一种复方西羚解毒制剂化学成分全面解析方法与流程

    专利2022-07-07  100


    本发明涉及一种中药制剂中化学成分的鉴别方法,即基于uplc-q-tof-ms技术实现对复方西羚解毒胶囊或片剂中化学成分的全面、快速分离及鉴定。



    背景技术:

    复方西羚解毒胶囊、片剂由金银花、连翘、桔梗、荆芥穗、牛蒡子(炒)、甘草、淡竹叶、薄荷脑、薄荷油、淡豆豉、羚羊角、水牛角浓缩粉和冰片共13味中药组成,具有疏风解表、清热解毒的作用,临床上用于治疗外感风热,发热、头痛、咳嗽音哑和咽喉肿痛。根据文献报道其成分主要为酚酸、黄酮、三萜类化合物。

    中药是一个复杂的多成分体系,明确中药中所含有的化学成分信息,是阐明中药的药效物质基础,评价中药质量和安全性的前提和基础。近年超高效液相色谱与飞行时间质谱联用技术(uhplc-q-tof-ms)成为分析中药复杂成分的有力工具。然而采用uhplc-q-tof-ms技术可以检测到成千上万的前体离子和多级碎片,因此在原始数据挖掘方面仍然存在巨大挑战。现今,已有一些数据后处理技术,例如质量亏损过滤,多产物离子过滤,中性损失过滤,碎片离子诊断策略逐渐用于质谱数据分析。但是,这些数据后处理技术是基于化学药单一成分开发的,对微量成分及共流出成分的识别能力有限,不能够全面识别和鉴定结构类型多样的中药复杂成分。至少存在3方面的问题:1)由于中药分离过程中经常出现化合物共流出现象及质谱数据的繁杂性,解析过程中容易忽略微量成分的质谱信号;2)目前的解析策略一般是直接总结文献中已有的化合物信息,进行验证性分析,无法解析得到新化合物;3)由于缺乏合理的数据处理策略,无法全面解析中药中的化学成分,一般仅仅能解析得到少数几十个化合物。由于大量微量成分的质谱信息在数据处理过程之中被丢失,因此绝大多数研究只能从中药中鉴别出几十个化学成分,并且很难发现新化合物。



    技术实现要素:

    本发明的目的是针对以上不足,提供一种基于uplc-q-tof-ms技术和目标前体离子数据挖掘策略的复方西羚解毒胶囊或片剂化学成分的快速分离及全面鉴别研究。此方法不但大大简化了相关分析工作,还可以有效防止微量成分在解析过程中的丢失,有利于新化合物的发现,实现中药化学成分的全面解析。

    本发明的技术解决方案是:基于uplc-q-tof-ms技术和目标前体离子数据挖掘策略全面整合化合物结构特点、结构变化规律、质谱裂解规律、中性丢失规律等信息,对复方西羚解毒胶囊或片剂的化学成分进行全面、快速解析。其具体步骤如下:(1)对复方西羚解毒胶囊或片剂中酚酸、黄酮、三萜类成分进行信息整合,总结其结构特点及结构变化规律。对不同结构特点的每一类代表性化合物进行uplc-q-tof-ms分析,总结质谱裂解规律及中性丢失规律。(2)以代表性化合物为核心,根据每类化合物结构变化规律构建理论前体离子,采用一级质谱验证理论前体离子的正确性,构建目标前体离子列表。(3)采用二级质谱对目标前体离子的裂解方式及中性丢失规律进行分析,验证目标前体离子的正确性,并综合分析质谱、保留时间等信息对复方西羚解毒胶囊或片剂中的化学成分进行全面、快速解析。

    基于uplc-q-tof-ms技术实现对复方西羚解毒胶囊或片剂中化学成分的分离及鉴定,其方法包括以下条件:

    复方西羚解毒胶囊供试品溶液制备:称取1.0g复方西羚解毒胶囊样品粉末,加入25ml甲醇超声提取30min。然后将其通过0.22μm尼龙膜滤器过滤,然后进行分析。

    复方西羚解毒片供试品溶液制备:复方西羚解毒片,粉碎,称取1.0g样品粉末,加入25ml甲醇超声提取30min。然后将其通过0.22μm尼龙膜滤器过滤,然后进行分析。

    uplc:色谱柱为agilentadvancebiopeptide(2.1×250mm,2.7μm);柱温为25℃;流动相:水相(a)为0.1%甲酸水溶液,有机相(b)为乙腈溶液;采用梯度洗脱方式进行色谱分离,梯度洗脱程序如下:0-13min,5-13%b;13-14min,13-19%b;14-24min,19-24%b;24-31min,24-67%b;31-40min,67-95%b;流速为0.4ml/min。

    q-tof-ms:超高效液相色谱法耦合到q-tof-ms,配备电喷雾电离源(esi),采用正离子和负离子模式进行扫描分析。

    ms参数如下:正离子和负离子模式的毛细管电压3500v,毛细管出口电压为175v,雾化器压力35psi,干燥气体温度300℃,流速8.0l/min。实时质量校正使用参比离子溶液,设定正源参比离子是121.050873、922.009798,负源参比离子112.985587、1033.3988109。在m/z50到3000的扫描模式下以1.0光谱/秒的速度采集数据。碰撞电压分别设置为10-20v,20-30v,30-40v。

