CN117686616A - 一种基于同位素特征的林下山参和园参鉴定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于同位素特征的林下山参和园参鉴定方法,属于化学检测技术领域。方法包括如下步骤:S1、称取人参皂苷Re标准品用超纯水定容,制备对照品溶液;S2、将新鲜的人参供试品,用甲醇提取,制备供试品溶液;S3、用液相色谱串联质谱检测方法分析对照品溶液,用液相色谱串联质谱检测方法分析供试品溶液;S4、数据处理:对比对照品溶液与供试品溶液的检测结果,计算供试品的人参皂苷Re中的13C/12C分布特征;S5、若样品的分布特征>0.53,则判断供试品为林下山参,若样品的分布特征<0.53,则判断供试品为园参。本发明涉及的检测标志物为单一化合物,简单,稳定性更好。
Description
技术领域
本发明属于化学检测技术领域,具体涉及一种基于同位素特征的林下山参和园参鉴定方法。
背景技术
人参(Panax ginseng C.A.Mey)为多年生草本植物,干燥根和根茎在医药及保健等方面应用广泛。目前,人工栽培的人参分为园参和林下山参两种。在园地里由人工栽培的人参称为“园参”又称“秧参”,生长年限6-7年;播种在山林野生状态下自然生长的称为“林下山参”(国家药典委员会.中华人民共和国药典:2015年版.一部).中国医药科技出版社,2015.)。林下山参生长环境与野生人参类似,具有与野生人参相似的性状特征,其药用价值高,售价是园参的十倍以上。
稳定同位素信息是所有生物(包括食品)的一种天然标签,它与生物的生长环境密切相关,并且能够反映生物与当地自然环境的交互,交互过程不直接受人为因素影响。基于此,稳定同位素特征能为食品溯源提供一种科学的、独立的、不可改变的,以及随整个食品链流动的身份信息。
目前,《林下山参鉴定及分等质量》DB21/T 2932-2018,提出了通过外观观察鉴别林下山参和园参的方法,其缺乏进行定量分析的有效的技术手段;
专利申请CN1557968A(野山人参的分子标记及鉴别方法)提出了检测特异性DNA片段的方法,不足之处是:检测特异性DNA片段所用的设备复杂,操作方法繁难,难以形成技术标准并开展应用;
专利CN109696513A(一种利用人参皂苷成分含量及其比例鉴别人参种类及其生长年限的方法)提出了检测样品中三种人参皂苷含量,并计算相互比值的方法,不足之处是:判定方法极其繁杂,判定范围过窄,在日常药品检验等工作中可重复性较低;
技术文件(张艳欣,基于LC-MS技术对林下山参鉴别及生长年限判定的研究[D].2019,上海中医药大学),提出了基于代谢组学技术深度研究林下山参代谢物组分,结合多元统计方法对结果进行分析的方法,不足之处是:代谢组学检测指标检测标靶过多,稳定性较差,依靠聚类和多元统计算法构建的判定方法中,缺少明确的定量判定标准,难以形成技术标准并实施。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种基于同位素特征的林下山参和园参鉴定方法,通过检测人参皂苷Re中13C/12C分布特征鉴别林下山参与园参,操作简单,鉴别标准清晰准确。
为了实现上述目的,本发明的技术方案为:
一种基于同位素特征的林下山参和园参鉴定方法,包括如下步骤:
S1、称取人参皂苷Re标准品用超纯水定容,制备对照品溶液;
S2、将新鲜的人参供试品,用甲醇提取,制备供试品溶液;
S3、用液相色谱串联质谱检测方法分析对照品溶液,用液相色谱串联质谱检测方法分析供试品溶液;
S4、数据处理:对比对照品溶液与供试品溶液的检测结果,计算供试品的人参皂苷Re中的13C/12C分布特征,其中,13C/12C为荷质比991.55的离子强度(Intensity)与荷质比992.55的离子强度之比;
S5、若样品的人参皂苷Re中13C/12C>0.53,则判断供试品为林下山参,若样品的人参皂苷Re中13C/12C<0.53,则判断供试品为园参。
本发明的有益效果为:
1、本发明与现有基于人参总提取物同位素特征的检测方法相比,本发明涉及的检测标志物为单一化合物,简单,稳定性更好。通过对单一检测靶进行检测即可完成林下山参和园参的高精度鉴别。不依赖多因子检测和聚类算法。
