CN105136925A - 一种中药所含系列成分检测鉴定的分析系统 - Google Patents

一种中药所含系列成分检测鉴定的分析系统 Download PDF

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CN105136925A CN201510529345.0A CN201510529345A CN105136925A CN 105136925 A CN105136925 A CN 105136925A CN 201510529345 A CN201510529345 A CN 201510529345A CN 105136925 A CN105136925 A CN 105136925A
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李征
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李慧玲
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Abstract

本发明公开了一种中药所含系列成分检测鉴定的分析系统,该分析系统包含检测子系统HPLC-DAD-ESI-MS/MSn和分析子系统,检测子系统由高效液相仪、二极管整列检测器、电喷雾电离源和质谱仪组成,经过所述检测子系统对中药供试样品进行检测获得供试样品系列成分的结构信息;分析子系统由Xcalibur软件、Mass?Frontier软件和数据库系统组成,通过软件Xcalibur和Mass?Frontier分析检测子系统所获取的化合物结构信息,并结合查询比对数据库系统,从而鉴定出中药中所含的系列成分。本发明基于中药组成成分的复杂性,建立了一种根据已有信息重点分析具有药物活性的系列化合物的分析系统,通过液质联用检测系统得到基础数据,针对液质联用分析数据的庞大,建立一种通过分析软件与数据库系统相结合的数据分析系统,从而解决了目前中药成分分析领域中存在的很难根据所获得的结构信息准确推测出各化合物的具体分子结构的难题。

Description

一种中药所含系列成分检测鉴定的分析系统
技术领域
本发明涉及中药所含系列成分的检测鉴定与分析领域,具体涉及一种中药所含系列成分检测鉴定的分析系统。
背景技术
中药正在被世界各国逐步接受,国际天然药物市场的逐步扩大,为我国传统中药走向世界开辟了更广阔的空间。随着我国中医药事业的发展和取得的显著成绩,传统医学重新受到世界各国的重视。但是,到目前为止绝大部分中药的具体化学成分仍未得到阐明,未知的物质组成严重阻碍了人们对中药的科学认识,中药的临床应用难以得到大面积推广,尤其是难以进入国际市场。为了能更好地控制中药质量、明确作用机制、实现中药现代化,中药的物质基础必须研究清楚。虽然随着分析技术的发展,对物质分析鉴定的能力极大提高,但中药所含成分相当复杂,不仅种类极多、含量不均,而且各成分之间理化性质迥异,所以中药各化学成分的研究仍极具挑战性。
近年来,液相-质谱联用技术(LiquidChromatography-Massspectrometry,LC-MS)在中药成分分析中被广泛应用。液相-质谱联用技术是20世纪发展起来的一门综合分析技术,该技术在天然药物化学成分分离和鉴定、药物动力学和药物代谢产物研究、蛋白质分离和鉴定、残留物分析、临床诊断研究等方面都具有广泛的应用。配合合适的色谱分离柱和梯度流动相,高效液相色谱可以快速高效地对液体样品中的物质依据物化性质的不同进行分离。二极管整列紫外检测器(DAD)不仅可以单波长检测所测液体的紫外吸收,还可以进行全波长扫描,获得某物质的特征紫外吸收谱。质谱(MS)是唯一可以确定分子量的检测手段,同时质谱在确定化合物分子量、确定各种化学成分的元素组成以及由裂解碎片检测化学成分中的不同官能团、辨认化合物类型、推导碳骨架等方面发挥着重要作用。多级质谱技术(MSn)选择特定的母离子进行进一步裂解,以获得更多关于化合物结构的信息。综合以上所得信息即可对所测化合物的结构进行解析和表征,推导出最有可能的分子结构。