    从复方西羚解毒胶囊或片剂中筛选并确认了145个化合物,包括27个酚酸类化合物,分别是原儿茶酸(1),新绿原酸(2),红景天苷(3),绿原酸(4),香草酸(5),对羟基苯甲醛(6),隐绿原酸(7),咖啡酸(8),丁香酸(9),对羟基苯乙酸(10),对香豆酸(11),阿魏酸(12),异绿原酸b(22),异绿原酸a(23),异绿原酸c(25),丁香酚(40),没食子酸(52),对羟基苯甲酸(54),1-咖啡酰-β-d-葡萄糖(57),2-甲氧基苯甲酸(58),4-乙酰基苯甲酸(59),3,4-二羟基苯基丙酸(60),3-o-阿魏酰基奎宁酸(61),5-羟基阿魏酸(67),4-甲氧基肉桂酸(70),肉桂酸甲酯(75),咖啡酸甲酯(79),46个黄酮类化合物,分别是芦丁(13),异牡荆苷(14),甘草苷(15),金丝桃苷(17),异槲皮苷(18),木犀草苷(19),染料木苷(21),橙皮苷(24),芹糖异甘草苷(26),异甘草苷(27),大豆苷元(28),甘草素(30),黄豆黄素(31),毛蕊异黄酮(32),木犀草素(34),柚皮素(36),异甘草素(38),芒柄花素(41),芫花素(42),光甘草定(43),glucoisoliquiritinapioside(63),genistein-7-o-gentibioside(64),genistein-7,4'-di-o-β-d-glucopyranoside(65),忍冬苷(73),香豌豆酚-7-o-β-d-葡萄糖苷(77),6"-o-acetylisoliquiritinapioside(88),7-羟基-3’-乙酰氧基-4’-甲氧基异黄酮(89),紫铆花素-4’-o-β-d-吡喃葡萄糖苷(90),4’-hydroxy-7-acetoxyflavone(91),6''-o-acetylisoliquiritin(92),chalcononaringenin-4-o-β-d-glucopyranoside(93),4′,6,7-三羟基-2′-甲氧基查耳酮(94),4',7-二羟基黄酮(95),甘草查耳酮b(96),2(s)-3’,5’,7-三羟基二氢黄酮(115),4′-o-acetyl-naringenin(120),驴食草酚(124),甘草异黄酮b(130),甘草黄酮醇(133),甘草查耳酮a(137),glabridinglycosides(139),甘草异黄酮a(140),3,4-didehydroglabridin(141),甘草黄酮b(142),isoangustonea(143),4′-甲基光甘草定(144),39个三萜类化合物,分别是桔梗皂苷l(29),去芹糖桔梗皂苷d(33),桔梗皂苷d(35),甘草酸(37),甘草次酸(45),白桦脂酸(46),齐墩果酸(47),熊果酸(48),桔梗皂苷g2(82),去芹糖桔梗皂苷e(83),triterpenen1(84),β-gentiotriosylplatycodigenin(85),桔梗皂苷e(86),triterpenen2(97),去芹糖桔梗皂苷d3(98),platycodind2(99),桔梗皂苷h(100),triterpenen3(101),triterpenen4(102),deapi-2''-o-acetylplatycodind2(103),triterpenen5(104),3''-o-acetyl-polygalacind2(105),platycodinc(109),桔梗皂苷c(110),platycodinv(111),桔梗酸d(112),甘草皂苷a3(113),triterpenen6(114),甘草皂苷g2(116),云甘甙k2(117),云甘甙g2(119),甘草皂苷e2(121),甘草皂苷k2(125),22-乙酰基甘草醛(126),3-o-(α-l-阿拉伯吡喃糖基(1-2)-β-d-吡喃葡糖醛酸基)甘草次酸(127),乌拉尔甘草皂苷c(128),乌拉尔甘草皂苷w(129),甘草皂苷j2(132),3''-o-β-d-吡喃葡萄糖桔梗皂苷元(135),33个其他类化合物,分别是连翘酯苷a(16),毛蕊花糖苷(20),牛蒡子苷元(39),邻苯二甲酸二丁基酯(44),乳糖(49),尿苷(50),尿嘧啶(51),连翘酸-1'-o-b-d-葡萄糖苷(53),马钱素酸(55),连翘酯苷e(56),forsythide(62),连翘酯苷c(66),裂环马钱素酸(68),forsythensidea(69),木通苯乙醇苷b(71),连翘酯苷g(72),木通苯乙醇苷a(74),罗汉松树脂酚苷(76),7,2’,4’-三羟基-5-甲氧基-3-芳香豆素(78),forsydoitrisidea(80),suspenoidsided(81),suspenoidsideb(87),连翘脂素(106),牛蒡酚e(107),牛蒡酚h(108),罗汉松树脂酚(118),牛蒡酚a(122),牛蒡酚f(123),甘草宁i(131),甘草香豆素(134),甘草香豆酮(136),甘草酚(138),豆甾醇(145)。

