液-质联用技术在中药分析中的应用

罗 芬

(广东食品药品职业学院，广东 广州 510520)



液-质联用技术在中药分析中的应用

罗 芬

(广东食品药品职业学院，广东 广州 510520)

液-质(LC-MS)联用技术将LC对复杂样品的高分离能力与MS的高选择性、高灵敏度以及能够提供分子量与结构信息的优点结合起来，可对中药质量进行比较全面的评价。简要综述LC-MS技术在中药化学成分分析、质量控制、药代动力学、中药代谢以及代谢组学等方面的研究进展，分析其当前存在的问题，展望其应用前景。

中药分析；液相色谱-质谱联用；综述

液相色谱-质谱联用(LC-MS)技术是以液相为分离手段，以质谱为鉴定工具的一种分离分析技术。中药是一个非常复杂的化学体系，其含有大量次生代谢产物，结构复杂，性质相似，有些化合物性质不稳定。LC-MS将LC对复杂样品的高分离效能与MS的高灵敏度、高选择性以及能提供分子量与结构信息的优点结合起来，目前已成为中药研究强有力的工具，广泛应用于复杂成分定性和定量分析、体内代谢、药代动力学及代谢组学等诸方面研究，推动了中药发展的进程。本文根据近年来所报道的相关文献，就目前常用的液-质联用技术及其在上述几方面的应用情况作一综述，现总结如下。

1 液-质联用分类

目前常用的液相色谱与质谱联用具有两大分类系统，一种是从质谱的离子源种类来划分，包括电喷雾离子源(ESI)、大气压化学电离源(APCI)和大气压光电离源(APPI)等；另一种是从质谱的质量分析器种类来划分，包括四极杆(Q-MS)、离子阱(IT-MS)、三重四极杆(TQ-MS)、飞行时间质谱仪(TOF-MS)和傅立叶变换质谱仪(FT-MS)等。

2 液-质联用技术在中药分析中的应用

2.1 中药化学成分分析

中药及其制剂成分复杂多样，分析其组成时往往先采用传统提取分离方法提纯，再通过光谱和质谱等分析技术进行鉴定，但分离提纯工作量较大。采用LC-MS联用技术分析中药化学成分，可同时得到化合物的保留时间、在线紫外光谱、分子量及特征结构碎片等丰富信息，具有高效快速和高灵敏度的特点，只需对样品进行简单预处理或衍生化，因此其在中药化学成分分析中得到广泛应用。

孙健等[1]应用LC-MSn联用技术研究柴胡皂苷类化学成分，得到各化合物的总离子流图和多级质谱图，从而鉴定出23个化合物。张加余等[2]采用HPLC-ESI-MS/MS鉴定马钱子中的生物碱类成分，根据 4 类生物碱的裂解方式，结合保留时间、质荷比以及多级串联质谱数据进行分析，鉴定出18 个生物碱成分。汪祺等[3]分析生脉注射液中木脂素类化学成分，以五味子中间体为基础，采用LC-IT-MS联用仪对8 家生产企业的生脉注射液样品进行化学成分鉴定。发现8 家企业生产的生脉注射液共有成分为五味子醇甲、戈米辛D、戈米辛J和当归酰戈米辛Q。张靖等[4]采用UPLC-ESI-LTQ-Orbitrap质谱分析三芪口服液中的化学成分，根据精确相对分子量信息和多级质谱碎片信息，结合对照品质谱行为，从复方三芪中快速分析鉴定出39个成分。

液相色谱-飞行时间质谱(HPLC-TOF-MS)全扫描模式可得到色谱峰的精确分子量，而离子阱多级质谱(HPLC-IT-MS)可得到化合物的多级离子碎片，二者结合可提供更多的化合物结构信息。曹阳等[5]采用HPLC-TOF-MS和HPLC-IT-MS多维液质联用系统筛查和鉴定了中药复方六神丸中多种化学成分。在优化的液质条件下，飞行时间质谱对六神丸质谱信息中的每个色谱峰进行了精确的分子量测定，并匹配出可能的化学组成。结合离子阱质谱提供的多级碎片结构信息对其进行结构解析，共鉴定出六神丸中来源于蟾酥、麝香和牛黄三味药材的25种化合物。该法为复杂体系的多类别成分分析提供了一种有效、可靠的新模式。

