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UPLC-Q-TOF-MS联合UNIFI技术在中药分析领域的应用进展

2022-12-06

天津药学 2022年3期
关键词:药效中药数据库

车 爽

(天津市药品检验研究院,天津 300070)

中药是中华文明的智慧结晶,在我国有着数千年的应用历史。但是由于其成分复杂多样,临床药效缺乏科学依据,导致中药的发展落后于西方医药体系。随着科学技术的不断进步,众多高通量检测手段的出现以及大数据分析策略的成熟为中药的国际化和现代化创造了有利条件。UPLC-Q-TOF-MS是一套成熟的液质联用分析方法,超高效液相色谱(UPLC)可以实现中药材复杂成分的快速分离,飞行时间质谱(QTOF-MS)可给出相应化合物的分子量及结构信息,二者的结合可对已知化合物进行定性定量分析,对未知化合物可提供更多有用数据。该分析方法具有灵敏、快速的特点,在含量低、难分离、缺乏特征紫外吸收的物质分析中占有独特优势,所以被广泛应用于中药分析鉴定中,使中药分析鉴定进入高通量大数据时代。随着分析技术的不断进步,液质联用技术的应用使中药产生了复杂的多维数据,如何在海量数据中筛选出准确信息成为亟待解决的关键问题。针对这一问题,多种质谱数据处理策略应运而生:例如结合多种中性丢失/前体离子扫描和主成分分析策略[1];基于模板化合物的质谱树状图相似度过滤技术[2];基于相似度评分的分子网络策略;基于“碎片树”策略的软件SIRIUS 4[3]。这些策略和软件各有优势,但是应用并未普及,而本文中介绍的新型数据挖掘软件UNIFI在UPLC-Q-TOF-MS的数据处理中被广泛应用。UNIFI是Waters公司开发的一款科学信息系统软件,具有如下特点:集成度高,将LC与高性能MS数据(四极杆和飞行时间质谱)融合入一套解决方案中,使数据采集、处理、浏览、报告生成和可配置的法规依从性工具无缝整合在一个网络化的实验室工作组内;扩展性强,可以适配多种液相、质谱及液质联用系统,也可以衔接waters其他管理软件;数据挖掘功能强,其嵌入式关联数据库架构能够实现所有数据的追溯,结合其特有的医学数据库信息平台,可实现数据自动搜索比对,适用于整个药物的发现、开发和质量控制过程中。

UPLC-Q-TOF-MS联合UNIFI技术综合了两者的优势,在获取高分辨质谱数据的同时,通过UNIFI自带数据库、网络数据库或使用者自建数据库等途径,对目标物质进行分析鉴定,在高通量数据处理中可以更加准确、高效地捕捉到有用信息,在化合物结构鉴定中作用显著,因此该技术在中药分析、化学药分析、生化药分析、保健食品检测、化妆品检测和环境监测等领域均有应用。大量的文献表明,UNIFI的数据挖掘和比较功能对中药成分分析鉴定有突出的贡献,UPLC-Q-TOF-MS与UNIFI系统的联合应用可以简化中药体系数据分析的复杂程度,加速化合物的结构分析及鉴定。本文重点综述UPLC-Q-TOF-MS联合UNIFI技术在中药分析方面的应用。

1 中药化学成分的研究

中药是用以治疗疾病的天然药材或其加工制品,不同于西药成分明确、含量可控的特点,中药是配伍药,有七情和合、配伍宜忌、君臣佐使等理论,即便是单味中药材,也包含大量的化合物。因此在中药现代化的要求下,中药化学成分的阐明是中药研究的基础,是中药现代化的第一步。

1.1 对某类特定化学成分的研究 中药化学成分的种类繁多,每种类型下都有大量化学成分,对单一类别化学成分的研究可以为中药的物质基础提供更精确的数据。傅俊等[4]使用UPLC-QTOF/MSE联合UNIFI技术对牛膝中的三萜皂苷类成分进行了快速定性分析,在一次进样过程中同时获得了相关三萜化合物的准分子离子及碎片信息,通过对照标准品裂解规律及UNIFI自带数据库、自建数据库和在线数据库比对分析鉴定了40种三萜皂苷成分,该方法可以快速对牛膝中的三萜皂苷类成分进行全面分析,为牛膝的质量控制及后续药效物质研究提供了参考。史大臻等[5]采用UPLC-Q/TOF-MS结合UNIFI技术分析了西洋参茎叶的三醇皂苷类物质,对比各成分的精确分子质量、保留时间及质谱碎片离子信息,共鉴定出三醇皂苷类化学成分31个,其中有21个20位碳侧链无变化,有10个20位碳侧链有变化,该研究对西洋参茎叶三醇皂苷化学成分进行了首次全面的鉴定,为阐明其药效物质基础提供了依据。