液相-质谱联用技术用于中药物质分析能获得大量的数据,但目前仍存在很难根据所获得的结构信息准确推测出各化合物的具体分子结构的难题。在中药现代化研究领域,人们急需一种系统集成、简易便捷、可用度高的分析工具,通过该检测鉴定分析工具,即可快速地分析出一种中药材、中药饮片、复方中药或者中药制剂中所含系列成分。
发明内容
为解决上述中药成分分析所存在的问题,本发明提供一种中药所含系列成分检测鉴定的分析系统,该分析系统由检测子系统和分析子系统两部分组成:
A、检测子系统,所述检测子系统在本发明中简写为HPLC-DAD-ESI-MS/MSn,该子系统由高效液相仪(HPLC)、二极管整列检测器(DAD)、电喷雾电离源(ESI)和质谱仪(MS)组成,经过所述检测子系统对中药供试样品进行检测获得供试样品系列成分的结构信息,所述结构信息包括3D紫外吸收图、总离子流色谱图以及多级碎片信息。
本发明中,所述检测子系统中的质谱仪可优选美国赛默飞世尔科技(ThermoScientificFisher)公司的双压线性离子阱轨道阱组合型质谱仪(LTQOrbitrapVelosProETDMS)。
B、分析子系统,所述分析子系统由Xcalibur软件、MassFrontier软件和数据库系统组成,通过所述分析子系统分析检测系统所获取的化合物结构信息,解析出化合物的具体结构;
所述Xcalibur软件分析质谱和紫外吸收数据,根据诊断离子、此化合物的裂解规律和紫外吸收特征图谱判断出该化合物可能属于哪一个系列成分,以便于下一步对此化合物可能结构的筛选;
所述MassFrontier软件将数据库的参考谱图或者由标准品所得的参考质谱图与分析系统所得质谱图比对,如若匹配良好,则可认为此待选化合物即为所查询得到的化合物;
所述数据库系统是依托MassFrontier软件建立的中药系列成分数据库,包括系列成分的名称、分子结构、分子量、标准质谱图或者是根据分子裂解原理推测的理论质谱图以及多级质谱图,所述数据库系统包括网络数据库,还包含系统使用过程中不断补充的具体实验数据。
所述网络数据库包括全球范围内公开的各种化学物质数据库及中医药数据库,例如日本化学物质辞典、台湾中医药数据库、PubChem、PubMed、ChemSpider、谷歌书籍、中国中医药数据库等等,本发明中优选日本化学物质辞典、台湾中医药数据库、PubChem、ChemSpider和谷歌书籍。
本发明所述的中药包括中药材、中药饮片、复方中药或者中药制剂。
本发明的中药所含系列成分检测鉴定的分析系统的工作流程为:(1)将待检测的中药提取样品通过检测子系统HPLC-DAD-ESI-MS/MSn进行检测,获得待测样品系列成分的结构信息,包括3D紫外吸收图、总离子流色谱图以及多级碎片信息;(2)应用HPLC-DAD-ESI-MS/MSn,基于标准品或系列成分的标准提取物获得系列成分的诊断离子以及碎裂规律,并获得标准品的紫外吸收特征图谱,根据诊断离子、裂解规律和紫外吸收特征图谱判断出该化合物可能属于哪一个系列成分,便于下一步对此化合物可能结构进行筛选;(3)将获得的信息输入分析子系统,通过查询分析子系统中的数据库系统获得相关系列