UPLC-TOF-MS 快速测定不同核用银杏品种银杏叶中银杏内酯和白果内酯含量
2015-01-11叶小玉周大寨
张 峥,叶小玉,肖 强,周大寨
生物资源保护与利用湖北省重点实验室 湖北民族学院,恩施 445000
银杏(Ginkgo biloba L.)是我国特产的银杏科银杏属的孑遗植物[1]。银杏叶提取物(简称GBE)及其制剂具有扩张冠状动脉血管、增强心肌收缩力、增加脑血流量、改善脑营养、保护神经元等多种生物活性[2,3];已被用于治疗脑损伤后遗症、老年性痴呆、衰老、神经性疾病、帕金森病及老年性心血管系统机能衰退等症。现代药理学研究表明,银杏主要有效成分为黄酮甙和银杏内酯类化合物;目前为止发现银杏萜内酯8 个,分别是银杏内酯(A、B、C、J、K、L、M)和白果内酯(bilobalide)[4,5],其中以银杏内酯A、B、C(简称GA、GB、GC)和白果内酯(bibobalide,简称BB)为主,它们具有特异性的抗血小板活化因子(PAF)活性[3]。由于GBE 产品中银杏内酯的含量通常很低,常用的高效液相色谱检测器(如紫外检测器)灵敏度不够,本底高且受其它杂质干扰不能适用[5,6];示差折光检测器,一方面灵敏度比紫外检测器还差,另一方面则由于分离内酯时通常采用的梯度洗脱会产生基线漂移,容易造成定量不准[4,7],蒸发激光散射检测器(ELSD)灵敏度高,选择性好,但其响应是非线性,带来定量误差[8],难以用于质量控制中的定量分析。高效液相色谱(HPLC)与质谱(MS)联用技术结合了HPLC 分离和MS 定性的优势,TOF-MS 可以提供相对分子质量的高精度信息,本文通过超高压液相-飞行时间质谱联用(UPLC-TOF-MS)技术对银杏内酯进行质谱分析,采用其独特的选择离子流提取方式,提高了分析灵敏度,可在极短时间内实现对银杏内酯的快速定性和定量测定,满足分析需要。
1 材料与仪器
1.1 材料
2012 年6 月对鄂西南各县市银杏品种母树(经恩施州林业科学研究所吴代坤高级工程师鉴定)采集银杏叶,银杏叶置烘箱及时烘干粉碎,过40 目筛备用。
1.2 仪器、药品与试剂
Agilent 1290 液相色谱和飞行时间质谱仪(6224型)配有电喷雾电离(ESI)源和大气压化学电离源(APCI);采用Agilent Masshunter 工作站和数据处理软件对信号进行采集和数据处理。
银杏内酯样品:银杏内酯A(GA)、银杏内酯B(GB)、银杏内酯C(GC)、白果内酯(BB)对照品均购自中国药品生物制品检定所,批号分别为110862-201009、110863-200508、110864-200906、110865- 200605;甲酸(色谱纯)、乙腈(色谱纯):迪马科技有限公司产品;实验用水为超纯水(Milipore,Bedford,MA,USA)。
2 实验方法
2.1 色谱分析条件
Agilent ZORBAX C18(2.1×50 mm,1.8 μm)色谱柱。流动相为乙腈-0.1%甲酸水溶液,梯度洗脱程序如下:0~5 min,20%~45%乙腈,柱温25 ℃,流速0.2 mL/min。
2.2 质谱分析条件
ESI 离子源负模式,干燥气温度350 ℃,流速10 L/min;雾化器压力45 psig,毛细管电压3500 V,毛细管出口电压150 V,锥孔电压65 V,采集速度1.5 spectra/s,选择离子(EIC)采集模式,选定分子离子[M-H]-的质荷比分别为407.15(GA),423.15(GB),439.12(GC),325.11(BB)。
2.3 混合标准溶液的配制
精密称取对照品GA 1.052 mg、GB 1.294 mg、GC 1.009 mg、BB1.055 mg,分别置于10 mL 容量瓶中,用甲醇定容至刻度,振摇使溶解,得银杏内酯对照品储备液。取BB 1 mL,GA、GB、GC 各200 μL,用甲醇定容至10 mL 制成混合对照品溶液。实际使用时再用甲醇适当稀释。
2.4 方法学考察
2.4.1 线性关系
将上述对照品溶液分别稀释1.0、2.5、3.3、4.0、5.0 倍,按所设LC-MS 条件进样10 μL,测定进样量与相应质谱峰面积的关系。以内酯的选择性离子流色谱图(见图1)中峰面积为纵坐标,相应的内酯质量浓度为横坐标,对测定结果进行直线回归,求得GA、GB、GC、BB 的线性方程及相关系数,在0.2~4 μg/mL 范围内,4 种银杏内酯的线性关系如下:GA:Y=67940X-28506,R2=0.9999;GB:Y=2000000X+23738,R2=0.9996;GC:Y=2000000X+67415,R2=0.9996;BB:Y=57562X-9073,R2=0.9999。
图1 GA、GB、GC、BB 的选择离子流色谱图Fig.1 Extracted ion chromatograms(EIC)of GA,GB,GC and BB
2.4.2 精密度与准确性
