氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法在中藥及天然藥物分析中的應(yīng)用

劉慧娟，胡葉青，馬 麗，祁冰潔，徐 寧，王 坤

(安慶醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校 藥學(xué)系，安徽 安慶 246052)

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)因具有GC的高分辨率和MS的高靈敏度，被廣泛應(yīng)用于復(fù)雜組分的分離與鑒定，尤其適合于低分子化合物(分子量<1000)和揮發(fā)性成分的分析，目前廣泛應(yīng)用于藥物分析的很多方面，包括藥物研究過程中組分的分離分析、生產(chǎn)質(zhì)量控制方法的建立和驗證，以及體內(nèi)藥物分析等，特別是在中藥揮發(fā)性成分的定性定量方面，GC-MS技術(shù)的優(yōu)勢顯得更為明顯。

1 天然藥物分析

天然藥物為復(fù)雜化合物的集合體，通常是協(xié)同、拮抗等多種作用機理產(chǎn)生藥理作用。目前GC-MS的高靈敏度、高鑒別力成為促進天然藥物復(fù)雜體系研究的重要手段，在天然藥物成分分析、有效部位的分析鑒定以及藥代動力學(xué)中均已廣泛應(yīng)用。

早在九十年代，張文江等利用GC-MS法驗證了大鼠體內(nèi)海南粗榧新堿衍生物HH07A的代謝途徑。尹衛(wèi)平等以HPLC及GC-MS對天然產(chǎn)物無花果抗腫瘤成分檢測分析，分析結(jié)果推斷其抗癌作用與其芳環(huán)類化合物有關(guān)。賀敏[1]以止咳平喘類天然藥物為研究對象，利用GC-MS結(jié)合化學(xué)計量學(xué)方法用于天然藥物復(fù)雜體系的解析和毒理研究，確定GC-MS在處理類似復(fù)雜成分分析時具有較高的應(yīng)用價值。文震利用GC-MS技術(shù)，對兩種常見海洋中藥粗吻海龍 ( Trachyrhaphus serratus ) 與多棘海星 ( Asterias amurensis ) 中的甾醇化合物進行了分析，對于探索海龍與海星的活血補益的物質(zhì)基礎(chǔ)具有一定的意義。

2 中藥化學(xué)成分分析

2.1 中藥揮發(fā)油等化學(xué)成分的定性定量分析

GC-MS聯(lián)用分析技術(shù)作為分離鑒定化學(xué)成分的有力技術(shù)手段，在中藥的研究分析中主要集中在有效成分(揮發(fā)油類等)的定性、定量分析以及方法的驗證和建立方面，目前研究內(nèi)容已從化學(xué)物質(zhì)種類的定性和定量[2-7]，擴展到關(guān)注中藥質(zhì)量評價新方法的建立和化學(xué)成分新功能的開發(fā)。

王恩鵬[8]首次采用GC-MS對超臨界CO2萃取法(SFE)萃取人參花中的揮發(fā)性成分進行了分析鑒定，為進一步摸清人參花活性部位及開發(fā)利用該資源奠定了基礎(chǔ)。王彬等[9]采用分析石菖蒲主要化學(xué)成分，共分離出75個化學(xué)成分，其中26個化學(xué)成分匹配度在95%以上，占揮發(fā)油總量的60.68%。裴建云等[10]通過GC-MS在當(dāng)歸根和須揮發(fā)油中分別鑒定出67和65個化學(xué)成分，為中藥當(dāng)歸加工及臨床應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。李勇[11]建立了頂空靜態(tài)進樣針對鬼針草低溫易揮發(fā)性成分的GC-MS快速分析方法，龔敏[12]等采用頂空固相微萃取法結(jié)合GC-MS測定分析百部及其蜜炙品揮發(fā)性成分，為藥用成分的分離和利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

