高等仪器论文

1、不同联用技术在中药研究应用中的选择张国改广东药学院中药学院，学号2111448176摘要： 随着仪器的不断完善与发展,联用技术的应用范围越来越广,其在中药研究领域中的应用也越来越受到重视，在中药研究应用中可根据具体情况选择不同的联用技术使试验得到较好的结果。关键词：中药研究；不同联用技术；联用技术的选择Combined with different technical options in traditional Chinese medicine research applicationsGuogaizhangTraditional Chinese Medicine of Guangdong

2、Pharmaceutical University,Guang Dong ,Student ID 2111448176Abstract: With the continual improvement and development, combined with the application of technology more widely, and its application in the field of traditional Chinese medicine research are more and more attention, in traditional Chinese

3、medicine research applications can be selected according to the specific circumstances of different Union using technology to get better test results.Keywords: traditional Chinese medicine research; select hyphenated techniques; various hyphenated techniques中药现代化离不开现代、高效的分离、分析技术。现代分析技术的发展,尤其是不同联用技术的

4、出现加快了中药研发的步伐。将单一的分析技术联合起来,不仅能获得更多的信息,而且可能产生单一分析技术所无法得到的新的信息。因此,联用技术已成为中药鉴定发展的一个重要方向。本文重点阐述现代在中药研究中应用较多的一些联用技术。1、气相色谱与质谱联用气相色谱法是近年来应用广泛的分析技术，特别适用于具有挥发性的复杂组分的分离、分析，适用于大部分挥发油成分的测定，具有分离效能高，灵敏度高的特点，但对有争议的样品不能做出肯定的鉴别报告须连接质谱检测器，能更加准确的鉴别出所需的成分。1.1气相色谱-质谱联用技术（GC-MS) GC-MS联用技术已经是一门成熟的分析鉴定技术,适合于挥发性强、热稳定的药物的分离。

5、丁晨旭等1研究细穗香薷的挥发油成分,采用水蒸气蒸馏法提取,用GC-MS联用技术进行分析,用面积归一法计算出有关的相对含量,鉴定出45个化合物。主要的挥发油化学成分为3个环4.3.1.13,8十一烷-1-醇-2,3,5,6-四甲基酚,共占挥发油总量的56.29%。但GC-MS法仅适用于挥发性成分的分析鉴定,如挥发油、脂肪酸等，有一定的局限性。1.2气相色谱-质谱-计算机联用技术(GC-MS-DC) 气-质联用在实际操作中对数据的读取和分析越来越多运用到了现代计算机科学与技术。周波等2采用GC-MS-DC联用技术对山小橘叶和果实挥发油成分进行分析,得出山小橘叶和果实挥发油主要成分均为石竹烯,相对百

6、分含量分别为45.4%和70.7%。为开发利用山小橘资源提供了依据。1.3气相色谱-红外光谱-质谱联用技术(GC-IR-MS) 色谱法具有高分离能力、高灵敏度和高分析速度等优点而红外谱提供丰富的分子结构信息，具有很强的结构鉴定能力两者相结合是复杂混合物分析的有效手段，再加上质谱的联用，可对天然药物的成分进行结构测定时，得到更加准确和有力的数据。谢映平等3采用扫描电镜、红外光谱、气相色谱、质谱联用技术研究了云南双蜡蛤蚧分泌物的超微结构和化学成分。2 液相色谱与质谱联用GC-MS联用虽然检测灵敏度很高,但对样品的极性的热稳定性有一定要求,对样品的预处理十分重要,有时要经过衍生化才能检测。而与之相比

7、,液相色谱-质谱(LC-MS)联用分析前样品预处理简单,一般无需衍生化或水解,更适合于体内药物的分离和鉴定。LC-MS技术由于其具有快速、微量、专属、准确的特点，加上能够快速获得化合物的大量结构信息，已逐渐成为分析和鉴定代谢物最有效的方法之一。它能分析包括皂苷类、生物碱类、黄酮类、酚酸、醇苷类等成分的分析研究，为进一步全面了解中药有效成分和药理奠定基础。2.1液相色谱-电喷雾离子化-质谱联用技术(LC-ESI-MS) 以电喷雾离子化(ESI)、为离子源，适合于中高极性的化合物,特别适合反相液相色谱与质谱联用,是目前液质联用中应用最广泛的一种离子化方式。马仁玲等4采用了HPLC-ESI-MS对苦