    本发明的优点是:1、中药化学成分复杂,采用传统的hplc-uv检测器的分析手段进行分析,具有灵敏度低、专一性差、有效信息较少、不能得到确切结构信息等缺点,因而我们采用uplc-q-tof-ms技术,可以得到大量化合物信息。2、使用tof分析器,可以得到精确分子量,准确推断化合物的分子式。3、对色谱条件进行优化,在40min内实现100多种化合物的有效分离。4、整合复方西羚解毒胶囊或片剂中化合物结构特点,结构变化规律,质谱裂解规律,中性丢失规律等信息,建立目标前体离子数据挖掘策略,1)有利于微量成分、痕量成分、共流出成分的解析;2)有利于新化合物的发现;3)可以快速、全面解析复杂体系中的化学成分。因此,本发明也为其他复杂样本中目标化合物的筛选提供了一条思路。

    将该策略应用于复方西羚解毒胶囊或片剂的化学成分解析,共解析得到145个化学成分,包括26个酚酸类化合物,46个黄酮类化合物,39个三萜类化合物,34个其他类化合物。其中6个化合物为新化合物,144个化合物为首次从复方西羚解毒胶囊或片剂中分离得到,4个化合物为首次从甘草中分离得到,1个化合物首次从牛蒡子中分离得到。本发明解决了中药成分复杂、鉴别困难的问题,可以为其他相似研究提供依据。

    附图说明

    图1是复方西羚解毒胶囊正负离子模式下的总离子流图

    图2是酚酸类化合物的裂解规律

    图3是复方西羚解毒胶囊或片剂中分离得到的化合物结构

    图4是复方西羚解毒胶囊或片剂中新化合物的裂解途径

    图5是复方西羚解毒胶囊或片剂中分离得到化合物信息

    具体实施方式:

    基于uplc-q-tof-ms技术和目标前体离子数据解析策略实现对复方西羚解毒胶囊或片剂中化学成分的快速分离及鉴定:

    1、试验材料和方法

    1.1仪器和试剂

    agilent1290uplc-q-tof-ms仪,配置电喷雾离子源、masshunter工作站;bsa224s-cw电子天平(赛多利斯科学仪器有限公司);sqp电子天平(赛多利斯科学仪器有限公司);

    lc-ms级乙腈购自默克集团(德国达姆施塔特);色谱级甲酸购自天津科密欧化学试剂有限公司(中国天津);纯化水购自屈臣氏集团有限公司(中国广州);标准品购自国家食品药品监督管理局,江苏永健制药技术有限公司和成都普菲德生物技术有限公司;复方西羚解毒胶囊(批号:1811001)和复方西羚解毒片(2001002)由山东宏济堂制药集团股份有限公司提供(山东济南)。

    1.2样品的制备

    标准品溶液制备:将标准品溶解在lc-ms级甲醇中,获得各个标准储备液。使用之前通过0.22μm的尼龙膜过滤器过滤。

    复方西羚解毒胶囊供试品溶液制备:称取1.0g复方西羚解毒胶囊样品粉末,加入25ml甲醇超声提取30min。然后将其通过0.22μm尼龙膜滤器过滤,然后进行分析。

    复方西羚解毒片供试品溶液制备:复方西羚解毒片,粉碎,称取1.0g样品粉末,加入25ml甲醇超声提取30min。然后将其通过0.22μm尼龙膜滤器过滤,然后进行分析。

    1.3色谱和质谱条件

    本试验我们主要对复方西羚解毒胶囊或片剂中酚酸、黄酮、三萜等化合物进行分离及分析,综合分析几类化合物的物理及化学性质,使用反相高效液相进行化学成分分离。色谱柱是影响化学成分分离的最重要因素之一,我们对色谱柱进行反复考察,最终采用agilentadvancebiopeptide(2.1×250mm,2.7μm)进行色谱分离。uplc-ms常规使用的色谱柱长度为50-150mm,而该色谱柱柱长为250mm,可以达到更好的分离效果。再者,为使各成分分离完全,出峰时间缩短,我们采用梯度洗脱,且对洗脱溶剂及梯度进行反复优化,最终确定流动相:水相(a)为0.1%甲酸水溶液,有机相(b)为乙腈溶液;梯度洗脱程序如下:0-13min,5-13%b;13-14min,13-19%b;14-24min,19-24%b;24-31min,24-67%b;31-40min,67-95%b。流动相的流速在某种程度对化合物的分离度及出峰时间产生一定的影响,流速较快或者较慢都不能使各成分很好的分离,经过一系列考察,我们最终确定流动相的流速为0.4ml/min。另外我们对进样量进行了考察,若进样量过少会影响微量化合物的检测,进样量过大则可能造成柱超载,经过考察后最终确定进样量为0.5μl。因此最终确定色谱条件为:色谱柱为agilentadvancebiopeptide(2.1×250mm,2.7μm);流动相:水相(a)为0.1%甲酸水溶液,有机相(b)为乙腈溶液;采用梯度洗脱方式进行色谱分离,梯度洗脱程序如下:0-13min,5-13%b;13-14min,13-19%b;14-24min,19-24%b;24-31min,24-67%b;31-40min,67-95%b。流动相的流速为0.4ml/min。柱温为25℃。