化合物的信息;(4)通过分析子系统中的软件Xcalibur查看获得的总离子流图和各级碎裂离子图,获得母离子和碎裂离子的m/z,高分辨质谱可将m/z精确到小数点后第5位,根据分子离子峰的m/z得出化合物的可能分子式,m/z与分子式的理论分子量差值在±5ppm内即可将此分子式纳入待选;(5)通过分析子系统中的软件MassFrontier的比对功能,将步骤(1)~(4)得到的待测化合物的所有结构信息,包括分子离子峰的m/z、特征碎片离子、紫外特征吸收谱与数据库信息包括分子量、特征碎片离子、紫外吸收图谱进行比对,如若匹配良好,则判断待测化合物即为查询得到的化合物;(6)如果数据库系统中没有获得匹配良好的待测化合物的质谱信息,则利用MassFrontier软件对此分子结构进行基于现有裂解规律的离子裂解,获得可能的裂解碎片,对比理论裂解数据与所做实验得到的质谱图,如若匹配良好则可暂时确认此化合物的结构。
中药体系所含成分及其复杂,单个化合物分析费时费力,很难通过简单的手段快速准确地检测出各种化学成分,因此,基于系列化合物结构和物化性质的相似性,本发明先从系列化合物入手,批次分析复杂化合物的组成。系列分析具有一定的选择性,可以根据已有信息重点分析具有药物活性的系列化合物。
基于中药组成成分的复杂性,本发明建立了一种根据已有信息重点分析具有药物活性的系列化合物的分析系统,通过液质联用检测系统得到基础数据,针对液质联用所获得的庞大数据,建立一种通过检测分析与数据库系统相结合的数据分析系统,从而实现了对中药系列成分的快速检测及分析鉴定。
本发明提供的中药成分分析系统通过检测分析与数据库系统相结合的模式成功解决了中药成分鉴定中难以根据所获得的分子结构信息准确推测出各待测化合物的具体分子结构的难题,并将中药成分分析复杂问题简单化,即建立系列成分分析方法,运用检测系统综合根据已有信息重点分析具有药物活性的系列化合物。相对于现有中药成分分析工具,本发明具有以下优点:
1、本发明通过集成了各类检测仪器、分析软件以及化合物数据库和中医药数据库系统,成功解决了中药成分鉴定领域中难以根据所获得的分子结构信息准确推测出各待测化合物的具体分子结构的难题。
2、中药有效成分多以系列成分存在,不同中药具有不同含量的系列成分,本发明的对中药所含系列成分进行快速检测鉴定,具有较强的针对性。
3、本发明的分析工具不完全依赖标准品,在获得诊断离子及碎裂规律的基础上,可以预先判断检测峰所代表化合物的系列分类,再结合分子离子峰的m/z即可筛选出可能分子式,结合多级碎片离子和紫外特征吸收谱信息推测化合物的分子结构。
4、本方法基于软件分析,简单易行,非专业人士亦可快速完成分析工作。随着中药物质基础研究的快速发展,大多数中药的重要系列化合物类别及其母核结构已基本明确,可精确筛选和鉴定中药所含系列成分,本发明不仅可用于已知母核结构的化合物分析,也可用于未知母核化合物的分析。
附图说明:
图1:实施例1本发明的中药所含系列成分检测鉴定的分析系统的工作流程图;
图2:实施例2白花蛇舌草提取成分在正离子模式下的总离子流图;
图3:实施例2步骤3所获得的环烯醚萜苷各系列成分的碎裂规律和诊断离子的结构图;
图4:实施例2步骤3所获得的黄酮类各系列成分的碎裂规律和诊断离子的结构图。
具体实施方式
实施例1:本发明的用于中药系列成分检测鉴定的分析系统
一种用于中药所含系列成分检测鉴定的分析系统,该分析系统由检测子系统和分析子系统两部分组成:
(1)检测子系统HPLC-DAD-ESI-MS/MSn:检测子系统由高效液相仪(HPLC)、二极管整列检测器(DAD)、电喷雾电离源(ESI)和美国赛默飞世尔科技公司(ThermoScientificFisher公司)的双压线性离子阱轨道阱组合型质谱仪(LTQOrbitrapVelosProETDMS)组成。
