CN115792243A - 一种利用专属离子对检测鹿胶的方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于鹿胶制品鉴别技术领域,具体涉及一种利用专属离子对检测鹿胶的方法及应用,方法包括如下步骤:检测样品粉碎溶解,加蛋白酶酶解,过滤取滤液;将滤液注入到液相色谱‑质谱仪,电喷雾离子源、正离子模式下,进行多级反应监测,以m/z 994.5→966.5和m/z 994.5→683.4作为鹿胶的检测离子对。本方法具有较好的专属性和灵敏度,可用于鹿胶及制品的质量控制,这对于保证鹿胶及制品的质量和临床疗效具有重要的意义。
Description
技术领域
本发明属于鹿胶制品鉴别技术领域,具体涉及一种利用专属离子对检测鹿胶的方法及应用。
背景技术
胶类中药材是常用传统药材,包括阿胶、龟甲胶、鹿角胶等。此类药材既可单独使用,也可作为原料用于中成药的生产。随着胶类中药需求量的日益增大以及资源萎缩,致使胶类药材掺伪造假问题严重,不法分子常常以价格低廉的胶类冒充价格较高的正品胶类投料,同时,这些劣质胶类有可能流通到中成药企业,被用于中成药生产投料。这些行为将严重损害消费者的利益,扰乱医药市场。在此背景下,程显隆等对胶类药材的专属性鉴别进行了系列的研究,建立了特征肽检测技术,用于胶类药材的质量控制。因此,自2015版《中国药典》开始收载阿胶、龟甲胶、鹿角胶3种胶类的特征多肽鉴别方法。国家食品药品监督管理总局也先后批准了阿胶中牛皮源成分的检测;龟甲胶中驴皮源、牛皮源成分的检测;鹿角胶中驴皮源、牛皮源成分的检测。上述标准的建立对于打击胶类药材造假的违法行为,有效地控制胶类药材质量具有积极的意义。
事实上,由于阿胶的经济价值较高。目前,对于阿胶饮片及制品的特征肽研究较为深入。严华等就采用了分子生物学方法对阿胶混伪品进行了鉴别。相较于分子生物学的方法,应用质谱检测技术发现特征肽的方法灵敏度高、重复性好且操作简单。因此,UPLC-Q-TOF-MS技术被广泛应用于阿胶的专属性肽段研究,并取得了较好的效果。此外,在特征性肽段研究的基础上,采用超高效液相色谱-三重四极杆质谱法(UPLC-QqQ-MS)对特征性肽段进行检识也成为鉴别胶类药材真伪优劣的有效手段,并在阿胶及其制品的真伪鉴别方面到了广泛应用。
鹿胶是由鹿科动物梅花鹿(Cervus nipport T.)或马鹿(Cervus elaphus L.)的皮为原料经过蒸煮、浓缩、干燥而得,具有补血益气、补肾壮阳等功效。目前,市场上以鹿胶为原料的系列产品已经上市,但其相应的鉴定、评价标准还不完善。这对于保证鹿胶的质量和临床疗效具有较大的影响。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供一种利用专属离子对检测鹿胶的方法及应用,能够对鹿胶制品进行有效鉴别。
本发明是这样实现的,提供一种利用专属离子对检测鹿胶的方法,包括如下步骤:
1)检测样品粉碎溶解,加蛋白酶酶解,过滤取滤液;
2)将滤液注入到液相色谱-质谱仪,电喷雾离子源、正离子模式下,进行多级反应监测,以m/z 994.5→966.5和m/z 994.5→683.4作为鹿胶的检测离子对。
优选的,所述步骤1)包括如下步骤:
101)将检测样品粉碎后,先加1%的碳酸氢铵溶液,超声处理一定时间,再加入1%的碳酸氢铵溶液稀释,摇匀过滤;
102)取步骤101)制备的滤液,加入胰蛋白酶溶液,摇匀,37℃恒温酶解一定时间,过滤,取滤液。
进一步优选,步骤101)中,取0.5g粉碎后的样品,置50mL量瓶中,加1%碳酸氢铵溶液40mL,超声处理30min,超声条件为功率250W、频率40kHz,然后继续加1%碳酸氢铵溶液稀释至50mL,摇匀,过0.22μm滤膜;
步骤102)中,取滤液1mL,加入胰蛋白酶溶液0.l mL,摇匀,37℃恒温酶解12小时,过滤,胰蛋白酶溶液的制备方法为:取质谱级胰蛋白酶,加1%碳酸氢铵溶液制成每l mL胰蛋白酶溶液中含l mg胰蛋白酶的溶液,临用前新制。
进一步优选,所述步骤2)中:
