质谱联用技术在中药分析中的应用
仪器网 · 2012-07-19 00:41 · 51693 次点击
摘要液相色谱一质谱(LC—MS)联用技术体现了色谱和质谱优势的互补,将色谱的高分离性能和质谱的鉴别力强的特点相结合,组成了较完美的现代分析技术。本文介绍近年来液一质联用技术在药物分析研究领域的应用,随着液相色谱一质谱质联用技术的不断完善、发展,必将在药物分析中占据越来越重要的地位。
关键词液相色谱一质谱质联用技术,中药药物分析
液相色谱一质谱(LC—MS)联用技术是20世纪合物和大分子化合物(包括蛋白质、多肽、多糖和多聚代发展起来的以HPLC为分离手段、MS为检测器物等),分析范围广而且不需要衍生化步骤【1】;MS作合分析技术,集LC的高分离能力与MS的高灵敏为理想的色谱检测器,不仅具特异性而且具有极高的一体。Lc可以直接分析不挥发性化合物、极性化检测灵敏度。针对研究对象,LC—MS不仅具有足够的灵敏度选择性,同时还能够给出一定的结构信息,分析快速而且方便,具有其他分析方法所不能比拟的优点。随着各种离子化技术的不断出现,液一质(LC—MS)联用技术在药物分析、生物、医学等领域的地位越来越重要,分析范围更广,并且在许多领域正在取代经典的GC—MS【2】。现就LC—MS联用技术在中药分析领域的应用情况简述如下。
1.用于中药制剂中非法掺入化学药物成分的检测
用于中药降糖制剂掺人化学降糖药的检测
近年来,伴随着人们饮食习惯的改变,糖尿病的发病率呈逐年上升的趋势。降糖药物的临床需求一直很大,特别是中药降糖制剂其具有治疗和调理的双重功效,在临床上受到重视并得到广泛应用。但一些不法分子擅自在中药降糖制剂中掺人化学降糖药物,对患者的健康及生命安全造成了重大危害。因此提高检测中药制剂中掺人化学药物的能力,建立灵敏可靠的实验方法是十分必要的。
目前中药制剂中非法掺人化学药物成分有愈演愈烈之势,同时掺人多种低浓度化合物是新趋势之一【3】,因此建立“一法多检”的检验方法具有重要意义。已有报道用LC—MS技术同时检测中药保健品中的7种化学降糖药物成分【4】;可鉴别降糖成分有苯乙双胍、格列本脲、格列齐特【56】等。格列本脲可以造成糖尿病人低血糖症和致肝脏损害,孙玉明等【7】列用LC—MS联用法对中药降糖制剂中非法掺人格列苯脲进行了鉴定,根据所检测到的化合物的色谱保留时间及质谱信息与对照品比较,结果表明6种被试中药降糖制剂中均检测到非法掺人格列苯脲。
罗格列酮属于噻唑烷二酮类药物,是一种新型的口服降血糖药物。程显隆等【8】建立HPLC—DAD—MS联用技术可准确检测出中药降糖制剂或胶囊壳中是否添加了罗格列酮。
用于检测抗风湿类中药制剂中掺入的萘普生和吲哚美辛等西药成分
萘普生、吲哚美辛是临床上常用于治疗风湿性关节炎的解热镇痛药。近年来市场上发现抗风湿类中药中非法掺入这两种化学药的情况,若患者在不知情的情况下,长期服用这类抗风湿类所谓“中药”制剂,可能引起不良反应,严重的危及患者生命【9】。采用LC—MS技术,结合相对分子量一级二级质谱碎片,可准确快速地判断中药制剂中是否掺入萘普生、吲哚美辛这类西药成分。
用于检测减肥类药品及保健品中掺入西药酚酞
减肥类药品及保健品中通常含有多味中药。近来发现市场上存在减肥类药品及保健品中掺入西药酚酞的情况,若患者在不知情的情况下长期大量服用这类减肥类药品及保健品,极易引起腹泻、虚脱,以致有生命危险。邱颖妲等【10】纠采用液相色谱一串联四级杆质谱联用法,可准确、可靠、快速地检定出减肥类药品及保健品中掺入酚酞,对于控制减肥类药品及保健品的质量,保证临床用药安全具有现实意义。
用于鉴定哮喘类中药制剂中是否添加茶碱类化学药品
如止咳平喘类中药中添加糖皮质激素类、镇咳类化学药品。凌霄等【11】建立了LC—MS/MS联用技术可准确地对中药制剂中添加茶碱、地西泮、氯硝西泮、醋酸泼尼松、泼尼松等化学药品进行鉴定。