    ms条件:分别在正离子和负离子模式进行质谱分析。实时质量校正使用参比离子溶液,设定正源参比离子是121.050873、922.009798,负源参比离子112.985587、1033.3988109。根据母离子的响应对毛细管电压、毛细管出口电压、雾化器压力、干燥气体温度、采集速度进行优化,所得优化的质谱条件为毛细管电压3500v,毛细管出口电压为175v,雾化器压力35psi,干燥气体温度300℃,流速8.0l/min,在m/z50到3000的扫描模式下以1.0光谱/秒的速度采集数据。其次,我们根据母离子和碎片离子的强度优化了碰撞能的参数。若碰撞能过低则母离子无法裂解成碎片离子,导致碎片离子响应过低,碰撞能过高则碎片离子断裂为其他离子,合适的碰撞能量对碎片离子的获得尤为重要,因此,我们对碰撞能进行分级,设置碰撞电压为10-20v,20-30v,30-40v。其正负离子总离子流图见图1。

    1.4数据处理

    采用agilentmasshunterqualitativeanalysis(b.08.00)软件对数据进行处理。目标前体离子数据解析策略主要包括三个步骤。首先,根据文献,将复方西羚解毒胶囊或片剂的成分分为几种基本结构类型。对每类结构的代表性化合物进行质谱分析,总结裂解规律及中性丢失规律。其次,通过每类化合物的结构特点和结构相关性对目标化合物进行定向,构建目标前体离子列表。第三,通过二级质谱验证目标前体离子的结构。

    2试验结果

    采用基于目标前体离子的化合物解析策略,从复方西羚解毒胶囊或片剂中分离得到145个化合物,包括26个酚酸类化合物,46个黄酮类化合物,39个三萜类化合物,34个其他化合物。

    2.1复方西羚解毒胶囊或片剂中化学成分的基本结构和裂解规律

    复方西羚解毒胶囊或片剂由金银花、连翘、桔梗、荆芥穗、牛蒡子(炒)、甘草、淡竹叶、薄荷脑、薄荷油、淡豆豉、羚羊角、水牛角浓缩粉和冰片共13味中药组成,根据文献报道这些单味中药中的其主要成分为酚酸、黄酮、三萜类化合物。成药中的化学成分来源自其组成单味中药,因此复方西羚解毒胶囊或片剂的主要成分为酚酸、黄酮、三萜。通过文献检索,我们将这三类化合物分别分为几类基本结构骨架。购买标准化合物(化合物1-48)进行质谱分析,总结裂解规律。标准化合物要符合以下两点要求:1)是复方西羚解毒胶囊或片剂中的主要成分;2)具有基本结构骨架。

    2.1.1酚酸类化合物

    原儿茶酸(1)、新绿原酸(2)、绿原酸(4)、香草酸(5)、对羟基苯甲醛(6)、隐绿原酸(7)、咖啡酸(8)、丁香酸(9)、对羟基苯乙酸(10)、对香豆酸(11)、阿魏酸(12)、异绿原酸b(22)、异绿原酸a(23)、异绿原酸c(25)、丁香酚(40)是复方西羚解毒胶囊或片剂中的主要酚酸类化合物。这些化合物根据是否含有咖啡酰基分类2类,主要结构变化包括加减羟基、甲氧基、乙氧基、醛基、羧基等。复方西羚解毒胶囊或片剂中这15个化合物的解析是通过其裂解规律、对照品对照、文献对照进行确认。例如,新绿原酸(2)、绿原酸(4)、隐绿原酸(7)是结构中具有咖啡酰基的3个酚酸类同分异构体。这3个化合物均在m/z353处产生[m-h]-峰,在m/z191[m-h-c9h6o3]-,179[m-h-c7h10o5]-,173[m-h-c9h6o3-h2o]-,161[m-h-c7h10o5-h2o]-处产生碎片峰。根据这些结果总结酚酸类的裂解规律如图2所示,主要包括2种裂解途径。碎片离子m/z191[奎宁酸-h]-,173[奎宁酸-h-h2o]-提示化合物结构中存在奎宁酸结构片段。化合物结构中苯环上的取代基类型可以通过裂解途径b产生的碎片离子确定。结构中没有咖啡酰基的酚酸类化合物裂解规律一般是容易丢失co2、h2o、ch3、c2h2等一系列中性基团,而产生[m-h-44(co2)]-,[m-h-18(h2o)]-,[m-h-15(ch3)]-,[m-h-28(c2h2)]-碎片离子。

