人参中人参皂苷的空间分布检测方案(液质联用仪)

「应用纪要WatersTHE SCIENCE OF WHAT'S POSSIBLE. 「应用纪要 Waters和The Science of What’s Possible是沃特世公司的注册商标。所有其他的商标属于各自的所有者。@2018沃特世公司2018年2月 运用解吸电喷雾电离质谱成像技术分析人参中人参皂苷的空间分布 Chen Shilin， Cheng Yung-Chi?， Xu Jiang， Chu Yangl，Liao Baosheng， Rao Weis， Zhou Chao， Qiao Lirui3， Zhengwei Jia3， Huiqin Zhong 1中国中医科学院中药研究所，北京，中国 2Department of Pharmacology， School of Medicine， Yale University， New Haven， CT， USA3沃特世科技(上海)有限公司，上海，中国 简介 在东亚，人参(Panax ginseng C.A.Mey)历来被之为百草之王，有几千年的临床应用历史。现代药理学研究发现人参中的主要活性成分是人参皂苷(Ginsenoside)。人参皂苷是一种固醇类化合物，它通过影响多重代谢通路发挥抗肿瘤、抗高血压、抗病毒和免疫调节等效能。人参皂苷有十几种之多，他们根据糖苷基架构的不同被分为达玛烷型和齐墩果烷型两大类。人参皂苷类别和含量的变化导致人参不同组织如根和根状茎的临床疗效和临床运用的差异?，因此研究不同人参皂苷在组织中的空间分布能为人参的临床运用提供更多参考信息，同样有利于理解和改进人参的育种和培养。 解吸电喷雾电离(Desorption Electrospray lonization， DESI)是一种快速的大气压环境下的质谱成像技术。与其他质谱成像技术如MALDI相比， DESI几乎不需要对样品进行前处理(如研磨，萃取，衍生等)，因此能真实的反应化合物在样品中的分布情况。在该研究中，我们运用DESI对人参根横切片中的人参皂苷进行质谱成像分析，探究不同类型人参皂苷的具体空间分布情况。 结果和讨论 人参横切片可以分为3大部分，最外层的周皮(Periderm)，向内为皮层(Cortex)，再向内位于中间的为中柱(Stele)(图1a)。对人参横切片进行DESI质谱成像，人参皂苷包括Rg1/Rf， pseudo-Rc1， Ra1/Ra2， Rd/Re， Rs1/Rs2和Ra3能明显看到其信号(图1b)，其中Rg1/Rf高分布于周皮和中柱， Rd/Re， Rs1/Rs2， Ra1/Ra2和pseudo-Rc1高分布于周皮，在中柱含量较低，而Ra3呈现出一种较弥散的分布模式，在接近外皮的区域分布较高(图2c)。同样，人参含有的其他一些代谢物如maltose和Citbismine C的分布状况也可以明显看到(图2c)。 图1.基于DESI质谱成像得到人参根横切片中人参皂苷的分布状况3。a)人参根横切片的光学图像。b)总质谱图。c)Maltose， CitbismineC和人参皂苷包括Rg1/Rf， pseudo-Rc1， Ra1/Ra2，Rd/Re，Rs1/Rs2和Ra3的DESI质谱成像结果。 实验方法 样品制备： 4年生IR826人参的主根用于制备20 um的冰冻横切片用于DESI质谱成像 质谱分析方法： 质谱系统： Waters Xevo G2-XS Tof 电离模式： ESI- 毛细管电压： 4.5 kV 锥孔电压： 80V 质量扫描范围： m/z 100-1200 喷雾溶剂： 90%MeOH+10%H.O+ 0.1mM NH4CI+0.1mMleucine enkephaline(lockmass， m/z 554.2615) 喷雾流速： 1.5 pL/min 像素大小： 100 umx100um 扫描速度： 400 pm/s 质谱数据成像： Waters HDImaging 进一步用DESI-MS/MS成像方法对人参皂苷中的同分异构体如Rg1/Rf和Rd/Re的分布状况进行探究。以Rg1/Rf为例， Rg1在单糖基团处断裂得到特征碎片m/z637.46， Rf在双糖基团处断裂得到特征碎片m/z457.15(图2a和2b)， Rg1和Rf的DESI-MS/MS成像结果显示出明显不同的空间分布状况(图2c)。 图2.人参根横切片中Rf和Rg1的DESI-MS/MS成像结果3。a)Rf/Rg1(m/z 799.52)的MS/MS谱图。b)Rf和Rg1的分子结构。c)Rf和Rg1的DESI-MS/MS成像图。 ( 结论 ) 在基本不需要对样品进行前处理的条件下， DESI成像技术能直接获取样本中代谢物的信息，从而真实地反映化合物的空间分布情况。在此，我们应用DESI成像技术对人参横切片中人参皂苷进行分析，发现不同的人参皂苷具有各自特异的分布情况。同时， DESI-MS/MS成像技术能进一步区分人参皂苷同分异构体的分布情况。 ( 参考文献 ) ( 1. Leung KW， Wong ST . Pharmacology of ainsenosides： a literature review . Chin Med. 2010；5(1)：20. ) ( 2. Zhang YC， Li G， Jiang C， Yang B，Yang HJ， Xu HY，et al . Tissue-specific distribution o f ginsenosidesin different aged ginseng and antioxidant activityof ginseng leaf. Molecules. 2014；19(11)：17381-99. ) ( 3. Xu J， Chu Y， Liao B， et al. Panax ginseng g enomeexamination for ginsenoside b iosynthesis.Gigascience.2017；6(11)：1-15. ) 扫一扫，关注沃特世微信 沃特斯中国有限公司沃特世科技(上海)有限公司 北京：010-52093866 上海：021-61562666 广州：020-28296555 成都：028-67653588 香港：852-29641800 免费售后服务热线：800(400)8202676WWw.waters.com 解吸电喷雾电离(Desorption Electrospray Ionization, DESI)是一种快速的大气压环境下的质谱成像技术。与其他质谱成像技术如MALDI相比，DESI几乎不需要对样品进行前处理(如研磨，萃取，衍生等)，因此能真实的反应化合物在样品中的分布情况。在该研究中，我们运用DESI对人参根横切片中的人参皂苷进行质谱成像分析，探究不同类型人参皂苷的具体空间分布情况。