呂狄亞[13]首次采用頂空氣相色譜-質(zhì)譜(HS-GC-MS)聯(lián)用技術(shù)分析中藥莪術(shù)化學(xué)成分，建立的方法可以快速、簡單、有效的對莪術(shù)進行質(zhì)量控制。Kao Wen-Yi[14]首次利用頂空進樣GC-MS分析沉香熏煙的化學(xué)成分，為沉香品質(zhì)分析提供了新的方法。Jarouche Mariam[15]開發(fā)了一種結(jié)合GC-MS量化關(guān)鍵生物活性分析物的有效方法來定性評估市售枸杞。王曉蕾[16]等首次建立了GC-MS測定金牛眼藥、撥云散眼藥、特靈眼藥中麝香酮含量的方法，完善了針對眼藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中人工麝香相關(guān)質(zhì)控指標(biāo)。呂磊[17]運用GC-MS技術(shù)分析揮發(fā)油成分，為扶正平消膠囊的質(zhì)量控制和臨床研究提供了依據(jù)。 王淑英[18]等通過明確生產(chǎn)與實驗室提取揮發(fā)油量的差異，為中成藥生產(chǎn)的質(zhì)量控制建立了有效的GC-MS方法。

鄭巍[19]等運用GC-MS法對紅花五味子莖低極性部位的主要化學(xué)成分進行了分析，周福佳[20]采用GC-MS分析金絲梅石油醚超聲提取物的化學(xué)成分及抗氧化作用，何欽[21]、張生潭[22]通過GC-MS分別分析中藥白鮮皮和砂仁中潛在的抗菌活性揮發(fā)油成分，駱杰爐[23]利用毛細管GC-MS技術(shù)進一步確定了中藥木瓜的化學(xué)組成，為藥理學(xué)的揭示和中藥化學(xué)成分的全面開發(fā)提供了研究基礎(chǔ)。

2.2 中藥化學(xué)成分的質(zhì)量影響因素研究

中藥的藥理作用通常是幾種藥用成分的配伍結(jié)果，而其中主要化學(xué)成分的種類及含量比例又受到藥用植物不同產(chǎn)地、生長年限以及用藥部位、活性成分提取方法的影響，而這些影響因素產(chǎn)生的結(jié)果差異對檢測方法的要求很高，所以針對高質(zhì)量藥用成分的檢測方法建立以及驗證，GC-MS的方法有很明顯的優(yōu)勢。

趙愛紅[24]等采用毛細管GC-MS技術(shù)探討了興安白芷與祁白芷揮發(fā)油共有成分和不同成分之間的差異，楊凌[25]通過建立的茅蒼術(shù)揮發(fā)油化學(xué)成分的GC-MS分析方法，對不同生長年限、不同產(chǎn)地以及野生和栽培的茅蒼術(shù)揮發(fā)油化學(xué)成分的微小變化進行了系統(tǒng)分析。楊佰娟[26]采用GC-MS法對不同來源的10個川芎樣品、7個當(dāng)歸樣品和9個木香樣品進行揮發(fā)油主成分分析和聚類分析，甘丹丹[27]首先采用GC-MS對魚腥草根、莖、葉、花四個部位的揮發(fā)油進行定性分析，共定性35個組分，為魚腥草用藥部位的選擇提供參考，梁晟[28]對木香同名異物的三種藥材揮發(fā)油成分，以及馬兜鈴毒性不同的地上和地下部分揮發(fā)油成分進行了分析，常雅晴[29]等通過GC-MS揭示了祁艾不同采收期揮發(fā)油成分的動態(tài)變化，為優(yōu)質(zhì)中藥產(chǎn)地、藥用部位和采收期選擇提供了數(shù)據(jù)支撐。

盧櫻[30]對幾種提取鬼燈檠根莖揮發(fā)性成分的提取方法進行GC-MS分析比較，為藥用成分提取方法的確定提供了科學(xué)依據(jù)。孫戡平[31]采用GC-MS比較白術(shù)芍藥散與未經(jīng)炮制入藥的藥材揮發(fā)性成分差異，張睿增[32]根據(jù)中藥廣藿香及紫蘇揮發(fā)性成分的變化規(guī)律驗證了配伍會影響單味藥的化學(xué)成分種類和含量，劉曉梅[33]運用HS-GC-MS對不同炮制方法的地龍腥味成分進行分析比較，證實了中藥配伍和炮制方式對藥用成分的影響。

