羅洲飛,劉妮娜,徐彥軍,饒力群
(1.湖南農(nóng)業(yè)大學生物科學技術(shù)學院,湖南 長沙 410128;2.中國科學院植物研究所北京植物園,北京 100093;3.中國農(nóng)業(yè)大學理學院,北京 100193;4.中國科學院研究生院,北京 100049)
扁蕾(Herba Gentianopsis)為龍膽科植物扁蕾Gentianopsis barbata(Froel.)Ma 的全草,主要生長在高海拔的河灘、山坡草地及林緣地區(qū),在我國主要分布于西南、內(nèi)蒙古、河北、東北等地[1]。扁蕾在治療急性黃疸型肝炎、結(jié)膜炎、高血壓、急性腎盂腎炎、瘡癤腫毒、慢性肺源性心臟病等有廣泛的應用[2-3]。大興安嶺地區(qū)的扁蕾產(chǎn)量極少,民間藥用價值很高,已作為一種傳統(tǒng)蒙藥植物被廣泛運用,但其化學成分尚未見報道。為進一步研究其藥效成分,筆者對產(chǎn)于大興安嶺地區(qū)的扁蕾進行了化學成分的初步研究,并比較了不同部位的化學組成差異。李作平等[4]用色譜法和光譜法對扁蕾的化學成分進行了分析,其中主要成分為口山酮類。文章利用高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(HPLC-ESI-MSn)分離鑒定大興安嶺地區(qū)的野生扁蕾不同部位的口山酮類化學成分,為該藥材的品質(zhì)評價和開發(fā)利用提供科學依據(jù)。
1.1.1 供試材料 自然干燥的野生扁蕾全草,于2011年采自大興安嶺漠河(經(jīng)度:124°07′ E,緯度:53°42′ N,海拔高度:576 m),經(jīng)黑龍江大興安嶺地區(qū)農(nóng)業(yè)林業(yè)科學院鑒定為龍膽科植物扁蕾,標本保存于中科院植物所植物園。
1.1.2 試 劑 乙腈和甲醇(色譜純)購于北京先明樂施科技發(fā)展有限公司;三氟乙酸(≥99%)購于德國Merck 公司(Darmstadt, Germany);甲醇(分析純)和甲酸(分析純)購自北京化工廠;HPLC 級水由Milli-Q 超純水系統(tǒng)(Millipore, Billerica,MA,USA)制備;黃酮醇標準品:蘆丁(純度91.7%)購自中國藥品生物制品檢定所。
稱取扁蕾不同部位(花、葉、主莖、側(cè)枝、根)干燥粉末3 份,每份約100.00 mg,溶于10 mL 甲醇(甲酸的抽提溶劑),超聲提取30 min,離心(12 000 r/min,10 min),收集上清液。提取3 次后合并濾液,依次用濾紙及0.22 μm 的濾膜過濾。
采用Agilent 1100 LC/MSD Trap VL 液質(zhì)聯(lián)用儀(HPLC-ESI-MSn)進行口山酮類化合物定性分析。色譜條件為:采用TSK gel ODS-80Ts QA(150 mm×4.6 mm,5 μm i.d.,Tosoh,Tokyo,Japan) 色譜柱,流動相組成:A 相為10%甲酸-水溶液;B 相為乙腈溶液,洗脫梯度為:0 min,10%B→20 min,22%B→65 min,60%B→70 min,10%B,檢測波長:330 nm,流速:0.8 mL/min,進樣量:10 μL,柱溫:25℃。質(zhì)譜電離源采用電噴霧電離(ESI),分別在正離子和負離子模式下進行全掃描,掃描范圍:(m/z)100~1 000 μ。正離子模式下的質(zhì)譜分析條件為:氮氣作為干燥和噴霧氣體,干燥溫度:350℃,氮氣流速:6.0 L/min,噴霧器壓力:241.3 KPa;毛細管電壓:3 500 KV,毛細管出口電壓:140 V;八級射頻電壓振幅:150 Vpp;skim 1 電壓:55.6 V,skim 2 電壓:6.0 V;cap exit offset:84.4 V。負離子模式下,參數(shù)設(shè)定值不同的為:毛細管出口電壓:-127.3 V;skim 1 電壓:-47.7 V,skim 2 電壓:-6.0 V;cap exit offset:-79.6 V。用LC/MSD Trap 軟件(5.2 版本)分析不同模式下的質(zhì)譜數(shù)據(jù)。
