中药基质

本文为中国药科大学天然药物国家重点实验室药物代谢与药代动力学重点实验室所作，发表于JOURNAL OF MASS SPECTROMETRY （2019）10.1002/jms.4385。 基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(MALDI‐TOF MS)是一种出色的分析技术，可以通过简单的样品预处理快速分析各种分子。MALDI‐TOF质谱的性能在很大程度上取决于基质的类型，新型MALDI基质的开发引起了人们的广泛关注。本研究以人参皂苷Rb1、Re和三七皂苷R1为模型皂苷，寻找更合适的MALDI基质。 在本研究的开始阶段，发现2,5‐二羟基苯甲酸(DHB)在四种传统的MALDI基质中为皂苷分析提供了最高的强度，然而DHB与分析物的非均相共结晶使信号采集有些“不稳定”。氧化石墨烯(graphene oxide, GO)由于其单层结构和良好的分散性，被认为是改善DHB结晶均匀性的辅助基质，从而提高皂苷分析的shot-to-shot和spot-to-spot重现性。令人满意的精度进一步证明了微量氧化石墨烯(0.1 μg/spot)可以大大降低真空条件下氧化石墨烯从MALDI靶板脱离造成仪器污染的风险。更重要的是，DHB-GO复合基质能显著提高皂苷标准曲线的灵敏度和线性。最后，利用大鼠血浆开展了复杂生物样品中Rb1的检测，证明其可快速适用于大鼠药代动力学研究。这不仅为DHB‐GO在中药皂素分析中的应用开辟了新领域，也为开发复合基质提高MALDI质谱性能提供了新思路。 使用仪器：岛津MALDI‐TOF/TOF MS 图1 氧化石墨烯(GO)对2,5 -二羟基苯甲酸(DHB)结晶和灵敏度的影响。A， 分别在5 - 0.01、5 - 0.02、5 - 0.05、5 - 0.1、5 - 0.2和5 - 0.5 mg/ml浓度下DHB - GO复合基质的光学图像 B， 使用一系列的DHB - GO浓度(5 - 0.01,5 - 0.02,5 - 0.05,5 - 0.1,5 - 0.2和5 - 0.5 mg/ml)在MALDI - TOF MS上测定三七皂苷的信号强度；C， 使用DHB (5mg/ml，蓝线)、GO (0.1mg/ml，黑线)和DHB - GO (5 - 0.1mg/ml，红线)基质生成的Rb1、Re和R1的代表性质谱[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]图2 在一个点内的随机位置(n = 7)采集的人参皂苷Rb1、人参皂苷Re和三七皂苷R1的质谱图谱。A:Rb1, B: Re, C:R1, 以2,5 -二羟基苯甲酸(DHB)为基质；D:Rb1, E: Re, F:R1, 以DHB‐氧化石墨烯(GO) 为基质；[彩色图可在wileyonlinelibrary.com上查看] 图3 MALDI-TOF MS测定的人参皂苷Rb1、人参皂苷Re和三七皂苷R1的标准曲线，以A:2，5-二羟基苯甲酸(DHB)和B:DHB-氧化石墨烯(GO)为基质[彩色图可在wileyonlinelibrary.com查看] 一般来说，MALDI-MS的性能在很大程度上取决于基质的类型，并且最近提出的使用不同基质是改善解吸/电离过程和质谱质量的有效方法。在本研究开始时，发现DHB比其他常规基质对皂苷具有更高的灵敏度，然而DHB在MALDI靶板上的非均相共结晶使得自动化质谱信号采集有些“不稳定”。于是，我们致力于开发更合适的皂苷MALDI基质。 氧化石墨烯GO是一种碳材料，已被证明有助于DHB在亲水表面上形成均匀的晶体层，并改善质量峰强度的区域差异。我们推测氧化石墨烯具有高度的水分散性和强缺陷效应，这使得其能够均匀地吸附分布在其表面的分析物和基质。不出所料，MALDI-TOF质谱分析皂苷在shot-to-shot和spot-to-spot重现性方面取得了显著改善。精度的提高进一步表明，微量氧化石墨烯(0.1 μg/spot)可以大大降低真空条件下氧化石墨烯从MALDI靶板脱离造成仪器污染的风险。氧化石墨烯中π共轭结构的强吸收可以使其获得较强激光吸收，从而有助于化学基质电离，提高光谱质量。此外，灵敏度和线性也大大提高。 文献题目《The improved performance of MALDI-TOF MS on the analysis of herbal saponins by using DHB-GO composite matrix》使用仪器岛津MALDI‐TOF/TOF MS 作者Zhangpei Zhu,Jiajia Shen,Yangfan Xu,Huimin Guo,Dian Kang,Tengjie Yu,He Wang,Wenshuo Xu,Guangji Wang,Yan Liang 声 明1、本文不提供文献原文。2、所引用文献仅供读者研究和学习参考，不得用于其他营利性活动。