1.2 对化学成分的宏观研究 每种中药材都包含大量不同种类的化合物,传统质量控制方法只对单一成分或几个成分进行测定,无法反映中药材的整体质量,故对中药化学成分进行全面的宏观分析,尽可能多地确定所含有的化学成分,对中药的质量控制、真伪鉴别、药效物质基础的研究、新的药理作用的开发等具有重要意义。朱高峰等[6]应用UPLC-Q-TOF-MSE结合UNIFI分析平台对蒲黄的化学成分进行了定性分析,鉴定出98个化合物,包括黄酮类12个、甾体类20个、有机酸类19个、其他类47个,其中86个为首次从本属药材中鉴定出,该研究为蒲黄的质量控制、临床应用、资源开发等方面提供了理论基础。李金花等[7]应用UPLC-Q-TOF-MSE结合UNIFI平台对黄牡丹的化学成分进行了定性分析,采用MSE模式采集数据,并使用UNIFI数据处理系统、MassLynx 4.1软件对负离子流图进行处理,共鉴定了57个化合物,包括单萜苷、酚酸、鞣酸、丹皮酚和三萜等,本方法可以对黄牡丹根的化学成分进行快速定性分析,为其质量控制和药效物质基础的阐明提供了依据。吴欢等[8]自建华蟾素化学成分库,使用UPLC-ESI-QTOF/MSE采集华蟾素注射液数据导入UNIFI软件,最终确定了76个化合物,其中蟾蜍二烯内酯类36个,生物碱类12个,氨基酸、核苷及小分子肽类共13个,小分子有机酸类7个,酰胺类4个,甾醇类2个和其他类2个,为该制剂的质量控制研究奠定了基础。

1.3 对化学成分差异的研究 同一味中药往往会因为来源、药用部位、炮制方法、提取方式等不同,造成化学成分产生差异,这些差异在一定程度上可能会对药效造成影响,所以有必要对这些差异性化学成分进行研究。郑伟等[9]利用UHPLC-Q-TOF/MSE结合UNIFI平台和多元统计方法对两个来源山楂叶(野生的山楂和栽培的山里红)的化学成分进行了分析和鉴定,共鉴定化学成分58个,包括有机酸、黄酮、三萜酸、单萜及倍半萜类,再利用主成分分析及正交偏最小二乘法判别分析对2个来源山楂叶的差异性成分进行分析,发现了24个差异性成分,以黄酮和萜类为主,且野生的山楂叶中这两种成分比栽培的山里红丰富,其含量也相对较高,该研究为山楂叶药材的选择及开发利用提供了依据。梁雨璐等[10]采用UPLC-QTOF/MSE和UHPLC-Q-Exactive/MS采集贺兰山野生酸枣不同部位化学成分的数据,使用UNIFI软件及文献进行鉴定,共鉴定出62个化合物,包括黄酮类20个、生物碱类8个、萜类12个、脂肪酸类8个、核苷类5个、氨基酸类5个、有机酸类3个和甾体类1个,其中黄酮类及萜类在果仁和叶片中分布较多,生物碱类和脂肪酸类在各部位中分布比较均匀,该研究为贺兰山野生酸枣资源的开发利用提供了理论基础。人参常用的炮制品为生晒参与红参,张凡等[11]利用UPLCQ-TOF-MS在负离子模式下采集数据,应用UNIFI软件进行主成分分析,鉴别了生晒参和红参中的成分49个,同时鉴别出21个差异性成分,并分别鉴定出生晒参和红参中的特有性成分,该研究提供了生晒参与红参差别的物质基础。马微等[12]采用3种不同方法(超声、加热回流和超声+热回流)对冬虫夏草进行提取,运用UPLC-Qtof结合MassLynx和UNIFI软件,定性分析各组样品内的主要成分和差异性成分,筛选得到84个物质信息,最终匹配得到4个差异性化合物(亚油酸甲酯、金铁锁环肽A、催吐萝芙木醇和仙茅皂苷A)均为热回流不含有,而超声或超声+热回流含有的,说明含超声提取方式可以提取出一些单独采用热回流无法提取出来的化合物,推荐采用超声或超声+热回流的方式制备冬虫夏草提取液。