    2.1.2黄酮类

    芦丁(13)、异牡荆苷(14)、甘草苷(15)、金丝桃苷(17)、异槲皮苷(18)、木犀草苷(19)、染料木苷(21)、橙皮苷(24)、芹糖异甘草苷(26)、异甘草苷(27)、大豆苷元(28)、甘草素(30)、黄豆黄素(31)、毛蕊异黄酮(32)、木犀草素(34)、柚皮素(36)、异甘草素(38)、芒柄花素(41)、芫花素(42)、光甘草定(43)是复方西羚解毒胶囊或片剂的主要黄酮类化合物。结构特点是具有c6-c3-c6结构骨架,取代基变化包括羟基化,羟甲基化、甲氧基化、羧基化等。三个例子:1、化合物34的保留时间为27.812min,在m/z285.0407处产生准分子离子峰([m-h]-)。在m/z241.0491[m-h-co2]-,257.0453[m-h-co]-,199.0400[m-h-c3h2o3]-,151.0030[m-h-c8h6o2]-处观测到碎片峰,因而确定化合物34为木犀草素。2、化合物24的保留时间为22.036min,在m/z609.1826处产生准分子离子峰([m-h]-),在m/z301.0724[m-h-c6h10o4-c6h10o5]-,151.0031[m-h-c6h10o4-c6h10o5-c9h10o2]-,107.0135[m-h-c6h10o4-c6h10o5-c10h10o4]-观测到碎片峰,因而确定化合物24为橙皮苷。3、化合物27的保留时间为25.629min,在m/z417.1198处产生准分子离子峰([m-h]-),在m/z处观测到碎片峰255.0668[m-h-c6h10o5]-,135.0087[m-h-c6h10o5-c8h9o]-,119.0505[m-h-c6h10o5-c7h4o3]-,确定化合物27为异甘草苷。因此,黄酮类化合物主要裂解途径是rda裂解和-ch3、co等中性基团的丢失,黄酮苷类的主要碎片离子是由糖链裂解产生。

    2.1.3三萜类化合物

    桔梗皂苷d(35)、甘草酸(37)、甘草次酸(45)、白桦脂酸(46)、齐墩果酸(47)、熊果酸(48)是复方西羚解毒胶囊或片剂中的主要三萜类成分。他们的结构通过质谱裂解途径、标准品对照、文献对照确定。其结构特点是都具有5个六元环构成的骨架,结构变化包括羟基化、甲基化、乙酰基化等。例如,化合物35的保留时间为27.813min,在m/z1225.5854处产生准分子离子峰([m-h]-),在m/z1093.5430[m h-c5h8o4] ,1093.5365[m h-c5h8o4-c5h8o4] ,961.4945[m h-c5h8o4-c5h8o4] ,815.4418[m h-c5h8o4-c5h8o4-c6h10o4] ,683.3996[m h-c5h8o4-c5h8o4-c6h10o4-c5h8o4] ,521.3484[m h-c5h8o4-c5h8o4-c6h10o4-c5h8o4-c6h10o5] ,503.3381[m h-c5h8o4-c5h8o4-c6h10o4-c5h8o4-c6h10o5-h2o] 处产生碎片峰,确定化合物35为桔梗皂苷d。三萜类化合物的裂解碎片主要由糖残基的断裂产生。

    2.2目标前体离子列表的构建

    以2.1中的代表性化合物(化合物1-48)为基础,根据每类化合物变化特点(如羟基化、去羟基化、乙酰化、氢化等)构建理论前体离子,采用一级质谱验证理论前体离子的合理性,排除分子量不匹配的理论前体离子,构建目标前体离子列表。

