中草药  2016, Vol. 47 Issue (20): 3586-3593
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基于HPLC-Q-TOF-MS/MS技术的银黄清肺胶囊体外物质基础研究
周卿意骏1,2, 卿志星1, 蔡萍2, 肖娟2, 高尚4, 张水寒1,2,3     
1. 湖南中医药大学, 湖南 长沙 410208 ;
2. 湖南省中医药研究院中药研究所, 湖南 长沙 410013 ;
3. 湖南省2011数字中医药协同创新中心, 湖南 长沙 410208 ;
4. 湖南安邦制药有限公司, 湖南 长沙 410083
摘要: 目的 采用高效液相色谱串联四级杆飞行时间质谱技术(HPLC-Q-TOF-MS/MS)对银黄清肺胶囊的化学成分进行检测和分析。 方法 采用Inertsil ODS-2 C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm)反相HPLC梯度洗脱法分离各主要成分,电喷雾电离源经正离子模式对色谱流出物进行检测,四级杆飞行时间串联质谱法对各主要色谱峰进行归属;采用对照品、检索文献及各成分的图谱数据分析的方法分析化学成分。 结果 依据质谱裂解规律及文献检索,在正离子模式下,从银黄清肺胶囊样品中共鉴定出54个化合物。 结论 本实验建立了一种基于HPLC-Q-TOF-MS/MS技术对复方银黄清肺胶囊中化学成分进行鉴别的有效方法,为其质量控制及物质基础研究提供了技术支持。
关键词: 银黄清肺胶囊     HPLC-Q-TOF-MS/MS     麻黄碱     苦杏仁苷     贝母素甲     槲皮素     橙皮苷    
Study on substance basis of Yinhuang Qingfei Capsule in vitro by HPLC-Q-TOF-MS/MS
ZHOU Qing-yi-jun1,2, QING Zhi-xing1, CAI Ping2, XIAO Juan2, GAO Shang4, ZHANG Shui-han1,2,3     
1. Hunan University of Chinese Medicine, Changsha 410208, China ;
2. Institute of Chinese Materia Medica, Hunan Academy of Chinese Medicine, Changsha 410013, China ;
3. 2011 Collaboeation and Innovation Center for Digital Chinese Medicine in Hunan, Changsha 410208, China ;
4. Anbang Pharmaceutical, Changsha 410083, China
Abstract: Objective To identify and analyze the chemical constituents in Yinhuang Qingfei Capsule by HPLC-Q-TOF-MS/MS method. Methods The HPLC method was used with the conditions that the column was Inertsil ODS-2 C18 (250 mm×4.6 mm, 5 μm). Columu and electrospray ion (ESI) source was employed for the qualitative analysis under positive ion mode. These components were further analyzed by MS spectra, and by comparing with the corresponding reference substances and literature data. Results According to the MS principle and literature data, 54 compounds were identified from the sample of Yinhuang Qingfei Capsule. Conclusion An efficient HPLC-Q-TOF-MS/MS approach has been established for studying the chemical constituents in Yinhuang Qingfei Capsule, which paves a way for the quality control and further substance basis studies of the preparation.
Key words: Yinhuang Qingfei Capsule     HPLC-Q-TOF-MS/MS     ephedrine     amygdalin     peimine     quercetin     hesperidin    

银黄清肺胶囊处方由北葶苈子、麻黄、苦杏仁、浙贝母、枇杷叶、大青叶等14味中药组成,具有清肺化痰、止咳平喘的功效,主要用于治疗慢性支气管炎急性发作之痰热壅肺证,临床上作为治疗支气管炎急性发作的药物,具有较好的疗效。该制剂具有速效、量小、疗程短的特点,且其为中药小胶囊(0.15 g/粒),方便有吞咽困难的人群(儿童/体虚老人)服用。

中药复方通过多成分、多途径、多靶点发挥其治疗作用,其复杂的化学组成与药效之间的关联性一直是人们关注的热点[1]。目前,随着液质联用技术的发展和成熟,其高效、快速、简便的特点,在快速分析鉴定中药化学成分方面的明显优势,使其日渐成为中药复杂成分的有效分析方法。高效液相色谱串联四级杆飞行时间质谱(HPLC-Q- TOF-MS/MS)联用技术具有周期短、灵敏度高、选择性强等特点,可在获得化合物准确相对分子质量碎片信息的基础上,对被测成分进行快速分析鉴别,对成分复杂的样品(如中药复方)尤其具有优势。银黄清肺胶囊复方含有黄酮类、生物碱类、皂苷类、木脂素类等化学成分,成分极其复杂。本实验采用HPLC-Q-TOF-MS/MS技术对银黄清肺胶囊的化学成分进行检测和分析。依据质谱裂解规律及文献检索,从银黄清肺胶囊样品中鉴定出54个化合物,可较全面地反映复方的化学组成,对阐明其体外药效物质基础具有重要的意义。