2.2 中药质量控制研究

目前中药质量控制主要是对一些主要成分或特征性成分进行定性鉴别及含量测定。但大量研究表明，中药药效并非是某几个“指标成分”或“主要成分”在起作用，而是多成分共同作用的结果。因此，对中药进行更为全面的成分分析是中药质量控制研究的必然趋势。

由于本身的特殊优势，HPLC-MS可以满足多指标测定要求。质谱检测可排除药材中理化性质相近的化学成分干扰，专属性较强，适于复杂样品定性和定量分析。例如参甘冠心合剂是一种治疗冠心病心绞痛的经验方剂，药味众多，体系复杂，主要含有黄酮类、苯丙素苷类、酚酸类、芳香酸类等化学成分群。张艺竹等[6]采用液相-三重四极杆质谱联用技术首次同时对参甘冠心合剂中的芍药苷、毛蕊花糖苷、阿魏酸、柚皮苷、丹酚酸 B、党参炔苷、橙皮苷、甘草苷、异甘草苷、甘草素、异甘草素等 11 种成分进行了测定，对中药复方制剂中多种成分进行定量测定可更好地控制其质量。Jun Chen等[7]采用毛细管HPLC-ESI-MS同时测定了金银花中的24种成分，包括9种黄酮类成分、8种环烯醚萜苷类成分和7种皂苷类成分。由于皂苷类在紫外区无强吸收，用MS法检测可提高该类物质的灵敏度。

HPLC-MS可灵敏准确地测定中药中含量较低的活性或毒性成分。乌头类生物碱既是乌头中的有效成分又是毒性成分。王兆基等[8]采用多反应监测扫描方式测定样本中乌头碱、次乌头碱、中乌头碱含量，该方法适于样品中含有微量乌头类生物碱或样品基质较为复杂的情况。

2.3 中药药动学研究

中药的有效性和安全性与药物及其代谢物在体液和组织中的浓度有关，药代动力学研究是对生物样本中的微量乃至痕量成分进行定量分析。由于高灵敏度和极强的定性专属性等优势，LC-MS分析不仅可减少样品制备和色谱分离时间，而且能够同时测定样品中复方制剂的多组分浓度，达到常规分析中的高样品通量，逐渐成为中药药代动力学研究的重要工具之一。为了解氧化苦参碱在体内转化为苦参碱的量，便于临床确定给药剂量及明确药物发挥药效与毒性的物质基础，王素军等[9]通过液相-串联质谱(LC/MS/MS)法测定ig和iv给药后氧化苦参碱及其代谢产物的血药浓度，以及ig和iv给药后苦参碱的血药浓度，对氧化苦参碱在食蟹猴体内的转化率及代谢特点进行研究。王莹等[10]采用超高效液相色谱-串联三重四极杆质谱议同时测定决明子特有蒽醌类成分橙黄决明素、黄决明素、决明素和1-去甲基决明素在大鼠血浆中的浓度，以此为指标进行药动学研究，全面反映了决明子在大鼠体内的吸收过程。Yu等[11]给小鼠静脉注射脑得生制剂后，采用LC-MS法同时测定了小鼠血浆中红花黄色素、葛根(黄)素、大豆黄素、人参皂苷(Rg1，Rb1，Rd)及三七皂苷R1等7种化合物含量。该研究中，7种化合物的标准曲线均具有良好的线性，其日间和日内精密度都<15.0%(RSD)，准确度为90.0%～109.0%。庞丽琼等[12]建立大鼠血清中复方清开灵(含牛黄等7种中药)药物原型成分的HPLC-MSn和HPLC-TOF-MS联用分析方法，对血样进行TOF-MS分析，得到精确的分子量和分子式，由电喷雾离子阱多级质谱扫描，得到目标成分的多级离子碎片，两者结合识别和鉴定了大鼠血清中复方清开灵的四种主要原型成分，即栀子苷、黄芩苷、汉黄芩苷和胆酸。