    2.3全面解析复方西羚解毒胶囊或片剂中的化学成分

    采用2.2构建的目标前体离子优化碰撞能,分别设置为10-20v,20-30v,30-40v。根据目标前体离子的二级质谱、保留时间、紫外吸收等信息共解析得到97个化合物(不包括2.1中的化合物1-48),包括11个酚酸类化合物,分别为没食子酸(52),对羟基苯甲酸(54),1-咖啡酰-β-d-葡萄糖(57),2-甲氧基苯甲酸(58),4-乙酰基苯甲酸(59),3,4-二羟基苯基丙酸(60),3-o-阿魏酰基奎宁酸(61),5-羟基阿魏酸(67),4-甲氧基肉桂酸(70),肉桂酸甲酯(75),咖啡酸甲酯(79),26个黄酮类化合物,分别为glucoisoliquiritinapioside(63),genistein-7-o-gentibioside(64),genistein-7,4'-di-o-β-d-glucopyranoside(65),忍冬苷(73),香豌豆酚-7-o-β-d-葡萄糖苷(77),6"-o-acetylisoliquiritinapioside(88),7-羟基-3’-乙酰氧基-4’-甲氧基异黄酮(89),紫铆花素-4’-o-β-d-吡喃葡萄糖苷(90),4’-hydroxy-7-acetoxyflavone(91),6''-o-acetylisoliquiritin(92),chalcononaringenin-4-o-β-d-glucopyranoside(93),4′,6,7-三羟基-2′-甲氧基查耳酮(94),4',7-二羟基黄酮(95),甘草查耳酮b(96),2(s)-3’,5’,7-三羟基二氢黄酮(115),4′-o-acetyl-naringenin(120),驴食草酚(124),甘草异黄酮b(130),甘草黄酮醇(133),甘草查耳酮a(137),glabridinglycosides(139),甘草异黄酮a(140),3,4-didehydroglabridin(141),甘草黄酮b(142),isoangustonea(143),4′-甲基光甘草定(144),31个三萜类化合物,分别为桔梗皂苷g2(82),去芹糖桔梗皂苷e(83),triterpenen1(84),β-gentiotriosylplatycodigenin(85),桔梗皂苷e(86),triterpenen2(97),去芹糖桔梗皂苷d3(98),platycodind2(99),桔梗皂苷h(100),triterpenen3(101),triterpenen4(102),deapi-2''-o-acetylplatycodind2(103),triterpenen5(104),3''-o-acetyl-polygalacind2(105),platycodinc(109),桔梗皂苷c(110),platycodinv(111),桔梗酸d(112),甘草皂苷a3(113),triterpenen6(114),甘草皂苷g2(116),云甘甙k2(117),云甘甙g2(119),甘草皂苷e2(121),甘草皂苷k2(125),22-乙酰基甘草醛(126),3-o-(α-l-阿拉伯吡喃糖基(1-2)-β-d-吡喃葡糖醛酸基)甘草次酸(127),乌拉尔甘草皂苷c(128),乌拉尔甘草皂苷w(129),甘草皂苷j2(132),3''-o-β-d-吡喃葡萄糖桔梗皂苷元(135),29个其他类化合物,分别为乳糖(49),尿苷(50),尿嘧啶(51),连翘酸-1'-o-b-d-葡萄糖苷(53),马钱素酸(55),连翘酯苷e(56),forsythide(62),连翘酯苷c(66),裂环马钱素酸(68),forsythensidea(69),木通苯乙醇苷b(71),连翘酯苷g(72),木通苯乙醇苷a(74),罗汉松树脂酚苷(76),7,2’,4’-三羟基-5-甲氧基-3-芳香豆素(78),forsydoitrisidea(80),suspenoidsided(81),suspenoidsideb(87),连翘脂素(106),牛蒡酚e(107),牛蒡酚h(108),罗汉松树脂酚(118),牛蒡酚a(122),牛蒡酚f(123),甘草宁i(131),甘草香豆素(134),甘草香豆酮(136),甘草酚(138),豆甾醇(145)。其中化合物84,97,101,102,104,114为六个新化合物,结构在scifinder数据库中无法查询得到。化合物77,89,91,120为首次从甘草中分离得到,化合物139为首次从牛蒡子中分离得到。下面以新化合物的解析说明化合物解析策略。

    2.3.1triterpenen1(84)和triterpenen2(97)的结构解析

    化合物84和化合物97的目标前体离子分别在桔梗皂苷d(35),去芹糖桔梗皂苷d(33)的基础上加上ch2o构建。这两个化合物的保留时间分别是24.5min和27.0min。分别在m/z1255.5959,1123.5537处给出准分子离子峰([m h] ),比两个已知化合物的准分离离子峰大30da,初步验证目标前体离子的正确性。化合物84在m/z1123.5536[m h-c5h8o4] 、961.5008[m h-c5h8o4-c6h10o5] 、683.4006[m h-c5h8o4-c6h10o5-c6h10o4-c5h8o4] 处观测到碎片离子,以上碎片离子是由结构中糖残基的断裂产生。而在桔梗皂苷d的二级质谱中,可以观测到m/z1093.543[m h-c5h8o4]-(m h-api),961.5008[m h-c5h8o4-c5h8o4]-(m h-api-xyl),815.4429[m h-c5h8o4-c5h8o4-c6h10o4]-(m h-api-xyl-rha),683.4006[m h-c5h8o4-c5h8o4-c6h10o4-c5h8o4]-(m h-api-xyl-ara)的碎片离子,说明化合物84中的羟甲基(ch2oh)连接在糖链上的木糖残基上。同样的,通过比较化合物97和去芹糖桔梗皂苷d二级质谱,可以确定其结构中的羟甲基也是连接在木糖残基上。化合物84和97的结构见图3,质谱裂解途径见图4。这2个化合物是新化合物,命名为triterpenen1(84)和triterpenen2(97)。