2、本发明与现有基于同位素比例质谱的检测技术相比,采用液相色谱-质谱联用系统,操作简便,便于推广。
3.本发明的方法能够准确地鉴别园参/野山参,或者园参/林下山参,其准确率达到95%以上。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1为实施例1中人参皂苷Re标准品的离子流峰图;
图2为实施例1中人参皂苷Re标准品的同位素分布特征;
图3为实施例1中园参中人参皂苷Re总离子流峰图;
图4为实施例1中园参中人参皂苷Re同位素分布特征;
图5为实施例1中林下山参中人参皂苷Re总离子流峰图;
图6为实施例1中林下山参中人参皂苷Re同位素分布特征;
图7为具体实施方式中的基于同位素特征的林下山参和园参鉴定方法的示意图。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是示例性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
除非另行定义,文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。本发明所使用的试剂或原料均可通过常规途径购买获得,如无特殊说明,本发明所使用的试剂或原料均按照本领域常规方式使用或者按照产品说明书使用。此外,任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
一种基于同位素特征的林下山参和园参鉴定方法,如图7所示,包括如下步骤:
S1、称取人参皂苷Re标准品用超纯水定容,制备对照品溶液;
S2、将新鲜的人参供试品,用甲醇提取,制备供试品溶液;
S3、用液相色谱串联质谱检测方法分析对照品溶液,用液相色谱串联质谱检测方法分析供试品溶液;
S4、数据处理:对比对照品溶液与供试品溶液的检测结果,计算供试品的人参皂苷Re中的13C/12C分布特征,其中,13C/12C为荷质比991.55的离子强度与荷质比992.55的离子强度之比;
S5、若样品的人参皂苷Re中13C/12C>0.53,则判断供试品为林下山参,若样品的人参皂苷Re中13C/12C<0.53,则判断供试品为园参。
其中,人参皂苷Re标准品包括:CAS No.为51542-56-4的人参皂苷Re标准品,和CASNo.为51542-56-6的人参皂苷Re标准品,图7中表示的是CAS No.为51542-56-4的人参皂苷Re,由于CAS No.为51542-56-6的人参皂苷Re为同分异构体,因此同样适用于本方法。
S5的13C/12C分布特征为0.53的比值由实施例中测定获得。
液相色谱串联质谱检测方法通过UPLC-Q Exactive液相色谱-质谱联用系统实现,UPLC-Q Exactive液相色谱-质谱联用系统为药监部门通用系统,更方便大面积推广和实施。
可选的,S1中,制备浓度为1mg/mL的混标液,并存放在4℃冰箱待测。
可选的,S2中,将新鲜的人参供试品干燥,粉碎后,加入饱和甲醇中,超声处理,收集提取液,高速离心后,取上清液待用。
可选的,S3中,采用UPLC-Q Exactive液相色谱-质谱联用系统,
液相色谱条件为:
色谱柱:C18柱;色谱检测器波长:203nm;流动相组成:流动相A为HPLC水(色谱纯水)、流动相B为乙腈;柱温:30℃;梯度洗脱条件为:0~12min,19%的B;12~14min,24%的B;14~24min,40%的B;24~25min,100%的B;25~30min,100%的B;30~31min,19%的B;31~35min,19%的B。
质谱条件为:
套气和辅助气体为45和15Arb(单位N2),吹扫气流速为1Arb;电喷雾离子源(ESI),电压为3.50kV;毛细管温度设置为330℃;汽化器温度设置为280℃;S透镜RF电压水平为60;工作模式为正离子模式和负离子模式;
扫描荷质荷比范围为m/z 200-2000;全扫描分辨率为70000FWHW;二级质量扫描:dd-MS2,m/z为200,分辨率为35000FWHW;AGC(自动增益控制):目标:1e6。
其中,检测目标为经过色谱柱分离后的S2中供试品溶液中的人参活性组份,在不低于该参数设置下,Q Exactive质谱检测器有足够的分辨率能分离检测把(人参皂苷Re)同位素异构体的分布。荷质比扫描范围设定在检测靶分子量的±500范围内,保证检测稳定性。