2.4 中药代谢研究

LC-MS联用技术广泛应用于分析中药代谢产物，由于其选择性强、灵敏度高且可以获得大量化合物信息，有利于药物代谢产物和内源性化合物的分离和鉴定，成为分析和鉴定代谢物最有效的方法之一。左冉等[13]在研究黄连解毒汤体内发挥药效作用的物质基础时，采用LC-FT-ICR-MS 法对多个时间点的血浆混合样品进行检识和结构确认，对黄连解毒汤入血成分进行了更为全面准确的分析，共发现 38 个入血成分，包括 22 个原形成分和 16 个代谢产物。在代谢产物中，除 M11为一相代谢产物外，黄连解毒汤的主要成分在大鼠体内多以二相代谢产物形式存在，包括葡糖醛酸和硫酸化产物。Zhang Lei等[14]首次采用LC-IT-TOF-MS研究藤黄酸在大鼠胆汁中的代谢产物，结果表明藤黄酸在体内快速代谢为3个代谢物，经鉴定分别为3,4-双氢藤黄酸、10-羟基藤黄酸和9,10-环氧藤黄酸。

2.5 代谢组学研究

代谢组学是研究生物体系受外部刺激或扰动后所产生的内源性代谢物整体及其变化规律的科学，是探明生物体代谢途径的研究方法。代谢组学的研究样本通常为生物体液(如血浆、尿液、唾液等)、细胞提取物、细胞培养液和组织等。检测分析技术主要采用以核磁共振谱(NMR)、质谱(MS)为核心的分析技术以及色谱与质谱联用技术。

Q-TOF质谱仪能够同时获得分子离子和子离子的精确质量数，有利于获取分子式及代谢物的裂解特征信息，有效进行未知化合物的解析，因此非常适用于代谢组学研究中寻找及鉴定与疾病相关的可能标志物结构。关鑫等[15]在对急性胰腺炎(AP)大鼠尿液的变化特征及生物标记物进行分析时，采用LC-ESI-Q-TOF-MS技术的代谢组学方法分析大鼠AP模型组与对照组的尿液样本，从整体代谢角度探讨急性胰腺炎大鼠体内的代谢特征。结果发现了18个潜在的生物标志物，为急性胰腺炎的临床诊断和药物疗效评价提供参考依据。张启云等[16]采用HPLC-TQ-MS/MS 检测血浆中物质，采用PCA、OSC-PLS 分析麻杏石甘汤对哮喘模型大鼠血浆中内源性物质及其整体状态的影响，结果发现了部分生物标记物。代谢组学是目前癌症早期诊断、预后判断以及发现和筛选相关分子标志物[17-19]的一种高效技术手段。为发现胃癌早期诊断标志物，杨太忠等[20]采用超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)分析了20例胃癌患者及40例正常人的血清代谢谱。通过代谢组数据分析获得胃癌患者系统代谢特征，定性出57个差异代谢物。经验证组样本验证，二氢胆固醇具有成为胃癌代谢标志物的潜力。

3 结语

随着色谱质谱联用技术的日益成熟，中药化学成分、质量控制、药物代谢和药物动力学、代谢组学研究正取得迅速发展。LC-MS联用技术将液相色谱的高分离性能和质谱的高鉴别能力完美结合，以其灵敏、快速、高效的特点，日渐成为最有效可靠的中药分析方法。虽然在中药质量控制研究方面有了很大进展，但相关研究主要集中于中药活性物质分析鉴定方面，而极少涉及中药整体分析。由于中药成分极其复杂，其疗效机制是多种化学物质综合作用的结果，故发展一种能够更有效地对中药成分进行整体分析的方法仍然具有重要意义。

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(责任编辑：尹晨茹)

LC-MS Technology in the Application of the Traditional Chinese Medicine Analysis

Luo Fen

(Guangdong Food and Drug Vocational College, Guangzhou 510520,China)

Liquid chromatography-mass spectrum (LC-MS) combined the high separating power of complex sample of LC with the high selectivity, the high sensitivity as well as can provide the molecular weight and the structure information of MS. This technology may carry on quite comprehensive appraisal to the traditional Chinese medicine quality. The article briefly reviews the application of the progress of LC-MS technique in chemical composition analysis, quality control, pharmacokinetic study, metabolic studies and metabolomics studies of traditional Chinese medicine and analyzes the problems and prospects.

Traditional Chinese Medicine; LC-MS; Analysis

2014-04-03

罗芬(1985-)，女，广东食品药品职业学院，研究方向为药物分析。

R284.1

A

1673-2197(2014)24-0027-03