1 仪器与材料

Agilent 1200高效液相色谱仪(美国安捷伦公司);6530 Q-TOF质谱仪(美国安捷伦公司);电喷雾离子源(ESI);MassHunter质谱工作站(美国安捷伦公司);AL204电子天平为梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司产品;KQ5200DE型数控超声仪(昆山市超声仪器有限公司)。

乙腈为色谱纯,甲醇、甲酸均为分析纯,水为娃哈哈纯净水。对照品盐酸麻黄碱(批号171241-201007)、柚皮苷(批号110722-201312)、橙皮苷(批号110721-201115)均购自中国食品药品检定研究院,质量分数≥98%。银黄清肺胶囊成品(批号130301)由湖南安邦制药有限公司提供。

2 方法与结果 2.1 色谱条件

色谱柱为Inertil C18(250 mm×4.6 mm,5 μm);检测波长210 nm;柱温30 ℃;体积流量1.0 mL/min;柱后分流比为2∶1;进样量10 μL;流动相为乙腈-0.1%甲酸水溶液,梯度洗脱:0~5 min,2%~5%乙腈;5~30 min,5%~25%乙腈;30~55 min,25%~45%乙腈;55~80 min,45%~55%乙腈;80~120 min,55%~98%乙腈;120~135 min,98%乙腈;135~150 min,98%~2%乙腈。

2.2 质谱条件

电喷雾离子源(ESI);正离子模式扫描;毛细管电压4 000 V;离子源温度350 ℃;雾化器压力276 kPa;干燥器体积流量6 L/min;锥孔电压65 V;干燥器温度350 ℃;碎片电压130 V;质量数扫描范围m/z 100~1 200;采样频率0.1 s,间隔0.02 s;碰撞能量分别采用5、10、20、25 eV。测量样品前,使用调谐液校准质量轴,以保证质量精度误差小于1×10−6

2.3 供试品及对照品溶液的制备

取本品内容物,混匀,取胶囊粉末约1.2 g,精密称定,置烧瓶中,加入甲醇30 mL,称定质量,超声0.5 h,放至室温,用甲醇补足减失的质量,滤过,摇匀,经0.22 μm微孔滤膜滤过,取续滤液,即得。

分别取盐酸麻黄碱、橙皮苷、柚皮苷对照品适量,加甲醇分别配成质量浓度为0.02、0.02、0.04 mg/mL的各对照品溶液。

2.4 供试品的检测

采用HPLC-ESI-MS,按“2.1”和“2.2”条件对银黄清肺胶囊中化学成分进行定性分析,得到的正离子模式的质谱总离子流图见图 1

图 1 银黄清肺胶囊正离子模式下的总离子流图 Fig.1 Total ion chromatograms of HPLC-Q-TOF-MS by positive mode for Yinhuang Qingfei Capsule

2.5 化合物的鉴定与分析

通过HPLC-ESI-MS检测到的银黄清肺胶囊中各化学成分的保留时间和质谱信息,并依据质谱裂解规律与查阅相关文献数据[2-10]的方法对提取离子流图进行分析,鉴别出部分化学成分,共54种,见表 1。其中麻黄碱、苦杏仁苷、贝母素甲、贝母素乙、橙皮苷、槲皮素、甘草酸、五味子醇甲、薯蓣皂苷、薯蓣皂苷元的二级质谱图见图 2

表 1 银黄清肺胶囊提取化合物的鉴定 Table 1 Identification of extracted compounds from Yinhuang Qingfei Capsules

图 2 麻黄碱 (A)、苦杏仁苷 (B)、贝母素甲 (C)、贝母素乙 (D)、槲皮素 (E)、橙皮苷 (F)、甘草酸 (G)、五味子醇甲 (H)、薯蓣皂苷元 (I) 和薯蓣皂苷 (J) 的二级质谱图 Fig.2 MS spectra of ephedrine (A),amygdalin (B),peimine (C),peiminine (D),quercetin (E),hesperidin (F),glycyrrhizic acid (G),schisandrin (H),diosgenin (I),and dioscin (J)