8、参药材不同的提取方法进行研究,分别获得多种生物碱和黄酮,为中药苦参指纹图谱的建立提供了依据。2.2液相色谱-大气压化学离子化-质谱联用技术(LC-APCI-MS) 以大气压化学离子化（APCI）是在大气压下进行化学电离的离子源,化学电离是以试剂离子和靶分子之间的电荷形式转换为基础,对产生的靶离子进行质量分析。APCI常用来分析小分子或非极性和弱极性化合物,较ESI更适合于正相液相色谱系统。2.3LC-DAD-MS 它可同时得到色谱、紫外光谱、总离子流色谱、一级质谱和二级质谱等多种信息，可获得多信息相互佐证的多维指纹图谱，从而能更有效的判断及控制重要的质量。Xie等5则以大鼠为研究对象，利用LC

9、-DAD-MS方法对口服纯丹皮酚制剂以及含丹皮酚的中草药提取液的药代动力学行为进行了研究。 2.4液相色谱-串联质谱联用技术(LC-MS/MS) LC-MS/MS联用优点非常显著6,液相色谱大大拓宽了分离范围,生物大分子也能分离,而LC与高选择性、高灵敏度的MS/MS结合,可对复杂样品进行实时分析,即使在LC难分离的情况下,只要通过MS1和MS2对目标化合物进行中性碎片扫描,则可发现并突出混合物中的目标化合物,显著提高信噪比。王子灿7等对刺五加粗提物经植化方法处理后,采用LC-MS/MS联用技术进行分析,得到了LC-MS/MS联用的分析条件,取得较好分离效果,确定了数种已知及未知的化合物的所在

10、部位。2.5超高效液相色谱 - 质谱（UPLC-MS） UPLC-MS联用技术在分离效能、灵敏度和专属性等方面都有着巨大的优势，展现出强大的定性、定量分析能力，从而在药物分析特别是中药分析得到广泛的运用。它是一种结合了超高效液相色谱的高性能物理分离能力和质谱特有的质量分析能力，同时具有很高的灵敏度和选择性的一种联用分析技术8。一方面,UPLC 的分离度比 HPLC 有很大提高，其色谱峰扩展很小，峰浓度很高，这不仅有利于化合物的离子化，也有助于与基质杂质分离，在一定程度上能降低基质效应，从而使灵敏度和重现性得到提高9-12；另一方面，与传统的高效液相色谱和质谱联用（HPLC-MS）相比，UPLC

11、-MS 系统显著提高了定量分析的重复性、可靠性以及定性分析的准确性。UPLC 与 MS 联用可使待分析组分基于物质在流动相中分配差异和带电粒子质荷比的两相之间差异而达到二维分离，可以最大限度的充分发挥两者的优势，具有了卓越的分离性能和高通量的检测水平，已成为复杂体系分离分析以及化合物结构鉴定的良好平台。2.6液相色谱四极杆飞行时间质谱(LC-Q-TOF/MS) TOF/MS与其他质谱相比，就具有很高的精确质量精确度、分辨率和分析速度及线性响应能力，Q-TOF/MS 较之具有更加好或相当的灵敏度、准确度，且扫描模式多、数据获取速度快、数据处理方式多样，而且理论上Q-TOF/MS对检测的目标化合物

12、没有数量上的限制。液相色谱四极杆飞行时间质谱联用技术是一种同时具备高通量分析检测及数据快速获取，处理的新型联用技术，具有高效、高灵敏度、专属性强、检测模式多样、分析速度快，并提供丰富的数据信息及数据处理的特点，因此，该技术被广泛用于环境科学、食品质量安全、蛋白质组学、法学等研究之中。现在最常用的是超高效液相色谱四极杆飞行时间质谱联用技术（UPLC-Q-TOF/MS）。黄卫平等13采用超高效液相色谱 四极杆飞行时间质谱测定抗风湿类中药非法添加的化学药物成分，结果此方法灵敏准确，可作为抗风湿类中药制剂中非法添加醋酸泼尼松、萘普生、醋酸地塞米松、双氯芬酸钠、吲哚美辛和布洛芬的有效检测方法。3超临界流