1.4 对中药汤剂和中成药中化学成分归属的研究 中药在应用中更多的是以多种药材配伍的方式制成中药汤剂或中成药,大大增加了化学成分的复杂程度,对于这些化学成分的鉴定并确定归属,可以反映出多味中药制剂的整体质量,为其药效物质基础的研究提供依据。张文文等[13]应用UPLC-Q-TOF结合UNIFI软件对小承气汤的化学成分开展了快速定性分析,结合对照品的保留时间、特征碎片及相关文献比对研究,共鉴定出233个化合物,其中93个归属于酒大黄、104个归属于麸炒枳实、36个归属于姜厚朴,该结果为小承气汤的药效物质基础、质量控制和产品开发等研究提供了依据。袁付丽等[14]利用液质联用快速分析了九味镇心颗粒中的化学成分,使用UNIFI软件的在线鉴定功能,与自建数据库自动匹配,最后进行人工校验,确认了89种成分,其中来源于君药人参和酸枣仁的有29个,来源于臣药茯苓、五味子、延胡索和远志的有47个,来源于佐药地黄和天冬的有12个,来源于使药肉桂的有1个,该研究为九味镇心颗粒的物质基础和质量控制研究提供了依据。高家荣等[15]使用UPLC-Q-TOF-MSE采集黄地安消胶囊化学成分数据,与导入UNIFI软件中的自建数据库进行比对鉴定,最终得到100个化合物,包含黄酮类、生物碱类、皂苷类、有机酸类等,其中归属于葛根的有25个、归属于黄连的有22个、归属于麦冬的有6个、归属于枇杷叶的有14个、归属于生地黄的有22个、归属于三七的有15个,另有3个化合物为共有成分,对化学成分的系统分析为阐明黄地安消胶囊的药效物质基础提供了依据。

2 中药质量标志物的研究

中药现代化涉及很多层面,其中中药的质量现代化是很重要的一环,要求每种药材均需要制定质量控制标准。中药质量标志物(Q-marker)是中药质量控制的新概念,自提出后得到广泛认同,极大地促进了中药质量标志物研究,丰富了质量标志物的研究方法。UPLC-Q-TOF-MS结合UNIFI分析方法在质量标志物寻找方面具有快速、准确的优势。

2.1 中药发挥疗效质量标志物的研究 李太平等[16]应用UPLC-Q-TOF-MS联合UNIFI系统分析玉泉胶囊的入血成分和代谢产物,结果共计检测到32个入血成分(17个原型成分,15个被代谢的成分),其中12个原型成分和12个被代谢的成分对糖尿病有积极的抑制作用和药理活性,这24个入血成分发挥抗糖尿病及其相关并发症的生物活性和药理作用,被认定为玉泉胶囊治疗糖尿病的质量标志物。邓小芳等[17]采用UPLC-QTOF-MS/MS采集数据,通过查阅胆南星化学成分相关的文献,自建胆南星化学成分数据库,通过UNIFI软件进行自动识别,共鉴定和推断出76个化合物,进一步利用TCMIP v2.0平台、DAVID数据库、Cytoscape 3.8.0软件、AutoDock Vina 1.2.2分子对接软件等手段,推测出胆南星防治中风的可能质量标志物为没食子酸、芹菜素-6,8-二-C-葡萄糖苷、芹菜素、胆酸,为进一步开展实验研究和临床用药提供参考。

2.2 不同产地中药材质量标志物的研究 中药产地也是影响中药质量的主要因素,不同产地的中药材化学成分往往存在差异。张倩倩等[18]收集了4个产地共计46批吴茱萸药材,建立相应的UPLC指纹图谱分析方法,然后应用UPLC-Q-TOF-MSE结合UNIFI天然产物数据库分析,对31个共有峰中的21种共有成分进行了鉴定,并从中筛选出13种差异性成分,这些差异性成分可考虑作为吴茱萸药材的质量标志物,在一定程度上表征吴茱萸药效活性差异,为不同产地吴茱萸药材的质量控制提供基础。

