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超高效液相色谱UPLC在中药分析中的应用

更新时间:2023-03-01  |  点击率:2827

超高效液相色谱UPLC使得药学工作者可以在更短的时间、更高的色谱分离度、更少的溶剂消耗下对中药复杂样品进行分析测定。UPLC在中药的化学成分识别、指纹图谱及代谢组学等分析领域逐步得到了应用,促进了中药的质量评控。

 

超高效液相色谱UPLC与不同检测器联用在中药分析中的应用

 

1. UPLC与UV、ELSD联用在中药指纹图谱与定量分析中的应用

 

超高效液相色谱UPLC与不同检测器联用,可以对含不同化学类型的中药进行研究,尤其是结合指纹图谱技术在中药质量评价中显示出了亮眼的优势。比较土茯苓药材的UPLC-UV和HPLC-UV指纹图谱,结果显示HPLC需要75 min才能完成分析,而UPLC在10 min内完成了色谱分离,大大节省了分析时间。采用UPLC-UV法对大黄中5种蒽醌衍生物进行分析测定,结果显示HPLC需要30min才能完成分析,而UPLC在3min内即完成色谱分离,分析效率提高了10倍。针对HPLC难以分离的红参类药材,开展了基于UPLC-UV的红参研究,得到了高分离度和高纯度的色谱指纹图谱,该研究建立的方法具有专属性强、分离度高、色谱峰纯度高的特点,可用于人参类药材的品种鉴定和质量控制。

 

针对一些含皂苷类或化学成分无紫外吸收的中药,UPLC-ELSD则优势尽显。采用UPLC-UV-ELSD法对6个产地28个批次西洋参药材的指纹图谱进行聚类分析、主成分分析及相似度评价等研究,为西洋参药材的品质评价提供了参考方法。建立了UPLC-ESLD法同时测定北柴胡药材中柴胡皂苷a、c、d的含量,是评价北柴胡药材质量的一种较好的方法。建立超声辅助固液萃取与UPLC-ELSD相结合同时提取和测定天然牛黄和替代品中6种胆汁酸含量的方法,测定结果显示,这些样品的内在质量存在一定差异。利用UPLC-ELSD指纹图谱分析和测定生物碱来研究贝母硫熏蒸过程的潜在破坏作用,该研究表明硫熏蒸对样品中的主要活性成分损失较大。

 

2. UPLC与UV、ELSD联用在中成药指纹图谱与定量分析中的应用

 

由于中成药的化学成分比单味药材的化学成分更加复杂,常规HPLC往往在较短的时间内很难获得分离度较高的色谱图,超高效液相色谱UPLC的高分离度帮助药学工作者可以更好地应对分离中成药中复杂成分的挑战。利用UPLC-UV对益*草颗粒和益*草膏中的益母草碱进行了含量测定,进一步完善了益母草制剂的质量控制方法。运用UPLC-UV对葛根芩连汤中11种成分进行了含量测定,结果表明新建立的质控方法具有更好的质量评控力。运用UPLC-UV比较了三七原料药和颗粒剂中5种成分的含量差异,定性、定量地评价了三七不同产品的质量信息,获得比较满意的结果。建立UPLC-DAD-ELSD切换波长法并应用于酸枣仁颗粒中8种成分的含量测定,对酸枣仁颗粒的质量控制评价提供了参考方法。利用UPLC-UV建立了复方芪麻胶囊的指纹图谱,并定量测定了8种成分,建立了该制剂一种比较全面的质量评价方法。利用UPLC-UV建立了葛*芩*丸的指纹图谱及7种成分的定量测定方法,与之前单一质控标准相比,提升了其质量控制水平。

 

3. UPLC与MS联用在中药/中成药成分辨识中的应用

 

超高效液相色谱UPLC与质谱(mass spectrometer,MS)检测器联用可以改善质谱检测结果的质量。由于低流速下色谱峰扩散较小,增加了峰浓度,有利于提高离子源的效率。同时UPLC强大的分离能力有助于目标化合物和与之竞争电离的杂质峰的分离,从而使MS的灵敏度由于离子抑制现象的减弱而得到进一步的提高。故UPLC与MS联用可以获得灵敏度更高、质量更好的信息,在提高分离效能、缩短分析时间的同时大大提高了检测灵敏度,有利于中药或中成药中复杂成分的分析。

 