(2)分析子系统:分析子系统由ThermoScientificFisher公司的Xcalibur软件和MassFrontier软件,以及数据库系统组成。其中Xcalibur软件分析质谱和紫外吸收数据,根据系列化合物的诊断离子、此化合物的裂解规律和紫外吸收特征图判断出该化合物可能属于哪一个系列成分,以便于下一步对此化合物可能结构的筛选;MassFrontier软件将数据库所查得的或者由标准品所得的参考质谱图与分析子系统分析所得的质谱图比对,如若匹配良好,则可初步认为此待测化合物即为筛选得到的化合物。
数据库系统是依托MassFrontier软件建立的中药系列成分数据库,包括全球范围内公开的各种化学物质数据库及中医药数据库,本实施例选用日本化学物质辞典、台湾中医药数据库、PubChem、ChemSpider和谷歌书籍;除此之外,数据库系统还包括分析系统本身在使用过程中不断补充和添加的具体实验数据。数据内容包括各系列成分的名称、分子结构、分子量、标准质谱图或者是根据分子裂解原理推测的理论质谱图以及多级质谱图。
本发明的中药所含系列成分检测鉴定的分析系统的工作流程如图1所示,具体包括以下步骤:
(1)制备中药所含系列成分的供试样品溶液
供试样品溶液制备时既要尽可能多地提取主要成分,又要尽量除去辅料等的干扰。
基于系列成分的物化性质选择适宜的提取方法,提取方法通常包括加热回流、冷浸、过滤、液液萃取、固相萃取、真空浓缩干燥、冷冻干燥等等。加热回流或者冷浸的溶液通常为不同浓度的乙醇水溶液,加热或者冷浸的选择要根据所提取系列化合的稳定性确定。液液萃取溶剂包括苯、正己烷、乙醚、乙酸乙酯、氯仿、水饱和正丁醇单一或按一定比例混合使用。固相萃取所使用的固相吸附剂和洗脱溶剂则根据具体情况选择合适的种类和配比,已达到较好的分离效果。加热干燥或者冷冻干燥也要视系列成分的热稳定性而定,加热易分解的化合物选择冷冻浓缩或者冷冻干燥。
(2)采用检测子系统HPLC-DAD-ESI-MS/MSn对供试品溶液进行正或负离子全扫描得到3D紫外扫描图、总离子流图和多级碎片信息。
本发明中,质谱仪并不局限于美国赛默飞世尔科技公司ThermoScientificFisher公司的双压线性离子阱轨道阱组合型质谱仪(LTQOrbitrapVelosProETDMS),亦可以通过其他公司生产的高效液相质谱仪组合应用来完成。本发明中,诊断离子和碎裂规律的获得来自ThermoFisherScientific公司最新推出的双压线性离子阱轨道阱组合型质谱仪。该质谱仪不仅可以做多级质谱、多种碎片产生方式,而且分辨率极高,误差可以控制在3ppm(外标),运行平稳,特别适合于获得系列成分的碎裂规律和诊断离子。
根据中药供试样品所含系列成分的特性选择合适的色谱和质谱的分离分析条件,并根据实际情况优化分析条件,包括色谱柱的长度、内径、填料,柱温,流动相组成,流速,洗脱梯度,电喷雾电离的雾化温度、气体流速、电离电压,离子扫描宽度,裂解级数等,运用HPLC-DAD-ESI-MS/MSn得到各吸收峰的3D紫外特征吸收图谱、总离子流图和一系列多级碎片信息。
本步骤中,碰撞诱导裂解的过程可采用自动模式,系统会自动地根据所设定的参数选择一定丰度的离子作为母离子进行多级碎裂分析。四级碎裂的碎片离子信息就足以完成绝大部分化合物的结构解析,如有需要可进行更多级碎裂或者适当减少碎裂级数。