色谱条件为:色谱柱为ACQUITY UPLC BEH C18、2.1mm×100mm、1.7μm,柱温:30℃;流动相:以0.1%甲酸水溶液为流动相A,以0.1%甲酸乙腈为流动相B,进行梯度洗脱,流速为0.35mL/min,进样量10μL;
质谱条件为:电喷雾离子源,正离子模式;毛细管电离电压2.5kV,锥孔电压45V,离子源温度150℃,脱溶剂气温度400℃,锥孔气流量50L/h,脱溶剂气流量800L/h;脱溶剂气为氮气,裂解气为氦气;数据采集模式为多级反应监测,裂解能量均为45V,数据采集和分析采用Waters MassLynx v4.1软件。
进一步优选,梯度洗脱程序为:梯度洗脱程序为:
本发明还提供了利用上述专属离子对检测鹿胶的方法在鹿胶鉴别中的应用。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
本方法具有较好的专属性和灵敏度,可用于鹿胶药材及制品的质量控制,这对于保证鹿胶及制品的质量和临床疗效具有重要的意义。
附图说明
图1为五种不同胶类蛋白质典型的基峰图(从上至下依次为鹿胶、鹿角胶、阿胶、龟甲胶和黄明胶);
图2为五种不同胶类蛋白质PCA得分图(LPJ表示鹿胶;LJJ表示鹿角胶;EJ表示阿胶;GJJ表示龟甲胶;HMJ表示黄明胶);
图3为五种不同胶类蛋白质OPLS-DA得分图(LPJ表示鹿胶;LJJ表示鹿角胶;EJ表示阿胶;GJJ表示龟甲胶;HMJ表示黄明胶);
图4为permutation置换检验结果图;
图5为OPLS-DA下s-plot图;
图6为特征性离子在五种样品中的分布情况(从上至下依次为鹿胶、鹿角胶、阿胶、龟甲胶和黄明胶);
图7为鹿胶特征离子m/z994.5的二级质谱图(50V);
图8为鹿胶特征离子对图谱(上面为m/z 994.5→966.5离子对,下面为m/z994.5→683.4离子对)。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,下面结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1、鹿胶中专属性离子对的筛选
1.仪器及试药:
(1)仪器:Waters ACQUITY UPLC I-class超高效液相色谱仪;Waters XEVO G2-XSQTOF-MS四级杆串联飞行时间质谱仪;MassLynx v4.1软件;Progenesis QI软件;EZinfo3.0软件;SIMCA-P 14.0软件;AE240型分析天平;FA1004B电子天平。KQ-250DB型数控超声波清洗器;X/WT数显调节仪电热恒温水浴锅。
(2)试药:亮氨酸脑啡肽购自Waters公司;甲酸,乙腈均为色谱纯,购自德国Merck公司;纯净水为Milli-Q纯水;胰蛋白酶为质谱级,购自大连美仑生物技术有限公司;甲醇为色谱纯,购自赛默飞世尔科技(中国)有限公司,碳酸氢铵为分析纯。
(3)待测样品:鹿胶(8批次样品,由北京同仁堂(辽宁)科技药业有限公司提供)、鹿角胶(市售8批次)、阿胶(市售6批次)、龟甲胶(市售8批次)、黄明胶(市售3批次)。
2.方法:
(1)供试品的制备:各胶经粉碎机粉碎,取粉末约0.5g,精密称定,置50mL量瓶中,加1%碳酸氢铵溶液40mL,超声处理(功率250W,频率40kHz)30min,加1%碳酸氢铵溶液稀释至刻度,摇匀,过0.22μm滤膜。取滤液1mL,加入胰蛋白酶溶液(取质谱级胰蛋白酶,加1%碳酸氢铵溶液制成每lmL中含lmg的溶液,临用前新制)0.lmL,摇匀,37℃恒温酶解12小时,滤过,取续滤液,即得。
(2)色谱条件:ACQUITY UPLC BEH C18(2.1mm×100mm,1.7μm)色谱柱,柱温:30℃;流动相:以0.1%甲酸水溶液为流动相A,以0.1%甲酸乙腈为流动相B,进行梯度洗脱,流速:0.35mL/min;进样量:5μL。梯度洗脱的程序为:
(3)质谱条件:电喷雾离子源(electrospray ion source,ESI),正离子模式;毛细管电离电压2.0kV,锥孔电压:40V,补偿:80,离子源温度:100℃,脱溶剂气温度:400℃,锥孔气流量:100L/h,脱溶剂气流量:800L/h;脱溶剂气:氮气(N2),裂解气:氦气(He);采用MSE方式采集数据,即设定高低2个能量通道交替采集目标化合物的离子和碎片离子。低能量通道的碰撞能量为6V,高能量通道的碰撞能量为20-30V的梯度能量。质谱采集模式:continuum,采集范围:100~1500Da,采集频率为:0.1s。数据采集时采用亮氨酸脑啡肽作为lockspray进行即时质量校正,以保证采集质量数的准确性与重复性,亮氨酸脑啡肽的浓度为1ng/ml,注射泵流速为10μL/min lockspray,采集频率为20s/次;数据采集和分析采用WatersMassLynx v4.1软件进行。
(4)样品测试:
采用上述色谱及质谱条件测定5种不同胶类蛋白质酶解肽的图谱,各种胶类成分典型的基峰图见图1。
(5)原始数据处理:将UPLC-Q-TOF-MS采集得到的原始数据导入Progenesis QI软件进行峰提取、峰对齐、标准化等操作。同时,补齐缺失值,剔除QC样本中RSD%<30%的变量,并对数据组进行归一化处理。最终,得到样本与保留时间-质荷比-峰强度对应的数据矩阵。
(6)多元统计分析:
将数据矩阵导入Ezinfo 3.0及SIMCA-P 14.0软件进行主成分分析(PCA),确定鹿胶与不同动物来源及组织部位的胶类是否具有差异(能否各自聚类);进一步采用正交偏最小二乘判别法分析(OPLS-DA),确定鹿胶与不同动物来源及组织部位的胶类之间分类贡献度较大的数据点作为目标肽段(选择VIP>1并且P<0.05的数据)
(7)特征离子的验证:
将筛选得到的特征离子分别在鹿胶与不同动物来源及组织部位的胶类样品中进行测定,确定可行的特征性离子。
3.结果
3.1原始数据处理
采用多元数学统计方法对LC/MS数据进行分析的第一步是将三维LC/MS数据转换成二维矩阵。该操作由Progenesis QI软件进行,包括峰提取(peak picking)、峰对齐(Alignment)、标准化(normalization)等步骤。同时,还可补齐缺失值,剔除QC样本中RSD%<30%的变量,并完成数据组的归一化处理。最终,得到样本与保留时间-质荷比-峰强度对应的数据矩阵。
3.2PCA分析
PCA作为一种非监督模式下的模型分析方法,能够根据数据的相似性来对样本的总体进行分析,从而更真实地反映组间的差异以及组内的变异。由得分图可知,各组胶类可得到明显的区分,PCA得分图见图2。
3.3正交偏最小二乘法辨别分析(OPLS-DA)
PCA能够显现出各组间的差异,却无法确定组间的差异。OPLS-DA作为一种有监督模式下的模型分析方法,更侧重于进行分组并发现组间差异。因此,本研究采用OPLS-DA进一步分析鹿胶组和其它胶类组间的差异,从而确定鹿胶中的专属性离子(得分图详见图3)。
同时,为了确保模型不存在过拟合的情况,还对OPLS-DA分析进行了permutation置换检验,结果表明模型合格(详见图4)。
根据鹿胶组和其它胶类组的OPLS-DA分析绘制S-plot图,s-plot图中的点代表离子对,离原点越远的离子对被认为在分组贡献越大,越可能是标记物。此外,VIP值作为反映变量重要性的参数,其值大于1的变量被认为对模型的分类有贡献。同时,为了剔除假阳性的结果,利用t检验对各变量进行组内检验,选取P<0.05的数据作为潜在的差异性标志物,确定鹿胶中的特征性离子。
综合筛选出离子的结果,并逐一在鹿胶与不同动物来源及组织部位的胶类样品中进行测定,结果确定9.65-549.7745,9.98-660.3025等7个离子可作为鹿胶中的特征性离子,详细结果见表1。
表1筛选得到的鹿胶中特征离子的结果
序号 | Rt | m/z | 电荷数| | 来源 |
1 | 9.65 | 549.7745 | 2 | 鹿胶 |
2 | 9.98 | 660.3025 | 2 | 鹿胶 |
3 | 18.97 | 524.5909 | 2 | 鹿胶 |
4 | 20.78 | 994.4981 | 2 | 鹿胶 |
5 | 22.70 | 1037.5389 | 2 | 鹿胶 |
