检测绿原酸类化合物方法和试剂盒
技术领域
本发明涉及分析化学领域,具体地,涉及检测绿原酸类化合物方法和试剂盒,更具体地,涉及检测绿原酸类化合物的方法和试剂盒,以及判断待测化合物是否为绿原酸类化合物的方法。
背景技术
目前,临床中对绿原酸的功效成分研究已经有大量报导,但是研究还大多针对的是对从山银花和金银花中获得的已知的几种含量较高的绿原酸类化合物的研究,而对于绿原酸类化合物特别是新型绿原酸类天然产物的发现,目前还缺乏较好的分析方法。
由此,检测绿原酸类化合物的方法有待改进。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种检测绿原酸类化合物的方法,该方法检测过程简单快速,准确性和灵敏度高,尤其适于药食同源产品中绿原酸类化合物的检测。
根据本发明的一个方面,本发明提供了一种检测绿原酸类化合物的方法。根据本发明的实施例,该方法包括:将待测样品进行提取处理,以便得到待测液;以及利用液相色谱-四极杆/静电场轨道阱质谱联用系统对所述待测液进行检测,以便对所述绿原酸类化合物进行定性分析和/或定量分析。
本发明中所用术语“绿原酸类化合物”(chlorogenic acid,CGA):是指由咖啡酸(Caffeic acid)与奎尼酸(Quinic acid,1-羟基六氢没食子酸)生成的缩酚酸一类天然酚类化合物。目前已有商业化的绿原酸类化合物标准品主要包括(3-咖啡酰奎尼酸(3-caffeoylquinic acid,3-CQA)、4-咖啡酰奎尼酸(4-CQA)、5-咖啡酰奎尼酸(5-CQA)、3,4-二咖啡酰奎尼酸(3,4-dicaffeoylquinic acid 3,4-diCQA)、3,5-二咖啡酰奎尼酸(3,5-diCQA)、4,5-二咖啡酰奎尼酸(4,5-diCQA)等,但尚有很多绿原酸类化合物无法获得标准品。如图1所示,奎尼酸C3、C4和C5等多个位点均可以结合咖啡酸,此外,还有些类似咖啡酸的结构也可以和奎尼酸结合,因此,绿原酸类化合物有很多种。
根据本发明实施例的检测绿原酸类化合物的方法,利用液相色谱-四极杆/静电场轨道阱质谱联用系统对待测液进行检测,能够精确测定化合物分子离子质量数和或碎片离子质量数,检测结果偏差小,根据其精确分子离子质量数和保留时间对样品中的绿原酸类化合物的含量进行精准定量,根据本发明的一些实施例,无需使用标准品即可对待测样品中所有绿原酸类化合物进行精准定性分析,检测过程简单快速,准确性和灵敏度高。
另外,根据本发明上述实施例的检测绿原酸类化合物的方法还可以具有如下附加的技术特征:
根据本发明的实施例,所述待测样品为药食同源产品,也就是说,既是食品又是药品的物品。在这里泛指能够作为药品、保健品及食品等中药材产品。
根据本发明的实施例,所述检测的流动相的有机相为甲醇,无机相为0.08-0.12体积%甲酸/水溶液。发明人研究发现,流动相中有机相为甲醇时比乙腈等有机试剂有更好的分离度,甲酸/水溶液体系比仅仅水溶液有更好的灵敏度。
根据本发明的实施例,所述检测的洗脱方式为梯度洗脱,所述梯度洗脱的条件为:0-2.0min为5%A,2.0-20.0min流动相由5%A增加到80%A;流速:0.3mL/min。由此,该洗脱条件有利于将不同结构的化合物进行分离。
根据本发明的实施例,所述液相色谱-四极杆/静电场轨道阱质谱联用系统的色谱条件:固定相:Hypersil Gold aQ column色谱柱,所述色谱柱的规格为2.1×100mm,1.9μm;进样体积:5μL;流速:0.3mL/min。由此,对于绿原酸类化合物分离度和峰型均较好,从而使分析灵敏度和精确度更高。
根据本发明的实施例,所述液相色谱-四极杆-静电场轨道阱质谱联用系统的质谱离子源条件:电离源:加热电喷雾离子源(HESI);电离模式:负离子模式;喷雾电压:2.5kV;毛细管温度:325℃;加热器温度:350℃;鞘气:50Arb;辅助气:10Arb;扫描模式:一级离子全扫描/所有一级离子全碎裂+一级离子全扫描/数据依赖的二级碎片离子扫描(Full MS/AIF+Full MS/dd-MS2)。由此,在该色谱和质谱条件下,检测得到的峰形更好,检测的灵敏度和稳定性更高,在常见浓度范围内有较好的线性关系和较高的回收率。