其中,tR为8.611、9.275 min的1、4号峰在ESI模式下得到m/z 166的离子峰。文献报道[11]麻黄中存在麻黄碱、伪麻黄碱,且相对分子质量为165,推测m/z 166为其准分子离子峰。对m/z 166的离子峰进行MS2分析,8.611 min的峰得到m/z为148 [M+H-H2O],133 [M+H-H2O-CH3],117 [M+H-H2O-CH3-NH2]等碎片峰。9.275 min的峰得到m/z为148 [M+H-H2O]、133 [M+H-H2O-CH3]等碎片峰。根据元素组成分析,该两种化合物分子式为C10H15NO,相对分子质量理论值为166.122 6,实测值分别为166.123 0、166.123 1。据此推测化合物分别为麻黄碱和伪麻黄碱,而根据出峰先后顺序与盐酸麻黄碱对照品比较,确定8.611 min的峰为麻黄碱,9.275 min的峰为伪麻黄碱。

tR为37.325、31.348、32.387 min的24、14、16号峰在ESI模式下得到m/z 611的离子峰。文献报道[12-13]银杏叶和枳实中存在芦丁、橙皮苷、新橙皮苷,且相对分子质量为610,推测m/z 611为其准分子离子峰。对m/z 611的离子峰进行MS2分析,峰24得到m/z为465 [M+H-rha],303 [M+H-rha-glc]等碎片峰。峰14得到m/z为465 [M+H-rha]、303 [M+H-rha-glc]等碎片峰。峰16得到m/z为465 [M+H-rha],303 [M+H-rha-glc]等碎片峰。根据元素组成分析,3种化合物分子式分别为C27H30O16、C28H34O15、C28H34O15,相对分子质量理论值分别为611.160 7、611.197 0、611.197 0,实测值分别为611.160 2、611.201 1、611.199 8。据此推测峰24对应的化合物为芦丁,而根据出峰先后顺序与橙皮苷对照品比较,确定峰14的化合物为橙皮苷,峰16的化合物为新橙皮苷。

tR为31.691、34.660 min的15、21号峰在ESI模式下均得到m/z 581的离子峰。文献报道[14]枳实中存在芸香柚皮苷及柚皮苷,且相对分子质量均为580,推测m/z 581为其准分子离子峰。对m/z 581的离子峰进行MS2分析,15、21号峰均得到m/z为435 [M+H-rha]、273 [M+H-rha-glc]等碎片峰,说明二者是由相同苷元结合1个鼠李糖,1个葡萄糖形成的糖苷,为同分异构体。根据元素组成分析,该2种化合物分子式均为C27H32O14,相对分子质量理论值为581.186 5,2种化合物实测值分别为581.192 4、581.189 1。根据出峰先后顺序与柚皮苷对照品比较,确定峰15的化合物为芸香柚皮苷,峰21的化合物为柚皮苷。

tR为59.743 min的36号峰在ESI模式下得到m/z 415、433、450的离子峰。文献报道[15]五味子中存在五味子醇甲,且相对分子质量为432,推测m/z 415、433、450均为其准分子离子峰。对m/z 415、433、450的离子峰进行MS2分析,均得到m/z为415 [M+H-H2O]、400 [M+H-H2O-CH3]、384 [M+H-H2O-OCH3]、346 [M+H-H2O-C5H9]等碎片峰。根据元素组成分析,该化合物分子式为C24H32O7,因3个分子离子的碎片信息几乎完全相同,且保留时间几乎一致,推测m/z 415为五味子醇甲自然失去1分子H2O所形成的分子离子,m/z 433为五味子醇甲结合H所形成的离子,m/z 450为五味子醇甲结合NH4所形成的离子。3种分子的相对分子质量理论值分别为415.215 8、433.222 1、450.248 6,实测值分别为415.215 4、433.222 8、450.251 0。据此推测该化合物为五味子醇甲。

tR为65.514 min的42号峰在ESI模式下得到m/z 399,417的离子峰。文献报道[15]五味子中存在五味子醇乙,且相对分子质量为416,推测m/z 399,417均为其准分子离子峰。对m/z 399、417的离子峰进行MS2分析,均得到m/z为399 [M+H-H2O]、384 [M+H-H2O-CH3]、368 [M+H-H2O-OCH3]、357 [M+H-H2O-C3H6]、343 [M+H-H2O-C4H8]等碎片峰。根据元素组成分析,该化合物分子式为C23H28O7,因2个分子离子的碎片信息几乎完全相同,且保留时间几乎一致,推测m/z 399为五味子醇乙自然失去1分子H2O所形成的分子离子,m/z 417为五味子醇乙结合H所形成的离子。2种分子的相对分子质量理论值分别为399.180 2、417.190 8,实测值分别为399.183 9、417.186 8。据此推测该化合物为五味子醇乙。