6 | 26.78 | 818.9282 | 2 | 鹿胶 |
7 | 26.79 | 819.4300 | 2 | 鹿胶 |
3.4.特征性离子的验证:
将筛选得到的特征离子分别在鹿胶与不同动物来源及组织部位的胶类样品中进行测定。结果,鹿胶样品在保留时间20.78min检出的特征离子(m/z 994.4981)在鹿角胶、阿胶、龟甲胶及黄明胶等其它胶类药材中均未出检,表明该离子在检测时具有更强的专属性,详见图6。
3.5.特征性离子对的选择:
将筛选得到的特征离子m/z 994.4981进行二级质谱分析,根据二级质谱图确定m/z 994.5→966.5和m/z994.5→683.4可作为鹿胶专属性离子对,详见图7。
实施例2、利用专属离子对检测鹿胶
1.仪器及试药
(1)仪器:Waters ACQUITY UPLC H-class超高效液相色谱仪;Waters XEVO TQD三重四级杆质谱仪;MassLynx v4.1软件;AE240型分析天平;FA1004B电子天平。KQ-250DB型数控超声波清洗器;X/WT数显调节仪电热恒温水浴锅。
(2)试药:甲酸,乙腈均为色谱纯,购自德国Merck公司;纯净水为Milli-Q纯水;胰蛋白酶为质谱级,购自大连美仑生物技术有限公司;甲醇为色谱纯,购自赛默飞世尔科技(中国)有限公司,碳酸氢铵为分析纯。
(3)待测样品:鹿胶(8批次样品,由北京同仁堂(辽宁)科技药业有限公司提供)、鹿角胶(市售8批次)、阿胶(市售6批次)、龟甲胶(市售8批次)、黄明胶(市售3批次)。
2.方法:
(1)供试品的制备:不同动物来源的胶经粉碎机粉碎,各取粉末约0.5g,精密称定,置50mL量瓶中,加1%碳酸氢铵溶液40mL,超声处理(功率250W,频率40kHz)30min,加1%碳酸氢铵溶液稀释至刻度,摇匀,过0.22μm滤膜。取滤液1mL,加入胰蛋白酶溶液(取质谱级胰蛋白酶,加1%碳酸氢铵溶液制成每lmL中含lmg的溶液,临用前新制)0.lmL,摇匀,37℃恒温酶解12小时,滤过,取续滤液,即得。
(2)色谱条件:ACQUITY UPLC BEH C18(2.1mm×100mm,1.7μm)色谱柱,柱温:30℃;流动相:以0.1%甲酸水溶液为流动相A,以0.1%甲酸乙腈为流动相B,进行梯度洗脱,流速:0.35mL/min;进样量:10μL。梯度洗脱的程序为:
(3)质谱条件:电喷雾离子源(electrospray ion source,ESI),正离子模式;毛细管电离电压2.5kV,锥孔电压:45V,离子源温度:150℃,脱溶剂气温度:400℃,锥孔气流量:50L/h,脱溶剂气流量:800L/h;脱溶剂气:氮气(N2),裂解气:氦气(He);数据采集模式为多级反应监测(MRM),采集离子对为m/z 994.5→966.5和m/z 994.5→683.4,裂解能量均为45V,数据采集和分析采用Waters MassLynx v4.1软件。
(4)专属性试验:本研究以m/z 994.5→966.5和m/z 994.5→683.4作为选择离子,分别对1-8号鹿胶,9-16号鹿角胶,17-22号阿胶,23-30号龟甲胶及31-33号黄明胶进行试验,用以评价方法的专属性情况。
(5)精密度试验
取鹿胶样品,按供试品溶液制备方法制备供试品溶液,在上述色谱及质谱条件下连续进行测定6次,从而评价仪器的精密度情况。
(6)重复性试验
取鹿胶样品,按供试品溶液制备方法平行制备6份供试品溶液,在上述色谱及质谱条件下进行测定,用于评价方法的重复性情况。
(7)稳定性试验
取新阿胶样品,按供试品溶液制备方法平行制备供试品溶液,分别在0、6、12、24、48、72h进行测定,用以衡量样品的稳定性情况。
3.结果
(1)专属性试验
除鹿胶外,其他样品均未检出m/z 994.5→966.5和m/z 994.5→683.4的特征离子对,表明上述各种胶类对测定无干扰,方法专属性良好,典型鹿胶特征离子对图谱见图8。
(2)精密度检查
精密度试验显示,离子对m/z 994.5→966.5和m/z 994.5→683.4峰面积的RSD分别为3.40%和2.20%,表明该方法精密度良好,详细结果见表2。