其中色谱条件优选为:色谱柱:柱长100-300mm,内径2-16mm,填料粒度2-7μm;柱温:10-70℃;进样量:1-30μL;流速:0.01-1.50mL/min;流动相组成:由水相和有机相组成,水相为含酸、碱或盐的水,此处的酸、碱或者盐都为高温可挥发性化合物,有机相为含酸或碱的甲醇或乙腈;进行梯度或等度洗脱。
(3)应用HPLC-DAD-ESI-MS/MSn,基于标准品或系列成分的标准提取物获得系列成分的诊断离子以及碎裂规律,并获得标准品的紫外吸收特征图谱,将获得的信息输入分析子系统中的数据库系统。
基于母核结构的相似性或者结合基团的相似性将中药复杂体系中的化合物分为若干系列。每个系列的化合物具有相同或者相似的母核结构、结合基团,在质谱仪碰撞裂解过程中会共用类似的裂解规律,产生相似的碎片离子。通过对标准品的裂解分析,确定系列成分的裂解规律,获得诊断离子。由于中药中某些成分的标准品难以获得,因此也可以通过查阅数据库系统获得相关系列化合物的信息。
将标准品配制成等同于供试品溶液的标准品溶液,在与供试品相同分析条件下分析标准品溶液,获得母离子及系列碎片离子的精确质荷比,综合每一系列化合物的碎片信息,将普遍存在的、丰度较大的碎片离子选为该系列成分的诊断离子,并结合数据库系统的分析数据总结出系列成分的碎裂规律。
(4)利用Xcalibur软件分析步骤3中获得的质谱数据,得到各化合物的待选分子式。
利用软件Xcalibur查看获得的总离子流图和各级碎裂离子图,获得母离子和碎裂离子的m/z。高分辨质谱可将m/z精确到小数点后第5位,根据分子离子峰的m/z得出化合物的可能分子式,m/z与分子式的理论分子量差值在±5ppm内即可将此分子式纳入待选。
(5)将步骤4获取的待选分子式和特征碎片离子对比标准物的母离子及裂解规律,结合特征紫外吸收图谱,判断出待测化合物的可能结构,通过查阅数据库系统信息获得待测化合物可能的分子结构。
基于数据库系统,比对所测化合物与标准物在母离子、诊断离子等方面的信息,推测化合物的可能类型,根据步骤4中获得的待选分子式查询数据库系统,通过数据库系统查询其可能分子结构、紫外特征吸收谱、质谱等数据。
(6)利用MassFrontier软件检验查询得到的化合物是否为所测化合物
基于MassFrontier软件的比对功能,将查询得到的或者由标准品所得的关于待检验化合物的所有结构信息,包括分子离子峰的m/z、特征碎片离子、紫外特征吸收谱与待测样品(待测化合物)分析所得结构信息包括分子量、特征碎片离子、紫外吸收图谱进行比对,如若匹配良好,则可初步判断待测化合物即为查询得到的化合物。
如果数据库系统中没有获得待测化合物的质谱信息,则利用MassFrontier软件对此分子结构进行基于现有裂解规律的离子裂解,获得可能的裂解碎片,对比理论裂解数据与所做实验得到的质谱图,如若匹配良好则可暂时确认此化合物的结构。
如果通过查询数据库可获得待筛选化合物的紫外吸收谱,且与待测化合物的紫外特征吸收数据匹配良好,则可进一步确定化合物的具体结构。
如果待测样品所得数据无法寻找到匹配良好的化合物,则可通过制备适量纯样品做NMR等其他检测,再综合分析。
实施例2:用本发明的分析系统对白花蛇舌草中系列成分的快速筛选与鉴定
应用本发明的分析系统对白花蛇舌草中系列成分的快速筛选与鉴定,步骤如下:
1、制备含有白花蛇舌草中系列成分的供试品溶液
加入8倍的80%乙醇于白花蛇舌草粗粉中,水浴回流提取3次,时间分别为1h,0.5h,0.5h。
过滤,合并滤液,蒸发旋转仪浓缩滤液,直至成浓稠浸膏且无醇味。
将上述所得流浸膏,用适量蒸馏水稀释为1mL/1克药材,依次用等体积的石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取,每种萃取剂萃取三次,得正丁醇部位的提取物,减压蒸馏回收溶剂得固体样品。