可选的,S4中,数据处理通过工作站为XCalibur 2.2工作站实现,母离子和碎片离子的分子式预测参数:C[10~100],H[30~100],O[1~30];质量精度误差在5×10-6以内。
以下实施例中涉及的仪器与试剂:
ME5型百万分之一天平(德国Sartorious);
Centrifuge 5804R台式离心机(Eppendorf德国);
液相色谱-高分辨质谱联用仪(UPLC-Q Exactive)(Thermo Fisher,美国),配备二元高压梯度泵Ultimate 3000超高效液相色谱(Thermo Fisher,美国)进行样品的色谱分离;
色谱柱型号为月旭核壳色谱柱boltimateTM C18,2.7μm 3.0×100m;
质谱检测器为四极杆与高分辨Orbitrap串联质谱分析器;
试剂纯度均为光谱纯级:高纯氮(N2)浓度为99.999%;高纯二氧化碳(CO2)浓度为99.995%;高纯氧气(O2)浓度为99.999%(辽宁润荞特种气体有限公司);纯净水(娃哈哈)等;人参皂苷Re标准品(中国食品药品检定研究院)。
实验步骤:
S1、对照品溶液的制备:准确称取人参皂苷Re标准品10mg,加入10mL容量瓶中,用超纯水定容至刻度,制备浓度为1mg/mL的混标液,并存放在4℃冰箱待测。
S2、供试品的制备:将新鲜人参供试品的主根切片均匀放在恒温干燥箱中,50℃温度下干燥24小时,粉碎后,取1g人参粉末,加入100mL饱和甲醇,超声处理45分钟,收集提取液,8000g高速离心20min,取上清液待用。
其中,人参供试品包括:多个年份为15~20年之间的林下山参,和多个年份在4~7年的园参。
S3、采用UPLC-Q Exactive液相色谱-质谱联用系统进行检测:
液相色谱条件为:色谱柱:C18柱,2.7μm 3.0×100m;色谱检测器波长:203nm;流动相组成:流动相A为HPLC水(色谱纯水)、流动相B为乙腈;柱温:30℃;进样量:3.5μl;梯度洗脱条件为:0~12min,19%的B;12~14min,24%的B;14~24min,40%的B;24~25min,100%的B;25~30min,100%的B;30~31min,19%的B;31~35min,19%的B;
质谱条件为:套气和辅助气体为45和15Arb(单位N2),吹扫气流速为1Arb;电喷雾离子源(ESI),电压为3.50kV;毛细管温度设置为330℃;汽化器温度设置为280℃;S透镜RF电压水平为60;工作模式为正离子模式和负离子模式;
扫描荷质荷比范围为m/z 200-2000;全扫描分辨率为70000FWHW;二级质量扫描:dd-MS2,m/z为200,分辨率为35000FWHW;AGC(自动增益控制):目标:1e6。
S4、数据处理:工作站为XCalibur 2.2工作站;母离子和碎片离子的分子式预测参数:C[10~100],H[30~100],O[1~30],质量精度误差在5×10-6以内。
获得的结果如下:
人参皂苷Re标准品在在本专利描述的色谱条件下,出峰时间在8.5-9分钟左右,负离子模式下粒子流峰图如图1所示。
12C-人参皂苷Re标准品在负离子模式下质荷比为991.55,13C-人参皂苷Re为992.55,同位素分布特征如图2所示。
园参供试品在负离子模式下粒子流峰图如图3所示,同位素分布特征如图4所示。
林下山参供试品在负离子模式下粒子流峰图如图5所示,同位素分布特征如图6所示。
荷质比991.55的离子强度即能够表示12C-人参皂苷Re(Re)的相对含量,荷质比992.55的离子强度即能够表示13C-人参皂苷Re(13C-Re)的含量。
结果显示,林下山参和园参在人参皂苷Re分布特征上有极显著性的差异(p<0.05);13C/12C表示:12C-人参皂苷Re(Re)的相对含量与13C-人参皂苷Re(13C-Re)的相对含量之比,表1中表示为(Re)/(13C-Re)比值,即为荷质比991.55的离子强度与荷质比992.55的离子强度之比。
参试样品中,全部园参供试品的人参皂苷Re中13C/12C<0.53,全部林下山参供试品的人参皂苷Re中13C/12C>0.53,如表1。
表1