表2精密度试验结果
NO. | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | RSD% |
994.5→966.5 | 276 | 279 | 268 | 257 | 283 | 275 | 3.40 |
994.5→683.4 | 290 | 282 | 297 | 285 | 295 | 283 | 2.20 |
(3)重复性试验
重复性试验显示,离子对994.5→966.5及m/z 994.5→683.4峰面积的RSD分别为2.76%和2.26%,表明该方法重复性良好,详细结果见表3。
表3重复性试验结果
NO. | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | RSD% |
994.5→966.5 | 452 | 440 | 425 | 429 | 448 | 454 | 2.76 |
994.5→683.4 | 345 | 359 | 354 | 360 | 365 | 346 | 2.26 |
(4)稳定性试验
稳定性试验显示,离子对994.5→966.5及m/z 994.5→683.4在48小时内峰面积的RSD分别为4.39%和4.92%,说明鹿胶样品溶液在48h内稳定,结果见表4。
表4稳定性试验结果
NO. | 0h | 6h | 12h | 24h | 48h | 72h | RSD% |
994.5→966.5 | 375 | 348 | 345 | 339 | 337 | - | 4.39 |
994.5→683.4 | 471 | 456 | 438 | 429 | 416 | - | 4.92 |
Claims (6)
1.一种利用专属离子对检测鹿胶的方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)检测样品粉碎溶解,加蛋白酶酶解,过滤取滤液;
2)将滤液注入到液相色谱-质谱仪,电喷雾离子源、正离子模式下,进行多级反应监测,以m/z 994.5→966.5和m/z 994.5→683.4作为鹿胶的检测离子对。
2.根据权利要求1所述的利用专属离子对检测鹿胶的方法,其特征在于,所述步骤1)包括如下步骤:
101)将检测样品粉碎后,先加1%的碳酸氢铵溶液,超声处理一定时间,再加入1%的碳酸氢铵溶液稀释,摇匀过滤;
102)取步骤101)制备的滤液,加入胰蛋白酶溶液,摇匀,37℃恒温酶解一定时间,过滤,取滤液。
3.根据权利要求2所述的利用专属离子对检测鹿胶的方法,其特征在于,步骤101)中,取0.5g粉碎后的样品,置50mL量瓶中,加1%碳酸氢铵溶液40mL,超声处理30min,超声条件为功率250W、频率40kHz,然后继续加1%碳酸氢铵溶液稀释至50mL,摇匀,过0.22μm滤膜;
步骤102)中,取滤液1mL,加入胰蛋白酶溶液0.lmL,摇匀,37℃恒温酶解12小时,过滤,胰蛋白酶溶液的制备方法为:取质谱级胰蛋白酶,加1%碳酸氢铵溶液制成每lmL胰蛋白酶溶液中含lmg胰蛋白酶的溶液,临用前新制。
4.根据权利要求1所述的利用专属离子对检测鹿胶的方法,其特征在于,所述步骤2)中:
色谱条件为:色谱柱为ACQUITY UPLC BEH C18、2.1mm×100mm、1.7μm,柱温:30℃;流动相:以0.1%甲酸水溶液为流动相A,以0.1%甲酸乙腈为流动相B,进行梯度洗脱,流速为0.35mL/min,进样量10μL;
质谱条件为:电喷雾离子源,正离子模式;毛细管电离电压2.5kV,锥孔电压45V,离子源温度150℃,脱溶剂气温度400℃,锥孔气流量50L/h,脱溶剂气流量800L/h;脱溶剂气为氮气,裂解气为氦气;数据采集模式为多级反应监测,裂解能量均为45V,数据采集和分析采用Waters MassLynx v4.1软件。
6.根据权利要求1-5任一所述的利用专属离子对检测鹿胶的方法在鹿胶鉴别中的应用。
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