DOI:10.20047/j.issn1673-7210.25080709
中图分类号:R932
刘莹1, 吴霞2, 郭明鑫3
| 【作者机构】 | 1南方医科大学珠江医院药学部; 2广东药科大学新药研发中心; 3江苏大学附属宜兴医院药学部 |
| 【分 类 号】 | R932 |
| 【基 金】 | 江苏省无锡市中医药管理局科技项目(ZYYB29)。 |
镇肝熄风汤源自清代名医张锡纯所创的经典名方,由怀牛膝、赭石、龙骨、牡蛎、龟板、白芍、玄参、天冬、川楝子、麦芽、茵陈、甘草等中药组成,具有平肝潜阳、镇肝熄风之功效[1]。该方广泛应用于肝阳上亢、气血逆乱所致的高血压、中风先兆、眩晕、头痛等心脑血管疾病的临床治疗,疗效显著[2]。近年来,UPLC-Q-Exactive-Orbitrap-MS凭借其优异的色谱分离能力、超高分辨率和精确质量测定功能,显著提升了对复杂基质中痕量成分的筛查与结构推断能力,已成为中药体系化学成分研究的强有力工具[3-4]。
尽管镇肝熄风汤临床应用历史悠久且效果明确,但现有研究多集中于药效评价及部分药理机制探讨,对镇肝熄风汤水煎液化学成分的整体表征尚鲜见系统报道,其药效物质基础仍不明确,导致质量控制标准缺乏系统性依据,也制约了后续相关药理机制与制剂开发的深入探索。因此,本研究拟采用UPLC-Q-Exactive-Orbitrap-MS技术,全面、系统地鉴定镇肝熄风汤水煎液中的化学组成,明确其主要成分及潜在新化合物,旨在填补该方在化学成分研究方面的空白,为其药效物质发现、质量控制标准提升及作用机制深入探究提供关键科学依据。
ACQUITY UPLC I-Class plus高效液相色谱仪;四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱仪(Thermo Fisher Scientific);5430R台式高速冷冻离心机[艾本德(上海)国际贸易有限公司];TYXH-I漩涡振荡器(上海汗诺仪器有限公司)。
怀牛膝(批号:250501081)、茵陈(批号:250503521)、炙甘草(批号:250500261)、牡蛎(批号:250304971)、天冬(批号:250403451)、川楝子(批号:250302161)、赭石(批号:250300091)、煅龙骨(批号:250304701)、玄参(批号:250401371)、炒麦芽(批号:250504961)、白芍(批号:240600069)所有饮片均购自康美世纪国药有限公司。甲醇、乙腈、乙酸均为质谱纯(美国Thermo Fisher公司)。
根据临床常规用法,取1剂镇肝熄风汤,浸泡30 min,一煎加入20倍水煎煮30 min,二煎加入10倍水煎煮20 min,两煎合并,减压浓缩到浓度为1.72 g/ml的水煎液。取适量镇肝熄风汤水煎液于1.5 ml离心管中;加入纯净水,涡旋震荡1 min,水浴超声60 min,4 ℃下静置30 min;离心10 min(12 000 r/min,4 ℃,离心半径11 cm);取全部上清液继续过0.22 μm的水相滤膜,装入内衬管的进样小瓶中进行分析。
色谱柱为ACQUITY UPLC HSS T3(100 mm×2.1 mm,1.8 μm),流动相为0.1%甲酸水溶液乙腈(A)-乙腈(B),梯度洗脱:0~3.0 min,100%A;3.0~18.5 min,100%→80%A;18.5~20.0 min,80%→65%A;20.0~26.0 min,65%→60%A;26.0~35.0 min,60%→5%A;35.0~35.0min,5%A,流速为0.35 ml/min,柱温为45 ℃,进样量为2 μl。
质谱条件:正、负离子模式检测的电压分别为3.8kV和3.2 kV;数据采集模式:DDA;毛细管加热温度为320 ℃;辅助气压力为10 psi;溶剂加热蒸发温度为350 ℃;鞘气、辅助气和碰撞气均为氮气。采用Full scan/dd-MS2模式采集数据,Full scan参数:分辨率70 000,质荷比扫描范围100~1 500;dd-MS2参数:分辨率17 500,碰撞能10、20、40 V。