2.3 炮制前后中药材质量标志物的研究 因为中药化学成分复杂,有些需要经过炮制才能使其药效得到充分发挥,而炮制过程会造成中药有效成分的变化,为中药材质量控制带来新问题。姚玲玲等[19]采用UPLCQ-TOF/MS采集数据,利用UNIFI数据库结合对照品比对,鉴定了不同炮制程度蜜炙甘草中的主要化学成分,然后通过主成分分析及偏最小二乘法分析得到了不同炮制程度下蜜炙甘草的差异成分,证实了不同炮制程度对中药饮片蜜炙甘草的次生代谢化学成分组的影响,推测甘草酸、甘草皂苷G2和甘草皂苷E2为不同炮制程度饮片的差异化合物,可以作为质量标志物来对中药饮片蜜炙甘草的炮制程度进行控制。

3 中药活性成分研究

中药Q-marker的应用和推广极大地推动了中药标准化和现代化的进程,为中药质量控制做出巨大贡献,但是仅仅基于化学基准的中药质量控制可能存在指标成分难以全面反映中药质量与临床疗效相关性的问题,因此有学者建议在化学质控基础上增加效应基准,逐步建立以化学质控为基础,生物评价为核心的中药质量控制标准体系,实现二者的有机结合,共同完善中药质量评价体系。UPLC-Q-TOF-MS结合UNIFI数据分析的方法在二者的结合上起到了关键性桥梁作用,可以明确中药现有临床疗效的活性成分,也可推测出一些具有潜在新临床疗效的活性成分,对于中药的深入开发利用具有重要意义。

3.1 对于中药明确疗效活性成分的研究 中药一般具有明确的疗效及用法,但这些疗效的物质基础很多并不明确,是哪些活性成分在发挥治疗疾病的作用还有待研究。针对吴茱萸助阳止泻的功效,中医将吴茱萸贴敷神阙穴作为治疗腹泻的传统方法之一,周建新等[20]采用UPLC-Q-TOF-MS结合UNIFI系统对吴茱萸透皮成分进行了快速鉴定,结合相关文献及TCMIP、SymMap、DisGeNET数据库,得到了吴茱萸透皮成分的潜在作用靶标和治疗腹泻的靶标,再进一步获得核心靶标以及核心靶标的富集功能和通路,构建了“透皮成分-核心靶标-关键通路”网络图,最终得到174个吴茱萸经皮治疗腹泻的核心靶标,实现了化学基础到生物效应的关联。牡丹皮是中医临床上治疗慢性肾炎的常用药,张瞳等[21]运用UHPLC-QTOF-MS/MS联合UNIFI平台,查阅文献自建牡丹皮化学成分库,共鉴定了73个化学成分,通过分析PPI相互作用网络获得123个核心节点,进而确定了17条慢性肾炎相关通路,并筛选得到13个核心成分,该研究成果为进一步研究牡丹皮治疗慢性肾炎的作用机制奠定了数据基础。续断与其他药味配伍被广泛用于治疗类风湿性关节炎,吴丹等[22]采用UPLC-QTOF-MS/MS及UNIFI技术共鉴定了续断醇提液中81个化学成分,结合TCMIP v2.0初步分析了续断治疗类风湿性关节炎晚期肝肾阴虚证的分子机制,获得17个关键活性成分,以及7个核心靶点和7条核心通路,该研究为续断治疗类风湿性关节炎作用机制的深入阐释奠定了基础。