根据本发明的实施例,所述Full MS/AIF的质谱检测条件:一级全扫描分辨率:70000FWHM;采集范围:m/z 200~1200;C-trap最大容量(AGC target):3×106;C-trap最大注入时间:200ms;所有离子全碎裂(AIF)分辨率:17500FWHM;采集范围:m/z 80~1200;C-trap最大容量(AGC target):1×105;C-trap最大注入时间:50ms;归一化碰撞能量(NCE):35。发明人利用上述Full MS/AIF的质谱检测条件进行分析,数据采集完成后对AIF的数据进行精确碎片离子提取,分别提取m/z 173.0450,m/z 191.0556和m/z 353.0873三个碎片离子,并设定每个提取离子的m/z偏差小于5ppm,可以得到整个色谱图上所有包含这些特征碎片离子的色谱峰的保留时间(见图2),并根据Full MS的数据结果,获得碎片离子色谱峰所对应的化合物的精确分子离子质量数。由此,通过Full MS/AIF,在该检测条件下,有利于样品中可能存在的绿原酸类化合物能充分被检测识别,同时采集的一级分子离子色谱信息有利于帮助将识别出的潜在的绿原酸类化合物的实测分子离子质量数与理论分子离子质量数进行比对,从而可以排除一些干扰物质。
根据本发明的实施例,所述Full MS/dd-MS2模式下质谱条件:一级全扫描分辨率:70000FWHM;采集范围:m/z 200~1200;C-trap最大容量(AGC target):3×106;C-trap最大注入时间:200ms;数据依赖二级子离子扫描(dd-MS2)分辨率:17500FWHM;采集范围:80~1200m/z;C-trap最大容量(AGC target):1×105;C-trap最大注入时间:50ms;归一化碰撞能量(NCE):35。由此,在该检测条件下,可以将上一步识别出的绿原酸类化合物通过二级碎片离子谱的测定,进行进一步的确认,从而可以进一步排除一些干扰物质,提高检测的准确度。利用上述Full MS/dd-MS2的检测条件,发明人基于对试剂盒中6种绿原酸类化合物标准品的碎片离子谱分析(详见附表1),得到了绿原酸类化合物的特征碎片离子。发明人发现对于只有一个咖啡酸取代的绿原酸类化合物,其中均存在着m/z179.0344±5ppm,m/z191.0556±5ppm,m/z 173.0450±5ppm三个标识性碎片离子,其中m/z179.0344±5ppm是咖啡酰基的特征碎片离子,m/z191.0556±5ppm,m/z 173.0450±5ppm两个碎片离子分别代表奎尼酸基以及奎尼酸基脱去一分子水后的残留基团,对于这三个标识性碎片离子所代表的结构可参考附录图4,而对于双咖啡酸取代的绿原酸类化合物,标识性碎片离子除了m/z179.0344±5ppm,m/z191.0556±5ppm,m/z 173.0450±5ppm之外,还存在着m/z 353.0873±5ppm的标识性碎片离子。根据本发明的实施例,该绿原酸类化合物的二级标识性碎片离子包括m/z179.0344±5ppm、m/z191.0556±5ppm、m/z 173.0450±5ppm和m/z 353.0873±5ppm。发明人发现利用上述四个标识性碎片离子对样品利用进行液相色谱-四极杆-静电场轨道阱质谱联用系统分析,能够对待测样品中是否有绿原酸类化合物进行定性分析。也就是说,根据本发明的实施例,所述定性分析是基于6种绿原酸类化合物的标识性碎片离子进行的,所述标识性碎片离子包括m/z179.0344±5ppm,m/z191.0556±5ppm,m/z 173.0450±5ppm和m/z 353.0873±5ppm。基于标识性碎片离子进行绿原酸类化合物的定性判断,不需要标准品即可进行,方法简单、快速、准确。