采用Dionex HPLC 系統(tǒng)對扁蕾中不同部位的化學成分進行定量分析。該系統(tǒng)包括P680 泵、TCC-100 自動控溫柱箱、PDA-100 光電二極管陣列檢測器及變色龍色譜工作站(Chromeleon,6.60版本)。色譜條件與化合物定性分析一致。利用標準品蘆丁分別對各化合物進行相對定量分析,重復3次,單位為每g 干燥扁蕾中含有的化合物mg 數(shù)。計算不同部位的各個組分含量,比較各部位之間不同化學成分的組成差異。
利用HPLC-ESI-MSn 從扁蕾全株樣品中檢測出11 種主要化合物成分(圖1),各化合物的紫外可見吸收光譜和質(zhì)譜數(shù)據(jù)如表1 所示。依據(jù)樣品HPLC 分析的保留時間、洗脫順序、紫外-可見吸收光譜和質(zhì)譜信息,通過與參考文獻比較推定了各化合物的結(jié)構(gòu)[5]。其中,正離子模式下的質(zhì)譜數(shù)據(jù)為化合物的結(jié)構(gòu)解析提供了更多信息。
圖1 扁蕾全株化學組成成分HPLC 圖譜
表1 扁蕾中化學成分的紫外-可見吸收光譜及ESI-質(zhì)譜數(shù)據(jù)
組分1 在紫外吸收光譜中的最大吸收波長為244、252、275 nm,為較典型的口山酮特征吸收。正離子模式下檢測到分子離子m/z 303([M+H]+)和苷元碎片離子m/z 274([Y0]+),負離子模式下檢測到碎片離子m/z 639([2M+Cl]-),它與濕生扁蕾中的1-羥基-3,7,8-三甲氧基口山酮的裂解特征相同,因此推定組分1 為1-羥基-3,7,8-三甲氧基口山酮[6]。
組分2 在正離子模式下檢測到高豐度的加鈉分子離子m/z 328([M+Na]+),負離子模式下檢測到分子離子m/z 304([M-H]-),且碎片離子信息與文獻報道一致[7],由于缺乏更多的結(jié)構(gòu)信息,暫推定組分2 為1,3,8-三羥基-5,6-二甲氧基口山酮。
組分3 在正離子模式下檢測到高豐度的加鈉分子離子m/z 445([M+Na]+),負離子模式下檢測到分子離子m/z 421([M-H]-),m/z 260 是苷元1,3,5,8-四羥基口山酮的特征質(zhì)荷比[13]。其與去甲當藥苷的裂解特征相同,結(jié)合紫外數(shù)據(jù),推定組分3 為去甲當藥苷,質(zhì)譜信息和結(jié)構(gòu)圖如圖2(a)所示[8]。
組分4 在正離子模式下檢測到苷元碎片離子m/z 274([M-162+H]+)及高豐度的加鈉分子離子m/z 459([M+Na]+),負離子模式下檢測到去質(zhì)子分子離子m/z 273([Y0]-)和m/z 435([M-H]-),分子量是在苷元碎片離子(m/z 274)的基礎(chǔ)上加上一個己糖的分子量(162 u),再結(jié)合紫外可見吸收光譜數(shù)據(jù),推定組分4 為當藥苦苷[9],質(zhì)譜信息和結(jié)構(gòu)圖如圖2(b)所示。
組分5 在正離子模式下得到加納分子離子m/z 488([M+Na]+),負離子模式檢測到顯著的分子離子m/z 465([M-H]-),且紫外光譜在243、254、330 nm處出現(xiàn)特征吸收,結(jié)合文獻報道,推定組分5 為蔓龍膽口山酮苷[10]。
組分6 的紫外光譜在263 nm、266 nm 處出現(xiàn)肩峰,為環(huán)烯醚萜苷類化合物的特征吸收峰,正譜數(shù)據(jù)為分子離子m/z 359([M+H]+)及苷元原子m/z 197([Y0]+),負譜數(shù)據(jù)為m/z 403([M+HCOO]-)及碎片離子m/z 190([Y0]-),與文獻中獐牙菜苷的數(shù)據(jù)一致,因此,推定組分6 為獐牙菜苷[11]。
