、质量控制奠定基础。然而,本实验仍有不足之处,生姜、半夏、竹茹鉴定出的成分较少,且黄酮类成分占比居多。此外,鉴定出的化合物存在同分异构体形式,仅部分通过对照品确认,需进一步借助核磁技术进行鉴别和确认。
[1] |
姜雪, 李国林. 半夏白术天麻汤与温胆汤治疗原发性高血压痰湿壅盛证临床观察[J]. 光明中医, 2021, 36(15): 2565-2567. |
[2] |
曾纪超, 李爱民, 李莲英, 等. 温胆汤合酸枣仁汤加减治疗帕金森病睡眠障碍的临床研究[J]. 中外医学研究, 2021, 19(18): 19-21. |
[3] |
逯莉, 介磊, 彭修娟, 等. 温胆汤文献计量学分析[J]. 中成药, 2020, 42(11): 3010-3013. |
[4] |
田心, 刘超峰, 范虹, 等. 温胆汤方证分析及其类方在CCU重症病例中抗心律失常抗心绞痛的研究[J]. 时珍国医国药, 2021, 32(3): 695-698. DOI:10.3969/j.issn.1008-0805.2021.03.54 |
[5] |
JIA K K, DING H, YU H W, et al. Huanglian-Wendan decoction inhibits NF-κB/NLRP3 inflammasome activation in liver and brain of rats exposed to chronic unpredictable mild stress[J]. Mediators of Inflammation, 2018, 2018: 3093516. |
[6] |
高喜梅, 贾萌, 池玉梅, 等. 温胆汤治疗神经系统疾病的物质基础及作用机制研究进展[J]. 中国实验方剂学杂志, 2019, 25(10): 188-196. |
[7] |
ALLISON D B, CUTTER G, POEHLMAN E T, et al. Exactly which synephrine alkaloids does Citrus aurantium (bitter orange) contain?[J]. International Journal of Obesity (2005), 2005, 29(4): 443-446. DOI:10.1038/sj.ijo.0802879 |
[8] |
纪万里, 周泽华, 王婷婷, 等. 基于UPLC-LTQ-Orbitrap-MS方法分析半夏泻心汤化学成分[J]. 药物分析杂志, 2020, 40(10): 1736-1750. |
[9] |
翟兴英, 张凌, 李冰涛, 等. 采用UPLC-Q-TOF-MS/MS分析半夏药材中的化学成分[J]. 中国实验方剂学杂志, 2019, 25(7): 173-183. |
[10] |
郑玉莹, 庞文静, 白杨, 等. 基于UFLC-TripleTOF-MS/MS技术的枳实传统饮片及破壁饮片化学成分系统分析[J]. 中南药学, 2018, 16(4): 443-450. |
[11] |
施怀生, 毕小凤, 史宪海. UPLC-Q-Exactive四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱联用分析黄芪根及其茎叶中黄酮和皂苷类成分[J]. 世界中西医结合杂志, 2018, 13(3): 357-361, 365. |
[12] |
段伟萍, 李缘嫒, 郑云枫, 等. 基于LC-MS/MS法分析生、炙甘草中水溶性成分[J]. 中成药, 2020, 42(5): 1237-1243. DOI:10.3969/j.issn.1001-1528.2020.05.026 |
[13] |
于国华, 杨洪军, 李俊芳, 等. 基于UHPLC-LTQ-Orbitrap-MS/MS技术分析枳实中的化学成分[J]. 中国中药杂志, 2016, 41(18): 3371-3378. |
[14] |
张珂, 许霞, 李婷, 等. 利用UHPLC-IT-TOF-MS分析陈皮的化学成分组[J]. 中国中药杂志, 2020, 45(4): 899-909. |
[15] |
GUAN Z B, WANG M, CAI Y, et al. Rapid characterization of the chemical constituents of Sijunzi Decoction by UHPLC coupled with Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry[J]. Journal of Chromatography B, Analytical Technologies in the Biomedical and Life Sciences, 2018, 1086: 11-22. DOI:10.1016/j.jchromb.2018.04.009 |
[16] |
JUVONEN R O, NOVÁK F, EMMANOUILIDOU E, et al. Metabolism of scoparone in experimental animals and humans[J]. Planta Medica, 2019, 85(6): 453-464. DOI:10.1055/a-0835-2301 |
[17] |
魏飞亭. 枳壳的成分分析与多组分药动学研究[D]. 南昌: 江西中医药大学, 2020.