    2.3.2triterpenen1(101)和triterpenen2(114)的结构解析

    化合物101和化合物114的目标前体离子是在甘草酸的结构基础上通过氢化和水和得到。甘草酸的保留时间为29.8min,在m/z821.3960处产生准分子离子峰([m-h]-)。主要碎片离子645.3639[m-h-glua]-,469.3320[m-h-glua-glua]-,351.0564[2glua-h]-是由结构中糖链断裂而产生。化合物101和114保留时间为27.8min和28.4min,分别在m/z823.4117(比甘草酸的准分子离子峰多2da)和m/z839.4066(比甘草酸的准分子离子峰多18da)处产生准分子离子峰。上述信息初步验证了其目标前体离子的合理性。在化合物101的二级质谱中可以观测到m/z647.3796[m-h-glua]-,471.3475[m-h-glua-glua]-的碎片峰,在化合物114的二级质谱中可以观测到m/z663.3745[m-h-glua]-,487.3424[m-h-glua-glua]-的碎片峰,说明h2和h2o加成在甘草酸的苷元上。该2个化合物是新化合物,命名为triterpenen3和triterpenen6,其化合物结构和裂解途径见图3、图4。

    2.3.3化合物triterpenen4(102)和triterpenen5(104)的结构解析

    化合物102和104的目标前体离子分别在化合物去芹糖桔梗皂苷d(33)和platycosidel(29)的基础上减去ch2o构建。化合物102的准分子离子峰为m/z1063.5325(rt=27.85min),化合物104的准分子离子峰为m/z815.4429(rt=27.87min),均较2个已知化合物少30da,确证了其目标分子量的合理性。通过比较该2个化合物和2个已知化合物的质谱碎片,确定2个化合物较已知化合物均是在木糖残基上丢失羟甲基。他们的化合物结构见图3,裂解方式见图4。这2个化合物是新化合物,命名为triterpenen4和triterpenen5。


    技术特征:

    1.一种基于uplc-q-tof-ms分析仪器、目标前体离子的分析策略的中药化学成分的快速分离及鉴定方法,其特征在于步骤如下:(1)首先对中药成分进行信息整合,总结其结构特点及结构变化规律;对不同结构特点的每一类代表性化合物使用uplc-q-tof-ms分析仪器进行质谱分析,总结质谱裂解规律及中性丢失规律;(2)以代表性化合物为核心,根据每类化合物结构变化规律构建理论前体离子,采用一级质谱验证理论前体离子的正确性,构建目标前体离子列表;(3)采用二级质谱对目标前体离子的裂解方式及中性丢失规律进行分析,验证目标前体离子的正确性,并综合分析质谱、保留时间等信息对中药化学成分进行全面、快速解析。

    2.按照权利要求1所述的uplc-q-tof-ms分离方法其特征在于供试品及标准品溶液采用甲醇超声提取。

    3.按照权利要求1所述的uplc-q-tof-ms分离方法其特征在于包括以下条件:uplc:色谱柱为agilentadvancebiopeptide(2.1×250mm,2.7μm);流动相:水相(a)为0.1%甲酸水溶液,有机相(b)为乙腈溶液;采用梯度洗脱方式进行色谱分离,梯度洗脱程序如下:0-13min,5-13%b;13-14min,13-19%b;14-24min,19-24%b;24-31min,24-67%b;31-40min,67-95%b。

    4.按照权利要求1所述的uplc-q-tof-ms分离方法其特征在于其质谱电离源为esi源;ms参数如下:毛细管电压3500v,雾化器压力35psi,干燥气体温度300℃,流速8.0l/min。

