化学计量学辅助GC-MS用于辛夷挥发油化学成分和抗炎作用机制研究

1、化学计量学辅助GC-MS用于辛夷挥发油化学成分和抗炎作用机制研究 1 8331 8 7 _ ?， 罕鹰犬善 博士学位论文 化学计量学辅助GC-MS用于辛夷挥发油化学成分和抗炎作用机制研究 ChemometricsAssisted Gas Chromatography-Mass Spectrometry for Determinationof Flos VolatileOil Magnoliae andIts Mechanism Research Anti-inflammatory 研究生娃名： 曲丽萍 学号： 20062202 指导教师： 吴玉田 教授 第二军医大学药学院药物分析学教研室 范国

2、荣教授 第二军医大学药学院药物分析学教研室 学科、专业： 药物分析学 学位类型： 科举晕艟 辩论 日 期 ：葡而j五砑?一 二。一。年五月 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经 发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡 献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本人承当本声明的法律责 任。 学位论文作者签名： 日期：山f。年r月加日 眵咱 学位论文版权使用授权声明 本人完全了解第二军医大学有关保存、使用学位论文的规定，第二 军医大学有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和

3、电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权第二军医大学可以将学位论文的 全部或局部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。 保密的学位论文在解密后适用本授权 书 导师张 学位论文作者张瞄i历 日期： 日期：如p年r月伽日 扣 年f月伽日 目录 摘 要。：1 Abstract4 缩略词表9 前言10 第一章概述12 l辛夷研究简介12 11辛夷的来源及分布12 12辛夷的研究现状12 2基于二维数据的化学计量学研究简介13 21化学计量学简介13 22二维数据与化学计量学。13 23化学计量学对二维数据解析方法简介j14 3多元曲线分辨用于中药指纹图谱研

4、究。15 31中药指纹图谱简介15 32多元曲线分辨交替最小二乘法用于中药挥发油指纹图谱研究15 4代谢组学研究简介15 41代谢组学的概念。15 42代谢组学的分析方法16 43代谢组学的数据处理方法16 44代谢组学的整合一体化17 5本课题研究的设计与思路17 第二章气相色谱程序升温条件的预测与优化。25 l研完背景25 2理论局部27 3实验局部28 31仪器与材料28 32挥发油的提取28 33气相色谱条件29 34重复性考察29 35恒温及一阶程序升温条件下色谱峰保存时间的预测29 36二阶程序升温条件下色谱峰保存时间的预测33 4讨论40 41对方法原理的讨论40 42恒温和不同

5、升温速率下目标色谱峰保存时间预测的结果分析40 43二阶程序升温条件下目标色谱峰保存时间进行预测的结果分析40 5本章小结。41 第三章GC-MS与直观推导式演进特征投影法用于辛夷挥发油成分的测定44 1研究背景。44 2 HELP解析方法理论根底。45 3实验局部45 31试剂与材料45 32挥发油的提取45 33分析条件46 34数据分析46 4结果与讨论46 41程序升温条件的优化46 42辛夷挥发油成分定性分析。47 43辛夷挥发油成分定量分析59 5本章小结60 第四章GCMS与MCRALS方法用于不同产地辛夷挥发油成分的指纹图谱研宄63 l研究背景63 2实验局部63 21试剂与材

6、料63 22挥发油的提取63 23气一质联用分析条件“ 24数据分析64 3结果与讨论65 31方法学考察65 32不同产地辛夷挥发油的GCMS分析65 33 MCR-ALS用于解析多批重叠色谱峰66 34辛夷挥发油指纹图谱评价69 4本章小结72 第五章气相色谱法用于大鼠血浆样品中l，8-桉叶素的定量分析及药代动力学研究74 1研究简介74 2 SD大鼠血浆样品中l，8桉叶素定量分析方法的建立75 21材料与仪器75 22实验方法75 23方法学考察76 24讨论79 3 1,8一桉叶素在SD大鼠体内的药代动力学研究80 31材料与仪器80 32实验方法80 33单剂量口服1,8-桉叶素在S