进一步地,基于上述四个标识性碎片离子,利用本发明实施例的方法,不仅能识别现有的已知的绿原酸类化合物,还可以识别未知的绿原酸类化合物。
表1 6种绿原酸类化合物标准品的碎片离子谱
在定量分析时,可以根据6种绿原酸标准品的保留时间进行定性,以提取的精准分子离子或是碎片离子质量数进行定量。根据本发明的实施例,所述检测的标准品为选自3-咖啡酰奎尼酸、4-咖啡酰奎尼酸、5-咖啡酰奎尼酸、3,4-二咖啡酰奎尼酸、3,5-二咖啡酰奎尼酸和4,5-二咖啡酰奎尼酸中的至少一种。由此,检测的准确度和灵敏性高。
根据本发明的另一方面,本发明提供了一种判断待测化合物是否为绿原酸类化合物的方法。根据本发明的实施例,该判断待测化合物是否为绿原酸类化合物的方法包括:利用液相色谱-四极杆/静电场轨道阱质谱联用系统对所述待测化合物进行二级碎片离子全扫描处理,以便得到二级碎片离子;以及基于检测所述二级碎片离子中是否含有至少2种绿原酸类化合物的标识性碎片离子,确定所述待测化合物是否为绿原酸类化合物。
根据本发明的实施例判断待测化合物是否为绿原酸类化合物的方法,基于标识性碎片离子,能对绿原酸类化合物进行定性和定量判断,方法简单、快速、准确。
根据本发明的实施例,所述绿原酸类化合物的标识性碎片离子包括:m/z179.0344±5ppm、m/z191.0556±5ppm、m/z 173.0450±5ppm和m/z 353.0873±5ppm。由此,基于上述标识性碎片离子进行绿原酸类化合物的判断,方法简单、快速、准确性高。
根据本发明的再一方面,本发明提供了一种用于前述的检测绿原酸类化合物的方法的试剂盒。根据本发明的实施例,该试剂盒包括:色谱柱:Hypersil Gold aQ column色谱柱,所述色谱柱的规格为2.1×100mm,1.9μm;流动相:甲醇和0.08-0.12体积%甲酸/水溶液;标准品:3-咖啡酰奎尼酸、4-咖啡酰奎尼酸、5-咖啡酰奎尼酸、3,4-二咖啡酰奎尼酸、3,5-二咖啡酰奎尼酸和4,5-二咖啡酰奎尼酸。
利用本发明实施例的检测绿原酸类化合物的试剂盒,结合液相色谱-四极杆/静电场轨道阱质谱联用系统对待测液进行检测,能够精确测定化合物分子离子质量数和或碎片离子质量数,检测结果偏差小,根据其精确分子离子质量数和保留时间对样品中的绿原酸类化合物的含量进行精准定量,根据本发明的一些实施例,无需使用标准品即可对待测样品中所有绿原酸类化合物进行精准定性分析,检测过程简单快速,准确性和灵敏度高。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1显示了根据本发明一个实施例的典型绿原酸结构式及其典型碎片母核结构示意图(以3-咖啡酰奎尼酸为例),其中,a为绿原酸,b为咖啡酸,c为奎尼酸;
图2显示了根据本发明一个实施例的绿原酸类化合物3个特征碎片离子的提取离子色谱示意图;
图3显示了根据本发明一个实施例的检测出的山银花中的2种新型绿原酸的二级碎片离子谱示意图;
图4显示了根据本发明一个实施例的3种双咖啡酰基绿原酸类化合物的二级碎片离子谱及裂解机理示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
需要说明的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。进一步地,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
下面参考具体实施例,对本发明进行说明,需要说明的是,这些实施例仅仅是说明性的,而不能理解为对本发明的限制。
下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解,下面的实施例仅用于说明本发明,而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的,按照本领域内的文献所描述的技术或条件(例如参考J.萨姆布鲁克等著,黄培堂等译的《分子克隆实验指南》,第三版,科学出版社)或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规产品,例如可以采购自Illumina公司。