楊瑞琦[34]通過GC-MS分析不同霉變程度肉豆蔻揮發(fā)油的含量及化學(xué)成分，石文婷等[35]對魚腥草揮發(fā)油進行GC-MS分析，證實了適度的遮光有利于魚腥草揮發(fā)性有效成分含量的提高，李婧琳[36]等采用GC-MS分析確定了溫度對砂仁揮發(fā)性成分積累的主要影響，為中藥儲存以及制劑制備工藝條件提供了參考。

3 指紋圖譜分析和復(fù)方制劑的質(zhì)量控制分析

目前各國中藥或天然藥材質(zhì)量的控制普遍以指紋圖譜作為最有效手段。天然藥物指紋圖譜是指某些中藥材、天然藥物或成方制劑經(jīng)適當(dāng)處理后，采用一定的分析手段，得到的能夠標(biāo)示其化學(xué)特征的色譜圖或光譜圖，用于評價天然藥物質(zhì)量的真實性、優(yōu)良性和穩(wěn)定性。指紋圖譜分析是建立在化學(xué)成分的研究基礎(chǔ)上，所以要求選擇的分析方法高效、靈敏和準(zhǔn)確，這也加快了中藥質(zhì)量控制方法建立時指紋圖譜與GC-MS的結(jié)合，促進中藥化學(xué)成分的快速鑒別和質(zhì)量分析方法的完善。

王偉萍[37]通過建立蘇合香丸揮發(fā)油的GC-MS指紋圖譜，為有效控制制劑產(chǎn)品質(zhì)量提供了簡單易行的分析方法，劉慧[38]等建立了附子理中丸的GC-MS指紋圖譜，為不同廠家附子理中丸的制劑質(zhì)量比較提供新的依據(jù)，袁其堂[39]利用GC-MS結(jié)合化學(xué)計量學(xué)的方法完成了柴胡注射液指紋圖譜共有模式的建立，對復(fù)方制劑化學(xué)成分的確證和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的完善具有重要意義。

Yan Xiaomin[40]通過GC-MS指紋圖譜的建立和分析，有助于相似中藥川木香和木香的質(zhì)量控制和鑒別。朱洪彬[41]根據(jù)中藥馬齒莧GC-MS指紋圖譜鑒別揮發(fā)油的主要成分，明確各成分含量間的關(guān)系。趙歐[42]以GC-MS通過對四個產(chǎn)地菊花揮發(fā)油的定性定量分析，為菊花揮發(fā)油標(biāo)準(zhǔn)的制定提供了較全面的指紋圖譜信息。劉新湘[43]對13種常見解表類中藥揮發(fā)油化學(xué)成分的GC-MS研究發(fā)現(xiàn)解表類物質(zhì)指紋圖譜差異較大，表明不能以某幾種化合物作為此類中藥的有效成分。Xia Yong-Gang[44]利用GC-MS、HILIC-ELSD和HR-ESI- MS建立黃芪多糖的指紋圖譜，構(gòu)建了評價多糖成分的有力手段。

4 結(jié)合代謝組學(xué)的中藥藥物分析

代謝組學(xué)是對某一生物或細胞在一特定生理時期內(nèi)所有低分子量代謝產(chǎn)物同時進行定性和定量分析的一門新學(xué)科，近幾年發(fā)展迅速并滲透到疾病診斷、醫(yī)藥研制開發(fā)、毒理學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域，常見于用藥后體內(nèi)代謝產(chǎn)物種類、數(shù)量及變化規(guī)律的研究[45]。目前基于GC-MS技術(shù)的代謝組學(xué)研究已應(yīng)用于中藥藥效物質(zhì)作用機制和復(fù)方制劑配伍規(guī)律等方面。

