2024.0431基于UPLC-Q-Exactive-Plus-Orbitrap-MS技术的木贼化学成分分析.pdf
木贼（Equisetum hyemale L.）是一种传统药用植物，其地上部分在中医药中被广泛用于治疗多种疾病。尽管其药效作用已有一定研究，但化学成分的系统性分析尚待深入。传统分析方法耗时长、灵敏度低，难以全面揭示其复杂组成。近年来，超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱（UPLC-Q-Exactive-Plus-Orbitrap-MS）技术的发展为快速、精准鉴定化学成分提供了有力支持。本研究通过该技术系统分析木贼的化学成分，旨在为其药效物质基础、作用机制及产品开发提供科学依据。
1. 技术创新：首次采用UPLC-Q-Exactive-Plus-Orbitrap-MS技术对木贼化学成分进行全面分析，显著提高了分析效率和准确性；
2. 成分鉴定：成功鉴定出70个化合物，涵盖有机酸、氨基酸、生物碱、核苷、糖类等多种类型，丰富了对木贼化学组成的认识；
3. 研究价值：为木贼的药效机制研究及新药开发提供了重要参考，推动了木贼在中医药领域的进一步应用与开发。
1.2 实验方法
1.2.1 供试品溶液的制备
1.2.2 对照品溶液的制备
1.2.3 色谱条件
1.2.4 质谱条件
1.2.5 数据分析
2.1 化学成分分析
2.2 主要成分的裂解规律分析
2.2.1 有机酸类成分
该类成分在高能碰撞下容易丢失中性小分子片段，①芳香酸或芳香酸酯的裂解容易发生在羧基或羧基衍生侧链，常丢失CH2、CH3、COOH、CO2等小分子，羟基取代的芳香环通常不发生裂解。②α断裂、β断裂及i断裂是链状有机酸和有机酸酯的经典断裂方式，从而容易丢失COOH、CH2COOH和CH2小分子片段，同时含有OH的有机酸容易丢失H2O。2.2.2 氨基酸类成分
该类成分在裂解过程中可能丢失NH3、H2O、CO2及HCOOH等小分子片段。各类型（α-、β-、γ-）氨基酸的裂解方式有所不同，α-氨基酸容易同时脱去HCOOH、NH3分子，β-氨基酸容易脱羧基或者含羧基的长碳链，γ-氨基酸容易先脱羧基再脱氨基。该类成分根据其母核的不同分为有机胺类、吡咯类、哌啶类、吲哚类、嘌呤及黄嘌呤类等多种类型，不同类型的生物碱裂解方式区别较大，例如有机胺类主要的裂解方式为β裂解，酰胺类主要裂解方式为麦氏重排。但是，分析生物碱裂解特征不难发现，该类成分的裂解具有共同的特征，即容易丢失nH2O、nCH3OH、n(CH2)O、nCO、CHNH2、NO 和 NH3等中性分子。2.2.4 核苷类成分
此类成分由嘌呤或嘧啶苷元与核糖或脱氧核糖进行缩合而成，裂解过程中C-N键容易断裂失去糖基部分，接着嘌呤或嘧啶苷元上的取代基进一步断裂产生NH3等小分子，也可能进一步发生开环反应。在负离子模式下鉴定了4个糖类化合物，为单糖或低聚糖，因此该研究仅讨论单糖和低聚糖的裂解规律。单糖含多个羟基，裂解过程中容易丢失nH2O、CH2O等分子；低聚糖通常容易发生苷键断裂，得到相应的糖基，糖基可进一步裂解丢失H2O、CH2O、CH3分子。2.2.6 黄酮类成分
该类成分在裂解过程中通常容易发生苷键断裂丢失糖基，苷元部分可能进一步丢失H2O、CO、C3O2等中性小分子，黄酮及异黄酮苷元的C环容易发生逆狄尔斯-阿尔德（Retro Diels-Alder reaction，RDA）裂解。该类成分在裂解过程中主要丢失1分子CO，当芳香环上存在取代基时则可能发生裂解丢失相应的取代基产生H2O、OCH3、CH3等中性分子，芳香环通常不发生裂解。本研究首次运用UPLC-Q-Exactive-Orbitrap-MS技术针对木贼的化学成分开展了快速的鉴定，综合分析保留时间、准分子离子、二级质谱特征碎片离子等质谱信息，结合对照品数据及相关文献共鉴定了70个化合物，其中有机酸类、氨基酸类、生物碱类、核苷类成分占比较高，糖类、黄酮类、芳香醛及其他类成分等较少。化学成分是药用植物产生药效的物质基础，药效是临床应用的重要依据。结合文献报道分析本研究鉴定出的化合物发现，其中包含了多种活性化合物，这些化合物很可能是木贼发挥药效的重要物质。部分有机酸具有显著的抗炎、抗菌、抗病毒、抗氧化活性以及心脑血管疾病预防作用。此外，一些核苷和黄酮还显示了抗炎和抗氧化作用。木贼广泛的药理活性可能是各类成分多途径、多靶点协同作用的集中体现。后期课题组将进一步以“成分-药效-代谢-靶点”为切入点，多维模式探讨木贼药效物质基础及作用机制。综上所述，该方法快速、准确、可靠，鉴定结果在一定程度上弥补了现阶段木贼化学成分研究的不足，为该药材后期药效物质基础、作用机制及产品开发提供参考依据。