3.2 对于中药新疗效活性成分的研究 传统中药成分复杂,往往有一些新的疗效未被发现,对于这些新疗效的探索及相应的活性成分分析很有意义。鬼箭羽临床上常用于治疗妇科病、跌打损伤等,韩霜等[23]基于物质组学和网络生物学分析了鬼箭羽治疗肾炎的潜在药效物质基础,运用UPLC-Q-TOF/MSE技术和UNIFI软件,自建鬼箭羽化学成分数据库,对其化学成分进行了鉴定,再采用网络生物学方法深入的分析了其化学成分作用靶点及肾炎疾病作用靶点,得到了鬼箭羽治疗肾炎的潜在药效物质基础,为进一步的活性成分与分子机制的研究提供了基础。丹参川芎嗪注射液临床上用于治疗闭塞性脑血管疾病及缺血性心血管疾病,通过前期的药效学研究发现,丹参川芎嗪注射液还具有治疗血瘀的作用,董庆海等[24]使用UPLCQ/TOF MS结合UNIFI平台对比分析了丹参川芎嗪注射液的多种化学成分并鉴定出其结构信息,然后结合网络药理学方法,通过TCMSP、DisGeNET、DAVID等数据库预测活性成分的作用靶点、疾病靶点和生物通路,运用Cytoscapr软件构建活性成分、作用靶点、生物通路网络筛选得到20个活性成分,涉及51个疾病靶点,作用于10条信号通路,初步揭示了丹参川芎嗪注射液治疗血瘀疾病的药效物质基础。当归补血加味汤主治放疗、化疗所致的白细胞和血小板减少,已有研究表明该汤药可能对糖尿病所致视网膜病变具有一定的治疗作用,周佳丽等[25]采用UPLC-Q-TOF/HRMSE采集正负离子模式下数据,结合相关文献及UNIFI软件分析,共鉴定出当归补血加味汤中55个化学成分,经筛选后得到33个类药成分,而后针对成分靶标和疾病靶标共获得36个核心靶标和20个间接靶标。进一步确定了该汤药防治糖尿病视网膜病变的潜在关键靶标,并验证出黄芪甲苷、丹参酮ⅡA等多个活性成分可直接作用于靶标从而进一步调节通路,该研究为当归补血加味汤防治糖尿病视网膜病变的药效物质基础提供了参考。

4 中药代谢组学的研究

中药代谢组学分析是中药效应及质控研究的延伸,是中药现代化的重要一环。因为中药发挥治疗作用依靠的是其被机体吸收后,暴露于机体内的药物成分,这些成分存在两个“不确定性”,一是含量高的中药成分在给药后的体内暴露水平不一定高;二是给药后体内暴露水平高的成分不一定是中药原成分[26]。正是由于这两点,需要对中药的代谢组学进行深入分析,基于UPLC-Q-TOF-MS的UNIFI系统在中药代谢组学研究中已有相应的应用。

4.1 对中药中特定化学成分代谢过程的研究 有一些中药中的指标性成分有明确的药理作用,对这类成分代谢过程的研究可以更好地使其发挥临床作用。沈葹等[27]使用UPLC-QTOF-MS检测,利用PALLAS软件进行代谢产物预测后,导入UNIFI数据库进行检索,鉴定了淫羊藿素单体大鼠给药后的血浆代谢产物,共鉴定了24个代谢产物并推测代谢路径,进一步结合文献发现了12个新的可能的血浆代谢反应产物,该研究为淫羊藿素临床前安全性评价提供了支持。董庆海等[28]选用盐酸川芎嗪和丹参素作为丹参川芎嗪注射液的目标成分,通过UPLC-Q/TOF-MS采集数据并联合UNIFI系统对代谢产物进行结构鉴定,在血浆、胆汁、尿液、粪便中共发现了13个代谢产物,该研究为阐明丹参川芎嗪注射液在体内的代谢途径提供了参考。李婷等[29]给予小鼠鹿茸断续膏后,以柚皮苷为目标成分,使用UPLC-QTOF-MS及UNIFI软件对血清进行了分析,共鉴别出8个代谢产物,明确了主要药效成分的体内代谢过程,为鹿茸断续膏今后的临床研究奠定了基础。