7、D大鼠体内的药代动力学研究81 34讨论83 4本章小结84 第六章辛夷挥发油对急性炎症大鼠模型抗炎作用的代谢组学研究87 l研究简介87 2实验局部88 21材料与仪器88 22实验方法。89 3结果与讨论90 31辛夷挥发油抗炎作用的活性评价90 32 GCMS的总离子流图及方法学考察9l 33 PCA用于不同组的模式识别。92 34炎症大鼠血浆代谢轮廓的特征及标志代谢物93 35辛夷挥发油对急性炎症大鼠血浆代谢轮廓的干预作用95 36基于代谢组学的辛夷挥发油抗炎机制初探97 4本章小结99 第七章结语104 综述气相色谱质谱结合化学计量学方法分析中药挥发油成分研究进展107 在读期间申请

8、专利及发表论文情况。116 j$【谢117 刚 录一118 附录二128 附录三138 CATALOGUE Chineseabstract。I abstract4 En ；Ush Abbreviations9 Foreword10 1Overview。12 Chapter 1 IntroductionofFlos magnoliae12 anddistributionofFlos 11Sources magnoliae12 Flos 12Situationof of study magnoliae12 2Introductionoftwo-dimensionaldata'schemom

9、etric techniques13 21Introductionofchemometrics。13 Two-dimensionaldataandchcmometrics13 22 resolufionmethodoftwo-dimensionaldata14 23Chemometric research?15 3MCR-TCM fingerprint 31Introduction offingerprint15 toresearch 32 MCR-ALSmethod fingerprint?15 Appling 4Introductionofmetabonomics15 41 ofmetab

10、onomics15 Concept 42 methodofmetabonomics16 Analysis 6 43Datatreatmentofmetabonomics1 44 ofmetabonomics17 Integration Outlineofthis 5 study17 inGC 2Retentiontime of condition?25 targetchromatographicpeaks Chapter prediction Research 1 background25 2 Theory27 3 Experimental28 31 andmaterials28 Appara

11、tus Exlractionofvolatileoils28 32 GCcondition29 33 34 Repeatability29 in and PTcondition29 RT of isothermal 35 peaks one-step predictiontargetchromatographic PT of in condition33 36RT two-step targetchromatographicpeaks prediction 4Discussion40 41Discussionaboutmethod theory40 rates40 42RT resultsin

12、constantanddifferent heating prediction 43RT resultsin PTcondition40 two-step prediction 5Summary41 Determinationofthevolatileoilof biondii GCMScombined 3 Magnofia Pampby Chapter withChemometric Techniques lResearch background44 2 Thcory45 3 Experimental45 andmaterials45 31 Apparatus ofvolatile 32Ex

13、traction oils45 33 一MS condition46 analysis 34Datatreatmentz16 4Resultsanddiscussion46 41 oftheGC Optimizationtemperatureprogram46 ofMbiondiiVolatileOil47 42 Qualitativeanalysis Pamp VolatileOil59 43 ofMbiondii Quantitativeanalysi Pamp 5 Summary60 ofFlos volatileon GC-MS 4 on studyfmgerprintsmagnoli

14、ae by ChapterComparative combinedwithMCR-ALS 1 Research background63 2 Experimental63 21Materialsand Reagents63 22Extractionofvolatileoils63 condition64 23G ：MS analysis 24Data analysis64 and 3Resultsdiscussion65 31Methodvalidation65 32GCMS ofdifferentsourc0865 analysis of oils 33Resolution 12batche

15、sofFlos volatile chromatographicpeaks magnoliae ofoverlapped MCRALS66 through 34 evaluationofFlos volatileoils69 magnoliae Fingerprint 4 Summary72 in and on of 5 1,8-cineole Quantitativeanalysispreliminarystudypharmacokinetics Chapter rats plasma。74 l Introduction74 of in 2 a methodforthedeterminati

16、on rat 1,8-cineoleplasma75 Establishinggaschromatography 21 andmaterials75 Apparatus 22 Experimental75 23Methodvalidation76 24Discussion79 in 3Pharmacokineticsres船rchof rat 1,8cineole plasma80 andmaterials80 31 Apparatus 32 Experimental80 inrat 33Pharmacokineticsresearch oraldoseof ofsingle 1,8-cine

17、oleplasma81 Discussion83 34 4 Summary84 ofVolatileofMbiondii ratmodelof 6Interventioneffect Oil Pamp VOMbP on Chapter metabonomicsbasedon acuteinflammation：A plasma study gaschromatography-mass spectrometry?87 1 Introduction87 2 Experimental88 21 andmaterials88 Apparatus 22 Experimental89 3Resultsan