尽管LC—MS联用技术是目前各国普遍采用的确证此类掺假行为的终极方法,但质谱仪价格昂贵,操作要求高,限制了基层药检部门的应用,因此有必要建立快速、简便、高效的分析方法,以适合于基层药检部门发现、打击此类不法行为。
2多组分药物浓度的同时测定
中药组分十分复杂,液相色谱一质谱联用技术,能够同时检测来源于同一母离子或子离子的结构相似、色谱行为相近的共洗脱物质,使复杂体系的同时分离、分析成为可能。
刘奕明等【12】建立了同时测定参脉注射液中人参皂苷Rgl和Re的人血药浓度的LC/MS/MS法用三级四极杆质谱联用仪,电喷雾离子源(ESI),检测方式为正离子多离子反应监测(MRM),血浆样品经SPE固相小柱萃取后,进样分析,最低检测限分别为o.71,O.84μg·Lˉ1,方法快速、简便、专属性强、灵敏度王亚丽等【13】以LC/DAD(三极列阵检测器)/MS法对当归活性成分进行研究,用甲醇一水梯度洗脱系统,在负离子大气压化学电离(APCI)模式下,对兔血清中数种成分同时定性,结果发现,当归口服液给药后,在兔血清中可测得阿魏酸、藁本内酯、发卡二醇等多种成分。Lix等【14】建立了同时测定人血浆中丹参6种水溶性成分的LC/MS/MS法,用电喷雾负离子质谱检测器,用MRM方式监测,结果6种成分能够相互分离,且在8—2048ng·mLˉ1内,线性关系良好,该法可用于丹参注射液在人体药代动力学研究。Lix等【15】建立了用LC/MS/MS法同时测定Beagle犬血浆中丹酚酸B、迷迭香酸和紫草酸的方法,保留时间为3min,可同时测定3种成分,丹酚酸B、迷迭香酸、和紫草酸的线性范围分别为8—2048,4~1024,4—1024ng·mLˉ1。
3在中药结构鉴定中的应用
采用LC—MS联用技术在对未知成分的研究中,质谱检测器可以给出大量的结构信息,结合同类已知结构化合物的裂解规律或结合其他检测方法,即可对未知成分结构进行直接分析。
Ye等【16】用HPLC—ESI—MS定性分析方法,从麦冬药材的提取物中鉴定了18个高异黄酮类成分,其中7个为微量的新成分。
4在中药定量分析中的应用
LC—MS与多级反应技术相结合,可进行天然药物提取物中成分的定量分析,具有高灵敏度,高选择性,适用于对热不稳定化物的分析。
甘草酸和甘草次酸作为中药甘草的主要成分,具有抗肿瘤、抗病毒及抗过敏等广泛药理作用。荆晶等【17】采用LC—MS联用技术建立了测定血浆中甘草次酸浓度的方法,最低定量限为5ng/ml,作为甘草次酸血药浓度监测的有效方法。
茶多酚是从绿茶中提取的多酚类物质,具有抗氧化、抗肿瘤、降血压、降血脂、降血糖等广泛而确切的作用。赵恂等【18】采用LC—MS—MS联用技术对茶多酚中的各特征成分进行了鉴定,建立了茶多酚指纹图谱标准和指纹图谱中特征成分的含量测定方法,可用于茶多酚的质量控制和有效评价。
5中药体内代谢产物的鉴定及结构分析
代谢产物鉴定是中药药代动力学研究的难点之一,中药有复杂的化学体系,且其在体内发生代谢变化或发生复杂的相互作用,使中药代谢研究更加困难。质谱仪是代谢物鉴定的主要工具,尤其是诱导碰撞断裂技术(CID)及串联质谱或多级质谱技术,克服了大气压电离生成碎片离子少,不利于测定样品分子结构的缺点。在中药代谢物结构鉴定时,用LC—MS技术可对有关成分进行在线分析检测,MS质谱可给出丰富的化合物结构信息,且由于其选择性强,碎片离子重现性好等,对推测未知代谢物结构有重要意义。
血浆或血清样品