蘆林林[46]利用血液及尿液組織中內(nèi)源性代謝物的GC-MS分析，驗證了逍遙散抗抑郁的作用機理。王靜[47]對大鼠尿樣中內(nèi)源性物質(zhì)的GC-MS定量分析表明，黃連除具有降糖和降血脂的作用，還有抗氧化作用，為抑制糖尿病合并癥的發(fā)生和發(fā)展提供了新的研究方向。鄭瑩等[48]對枳殼進行GC-MS分析證實檸檬烯的含量與枳殼的促胃腸動力作用呈一定的正相關(guān)性，曲麗萍[49]應(yīng)用GC-MS分析手段對復(fù)方制劑中辛夷藥代動力學(xué)、藥效學(xué)和作用機制進行了系統(tǒng)研究，結(jié)果為其他中藥復(fù)方制劑的藥效學(xué)研究提供了方法依據(jù)。因此，基于代謝組學(xué)對藥物的GC-MS分析為藥物活性成分藥理作用的全面開發(fā)和新藥研究提出了新思路。

周春娜[50]等用優(yōu)化的GC-MS代謝組學(xué)方法檢測產(chǎn)地及采收時間對墨旱蓮代謝物的差異，為墨旱蓮代謝組學(xué)的進一步研究提供了基礎(chǔ)。Tao Yi[51]等利用GC-MS對牛膝治療骨質(zhì)疏松和骨折中代謝特征進行了研究。王天明[52]等通過采用HS-SPDE-GC-MS測定大鼠血漿中龍腦、異龍腦和代謝物樟腦的濃度，探討了甘草與冰片合用的藥代動力學(xué)和配伍使用的規(guī)律。Ran Shan[53]、姚夢雪[54]等在代謝組學(xué)水平上利用GC-MS分析干姜和苓甘五味姜辛湯對寒哮的治療作用差異，為藥物體內(nèi)代謝和配伍研究提供了參考依據(jù)。

繆瀟瑤[55]首次建立了當(dāng)歸補血湯的GC-MS代謝組學(xué)分析方法，對當(dāng)歸補血湯的代謝調(diào)控關(guān)鍵節(jié)點和分子作用機制進行了探究。 徐佳[56]利用GC-MS測定二至丸代謝物探討抗衰老的可能機制。Jin Hua[57]建立基于GC-MS的尿液代謝組學(xué)圖譜，分析了附子用于治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的作用機制。Yi Min[58]通過血漿代謝物成分的分析，探討了血腑逐瘀湯治療冠心病血瘀證的代謝機制。Tian Gang[59]利用GC-MS結(jié)合代謝組學(xué)方法完善代謝途徑，蒲地藍消炎口服液，有助于揭示其抗炎作用機制。夏伯候[60]等基于GC-MS檢測技術(shù)結(jié)合代謝組學(xué)方法，對婦科千金膠囊治療混合菌誘導(dǎo)的盆腔炎代謝調(diào)控途徑給予了新的參考，同時驗證了基于代謝組學(xué)的GC-MS技術(shù)對系統(tǒng)分析中藥及其制劑的藥理作用機制是可行的。

5 展望

為加快中藥新藥開發(fā)和臨床藥理作用研究，也為了適應(yīng)國際對中藥質(zhì)量控制的高標(biāo)準(zhǔn)，中藥藥用痕量成分的明確和藥效成分作用機制的揭示需要現(xiàn)代化先進分析手段的融合。GC技術(shù)中樣本提取方法和制備技術(shù)已經(jīng)呈現(xiàn)多樣化，以不斷完善的質(zhì)譜譜庫作為基礎(chǔ)，GC-MS檢測技術(shù)已經(jīng)能滿足大多數(shù)中藥成分分析和指紋圖譜建立等方面的適應(yīng)性試驗要求。同時，GC-MS技術(shù)也對未知活性成分的分離和藥理作用研究提供了堅實的技術(shù)支持。

另外，近幾年氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)已經(jīng)作為體內(nèi)藥物分析的常規(guī)檢測方法[61]?；诖x組學(xué)，結(jié)合計算機數(shù)據(jù)分析以及化學(xué)計量法的GC-MS技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于中藥體內(nèi)代謝過程和代謝途徑的闡明，所以GC-MS技術(shù)在中藥的藥代動力學(xué)和體內(nèi)作用機制方面仍然有廣闊的研究前景，有望推動中藥藥用成分體內(nèi)作用機制的揭示和中醫(yī)藥現(xiàn)代化、國際化進程。