13、体萃取技术(SFE)与其他技术的联用超临界萃取技术是近年来发展起来的用于中草药提取的一项新技术,具有提取温度低、提取物中药用有效成分含量高、无溶剂残留等特点。因此常利用超临界流体萃取技术对中药中有效成分进行提取研究。3.1超临界流体萃取技术与气相色谱/质谱的联用(SFE-GC-MS) 陈友鸿等14用超临界CO2萃取技术及水蒸气蒸馏法从川芎中分离出挥发油,并用GC-MS联用技术测定其化学成分,分别鉴定出28和34种成分。对两种方法进行比效发现:超临界CO2萃取法比水蒸汽蒸馏法从川芎中分离的挥发油的收率高,且两法分离的化学成分组成有差别。超临界CO2萃取的挥发油中,蒿本内酯及二氢蒿本内酯含量比水蒸

14、汽蒸馏法大大提高。3.2超临界流体萃取技术与高效液相色谱/质谱的联用(SFE-HPLC-MS) 孙鹏等15采用超临界流体萃取(SFE)和高效液相色谱(HPLC)以及质谱的联用技术测定总合草苔虫中抗癌活性成分。用正交设计法考察了影响草苔虫内酯4超临界体萃取效率的主次效应及最佳萃取条件,并以HPLC测定方法定量检测草苔虫内酯4SFE萃取的最佳条件为:压力40MPa,温度45 ,改性剂量1ml,萃取体积15ml。4毛细管电泳-质谱联用技术(CE-MS)它是近20年来发展起来的高效联用技术。它在药物分析、生物大分子分析尤其是生物碱类化合物的分析以及蛋白质相互作用研究中得到了广泛应用。同时该技术也越来越

15、多的应用于中草药成分分析和药理研究中。Fu等16利用羧甲基壳聚糖涂层的毛细管对马兜铃酸标准品及实际样品进行了CE-MS分离分析，开发并建立起分析马兜铃酸和马兜铃酸的羧甲基壳聚糖涂CE-MS方法。由于该涂层能通过改变毛细管内壁荷电性质及其他性质，进而改变电渗透流大小及方向、减少样品吸附、改善峰形，因此进一步提高了分离效率，缩短了分析时间。现在在此基础上还进一步发展起了毛细管电泳电喷雾离子化质谱联用技术（CE-ESI-MS）以及高效毛细管电泳电喷雾飞行时间质谱联用技术(CE-ESI-TOF MS)提高了毛细管电泳的应用范围及准确性。虽然CE-MS技术在分离效率上更具有优势，但由于其重现性、灵敏度等

16、问题有一些局限，在中药复杂体系中的应用仍受到一定的限制。5其他联用技术5.1 高效液相-核磁共振仪联用(HPLC-NMR) HPLC-NMR联用技术在分析未知杂质时，无需纯品做对照，不产生破坏性，具有专属性强、快速、准确、精密度好等优点。可通过LC-MS进一步获得杂质结构信息。LC-NMR广泛应用于有机化合物的定性分析，其在混合物的含量测定中也有重要的应用，现已经广泛应用于药物合成及生产中。现已广泛应用于药物分析的领域有：有机小分子药物的鉴别、定量，生物大分子类生化药物的结构研究；对药物的体外评价与研究、对体内药物的监控与研究等。王映红等17在利用HPLC-MS分析的基础上用 HPLC-NMR