組分7 的質(zhì)譜數(shù)據(jù)為正離子模式下高豐度分子離子m/z 260([M+H]+),m/z 260 是1,3,5,8-四羥基口山酮的特征質(zhì)荷比[12]。負離子模式下也檢測到碎片離子m/z 555([2M+Cl]-),結(jié)合紫外吸收數(shù)據(jù),推定峰7 為1,3,5,8-四羥基口山酮,質(zhì)譜信息和結(jié)構(gòu)圖如圖2(c)所示。
組分8 的紫外吸收為206、218、269 nm,可知組分8 為口山酮類化合物的五氧取代類型,正離子模式下含有碎片離子m/z 631([2M+Na]+)和分子離子m/z 304([M+H]+),負離子模式下檢測到m/z 337([M+Cl]-)??谏酵惢衔锶糁挥辛u基和甲氧基取代,其不飽和度為10,故推測其分子組成為C15H12O6,通過與文獻的光譜數(shù)據(jù)進行比較,可推定峰8 為1,5,8-三羥基-3,4-二甲氧基口山酮[13]。
峰9 正離子模式下檢測到顯著的分子離子m/z 519([M+H]+),負離子模式下也檢測去質(zhì)子分子離子m/z 564([M+HCOO]-)和碎片離子m/z 325([Y0]-),紫外最大吸收為237、257、283 nm,峰9 的質(zhì)譜信息與從大籽獐牙菜分離到的新口山酮類化合物Swertiabisxanthone 一致,由于缺乏更多的信息,暫推定組分9 為Swertiabisxanthone[14-15]。
圖2 扁蕾中4 種主成分的正譜質(zhì)譜圖和結(jié)構(gòu)圖
組分10 正離子模式下檢測到顯著的分子離子m/z 274([M+H]+),負離子模式下檢測到去甲基碎片離子m/z 258([M-CH3-H]-),m/z 274 是龍膽山酮酚的特征質(zhì)荷比,再結(jié)合其在色譜柱中的洗脫順序和紫外可見吸收光譜數(shù)據(jù),故確定組分10 為龍膽山酮酚[15],質(zhì)譜信息和結(jié)構(gòu)圖如圖2(d)所示。
組分11 在紫外吸收光譜中的最大吸收波長為208、225、260 nm,且為口山酮類化合物的四氧取代類型。正離子模式下檢測到加納分子離子峰m/z 313([M+Na]+)和碎片離子m/z 274([Y0]+),負離子模式下檢測到苷元離子m/z 289([M-H]-),與文獻的光譜數(shù)據(jù)進行比較,推定組分11 為1,7-二羥基-3,8-二甲氧基口山酮[2,16]。
扁蕾不同部位化合物的含量差異如表2 所示。其中去甲當藥苷、當藥苦苷、1,3,5,8-四羥基口山酮和龍膽山酮酚為扁蕾的4 種主要組成成分。扁蕾各部位的口山酮類化合物總含量的分布狀態(tài)為:花>葉>側(cè)枝>主莖>根,含量最多的為花器官,根中含量很低。
表2 扁蕾不同部位的組成成分分析 (mg)
通過高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(HPLCESI-MSn)檢出了大興安嶺地區(qū)產(chǎn)傳統(tǒng)蒙藥扁蕾不同部位的化學成分共11 種化合物,其中9 種化合物首次從扁蕾中檢測到。扁蕾不同部位的化合物定量分析結(jié)果表明,檢出的11 種化合物中,去甲當藥苷、當藥苦苷、1,3,5,8-四羥基口山酮和龍膽山酮酚為扁蕾的4 種主要組成成分;口山酮類總含量分布狀態(tài)為:花>葉>側(cè)枝>主莖>根,地上部分口山酮種類豐富,與地下部分化學成分存在顯著差異,建議以扁蕾地上部分入藥。這為闡明將扁蕾開發(fā)成治療藥物及應用的最佳藥用部位提供了客觀可靠的理論依據(jù),為該藥材的品質(zhì)評價和開發(fā)利用提供科學參考。
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