|
[18] |
XING T T, ZHAO X J, ZHANG Y D, et al. Fast separation and sensitive quantitation of polymethoxylated flavonoids in the peels of Citrus using UPLC-Q-TOF-MS[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2017, 65(12): 2615-2627. DOI:10.1021/acs.jafc.6b05821 |
[19] |
郭敏群, 严曾豪, 吴灏, 等. 基于UFLC-Triple-TOF-MS/MS技术的白虎加桂枝汤化学物质基础[J]. 中国实验方剂学杂志, 2019, 25(10): 134-141. |
[20] |
YIN Q W, WANG P, ZHANG A H, et al. Ultra-performance LC-ESI/quadrupole-TOF MS for rapid analysis of chemical constituents of Shaoyao-Gancao Decoction[J]. Journal of Separation Science, 2013, 36(7): 1238-1246. DOI:10.1002/jssc.201201198 |
[21] |
ZHANG Q Y, YE M. Chemical analysis of the Chinese herbal medicine Gan-Cao(licorice)[J]. Journal of Chromatography A, 2009, 1216(11): 1954-1969. DOI:10.1016/j.chroma.2008.07.072 |
[22] |
郑云枫, 段伟萍, 杨阳, 等. 多成分定性/定量分析结合模式识别分析3个主产区乌拉尔甘草水溶性特征组分[J]. 中国中药杂志, 2019, 44(12): 2544-2551. |
[23] |
赵艳敏, 刘素香, 张晨曦, 等. 基于HPLC-Q-TOF-MS技术的甘草化学成分分析[J]. 中草药, 2016, 47(12): 2061-2068. |
[24] |
REN W, XIN S K, HAN L Y, et al. Comparative metabolism of four limonoids in human liver microsomes using ultra-high-performance liquid chromatography coupled with high-resolution LTQ-Orbitrap mass spectrometry[J]. Rapid Communications in Mass Spectrometry: RCM, 2015, 29(21): 2045-2056. DOI:10.1002/rcm.7365 |
[25] |
LEDESMA-ESCOBAR C A, PRIEGO-CAPOTE F, LUQUE DE CASTRO M D. Characterization of lemon(Citrus limon) polar extract by liquid chromatography-tandem mass spectrometry in high resolution mode[J]. Journal of Mass Spectrometry: JMS, 2015, 50(11): 1196-1205. DOI:10.1002/jms.3637 |
[26] |
杨放晴, 何丽英, 杨丹, 等. 不同陈化时间广陈皮中黄酮类成分的UPLC-Q-OrbitrapHRMS分析[J]. 中国实验方剂学杂志, 2021, 27(12): 125-132. |
[27] |
XING T T, ZHAO X J, ZHANG Y D, et al. Fast separation and sensitive quantitation of polymethoxylated flavonoids in the peels of Citrus using UPLC-Q-TOF-MS[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2017, 65(12): 2615-2627. DOI:10.1021/acs.jafc.6b05821 |
[28] |
LI Y J, CHEN J, LI Y, et al. Screening and characterization of natural antioxidants in four Glycyrrhiza species by liquid chromatography coupled with electrospray ionization quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometry[J]. Journal of Chromatography A, 2011, 1218(45): 8181-8191. DOI:10.1016/j.chroma.2011.09.030 |
[29] |
陈梦倩, 王允吉, 冯芳. 基于UPLC-Q-ExactiveOrbitrap-MS的栀子甘草豉汤化学成分分析[J]. 广州化工, 2021, 49(8): 97-103. |
[30] |
ZHANG J Y, LU J Q, GAO X Y, et al. Characterization of thirty-nine polymethoxylated flavonoids(PMFs) in the branches of Murraya paniculata by HPLC-DAD-ESI-MS/MS[J]. Chinese Journal of Natural Medicines, 2014, 11(1): 63-70. DOI:10.3724/SP.J.1009.2013.00063 |
[31] |
彭维, 吴万征, 邹威, 等. 原创中药红珠胶囊基于RRLC-ESI-MS/MS技术的化学成分分析[J]. 中山大学学报(自然科学版), 2014, 53(4): 119-122. |
[32] |
刘群娣, 谢春燕, 闫李丽, 等. 化橘红化学成分的HPLC-DAD-MS/MS分析[J]. 世界科学技术(中医药现代化), 2011, 13(5): 864-867. |
[33] |
WANG H Q, ZHU Y X, LIU Y N, et al. Rapid discovery and identification of the anti-inflammatory constituents in Zhi-Shi-Zhi-Zi-Chi-Tang[J]. Chinese Journal of Natural Medicines, 2019, 17(4): 308-320. DOI:10.1016/S1875-5364(19)30035-4 |
[34] |
XU T T, YANG M, LI Y F, et al. An integrated exact mass spectrometric strategy for comprehensive and rapid characterization of phenolic compounds in licorice[J]. Rapid Communications in Mass Spectrometry, 2013, 27(21): 2297-2309. DOI:10.1002/rcm.6696 |
[35] |
苏敏, 江瑜, 范兰兰, 等. 炮制与配伍对干姜-五味子药对11种成分含量和指纹图谱的影响[J]. 天津中医药大学学报, 2021, 40(4): 517-523. |
[36] |
何书芬, 张倩, 朱立静, 等. 四逆汤配方颗粒煎煮前后6种成分的含量变化研究[J]. 药学与临床研究, 2016, 24(4): 308-311. |