为了便于理解本发明实施例的检测绿原酸类化合物的方法,在此,对该检测方法的一般进行说明,该方法包括:
(1)将待测样品研磨后过60目筛,溶于50%甲醇后超声提取,提取液过0.22μm有机滤膜后上机分析;
(2)利用液相色谱-四极杆/静电场轨道阱质谱联用系统对所述待测液进行分析,以便对样品中所有可能存在的绿原酸种类进行快速识别的分析,其中,定性检测可以不需要标准品,仅仅通过四极杆/静电场轨道阱质谱所提供的分析物的精确分子离子质量数和碎片离子质量数来进行,定量检测时,可以根据6种绿原酸标准品的保留时间进行定性,以提取的精准分子离子或是碎片离子质量数进行定量,其中,六种标准品包括:3-咖啡酰奎尼酸(3-caffeoylquinic acid,3-CQA)、4-咖啡酰奎尼酸(4-CQA)、5-咖啡酰奎尼酸(5-CQA)、3,4-二咖啡酰奎尼酸(3,4-dicaffeoylquinic acid 3,4-diCQA)、3,5-二咖啡酰奎尼酸(3,5-diCQA)、4,5-二咖啡酰奎尼酸(4,5-diCQA),该标准品可以以每种5mg,单独封装。
上机分析色谱条件:
固定相:Hypersil Gold aQ column色谱柱,所述色谱柱的规格为2.1×100mm,1.9μm;
流动相:甲醇(A);0.08-0.12%甲酸/水溶液(v/v)(B);
洗脱方式:梯度洗脱,其中0-2.0min为5%A,2.0-20.0min流动相由5%A增加到80%A;
柱温:40℃;
进样体积:5μL;
流速:0.3mL/min。
上机分析质谱条件:
电离源:加热电喷雾离子源(HESI);
电离模式:负离子模式;
喷雾电压:2.5kV;
毛细管温度:325℃;
加热器温度:350℃;
鞘气:50Arb;
辅助气:10Arb。
扫描模式:Full MS/AIF+Full MS/dd-MS2;
Full MS/AIF模式下质谱条件:一级全扫描分辨率:70000FWHM,采集范围:m/z 200~1200,C-trap最大容量(AGC target):3×106,C-trap最大注入时间:200ms;所有离子全碎裂(AIF)分辨率:17500FWHM,采集范围:m/z 80~1200,C-trap最大容量(AGC target):1×105,C-trap最大注入时间:50ms,归一化碰撞能量(NCE):35。
Full MS/dd-MS2模式下质谱条件:一级全扫描分辨率:70000FWHM,采集范围:m/z200~1200,C-trap最大容量(AGC target):3×106,C-trap最大注入时间:200ms;数据依赖二级子离子扫描(dd-MS2)分辨率:17500FWHM,采集范围:m/z 80~1200,C-trap最大容量(AGC target):1×105,C-trap最大注入时间:50ms,归一化碰撞能量(NCE):35。
提取标识性碎片离子:m/z179.0344±5ppm,m/z191.0556±5ppm,m/z 173.0450±5ppm和m/z 353.0873±5ppm。
在进行样品分析前需要从试剂盒中的6种标准品中任选1种,溶解并适当稀释后进行Full MS/dd-MS2分析,以此确认四极杆/静电场轨道阱质谱的可靠性。判断标准为仪器采集的绿原酸类化合物的二级碎片离子谱包含本发明提出的m/z 179.0344±5ppm,m/z191.0556±5ppm,m/z 173.0450±5ppm和m/z 353.0873±5ppm中的至少2种,且质量误差均应小于5ppm。
实施例1
利用本发明实施例的检测绿原酸类化合物的方法,对山银花中绿原酸类化合物进行检测,具体如下:
(1)仪器可靠性评价