将所得固体样品水溶液(2g药材/mL)加入大孔吸附树脂分离柱中。先用水洗至流出液色淡,再分别用30%、50%、90%的乙醇洗脱至洗脱液色变淡,得50%、90%的乙醇洗脱液,旋转蒸干得固体样品。
固体样品溶于甲醇,用甲醇稀释到合适的浓度,13000rpm离心20min,取上清液经0.22μm微孔过滤器过滤,即得供试品溶液。
2、采用HPLC-DAD-ESI-MS/MSn对供试样品溶液进行正离子扫描,得到紫外吸收图谱、总离子流图和各级碎片离子图。
仪器及工作站:高效液相色谱-双压线性离子阱轨道阱组合型质谱(ThermoFisherScientific,USA),Xcalibur2.2。
环烯醚萜苷类和黄酮苷类成分分析的色谱参数如下:HypersilGOLD分离柱(2.1×150mm,3μm),柱温30℃。流动相梯度洗脱,流动相A为水(含0.1%V/V甲酸),流动相B为乙腈(含0.1%V/V甲酸),流速保持在0.2mL/min,进样量为5μL。、50%乙醇洗脱所得的样品洗脱梯度:0-5min,流动相B为5%;5-20min,流动相B由5%升到30%;20-35min,流动相B由30%升到50%;35-45min,流动相B由50%升到80%;45-50min,流动相B由80%升到100%。、90%乙醇洗脱所得的样品洗脱梯度:0-5min,流动相B为5%;5-15min,流动相B由5%升到20%;15-50min,流动相B由20%升到50%;50-60min,流动相B由50%升到80%;60-65min,流动相B由80%升到100%;65-70min,流动相B为100%。
环烯醚萜苷类和黄酮苷类成分分析的质谱参数如下:电喷雾电离;正离子扫描模式;辅助气和鞘气都是氮气,流速分别为30psi和5psi;干燥气温度,350℃;碎裂电压,+3.5KV;喷雾压力,45psi;碎裂模式:自动四级碎裂模式,MS1中丰度超过30000的离子自动进行MS2碎裂,MS2中丰度超过15000的离子自动进行MS3碎裂,MS3中丰度超过15000的离子自动进行MS4碎裂;碰撞气,氩气;碎裂方式,CID;碰撞能量,MS2、MS3、和MS4均为35%;碰撞时间,MS2、MS3、和MS4均为30ms;离子积蓄时间,10ms;MS1、MS2、MS3、和MS4全扫和单扫m/z范围为100到1000。
3、基于HPLC-DAD-ESI-MS/MSn检测系统,检测分析标准品,并且通过分析子系统中的数据库系统和已发表的文献查询,获得系列成分的诊断离子以及碎裂规律。
基于母核结构和结合基团的相似性选取去乙酰车叶草酸苷和芦丁作为标准品,注入高效液相-双压线性离子阱轨道阱组合型质谱仪检测系统,获得母离子及碎片离子的精确质量数,综合每一系列化合物的碎片信息,结合已发表文献,将普遍存在的、丰度较大的碎片离子选定为该系列成分的诊断离子,并根据碎裂的情况总结出系列成分的碎裂规律。将各系列成分的诊断离子和碎裂规律导入数据库系统,便于分析系统的调用分析。
基于以上方法,所获得的环烯醚萜苷各系列成分的碎裂规律和诊断离子的结构如附图3所示,所获得的黄酮类各系列成分的碎裂规律和诊断离子的结构如附图4所示。
4、进入分析子系统,步骤2获得的紫外吸收特征图谱和总离子流图,与数据库中的诊断离子比对,确定各化合物所属系列分类,获得各化合物的待选分子式。
黄酮类化合物在240-280nm和300-380nm处有特征紫外吸收,可根据紫外吸收特征图谱判断化合物的分子骨架。再利用软件Xcalibur分析步骤2获得的总离子流图和各级碎裂离子图,获得母离子和碎裂离子的m/z。根据FullMass图中分子离子峰的m/z得出化合物的可能分子式,m/z与分子式的理论精确分子量差值在±5ppm内即可将此分子式纳入待选。