按前述LC-MS 条件对同一混合标样重复测定4次,4 种内酯的相对标准偏差RSD 分别为GA:1.53%,GB:1.65%,GC:1.52%,BB:1.26%,说明本方法较为准确、可靠。
2.4.3 重复性
取银杏叶样品5 份,按照2.5 项下方法制备供试样品溶液,连续进样5 次,记录色谱图。结果表明4 种内酯的相对标准偏差RSD 均小于3.8%,符合定量分析要求,表明方法的重复性良好。
2.5 样品制备
精确称取银杏叶样品2.0 g,加入50%乙醇溶液置于索氏提取器中70 ℃提取2 h,冷却抽滤,滤渣加入50%乙醇溶液再次提取2 h;合并两次得到的提取液旋转蒸发至干,然后加10 mL 蒸馏水及0.3 g乙酸钠溶解,加入等体积乙酸乙酯萃取两次,合并有机相旋转蒸发至干,用甲醇溶解并定容至10 mL。
3 结果与分析
用前述方法对鄂西南不同银杏品种叶片的4 种内酯进行了测定,经回归方程计算各种内酯的含量,由表1 可见,不同品种间白果内酯含量差异具有极显著性,其中以恩银23 号含量最高,较含量最低的恩银1 号高出1 倍以上;4 种内酯总含量在各品种间差异极显著,其中,恩银23 号总内酯含量在四个品种最高;而恩银2 号则最低。
表1 不同银杏品种叶片白果内酯和银杏内酯含量(n=3,±s)Table 1 The contents of bibobalides and gingkolides in the leaves of G.biloba from different species(n=3,±s)
表1 不同银杏品种叶片白果内酯和银杏内酯含量(n=3,±s)Table 1 The contents of bibobalides and gingkolides in the leaves of G.biloba from different species(n=3,±s)
注:同一栏内数据后不同字母者在0.05 水平上差异显著。Note:Values followed by a different letter were of significant difference at the 0.05 probability level.
4 讨论
由于各种银杏内酯的结构很相似,且无特征紫外吸收,虽然在210 nm 处有紫外吸收,但此波长与洗脱溶剂甲醇或乙腈紫外吸收截止波长非常接近,容易造成紫外检测背景值偏高。另外,一般情况下所测样品中银杏内酯的含量非常低,对于灵敏度不高的检测器,如紫外、示差等,样品需反复多次提取、纯化、浓缩,以提高银杏内酯的浓度,才能进行检测,如此众多的环节往往带来较大的检测误差。基于其它检测器存在的缺陷。作者采用飞行时间质谱仪作为检测器,用液-质联用仪进行定量分析。由于它灵敏度很高,0.2 μg/mL 银杏内酯即可产生足够的质谱信号,解决了灵敏度问题,且具有较好准确性好;另一方面,紫外等检测器对于性质相近GA、GB 出现的共流出无能为力,不能进行准确定量;从图1 可见,在选定分离条件下,GA 和GB 存在共流出,但质谱仪通过EIC 功能可以准确定量共流出峰不同离子,从而做到同时准确定量4 种主要银杏内酯。
液-质联用仪的质谱采用软电离方式,即电喷雾电离(ESI)和大气压化学电离(APCI),在它的总离子流质量色谱图上能得到较强的分子离子峰([M+H]+或[M-H]+,M 代表相对分子质量);根据银杏内酯的结构中含有很多氧原子及活泼羟基,故选择ESI 负离子采集方式。用自动进样器直接进样,调节各参数,以得到最强的分子离子峰([M-H]+),确定最佳实验条件;同时采用质谱的EIC 选择离子流提取方式提取色谱图,即选定407.15(MGA-1)、423.15(MGB-1)、439.12(MGC-1)、325.11(MBB-1)4 个相对分子质量进行色谱提取,进一步提高了银杏内酯的检出灵敏度。
作者采用近年来迅速发展的UPLC-MS 方法,利用超高压液相色谱实现微量样品的迅速分离,本方法在4 分钟内即完成了四种主要银杏内酯的分离,较其它液质联用方法[9]相比,大大节约了洗脱溶剂的消耗,节省了宝贵的时间;采用TOF-MS 作为检测器,发挥其灵敏度高、精密度与准确性好的优点,实现了短时间内对样品中微量银杏内酯的定量检测。基于上述方法,利用自动进样器可以实现对大量样品的快速准确定量。
目前国际上一般公认的银杏叶制品质量指标为1991 年德国Schwabe 制药厂生产的产品EGb761 标准,即黄酮苷24%以上,内酯6%以上,银杏酸10 mg/kg 以下。其中,3 种苷元的大体比例是3∶2.6∶1。内酯中白果内酯与萜内酯的含量大致相等,而萜内酯A、B、C 的比例约为2∶2∶1[10]。本研究表明,在恩银23 号叶片中,4 种内酯含量在4 个品种中最高,同时白果内酯和萜内酯的含量之比约为1.5:1,且萜内酯A、B、C 的比例接近1.5∶1.5∶1,适合作为叶用银杏品种开发的优选品种。
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