17、技术进一步分析了土茯苓中的二氢黄酮醇苷4个异构体。该方法避免了传统的分离单体成分再鉴定结构的繁琐过程，从而可以简便快速的获得各化合物的分子结构信息。在此基础上进一步发展成了LC-MS-NMR和LC-SPE-NMR等联用技术，而且格局有点。5.2高分辨毛细管气相色谱-质谱联用技术(HRCGC-MS) 马鹏等18采雨高分辨毛细管气相色谱-质谱(HRCGC-MS)联用技术分析了中药桂枝挥发油成分,鉴定了44个成分,含量在1%以上的有9个,其中以桂皮醛62.4%为最多,已鉴定的成分占所得挥发油总量的97%以上。5.3固相微萃取-色谱-质谱联用技术(SPME-GC-MS) 固相微萃取是近年来应用较多的采

18、样技术,它无需有机溶剂,简单方便,集采样、萃取、浓缩、进样于一体,与传统方法相比,具有分析速度快(一般2-30min可达吸附平衡)、灵敏度高(检测限为PPb更低)、重视性好等优点19。廖等20采用SPME-GC-MS联用技术对9个不同产地的补骨脂挥发性成分进行了分析。分别分离、鉴定出87种成分,用面积归一化法确定了它们的相对含量。方法简单、准确、快速、重现性好。5.4超滤与树脂吸附色谱联用技术 膜技术与树脂法的联用可充分发挥各自的优势,互补对方的不足,扩大了各自应用范围,可适用一大部分中药复方的精制,中成药(特别是中药复方)精制有较好的应用前景。彭国平等21选用单味中药或复方中药,药液先进行树

19、脂吸附,再经超滤器分离,再对提取物进行物化检验及有效成分含量分析。6总结与展望随着分析仪器的不断完善与发展,联用技术的应用范围越来越广。其在中药研究领域的应用也越来越受到重视。除以上联用新技术新方法外,还有朱切换联用技术、顶空气相色谱与质谱联用、二极管阵列与荧光检测器联用分析等等。虽然在这些联用技术中仍然存在一些问题，但是这些新技术对于完善中药鉴定的标准化和科学性有重要意义和发展前景，这些联用技术的出现在试验的准确性以及化合物的结构等方面起了重要的作用。参考文献1 丁晨旭,陈昌祥,纪兰菊,吉文鹤,马玉花,陈专科.藏药细穗香薷挥发性化学成分的研究 J.西北植物学报,2004,24(10):192

20、91931.2 周波,谭穗懿,周静,苏薇薇,廖文波.山小橘叶与果实挥发油成分的GC-DC分析J. 中药材,2004,27(9):640644.3 谢映平,薛皎亮,郑乐怡.云南双蜡蛤蚧分泌物的超微形态与化学成分J.昆虫学 报,2004,47(3):320328.4 马仁玲,周红华,于喜水,盛龙生,安登魁.中成药,2003,25(10):831832.5 XIE Y, ZHOU H, WONG Y F, et al. Study on the pharmacokinetics and metabolism of paeonol in rats treated with pure paeonol a

21、nd an herbal preparation containing paeonol by using HPLC-DAD-MS method J. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 2008, 46(4):748-756. 6 杨阳,蒋爱玲.液相色谱-质谱/质谱联用技术及其应用J.中国卫生检验杂志，2003， 13(6):783785.7 王子灿,乔善义,马安德,鲍永耀.高效液相色谱-质谱联用技术分析刺五加抗疲劳化学 成分J.第一军医大学学报,2003,23:355357.8 Michael E Swartz. Ultra

22、performance liquid chromatography （UPLC）：an introduction J. Separation Science Redefi ned，2005，5（40）：8-14.9 Xiao X，Hou YY，Liu Y，et al. Classification and analysis of corn steep liquor by UPLC/Q-TOF MS and HPLC J. Talanta，2013，4（2）：35-42.10 Cheng XL，Wei F，Xiao XY，et al. Identifi cation of f ive gelatins by ultra performance liquid chromatography/time-of-flight mass spectrometry（UPLC/Q-TOF-MS）using principal component analysis J. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis， 2012，46（2）：191-195.11 黄昆，王文辉，李宝才，等.超高效液相色谱和质谱联用在药物研究领域的应用 J. 光谱实验室，2009，26（4）：922-930.12 郝桂明，唐素芳.超高效液相色