18、ddiscussion90 紫一 31Evaluationofthe activitiesofVOMbP90 antiinflammatory validation91 32 GC-MSTIC andmethod chromatograms Typical 33InterventionofVOMbPonthemetabolicofacute rats92 inflammatory pattern themarkermetabolitesininflammation 34Alterationof group93 AlterationofthemarkermetabofitesinVOMbP 35

19、 pretreatedgroup95 mechanismsofVOibP97 36Possible antiinflammatory 4 Summary99 104 7 ChapterStudysummary一一 oil ofChinesemedicineresearch Gas RenewResearchonvolatile by components using 107 combinedwithchemometricsmethods“?- chromatography?massspectrometry Patentand paper。116 17 Acknowledgements。“1 1

20、8 l。“?1 Appendix 2。?-128 Appendix 3。“138 Appendix 化学计量学辅助G纠IS用于辛夷挥发油化学成分和抗炎作用机削研究 摘要 针对中药复杂体系定性定量分析与药效机制研究方面面临的瓶颈问题，本课题以 辛夷挥发油为研究对象，应用气相色谱质谱联用分析手段，结合化学计量学方法及 代谢组学研究技术，对辛夷挥发油的组成、药代动力学、药效学、作用机制等进行了 全面、系统的研究，为揭示辛夷挥发油药效物质根底提供了依据，对于含有辛夷的中 药复方的药效学研究亦具有一定的借鉴意义。 具体研究内容如下： 1气相色谱中目标色谱峰保存时间的预测 先是基于恒温及一阶程序升温条件下

21、目标色谱峰的保存时间，对一阶程序升温条 件下另一升温速率的该目标色谱峰保存时间进行预测。结果说明，预测值和测量值的 相对偏差较大；然后，在一阶程序升温条件下，用两个不同升温速率下目标色谱峰的 保存时间来预测另一速率下的保存时间，预测值与实测值较为接近，只有个别组分相 对偏差大于1，其它相对偏差较小。比之在恒温下对目标色谱峰保存时间的预测值 来说，相对偏差明显减小。 基于实际需要，建立了可用于二阶及多阶程序升温的目标色谱峰保存时间预测的 方法。先以标准对照品为研究对象，预测正十六酸和二十九烷在二阶程序升温条件下 的保存时间。结果显示，预测值与实测值的相对偏差小于02。然后以辛夷挥发油成 分为考察

22、目标，相对偏差小于015，预测结果满意。并对一阶和二阶程序升温条件 下保存时间预测相对偏差进行了比拟。结果显示，二阶条件下的预测值和真实值更为 接近。该预测方法可用来优化气相色谱条件，节省分析时间，提高分析效率，在实际 工作中具有较好的应用价值。 2化学计量学分辨技术和联用色谱技术用于辛夷挥发油的复杂成分分析 通过GCMS联用，结合直观推导式演进特征投影法 HELP 对辛夷挥发油的 成分进行了定性和定量分析。以重叠色谱峰簇A和B为例，在解析过程中，先后使 第二军医大学博士学位论文 析是4组分体系，但2DELPG显示为3组分体系，为进一步确定体系组分数，采用 3DELPG方法进行确认后，峰簇B包

23、括四个化合物，解析结果和NIST数据库比对 en 10ol，相对含量分 后，确认分别是Carotol，1-Cadinol，t'-Muurolol和l矗Cadin4 别是O13，141，101，041。采用此策略对辛夷挥发油进行解析后，化合物 由原来直接由NIST检索的65个增加至80个。 在本研究中，我们充分利用了3DELPG的信息，解析结果更为准确可靠。可以 看出，GCMS联用结合HELP方法可成功的用于分析辛夷挥发油成分，也充分说明 化学计量学在分析复杂体系中具有潜在的优势，可提高组分定性和定量的准确性。 3辛夷挥发油成分GCMS指纹图谱的建立 通过多元曲线分辨一偏最小二乘法 MCRALS 对12批辛夷挥发油的重叠色谱峰 进行了批量解析，增加了定性定量的准确性；确定了12批样品中辛夷挥发油的共有组 分及含量，确定了辛夷挥发油中最主要的化合物，包括桉油精，异合金欢醇，