数据预处理在进行模式识别之前,原始数据经Progenesis QI v3.0软件(Nonlinear Dynamics,Newcastle,UK)进行基线过滤、峰识别、积分、保留时间校正、峰对齐和归一化。镇肝熄风汤中化合物鉴定基于多维度参数联合验证,包括保留时间、母离子质量误差、碎片离子匹配度及同位素分布吻合度,并交叉比对TCM Pro 2.0标准物质数据库与整合SciFinder、PubChem等公共资源构建的理论数据库。
2.4.1 精密度 取同一份镇肝熄风汤样品溶液,按照实验分析方法,连续进样6次,以样品中主要代表性成分芍药苷、隐绿原酸、咖啡酸、甘草苷、毛蕊异黄酮苷、甘草素及山柰酚的峰面积为评价指标。计算各成分峰面积的RSD值,其结果均<3.0%,提示该分析方法的仪器精密度良好,符合分析要求。
2.4.2 稳定性 将同一份镇肝熄风汤样品溶液于25 ℃下放置,分别在0、2、4、8、12 h和24 h进行进样分析。以芍药苷、隐绿原酸、咖啡酸、甘草苷、毛蕊异黄酮苷、甘草素及山柰酚的峰面积变化为指标进行计算。结果显示,所有目标成分在24 h内的峰面积RSD值均<5.0%,提示供试品溶液在室温下24 h内化学成分稳定,满足分析过程的需要。
通过UPLC-Q-Exactive-Orbitrap-MS方法对镇肝熄风汤进行化学成分分析,其主要成分在40 min内得到了较好的分离,总离子流图见图1。在正、负离子模式下,共鉴定出60个化学成分,包括23个黄酮类化合物,10个苯丙素类化合物,7个萜类化合物,8个糖及糖苷类化合物,4个酚类化合物和8个其他类型的化合物,鉴定信息见表1。
表1 镇肝熄风汤的化学成分信息
续表
图1 镇肝熄风汤的总离子流图
A:正离子模式;B:负离子模式。
黄酮类化合物以2-苯基色原酮为基本骨架,根据取代基和环结构差异分为黄酮醇类、黄酮类、异黄酮类、黄烷酮类和花青素类[5]。黄酮类化合物的结构大部分通过氧原子糖基,如葡萄糖、芸香糖等通过中性丢失方式形成对应的黄酮苷元。并且易于在C环处发生RDA裂解,发生CO、C2H4、CH2O及氧原子等的中性丢失[6]。结合对照品在镇肝熄风汤中共解析出23个黄酮类化合物,主要为7个黄酮类、6个二氢黄酮类、5个异黄酮类、2个黄烷醇类、2个黄酮醇类、1个查尔酮类。
化合物32在负离子模式下的准分子离子峰为m/z 417.120 0[M-H]-,预测其分子式为C21H22O9,推测其准分子离子脱去一分子葡萄糖后得到m/z 255.066 6的碎片离子,该碎片离子进一步发生RDA裂解,生成m/z 135.007 9和m/z119.049 1的碎片离子。根据文献[7],并结合对照品,鉴定该化合物为甘草苷,其裂解途径如图2所示。
图2 化合物32可能的裂解途径
苯丙素是天然存在的一类苯环与3个直链碳连接构成的化合物,具有苯酚结构[8]。在镇肝熄风汤中共解析出10个苯丙素类化合物。其中,绿原酸类化合物由咖啡酸与奎宁酸的羟基以酯键连接,因此其质谱裂解主要是以酯键断裂为主,伴随有脱水等次级裂解途径[7]。
化合物21的准分子离子峰为m/z353.0884[M-H]-,拟合分子式为C16H18O9,根据其碎片m/z 191.056 0、179.034 7、173.045 2、135.044 4,推测化合物存在咖啡酸和奎宁酸结构,根据文献[9],并结合对照品对测该化合物为隐绿原酸,其裂解途径如图3所示。化合物36和38与化合物21的碎片离子基本一致,因此推断为绿原酸类化合物的同分异构体,根据标准品的保留时间,鉴定化合物36和38分别为异绿原酸A和异绿原酸C。
图3 化合物21可能的裂解途径