4.2 对中药中非特定化学成分代谢过程的研究 中药发挥治疗疾病作用的成分还不明确时,可对代谢物质进行广泛的鉴定,从而全面掌握中药的代谢情况。薛寸等[30]探索性研究了苗药红禾麻提取物在离体人肠道菌群中的代谢特征,根据质谱数据和UNIFI软件对代谢产物的相对分子量和分子式进行了预测,结合对照品信息和相关文献报道,最终得到3个原型成分及22个Ⅰ相代谢产物,为该药材进一步的药效物质基础及作用机制研究提供参考。刘开心等[31]应用UPLC-Q-TOF-MS技术结合UNIFI系统分析圣愈汤在显效状态下收集的大鼠血浆样品,共鉴定出入血原型成分26个、代谢产物成分20个,这些成分具有对骨髓抑制的干预作用,为关键的活性成分,该研究阐明了圣愈汤干预骨髓抑制的药效物质基础。李晨辉等[32]采用UPLC-Q-TOF-MS技术采集化痰降气胶囊在正常大鼠与病理状态下大鼠的血清样品,通过与导入UNIFI软件的自建数据库进行对比,鉴定了正常大鼠血清移行成分28个,慢性阻塞性肺疾病模型大鼠血清移行成分25个,两者既存在相同,也存在差异,并且移行成分的体内代谢过程也存在差异,这些差异为进一步阐明化痰降气胶囊的体内代谢过程及药效物质基础奠定了基础。梁风尘等[33]采用UPLC-Q-TOF/MS及UNIFI技术对复方守宫散中化学成分及其血中移行成分进行定性分析,共识别出77个化学成分,包括皂苷类25个、黄酮类13个、醌类12个,通过比对空白血浆和含药血浆,确定入血成分为绿原酸、槲皮素、虎杖苷、人参皂苷Re等27个成分,这些成分可能是复方守宫散药效物质基础的重要组成部分。

4.3 对中药毒性成分代谢过程的研究 由于中药成分的复杂,在发挥治疗作用的同时,可能还会存在一些毒性,对这些毒性成分的研究可以进一步明确毒性中药的用法用量,在发挥疗效的同时减少毒性,提高用药安全性。孙向明等[34]分析了吴茱萸肝毒性部位给药后大鼠胆汁、尿液、粪便中的原型成分及代谢产物,利用UPLC-Q-TOF MS采集数据,通过与UNIFI软件数据库比对,共鉴定出23个原型成分和6个代谢产物,然后通过代谢途径分析基本明确了吴茱萸肝毒性部位在大鼠胆汁、尿液和粪便中的主要存在形式及代谢途径,为揭示吴茱萸肝毒性物质基础提供了参考依据。袁文琳等[35]采用UPLC-Q-TOF-MS采集数据,基于UNIFI软件的预测功能和肝微粒体体外孵育平台,对山豆根中的黄酮类成分马卡因在大鼠体内的代谢产物进行了研究,发现了马卡因生物转化的主要途径,并推测出10个代谢产物,该研究为马卡因体内代谢机制及毒效作用机制的研究奠定了基础。

5 中药安全性研究

药品的安全性和有效性是其最基本的特征,尤其是中药成分复杂,因此安全性格外重要。中药安全性一般可以分内源性和外源性两方面,内源性是指中药的一些有毒成分造成的危害;外源性是指在中药生产过程中因药材污染、掺假、采用不当处理手段、标准化不完善、制备失误、剂量不准以及标签错误等因素造成的危害。同时还存在因为误食有毒中药造成的食物中毒情况。无论内源性有毒物质、外源性毒害成分,还是食物中毒,其安全性分析本质上都是对毒性成分的检测控制。

5.1 内源性有毒物质的检测 研究发现,一些传统意义上无毒性的中药,也可能出现严重毒副反应[36],极大地限制了中药在世界范围内的推广,一些中药毒性及安全性评价研究将这种毒性作用定性为潜在毒性。中药潜在毒性的研究需要结合多种数据库综合分析,张娜等[37]结合UPLC-QTOF-MS和网络毒理学技术对补骨脂致肝毒性机制做了初步研究,通过UNIFI平台筛选出大量潜在致肝毒性化合物,结合靶点预测,构建毒性靶点作用网络,再联合KEGG和GO分析进行代谢过程和生物通路富集分析最终确定了11种肝内补骨脂成分在肝毒性中发挥重要作用,为其潜在肝毒性研究奠定了基础。