任选3-咖啡酰奎尼酸(3-caffeoylquinic acid,3-CQA)、4-咖啡酰奎尼酸(4-CQA)、5-咖啡酰奎尼酸(5-CQA)、3,4-二咖啡酰奎尼酸(3,4-dicaffeoylquinic acid 3,4-diCQA)、3,5-二咖啡酰奎尼酸(3,5-diCQA)、4,5-二咖啡酰奎尼酸(4,5-diCQA)中的一种绿原酸类标准品,通过质谱针泵进样,进行Full MS/dd-MS2的扫描,确认所测得的特征碎片离子精准质量数和理论值相比误差小于5ppm。
(2)样品处理
将5g的山银花样品研磨后过60目筛,取0.2g样品溶于50%甲醇后超声提取,提取液过0.22μm有机滤膜后上机分析,利用液相色谱-四极杆/静电场轨道阱质谱联用系统对所述待测液进行检测。分析仪器用的是Q-Exactive四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱系统及Dionex UltiMate 3000超高效液相色谱系统,参数如下:
(3)样品色谱分离
色谱柱:Hypersil Gold aQ column色谱柱(Thermo 2.1×100mm,1.9μm);柱温:40℃;进样体积:5μL。流动相:甲醇(A)-0.1%甲酸/水溶液(v/v)(B)梯度洗脱,其中0-2.0min为5%A,2.0-20.0min流动相由5%A增加到80%A;流速:0.3mL/min。
(4)样品质谱检测
加热电喷雾离子源(HESI),负离子模式;喷雾电压:2.5kV;毛细管温度320℃;加热器温度:350℃;鞘气:50Arb;辅助气:10Arb。
首先采用Full MS/AIF的数据采集方式,具体条件为:一级全扫描分辨率为70000FWHM,采集范围m/z 200~1200,C-trap最大容量(AGC target):3×106,C-trap最大注入时间:200ms;所有离子全碎裂(AIF)分辨率为17500FWHM,采集范围m/z80~1200,C-trap最大容量(AGC target):3×106,C-trap最大注入时间:200ms,归一化碰撞能量(NCE):35。
数据采集完成后对AIF的数据进行精确碎片离子提取,分别提取m/z 173.0450,m/z191.0556和m/z 353.0873三个碎片离子,并设定每个提取离子的m/z偏差小于5ppm,可以得到整个色谱图上所有包含这些特征碎片离子的色谱峰的保留时间(见图2),并根据FullMS的数据结果,获得碎片离子色谱峰所对应的化合物的精确分子离子质量数。
通过使用两次扫描:第一次通过Full MS/AIF,筛选出样品中疑似存在的所有潜在绿原酸类化合物,第二次通过Full MS/dd-MS2,对这些疑似的绿原酸类化合物进行碎片离子谱分析,根据碎片离子谱信息,进行绿原酸类化合物的识别。
上述分析完成后,接着采用Full MS/dd-MS2的扫描模式,对上述获得的精确分子离子质量数做二级碎片离子谱分析;具体分析参数如下:一级全扫描(Full MS)分辨率为70000FWHM,采集范围m/z 200~900,C-trap最大容量(AGC target):3×106,C-trap最大注入时间:200ms;数据依赖二级子离子扫描(dd-MS2)分辨率为17500FWHM,采集范围m/z 80~1200,C-trap最大容量(AGC target):1×105,C-trap最大注入时间:50ms s,归一化碰撞能量(NCE):35。
基于Full MS/dd-MS2对上述精确分子离子质量数所对应的二级碎片离子谱进行分析,并以二级碎片离子谱是否同时包含至少2个以上的特征碎片离子作为判断依据,来判断样品中是否含有绿原酸类化合物。基于本方法,本研究在山银花中找到了除了试剂盒中包含的6种绿原酸类化合物外,还识别出30种新的绿原酸类化合物,详见表2,其中发现的2种羟基化修饰的咖啡酰基的绿原酸类化合物的二级碎片离子谱及可能的裂解规律见图3。
表2
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。