7月19日，由国家中医药管理局组织、全国上百家中药企业参与、权威中药相关科研院所支持的中药标准化项目在京启动。国家发改委将对该项目投入经费7.37亿元。根据项目规划，我国60种大品种中成药和100种临床常用中药饮片有望于2018年实现全程质控。这一项目的启动，标志着我国中药系列标准开始全面提升、完善。　　据国家中医药管理局相关负责人介绍，近年来，我国中医药需求旺盛，但相关中药质量不但没有因此水涨船高，反而滑坡严重，亟须统一、科学、高质量的国家标准进行规范。　　同时，现行中药质量标准一般是参照西药质量标准确定，这种通过个别有效成分判定质量状况的标准，对中药质控效果不佳，亟待建立符合中药自身特点的质量标准体系。尤其是在当前国际市场对中药需求持续升温的大背景下，提升并完善中药质量标准，有利于国产中药更好地参与国际竞争、获得更大发展。　　在国务院发布的中医药发展战略上，重点提出了建设中医药标准问题，现在国家中医药管理局开始发力建设中医药的标准，而且是要建立符合中医药特色的标准，对于中医药的发展，将会有很大的促进作用。　　首批59个品种，101个饮片　　中药标准化项目的重点任务是针对中药材种植、中药饮片生产、中成药生产全过程的技术规范和标准缺失问题，着力于中药生产各环节的技术规范优化、中药产品标准及中药产品可溯源体系建设，完善并修订一批中药生产规范及标准，强化中药产品的监督、鉴别和鉴定方法，系统构建中药标准化服务支撑体系，促进中药产业“种好药、产好药、造好药”。　　项目拟制定涵盖50%以上的中成药大品种的优质产品标准，以及50%以上的临床最常用中药饮片的等级标准，建设中药标准化支撑体系平台，实施中药优质产品信息定期公告机制，构建中药优质产品标准的长效机制，推动优质优价。　　2015年7月，国家中医药管理局组织开展中医药标准化项目申报工作，重点遴选《国家基本药物目录》等收录的中成药大品种和临床最常用饮片，准备开展中药生产全过程质量控制标准和产品标准制定工作。　　首批建设项目共有全国105家企业参与，涉及中药大品种59种，常用中药饮片101种。项目实施时间2016~2018年。　　国家中医药管理局副局长王志勇表示：中药标准化是一个涵盖技术、管理、政策和法规的规范建设工程，是中医药继承创新的重要任务，更是突破中药产业发展瓶颈、促进中药产业健康可持续发展的重要支撑，对中药现代化、国际化以及保障中医疗效和公众用药安全具有重要意义。　　延伸阅读：对中药标准化专项的部分解读　　1.项目设置突出了“从田间到病床”的全程化质量控制理念　　解读：中药标准化项目针对品种的设置上，突出了“从田间到病床”全程控制模式，这对中药质量提升将产生积极影响。规定申报中成药重点产品标准项目应包括中药材生产规范及标准制定、中药饮片生产规范及标准制定、中成药生产规范及标准制定三项内容 申报中药饮片重点产品标准项目应包括中药材生产规范及标准制定、中药饮片生产规范及标准制定两项内容。　　　　图1 中药大品种质量控制策略　　2.项目申报中的“中药重点产品”具体指什么?　　解读：中药标准项目中所谓的“中药重点产品”应该包括两类：中成药大品种和最常用的中药饮片，而且中成药应该在《国家基本药物目录》和《国家基本医疗保险、工伤保险和生育保险药品目录》中。　　中成药大品种的界定依据销售额而定，即申报独家品种近3年年均销售额不少于3亿元(该规定与《中小型中药企业大品种培育策略与路径分析》一文的界定一致) 若申报多家品种，则申报品种近3年年均销售额不少于2亿元。　　关于最常用的中药饮片，如何界定?没有确切依据。《中药饮片用量标准研究》一书，在43万首临床汤剂处方调研的基础上，列出了152种临床最常用饮片，可以作为参考。　　3.中药标准项目对中药产业发展的影响。　　解读：整体上有利于整个中药产业的提质增效。中药标准项目或将成为中药产业发展的分水岭。　　根据中药标准项目申报要求：建设可实现信息共享的中药质量标准库，建设独立、权威、具有公信力的第三方质量检测技术平台，为医疗机构、相关企业、药品采购机构、公众和新闻媒体等提供中药质量检测和信息服务。建立优质中药品种的质量评价体系和认证体系。引导行业协会、产业联盟或第三方机构发布中药产品质量信息，形成中药标准化建设长效机制。　　一旦实现以上目标，意味着在现有药检所系统进行药品真伪鉴定之外，形成了可以进行中药优劣评价的机构，这是具有里程碑意义的重大事件，或将成为中药产业发展的分水岭。

研究背景对于具有多成分、多靶点特点的中药来说，多组分共存时主要成分的体内过程研究对揭示中药体内复杂药效物质基础有重要意义。但由于中药成分的多样性和各成分间理化性质的差异性，中药生物样品中多成分的同步、灵敏、快速定量检测仍是一个艰巨的挑战。近年来，均相液液萃取方法已经成为蛋白分离纯化的重要手段之一。 该研究发现通过添加一定浓度盐或糖的水溶液，可使均相混合体系(如由血浆和有机相乙腈组成) 分层，同时利用相似相溶原理对目标分析物进行萃取。作者发现通过向有机溶剂-血浆均相体系加入质谱友好的挥发性盐(如甲酸铵、乙酸铵)的盐析辅助均相液液萃取方法兼具操作步骤简单、基质干扰低、提取回收率稳定的特点，可同步对多种不同极性的待测物进行提取分离，在保证选择性和灵敏度的同时提高了分析方法的通用性。 01方法与结果目标待测化合物中(结构见图1)，3种生物碱类成分和3种萜类成分在质谱正离子模式下有较好响应，而3种黄酮类成分在负离子模式的灵敏度更佳。利用岛津LCMS-8050高速正负极切换的性能特点，在保证高灵敏度的同时，单次分析中同时进行正负离子的多通道MRM监测(图2)。