萜类化合物具有良好的药理活性,具有抗癌、抗菌、抗炎、抗氧化作用及对神经损伤有保护作用等,根据异戊二烯的单位,可分为半萜、单萜等[10]。在镇肝熄风汤中共鉴定到7个萜类化合物,包括5个单萜和2个三萜。单萜类物质主要来源于白芍。白芍中单萜苷的碎片裂解方式相似的地方,其结构中大部分带有苯甲酸基,所以其特征的碎片离子为121 Da和77 Da,为苯甲酸和苯环脱去一分子氢离子所形成的,因为带有羟基、醛基、碳氧双键、苯甲酸基和葡萄糖基等易于丢失的基团,也会产生典型的18、28、30、162 Da的中性丢失碎片[11]。
化合物58的准分子离子峰m/z 823.411 5[M+H]+,预测其分子式为C42H62O16。推测其准分子离子脱去一分子葡糖醛酸后得到m/z 647.381 1的碎片离子,继续脱去一分子葡糖醛酸得到m/z 471.347 9的碎片离子,此碎片离子失去一分子H2O得到m/z 453.337 3的碎片离子。结合文献[12],并经对照品比对后,鉴定该化合物为甘草酸,其裂解途径如图4所示。
图4 化合物58可能的裂解途径
酚类物质是指芳香烃苯环上的氢原子被羟基取代所生成的化合物,具有抗炎症、抗氧化、抗血小板聚集等生物活性[13]。酚类化合物的裂解过程中多丢失H2O和CO2等中性分子。化合物8的准分子离子峰m/z169.013 7[M-H]-,预测其分子式为C7H6O5。推测其准分子离子丢失H2O和CO2,分别得到m/z 150.014 2和m/z 125.023 6的碎片离子。结合文献[14],经对照品比对后,鉴定该化合物为没食子酸,其裂解途径如图5所示。
图5 化合物8可能的裂解途径
在成分鉴定过程中,糖类与氨基酸类物质的检出数量相对较少,这一现象主要与研究采用的分析策略及仪器方法本身的偏向性有关。本研究使用的LC-MS技术对中等极性及小分子化合物具有较好的分离与鉴定能力,该类成分通常也是中药复方中重要的药效物质基础[15]。而糖类、多糖和氨基酸等强极性物质由于离子化效率较低,在现有检测条件下响应值普遍不高,难以实现全面覆盖[16]。糖苷类化合物的鉴定主要依托对照品数据库匹配及质谱裂解规律,初步确定糖基的分子式类型。关于糖基的精确立体构型及更复杂的糖链结构,仍有待通过单糖组成分析、酶解实验或核磁共振等技术手段进行进一步验证和解析[17]。
此外,赭石、龙骨、牡蛎及龟板等药材中的成分检出较少,其原因在于它们主要以无机元素和矿物质形式存在。这些无机离子在液相色谱中保留行为较弱,在质谱中响应低、易受干扰,超出了常规UPLC-MS方法的检测范围[18-19]。因此,本研究将分析重点置于更具药理潜力的有机小分子化合物上。已鉴定出的黄酮类成分如甘草苷、山柰酚等,苯丙素类成分如绿原酸,已被文献广泛报道具有抗炎、抗氧化、血管保护及神经调节等多重药理活性,可能是镇肝熄风汤发挥疗效的重要物质基础[20-22]。基于以上问题,计划在后续研究中优化样品前处理方法,并尝试采用亲水相互作用色谱等多种色谱模式以扩展极性成分的检测范围。进一步引入定量分析手段,对鉴定出的成分进行绝对定量分析,以准确评估各成分在复方中的贡献程度。同时结合网络药理学与活性验证,深入挖掘镇肝熄风汤的关键药效成分群及其作用机制,从而更全面、科学地阐释该经典名方的现代化质控与临床应用价值。
综上所述,本研究成功应用UPLC-Q-Exactive-Orbitrap-MS技术,建立了一套针对镇肝熄风汤化学成分进行快速、高效、精准鉴定的综合分析策略,该方法快速、准确、可靠,鉴定结果在一定程度上弥补了现阶段镇肝熄风汤化学成分研究的不足,为后期药效物质基础、作用机制及产品开发提供参考依据。
利益冲突声明:本文所有作者均声明不存在利益冲突。
[1] 祁尚文,金华,凌必时,等.镇肝熄风汤对自发性高血压大鼠胆汁酸-TGR5/Rho/ROCK/AgRP信号通路的影响[J].中国临床药理学杂志,2024,40(22):3290-3295.
[2] 栗丽娜,陈园园,赵永强,等.镇肝熄风汤加减联合针刺四花穴对缺血性脑卒中阴虚风动型神经功能缺损及预后的影响分析[J].中华中医药学刊,2023,41(6):147-150.