5.2 外源性有毒物质的检测 药品包装特别是塑料制品中的添加剂等外源性毒物残留,可能具有严重的遗传毒性、肝毒性或者致畸性[38],所以建立药品包装材料中可溶出物的检测手段对药品安全控制也十分重要。邢雪斌等[39]应用UPLC-Q-TOF结合UNIFI软件建立了174种聚合物添加剂谱库,实现了塑料药品包装材料中难挥发可溶出物的快速检测分析,为中药包装材料毒物残留的考察奠定了分析基础。杨雨希等[40]对塑料包装瓶藿香正气水中可提取物与浸出物进行了快速筛查和定量分析,采用UPLC-QTOF MS获取数据,利用UNIFI软件中自建的聚合物谱库及联网筛查方式鉴定出2种浸泡液中的33种化合物,然后利用UPLC-MS/MS靶向检测霍香正气水中的浸出物,检出了4种浸出物并对其进行定量分析,该方法为药品生产企业选择合适的药品包装材料提供了参考依据。

硫磺熏蒸或浸泡是中药产地传统加工的常用方法,该方法不仅会导致药材残留二氧化硫等有毒有害物质,还会使中药材的化学成分发生变化,利用该变化可对中药材是否硫磺熏蒸进行筛查。郑伟等[41]利用UPLC-Q-TOF-MSE结合UNIFI数据分析平台分析鉴定了硫磺熏蒸前后知母饮片中16个主要的差异性成分,其中9个主要存在于熏蒸后知母饮片中,同时以知母皂苷BⅡ亚硫酸酯为主要化学标志物制定了知母饮片硫磺熏蒸的快速筛查方法,为知母炮制的质量控制提供了有效手段。

5.3 食物中毒的快速筛查 食用野生动植物引起的中毒事件偶有发生,食物中毒具有突发性和复杂性,快速准确地确认致毒物质对救治患者具有重要的意义。郭巧珍等[42]采用UPLC-QTOF MS技术对1起食物中毒事件的样本进行筛查,经UNIFI软件进行识别和检索,在5份人体样本中均检出莨菪碱,怀疑造成此次食物中毒的可能原因是误食了混有曼陀罗籽的豆类或粮谷加工品,该技术在处理由化学性物质引起的食物中毒突发事件中具有重要的实用价值。

6 UNIFI系统在中药分析应用中的局限

虽然众多文献研究表明,UNIFI系统联合UPLCQ-TOF-MS技术在中药分析领域具有突出的优势,但是其应用也存在诸多限制。首先是数据来源问题,UNIFI系统的快速分析建立在与众多数据库的关联分析基础上,对数据库的数据要求较高,无论是天然产物数据库还是生物靶点、疾病关联数据库,很难全面覆盖众多中药化合物,需要数据库不断地更新完善;其次是参数设置问题,即便数据来源准确可靠,在数据分析时,置信区间、最小误差等设置也会造成获得数据的差异,这些设置主观性较强,设置不当会造成数据丢失或者淹没在大量无效数据中;最后是方法优化问题,分析数据的来源依然是基于UPLC-Q-TOFMS,那么液质联用方法将直接影响获得数据的质量,如果分析方法优化欠佳,那么无论数据库多完善,参数设置多准确都无法获得高质量结果[43]。因此,更先进的分析技术以及更完善的数据库及分析策略始终是我们不断追求的目标。

中药是中华文化的瑰宝,在众多疾病的治疗中发挥作用,例如在肿瘤防治、慢性病治疗中,甚至在当下肆虐的新冠病毒肺炎防治中亦表现不俗,同时中药在预防保健方面也作用显著。但必须认识到中药在现代化、国际化的进程中依然面临着很多问题,中药标准化和其临床疗效的科学依据是无法绕过的两大难题。无论哪一种,都离不开先进的样品分析手段和数据解读策略。随着技术的进步,科学研究进入大数据时代,高通量分析手段的出现为中药现代化的实现提供了有力支持,UPLC-Q-TOF-MS技术联合UNIFI系统的方案既解决了前端多组分分析难题,又提供了后期大数据筛查比对办法,在中药分析领域应用逐渐深入。从中药材到中成药,从指纹图谱研究到物质基础研究,从活性标志物发现到整合药理学解析都有UPLC-Q-TOF-MS技术联合UNIFI系统的运用。未来,随着对中药成分群到体内过程再到药效活性的不断阐明,该方法必将为促进中药现代化进程由量变到质变做出重要贡献。

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