图1 柳胺酚内标和目标待测化合物的化学结构 图2 大鼠血浆QC样品中LIQ、DHE、ILIQ、LIQN、IS、RVN、LIM、OBA、EVO和RUT的代表性MRM色谱图 在样品前处理方法优化过程中，作者对比了6种前处理步骤对血浆样品中目标待测化合物基质效应和提取回收率的影响，6种方法分别为：(1) 甲醇蛋白沉淀(方法A)，(2) 乙腈蛋白沉淀(方法B)，(3)甲基叔丁基醚-二氯甲烷液液萃取(方法C)，(4)乙酸乙酯-正丁醇液液萃取(方法D)，(5)乙酸铵盐析辅助均相液液萃取(方法E)，(6)葡萄糖糖析辅助均相液液萃取 (方法F)。结果显示，对于9种目标待测化合物，使用乙腈蛋白沉淀的方法基质干扰明显；使用弱极性萃取溶液的液液萃取方法对极性较大的甘草苷和异甘草苷提取回收率低，进而影响分析方法的定量下限；而使用挥发性盐溶液和有机溶剂的盐析辅助均相液液萃取方法，既可以降低基质干扰又能保证各待测成分的提取回收率，对比另外两种原理的前处理方法，扩大了分析物的适用范围(图3)。 图3 空白血浆加标QC样品的萃取方法基质效应和回收率结果 作者还对盐析辅助均相液液萃取方法的挥发性盐种类和浓度进行了探究。总体上，同浓度的甲酸铵和乙酸铵溶液对盐析辅助均相液液萃取方法基质效应和提取回收率的影响相似(图4)，但对待测成分精密度和准确度的影响略有差异。此外，对于乙腈-血浆的均相体系，当体系中乙酸铵浓度增加到0.5 M后才会出现分层趋势(图5)。高浓度盐溶液的加入有利于均相体系盐析分层，但较高的盐浓度会降低负离子模式下的黄酮类成分的检测灵敏度。 图4 空白血浆加标QC样品的SALLE方法基质效应和回收率结果 图5 乙酸铵浓度对SALLE性能的影响 最后，对优化的方法进行了方法学验证，并成功应用于中药吴茱萸-甘草配伍的大鼠体内药代动力学研究中。 02 总结与讨论本研究开发优化了一种操作步骤简单、检测灵敏度高、化合物适用范围广的血浆样品LC-MS/MS高通量分析方法，利用岛津LC-30AD高速梯度精密送液和LCMS-8050高速正负极切换的技术特点，同步对极性差异较大的3种生物碱类、3种萜类和3种黄酮类成分进行了定量测定。LCMS-8050 03文献简介 文献题目《Simultaneous LC-MS/MS bioanalysis of alkaloids, terpenoids, and flavonoids in rat plasma through salting-out-assisted liquid-liquid extraction after oral administration of extract from Tetradiumruticarpum and Glycyrrhiza uralensis: a sample preparation strategy to broaden analyte coverage of herbal medicines》 使用仪器LCMS-8050，LC-30AD 作者Manlin Li1, Hanxue Wang1, Xiaohan Huan1, Ning Cao1, Huida Guan1, Hongmei Zhang2, Xuemei Cheng1, Changhong Wang1*1. Institute of ChineseMateria Medica, Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, The MOE Key Laboratory for Standardization of Chinese Medicines, Shanghai Key Laboratory of Compound Chinese Medicines, 1200 Cailun Road, Shanghai 201203, China2. School of Pharmacy, Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, Shanghai 201203, China* Corresponding author. Institute of Chinese Materia Medica, Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, Shanghai 201203, China. Tel: 086-021-51322511, Fax: 086-021-51322519, E-mail: wchcxm@shutcm.edu.cn wchcxm@hotmail.com (Changhong Wang). 原标题：通过盐析辅助均相液液萃取方法和LC-MS/MS技术同步对大鼠血浆中的生物碱类、萜类和黄酮类成分进行定量分析上海中医药大学 中药研究所文章发表于Analytical and Bioanalytical Chemistry文章链接：https://doi.org/10.1007/s00216-021-03568-1 致谢本研究得到《上海市中医药事业发展三年行动计划》[ZY(2018-2020)-CCCX-5002]的资助。 声明1、本文不提供文献原文。2、所引用文献仅供读者研究和学习参考，不得用于其他营利性活动。3、本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。