[3] WANG X,YOU H,ZHOU Y,et al.Principal component analysis followed by mahalanobis distance classification for authentication of vaccinium berry ingredients and supplements via LC-MS/MS-based anthocyanin fingerprinting [J].Anal Chem,2025,97(25):12971-12980.
[4] 巩亦萍,顾志荣,郭引兄,等.中药药效物质基础研究方法与思路的进展与展望[J].中成药,2025,47(4):1211-1216.
[5] LI N,LU W,REN H,et al.Chemistry,bioactivities,structureactivity relationship,biosynthesis and metabolism of prenylated flavonoids in moraceae plants[J].Food Funct,2024,15(19):9598-9631.
[6] 黄斌,胡燕珍,张媛媛,等.单糖及双糖黄酮碳苷质谱裂解规律研究进展[J].中华中医药杂志,2025,40(2):803-806.
[7] 尹然,于新颖,魏姗姗,等.基于UHPLC-Q-Exactive Orbitrap MS技术分析桂枝甘草汤的化学成分及入血成分[J].中华中医药学刊,2025,43(2):198-207.
[8] 李凯薇,庄以彬,唐俊,等.植物苯丙素类天然产物生物合成研究进展[J].中国科学:生命科学,2025,55(4):647-660.
[9] 许佩勤,陈茹,利通,等.高效液相色谱-串联质谱法测定饮料中7种绿原酸类物质[J].食品科技,2024,49(2):287-293.
[10] 杨丹丹,黄浩洲,陈心铭,等.艾叶提取过程中挥发油与绿原酸类化合物的质量变化:基于化学成分、理化性质和生物活性的过程分析[J].中国中药杂志,2025,50(11):3001-3012.
[11] 李传旺,张贺,饶攀,等.植物五环三萜类化合物生物合成途径研究进展[J].中草药,2021,52(11):3436-3452.
[12] 何潇,伍慧敏,熊乐乐,等.基于UPLC-Q-TOF-MS技术的赤芍单萜类成分研究[J].中国中药杂志,2023,48(4):1005-1013.
[13] 续艳丽,李晨曦,杨飞霞,等.基于UHPLC-Q-Exactive OrbitrapMS技术分析经典名方芍药甘草汤的化学成分[J].南京中医药大学学报,2021,37(6):938-948.
[14] CHEN S,JIANG C,YI X,et al.Validated target-based network pharmacology reveals that salvianolic acid C attenuates doxorubicin-induced cardiotoxicity by regulating apoptosis and oxidative stress[J].Biochem Bioph Res Co,2025,775:152196.
[15] DAVID P A,NORAZHAR A I,CHE ZAIN M S.Integrating LC-MS/MS and molecular networking for advance analysis andcomprehensive flavonoids annotation[J].J Sep Sci,2025,48(7):e70230.
[16] 匡慧颖,李子樱,朱波,等.柱前衍生/ 高效液相色谱-串联质谱法测定氨基酸工业品中26种游离手性氨基酸含量[J].分析测试学报,2024,43(5):703-713.
[17] 黄斌,胡燕珍,张媛媛,等.单糖及双糖黄酮碳苷质谱裂解规律研究进展[J].中华中医药杂志,2025,40(2):803-806.
[18] 史静超,高晓霞,张爱荣,等.基于质谱和多元统计分析探讨升炼前后龟龄集化学组成的差异[J].中国中药杂志,2020,45(12):2872-2880.
[19] AHAMAD S R,AL-GHADEER A R,ALI R,et al.Analysis of inorganic and organic constituents of myrrh resin by GCMS and ICP-MS:An emphasis on medicinal assets [J].Saudi Pharm J,2017,25(5):788-794.
[20] 刘晓丽,马怡涵,杨影,等.中药黄酮类化合物抗肝炎药理作用研究进展[J].山东中医药大学学报,2024,48(6):761-768.
[21] HE X,YANG F,HUANG X.Proceedings of chemistry,pharmacology,pharmacokinetics and synthesis of bioflavonoids [J].Molecules,2021,26(19):6088.
[22] LIU G,ZHANG E,XIANG X,et al.Research progress on the structure and activity of phenylpropanoid glycosides[J].Eur J Med Chem,2025,297:117921.
Chemical composition analysis of Zhengan Xifeng Decoction by UPLCQ-Exactive-Orbitrap-MS
X