通过上述方法对林下山参、园参中人参皂苷Re13-C同位素分布特征分析结果表明,园参人参皂苷Re中(Re)/(13C-Re)<0.53,林下山参人参皂苷Re中(Re)/(13C-Re)>0.53;所以通过人参皂苷Re13C同位素的测定,能够成功实现对林下山参和园参药材及提取物的快速、准确鉴定。
这主要是由于林下山参和园参光合作用吸收CO2来源不同:园参主要吸收大气CO2,林下山参主要吸收土壤呼吸产生的CO2,大气CO2与土壤呼吸产生的CO2具有极为显著的同位素特征,则主要次级代谢产物,包括人参皂苷Re中的同位素特征同样会依照种植方式和生长年限形成巨大差异,能够用于林下山参和园参的鉴定。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于同位素特征的林下山参和园参鉴定方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、称取人参皂苷Re标准品用超纯水定容,制备对照品溶液;
S2、将新鲜的人参供试品,用甲醇提取,制备供试品溶液;
S3、用液相色谱串联质谱检测方法分析对照品溶液,用液相色谱串联质谱检测方法分析供试品溶液;
S4、数据处理:对比对照品溶液与供试品溶液的检测结果,计算供试品的人参皂苷Re中的13C/12C分布特征,其中,13C/12C为荷质比991.55的离子强度与荷质比992.55的离子强度之比;
S5、若样品的人参皂苷Re中13C/12C>0.53,则判断供试品为林下山参,若样品的人参皂苷Re中13C/12C<0.53,则判断供试品为园参。
2.如权利要求1所述的基于同位素特征的林下山参和园参鉴定方法,其特征在于,S1中,制备浓度为1mg/mL的混标液,并存放在4℃冰箱待测。
3.如权利要求2所述的基于同位素特征的林下山参和园参鉴定方法,其特征在于,准确称取人参皂苷Re标准品10mg,加入10mL容量瓶中,用超纯水定容至刻度,制备浓度为1mg/mL的混标液,并存放在4℃冰箱待测。
4.如权利要求1所述的基于同位素特征的林下山参和园参鉴定方法,其特征在于,S2中,将新鲜的人参供试品干燥,粉碎后,加入饱和甲醇中,超声处理,收集提取液,高速离心后,取上清液待用。
5.如权利要求4所述的基于同位素特征的林下山参和园参鉴定方法,其特征在于,将新鲜人参供试品的主根切片均匀放在恒温干燥箱中,50℃温度下干燥24小时,粉碎后,取1g人参粉末,加入100mL饱和甲醇,超声处理45分钟,收集提取液,8000g高速离心20min,取上清液待用。
6.如权利要求1所述的基于同位素特征的林下山参和园参鉴定方法,其特征在于,S3中,采用UPLC-Q Exactive液相色谱-质谱联用系统。
7.如权利要求6所述的基于同位素特征的林下山参和园参鉴定方法,其特征在于,液相色谱条件为:
色谱柱:C18柱;色谱检测器波长:203nm;流动相组成:流动相A为HPLC水、流动相B为乙腈;柱温:30℃;梯度洗脱条件为:0~12min,19%的B;12~14min,24%的B;14~24min,40%的B;24~25min,100%的B;25~30min,100%的B;30~31min,19%的B;31~35min,19%的B。
8.如权利要求6所述的基于同位素特征的林下山参和园参鉴定方法,其特征在于,质谱条件为:
套气和辅助气体为45和15Arb,吹扫气流速为1Arb;电喷雾离子源,电压为3.50kV;毛细管温度设置为330℃;汽化器温度设置为280℃;S透镜RF电压水平为60;工作模式为正离子模式和负离子模式。
9.如权利要求8所述的基于同位素特征的林下山参和园参鉴定方法,其特征在于,
扫描荷质荷比范围为m/z 200-2000;全扫描分辨率为70000FWHW;二级质量扫描:dd-MS2,m/z为200,分辨率为35000FWHW;AGC自动增益控制,目标:1e6。
10.如权利要求1所述的基于同位素特征的林下山参和园参鉴定方法,其特征在于,S4中,数据处理通过工作站为XCalibur 2.2工作站实现,母离子和碎片离子的分子式预测参数:C[10~100],H[30~100],O[1~30];质量精度误差在5×10-6以内。
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