tR为97.168、98.323、99.619 min的50、51、53号峰在ESI模式下分别得到m/z 432、430、432的离子峰。文献报道[16]浙贝母中存在贝母甲素、贝母乙素及浙贝宁,且相对分子质量分别为431、429、431,推测m/z 432为贝母甲素及浙贝宁准分子离子峰,m/z 430为贝母乙素准分子离子峰。对m/z 432的离子峰进行MS2分析,均得到m/z为414 [M+H-H2O]等碎片峰。对m/z 430的离子峰进行MS2分析,得到m/z为412 [M+H-H2O]等碎片峰。根据元素组成分析,3种化合物分子式为C27H45NO3、C27H43NO3、C27H45NO3,相对分子质量理论值为432.347 2、430.331 6、432.347 2,实测值分别为432.350 5、430.335 1、432.349 4。依据反相色谱柱的性质,极性大的物质较极性小的物质先出峰,贝母甲素相比贝母乙素多了1个羟基,极性大于贝母乙素,应于贝母乙素之前出峰,且文献报道[16]中贝母甲素均与贝母乙素前出峰。因此,推测峰50的化合物为贝母甲素,峰51的化合物为贝母乙素,峰53的化合物为浙贝宁。

在分析银黄清肺胶囊的HPLC-ESI-Q- TOF-MS/MS数据时可以发现,五味子木脂素类成分的共同质谱裂解规律:在正离子模式下,五味子中木脂素类成分会在结构的8元环上产生一种α裂解与β裂解相结合的一种裂解方式。以五味子甲素为例,五味子甲素的裂解途径见图 3。此外,在分析数据过程中,还可以发现,苷元类成分易于3号位失去功能团,因为3号位最易结合功能团也最易失去功能团,如失去-OH等[17]。而五味子醇甲和五味子醇乙分子在质谱正离子模式下均极易失去1分子H2O,黄酮苷类及苷元类成分易发生RDA裂解,而三萜类成分由于多为芳香体系,环系多,分子结构紧密,几乎很难打碎母核得到碎片,一般裂解主要发生于取代基或者侧链结构上。

图 3 五味子甲素的可能裂解途径 Fig.3 MS fragment pathway of deoxyschizandrin

3 讨论

本实验首次采用HPLC-Q-TOF-MS/MS联用技术,对银黄清肺胶囊的体外物质基础进行了研究。通过获得化合物精确相对分子质量,分析裂解规律,对银黄清肺胶囊中的化学成分进行测定,鉴定出54种银黄清肺胶囊中可能含有的化学成分,其中麻黄碱、橙皮苷、柚皮苷等成分通过与对照品对照进行确认,其他化学成分则通过二级质谱(MS/MS)联用所提供的结构信息通过解析化合物质谱裂解规律与查阅相关文献相结合的方式加以确认。

采用HPLC-Q-TOF-MS/MS联用技术对银黄清肺胶囊分别进行了正负离子模式的测定,结果表明银黄清肺胶囊中主要化学成分在正离子模式下响应良好,而在负离子模式下几乎没有响应,因此本研究选择使用正离子模式对银黄清肺胶囊进行测定。

在ESI正离子模式下,银黄清肺胶囊共检测到96种量较高的化合物,其中鉴定出54种化合物,各味药材的主要成分基本都获得了鉴定。其中4种化合物来源于麻黄,1种化合物来源于苦杏仁,6种化合物来源于浙贝母,6种化合物来源于银杏叶,1种化合物来源于枇杷叶,1种化合物来源于一枝蒿,6种化合物来源于穿山龙,10种化合物来源于甘草[18],8种化合物来源于五味子,11种化合物来源于枳实。其中石菖蒲由于主要为挥发性成分,采用液相色谱质谱联用并未检测到属于石菖蒲的化学成分。

本实验使用HPLC-ESI-MS技术,对银黄清肺胶囊的化学组成进行了初步的探索,并研究了几类化合物在ESI-MS中的裂解行为,为进一步研究银黄清肺胶囊的药效物质基础及作用机制提供了理论依据。

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