王宁生【19】以LC/MS联用技术及标准品对照法,分离检测健康志愿者口服复方丹参滴丸后,血清中水溶性成分及代谢产物,从一级质谱的分子离子峰推测,丹参素及原儿茶醛在体内分别与硫酸及葡萄糖醛酸结合,产生丹参素硫酸结合物及原儿茶醛的葡糖醛酸结合物。王春英等【20】用HPLC法对何首乌有效成分(二苯乙烯苷)的药代动力学研究时发现,代谢物峰,用液相色谱一离子肼质谱联用仪,用APCI(+)电离方式对代谢物的化学结构进行初步鉴定,由代谢物的一级、二级质谱图,推测其可能为二苯乙烯苷糖基化或甲基化产物。HsiuSL等【21】研究芍药苷在小鼠体内药代动力学,用LC/MS方法检测体内药物浓度,未检测到芍药苷原形药物;但在血浆及各种排泄物中,均可检测其代谢物,经液相色谱一质谱分析,结合核磁共振(NMR),确定其为芍药苷的脱糖基代谢物(paeoniflorgenin,PG),提示芍药苷给药后,在肠道经细菌转化为PG后,被吸收进入血液循环中发挥作用。BabaS等先后对小鼠【22】及人【23】。血浆中迷迭香酸的药代动力学进行了研究,用液相色谱一质谱联用技术对迷迭香酸及其相关代谢产物进行分析,结果显示,迷迭香酸在体内大部分被吸收,少部分被代谢为甲基化迷迭香酸、阿魏酸、咖啡酸,大部分谢物以葡糖醛酸或硫酸结合物形式存在。王素军等【24】刊用LC/MS法研究血浆中氧化苦参碱及其代谢物苦参碱在体内的药代动力学,用电喷雾离子化方式,选择性离子监测,氧化苦参碱及苦参碱SIM离子分别为+,m/z:265.1和+,m/z:249.2,结果表明,有大量的氧化苦参碱在肠道经细菌转化为苦参碱。余俊先等【25】引在研究异钩藤碱在猫体内的代谢时,用氢氧化钠一乙醚(1:5)提取血浆异钩藤碱及其代谢物,HPLC法分离收集色谱峰流分,以LC/MS/MS法测定代谢物的分子离子峰m/z,并对其进行诱导解离(CID),测定其裂解物的分子离子峰m/z,据此推测其化学结构可能为异钩藤碱的加氢还原物。
尿样
ChenSJ等【26】用LC/DAD/MS/MS联用技术,对山豆根碱在小鼠体内的代谢进行了研究,用ESI/MSn技术检测山豆根碱的代谢物,并鉴定其主要代谢物为Ⅳ一去甲基山豆根碱。阿基业等分别用液相色谱一质谱联用技术对关附甲素在大鼠【27】及人【28】。尿中的代谢进行了研究,在正离子电喷雾离子化(ESI)模式下,全离子扫描后,选择源内碰撞诱导解离(CID),得到相应化合物的碎片离子并与对照化合物比较,结果证明,关附甲素在大鼠及人体内脱去一个乙酰基,代谢产生关附壬素。乌头碱为剧毒生物碱,孙莹等【29】以固相萃取柱富集,用液相色谱一电喷雾多级质谱法,分离鉴定兔尿液中乌头碱代谢物,发现乌头碱原形药物及4种代谢物,分别测得各代谢物的准分子离子峰及其碎片离子,推测其可能为16一O一去甲基乌头碱、乌头次碱、16—0一去甲基乌头次碱、乌头原碱,提示乌头碱在体内代谢迅速,但不完全。
胆汁
阿基业等建立了用液相色谱串联质谱技术研究关附甲素在大鼠胆汁中代谢物的方法,通过与对照化合物的色谱保留时间、分子离子峰、碎片离子峰和紫外图谱对照,鉴定I相代谢物;胆汁经葡萄糖醛酸酶或硫酸酯酶水解,鉴定其水解产物(苷元),确定Ⅱ相结合物,再通过LC/MS分离和确定分子离子峰,最后用MS/MS寻找特征子离子和母离子。结果大鼠胆汁中存在I相代谢物关附壬素,Ⅱ相结合物经葡萄糖醛酸酶和硫酸酯酶酶解后,生成关附甲素。TsaiPI—LO等用液相色谱一质谱联用技术对小檗碱的肝胆排泄进行研究,用ESI接口技术,微透析取样,胆汁样品经乙腈沉淀蛋白后,进样分析,通过全离子扫描和子离子扫描,对碎片离子进行质谱解析,结果证明,小檗碱在体内P450酶作用下,发生代谢转化:I相生成去甲基小檗碱,Ⅱ相生成小檗碱的葡糖醛酸结合物。
结语
用液相色谱一质谱联用技术,建立中药学研究方法,对加强中药的物质基础研究,认识中药的活性成分与作用机制,促进中药的现代化研究有重要意义;但目前该技术在中药学分析研究中,尚处于起步阶段。
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