结合各系列化合物的裂解规律,逐一筛选出总离子流图中各系列化合物,同时也将总离子流图中检测到的峰划分到相应的类别中。碎片离子精确质量数的测定值在诊断离子精确质量数的理论值±20ppm的范围内均被筛选出来。正离子模式下所筛选出的各系列化合物如表1所示,总离子流图中所检测到的峰的分类结果如图2所示。
5、基于待选的分子式和特征碎片离子对比标准物的母离子及裂解规律,查阅分析子系统中的数据库系统信息,获得化合物可能的分子结构
基于步骤4,获得化合物的可能所属系列成分,根据待检分子式进入数据库系统进行查询,获得其可能分子结构、紫外特征吸收、质谱等数据,并将所获得的数据导入数据库系统。
以环烯醚萜苷为例,根据其碎裂规律,一级质谱图中的母离子与二级、三级和四级质谱图中的一系列碎片离子的精确质量数之差与糖残基(如己糖C6H10O5,162Da)、水(H2O,18Da)、糖基(CO,28Da)、乙酰基(CH3CO,43Da)或甲基(CH3,15Da)相关。基团判断过程中精确质量数的测定值与理论值之间相差要小于20ppm。
6、利用MassFrontier软件检验查询得到的化合物是否为所测化合物
基于步骤5获得的所测化合物的结构类型,进而获得此化合物的可能分子结构。通过MassFrontier软件的结构分析功能,将所查得的关于待检验化合物的已有结构信息,包括分子离子峰的m/z、特征碎片离子、特征紫外吸收谱(或者由标准品所得的结构信息)与样品分析所得结构信息(包括分子量、特征碎片离子、紫外吸收谱)比对,如若匹配良好,则可初步认为所测化合物即为查询得到的化合物。
如果待选化合物没有在网络数据库获得其质谱信息,则利用MassFrontier软件对此分子结构进行基于现有裂解规律的离子裂解,获得可能的裂解碎片,对比理论裂解数据与所做实验得到的质谱图,如若匹配良好则可暂时确认此化合物的结构。如果可获得待选化合物的紫外吸收图谱,并且与待测化合物的紫外特征吸收数据匹配良好,则可进一步确定该化合物的分子结构。
以峰8作为例子具体说明分析系统快速筛选和鉴定过程。峰8的碎片离子中含有303.05066和229.04956,因此根据步骤4很容易将其归为黄酮类化合物。分子离子峰649.11688与离子611.16113的精确质量数之差为37.95575,对碎片离子中一个钾离子替换为一个氢离子减少的质量。611.16113即为化合物结合一个氢离子后的精确质量数。母核离子303.05066与碎片离子465.10373相差162.05307,即为一个脱水葡萄糖基的分子量,与611.16113相差308.10047,即为一个脱水葡萄糖基和一个鼠李糖基的分子量,这些碎片离子提供了详细的单糖连接顺序的信息,结合母核结构的确定,峰8被初步鉴定为芦丁。进一步通过与标准品的保留时间、分子量、多级碎裂图谱、紫外吸收图谱的比较,峰8被最终确定为芦丁。
通过本发明的分析系统对白花蛇舌草提取成分进行分析,最终分析出10种环烯醚萜苷类化合物和3种黄酮类化合物,如表1所示。这些化合物都可以运用本发明的分析子系统(XMI)快速鉴定。这些结果证明了本发明具有极高的可行性和有效性。但由于质谱分析本身的局限性,在缺乏相应对照品的前提下,本发明对于某些差异很小的同分异构体不能达到很好地鉴别,如峰6和7可能是6-O-Z-p-香豆鸡屎藤苷甲酯或者是6-O-E-p-香豆鸡屎藤苷甲酯。
表1.白花蛇舌草中环烯醚萜苷和黄酮苷类成分的鉴定表

Claims (4)

1.一种用于中药所含系列成分检测鉴定的分析系统,该分析系统由检测子系统和分析子系统两部分组成:
A、检测子系统HPLC-DAD-ESI-MS/MSn,所述检测子系统由高效液相仪、二极管整列检测器、电喷雾电离源和质谱仪组成,经过所述检测子系统对中药供试样品进行检测获得供试样品系列成分的结构信息,所述结构信息包括3D紫外吸收图、总离子流色谱图以及多级碎片信息;
B、分析子系统,所述分析子系统由Xcalibur软件、MassFrontier软件和数据库系统组成,通过所述分析子系统分析检测系统所获取的化合物结构信息,解析出化合物的具体结构;
所述Xcalibur软件分析质谱和紫外吸收数据,根据诊断离子、此化合物的裂解规律和紫外吸收特征图判断出该化合物可能属于哪一个系列成分,以便于下一步对此化合物可能结构的筛选;
所述MassFrontier软件将所查得或者由标准品所得的参考质谱图与分析系统所得质谱图比对,如若匹配良好,则认为此待选化合物即为所查询得到的化合物;
所述数据库系统是依托MassFrontier软件建立的中药系列成分数据库。
2.根据权利要求1所述的用于中药所含系列成分检测鉴定的分析系统,其特征在于:所述分析子系统中的数据库系统由网络数据库和系统使用过程中不断补充的具体实验数据库组成,包括系列成分的名称、分子结构、分子量、标准质谱图或者是根据分子裂解原理推测的理论质谱图以及多级质谱图;所述网络数据库包括全球范围内公开的各种化学物质数据库及中医药数据库。
3.根据权利要求1所述的用于中药所含系列成分检测鉴定的分析系统,其特征在于:所述分析系统基于母核结构的相似性或者结合基团的相似性将中药复杂体系中的化合物分为若干系列,综合每一系列化合物的碎片信息,将普遍存在的、丰度较大的碎片离子选为该系列成分的诊断离子,并结合数据库系统总结出系列成分的碎裂规律。
4.根据权利要求1~3所述之一的用于中药所含系列成分检测鉴定的分析系统,其特征在于:所述分析系统的工作流程为:(1)将待检测的中药提取样品通过检测子系统HPLC-DAD-ESI-MS/MSn进行检测,获得待测样品系列成分的结构信息,包括3D紫外吸收图、总离子流色谱图以及多级碎片信息;(2)应用HPLC-DAD-ESI-MS/MSn,基于标准品或系列成分的标准提取物获得系列成分的诊断离子以及碎裂规律,并获得标准品的紫外吸收特征图谱,根据诊断离子、裂解规律和紫外吸收特征图谱判断出该化合物可能属于哪一个系列成分,便于下一步对此化合物可能结构进行筛选;(3)将步骤(1)所获得的系列成分的结构信息输入分析子系统,通过查询分析子系统中的数据库系统获得相关系列化合物的信息;(4)通过分析子系统中的软件Xcalibur查看获得的总离子流图和各级碎裂离子图,获得母离子和碎裂离子的m/z,高分辨质谱将m/z精确到小数点后第5位,根据分子离子峰的m/z得出化合物的可能分子式,m/z与分子式的理论分子量差值在±5ppm内即可将此分子式纳入待选;(5)通过分析子系统中的软件MassFrontier的比对功能,将步骤(1)~(4)得到的待测化合物的所有结构信息,包括分子离子峰的m/z、特征碎片离子、紫外特征吸收谱与待测样品分析所得结构信息包括分子量、特征碎片离子、紫外吸收图谱进行比对,如若匹配良好,则判断待测化合物即为查询得到的化合物;(6)如果数据库系统中没有获得匹配良好的待测化合物的质谱信息,则利用MassFrontier软件对此分子结构进行基于现有裂解规律的离子裂解,获得可能的裂解碎片,对比理论裂解数据与所做实验得到的质谱图,如若匹配良好则可暂时确认此化合物的结构。
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