    5.根据权利要求1-4所述的分离及鉴定方法,其特征在于所述中药为复方西羚解毒胶囊或复方西羚解毒片。

    6.按照权利要求1-5所述的复方西羚解毒胶囊或片剂化学成分的快速分离及鉴定方法,其特征在于从复方西羚解毒胶囊或片剂中分离并鉴定确认145个化合物,包括27个酚酸类化合物,分别是原儿茶酸(1),新绿原酸(2),红景天苷(3),绿原酸(4),香草酸(5),对羟基苯甲醛(6),隐绿原酸(7),咖啡酸(8),丁香酸(9),对羟基苯乙酸(10),对香豆酸(11),阿魏酸(12),异绿原酸b(22),异绿原酸a(23),异绿原酸c(25),丁香酚(40),没食子酸(52),对羟基苯甲酸(54),1-咖啡酰-β-d-葡萄糖(57),2-甲氧基苯甲酸(58),4-乙酰基苯甲酸(59),3,4-二羟基苯基丙酸(60),3-o-阿魏酰基奎宁酸(61),5-羟基阿魏酸(67),4-甲氧基肉桂酸(70),肉桂酸甲酯(75),咖啡酸甲酯(79);46个黄酮类化合物,分别是芦丁(13),异牡荆苷(14),甘草苷(15),金丝桃苷(17),异槲皮苷(18),木犀草苷(19),染料木苷(21),橙皮苷(24),芹糖异甘草苷(26),异甘草苷(27),大豆苷元(28),甘草素(30),黄豆黄素(31),毛蕊异黄酮(32),木犀草素(34),柚皮素(36),异甘草素(38),芒柄花素(41),芫花素(42),光甘草定(43),glucoisoliquiritinapioside(63),genistein-7-o-gentibioside(64),genistein-7,4'-di-o-β-d-glucopyranoside(65),忍冬苷(73),香豌豆酚-7-o-β-d-葡萄糖苷(77),6"-o-acetylisoliquiritinapioside(88),7-羟基-3’-乙酰氧基-4’-甲氧基异黄酮(89),紫铆花素-4’-o-β-d-吡喃葡萄糖苷(90),4’-hydroxy-7-acetoxyflavone(91),6''-o-acetylisoliquiritin(92),chalcononaringenin-4-o-β-d-glucopyranoside(93),4′,6,7-三羟基-2′-甲氧基查耳酮(94),4',7-二羟基黄酮(95),甘草查耳酮b(96),2(s)-3’,5’,7-三羟基二氢黄酮(115),4′-o-acetyl-naringenin(120),驴食草酚(124),甘草异黄酮b(130),甘草黄酮醇(133),甘草查耳酮a(137),glabridinglycosides(139),甘草异黄酮a(140),3,4-didehydroglabridin(141),甘草黄酮b(142),isoangustonea(143),4′-甲基光甘草定(144),39个三萜类化合物,分别是桔梗皂苷l(29),去芹糖桔梗皂苷d(33),桔梗皂苷d(35),甘草酸(37),甘草次酸(45),白桦脂酸(46),齐墩果酸(47),熊果酸(48),桔梗皂苷g2(82),去芹糖桔梗皂苷e(83),triterpenen1(84),β-gentiotriosylplatycodigenin(85),桔梗皂苷e(86),triterpenen2(97),去芹糖桔梗皂苷d3(98),platycodind2(99),桔梗皂苷h(100),triterpenen3(101),triterpenen4(102),deapi-2''-o-acetylplatycodind2(103),triterpenen5(104),3''-o-acetyl-polygalacind2(105),platycodinc(109),桔梗皂苷c(110),platycodinv(111),桔梗酸d(112),甘草皂苷a3(113),triterpenen6(114),甘草皂苷g2(116),云甘甙k2(117),云甘甙g2(119),甘草皂苷e2(121),甘草皂苷k2(125),22-乙酰基甘草醛(126),3-o-(α-l-阿拉伯吡喃糖基(1-2)-β-d-吡喃葡糖醛酸基)甘草次酸(127),乌拉尔甘草皂苷c(128),乌拉尔甘草皂苷w(129),甘草皂苷j2(132),3''-o-β-d-吡喃葡萄糖桔梗皂苷元(135);33个其他类化合物,分别是连翘酯苷a(16),毛蕊花糖苷(20),牛蒡子苷元(39),邻苯二甲酸二丁基酯(44),乳糖(49),尿苷(50),尿嘧啶(51),连翘酸-1'-o-b-d-葡萄糖苷(53),马钱素酸(55),连翘酯苷e(56),forsythide(62),连翘酯苷c(66),裂环马钱素酸(68),forsythensidea(69),木通苯乙醇苷b(71),连翘酯苷g(72),木通苯乙醇苷a(74),罗汉松树脂酚苷(76),7,2’,4’-三羟基-5-甲氧基-3-芳香豆素(78),forsydoitrisidea(80),suspenoidsided(81),suspenoidsideb(87),连翘脂素(106),牛蒡酚e(107),牛蒡酚h(108),罗汉松树脂酚(118),牛蒡酚a(122),牛蒡酚f(123),甘草宁i(131),甘草香豆素(134),甘草香豆酮(136),甘草酚(138),豆甾醇(145)。

    7.根据权利要求6所述化合物其特点在于化合物84,97,101,102,104,114为6个新化合物;化合物1-3,5-145为首次从复方西羚解毒胶囊或复方西羚解毒片中分离得到;化合物77,89,91,120为首次从甘草中分离得到,化合物139为首次从牛蒡子中分离得到。

    技术总结
    本发明旨在以复方西羚解毒胶囊或复方西羚解毒片中的酚酸类、黄酮类、三萜类化学成分为研究对象,基于UPLC‑Q‑TOF‑MS分析仪器和目标前体离子的分析策略,实现复方西羚解毒胶囊或片剂化学成分的全面、快速分离及鉴定。本研究首先根据文献对复方西羚解毒胶囊或片剂中酚酸、黄酮、三萜类成分进行信息整合,总结其结构特点及结构变化规律。对不同结构特点的每一类代表性化合物进行质谱分析,总结质谱裂解规律及中性丢失规律。然后,以代表性化合物为核心,根据每类化合物结构变化规律,构建目标前体离子列表。最后,采用二级质谱对目标前体离子的裂解方式及中性丢失规律进行分析,验证目标前体离子的正确性,并综合分析质谱、保留时间等信息对复方西羚解毒胶囊或片剂中的化学成分进行全面、快速解析。

    技术研发人员:曹桂云;耿绍轩;孟兆青;宁波;田硕;庄雪松;马桂芳
    受保护的技术使用者:山东宏济堂制药集团股份有限公司
    技术研发日:2020.11.05
    技术公布日:2021.03.12

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