运用UPLC-Q-TOF-MS快速分析了人参根中的皂苷类化合物,共鉴定出27种化合物,新建立的方法成功地应用于分析同一产地、不同生长时间的人参干燥主根中皂苷的差异。运用UPLC-Q-TOF-MS对未加工和加工的黄连进行了化学成分分析,共鉴定出了13种化合物,其中有3种是初检测出,结合主成分分析结果表明2种不同加工方式的黄连化学成分存在显著差异。在参*扶正注*液中运用UPLC-ESI-Q-TOF- MS/MS分离鉴定了81个主要成分,包括有机酸、氨基酸、寡糖和生物碱等,为该制剂的质量评控奠定了基础。建立了HPLC-Q-TOF-MS快速鉴定三叶青化学成分的方法,并用UPLC-Q-MS测定三叶青中4种成分的含量,结果表明建立的UPLC-Q-MS定量分析方法快捷、准确,为综合评价三叶青的质量提供参考。运用UPLC- DAD-Q-TOF-MS对连**瘟胶囊的主要成分进行定性、定量分析,通过比较保留时间和精确质量测定及参考化合物或文献数据,初步确定了包括类黄酮、苯丙素类、蒽醌类、三萜类等61种化合物。运用UPLC-Q-TOF-MS分析了不同产地泥附子的化学成分差异,为从次生代谢产物多样性揭示附子道地性的形成机制提供了新的参考。运用UPLC-Q-TOF-MS对3种不同种类升麻的化学成分进行快速分析,共鉴定出32种共有组分以及8种不同成分,为进一步研究3个不同品种的升麻提供了参考。运用UPLC-TQ-MS法研究了丹*软胶囊中不同活性成分的溶出规律,为该中成药的质量评控提供了参考。

 

4. UPLC与MS联用在中药代谢组学分析中的应用

 

代谢组学是目前研究中药药理作用机制和发现活性成分的手段之一,UPLC-MS技术为中药代谢组学分析提供了技术平台。超高效液相色谱UPLC可与多种类型的质谱串联,高分辨质谱包括飞行时间(TOF)、四极杆-飞行时间(Q-TOF)、串联飞行时间(TOF-TOF)及离子阱-飞行时间(IT-TOF)质谱等。UPLC与高分辨质谱串联可应用于中草药非靶向代谢组学的研究,尤其是UPLC-Q-TOF/MS能够更好地用于代谢物和同分异构体的分离鉴定。此外,UPLC还可与三重四级杆或四极杆离子阱(Q-IT)等串联应用于中药靶向代谢组学分析。目前,新型的串联质谱如四极杆线性离子阱(Q-Trap)质谱由于具有较强的定性和定量能力,与UPLC联用在中药非靶向代谢组学及靶向代谢组学方面逐渐得到应用。研究岭南山竹子Garcinia oblongifoliaChamp.ex Benth. 的叶、枝和果实的比较代谢谱和生物活性,使用UPLC-Q-TOF/MS共鉴定了40种化合物,结合化学计量学分析,揭示了所研究的3种植物代谢物谱的变化和生物活性差异相关联,表明UPLC-Q-TOF/MS可用于鉴定在单个物种的不同部位中差异表达的生物活性成分。提出了一种基于目标糖组学和非靶向代谢组学策略的综合色谱技术,利用UPLC-ESI-Q-TOF- MS/MS同时分离鉴定地黄的碳水化合物和次级代谢物取得了成功,并进一步阐明了碳水化合物和次级代谢产物的化学转化机制,从而揭示了碳水化合物和次生代谢产物之间固有的化学联系。利用UPLC-MS背景扣除法联合代谢组学技术研究了柴胡-白芍药对配伍前后化学成分的整体变化情况,从整体化学组成上比较了柴胡-白芍药对配伍前后的差异,为其配伍机制的阐释奠定了基础。利用基于超高效液相色谱/电喷雾电离synapt高清质谱(UPLC/ESI-SYNAPT-HDMS)结合模式识别方法研究了酸枣仁汤治疗失眠症的代谢特征和治疗效果,鉴定出20种离子作为“分化代谢物”,结果表明酸枣仁汤的治疗效果可能通过5-羟色胺能激活介导实现,该研究结果还表明UPLC/ESI-SYNAPT-HDMS技术可用于中药的代谢物分析,开辟了使用代谢组学解决特殊中药问题的新视角。利用UPLC/LTQ-Orbitrap-MS技术对复方祖*麻片抗类风湿关节炎的血浆代谢组学进行研究,结果表明复方祖*麻片主要通过下调继发性病变期溶血磷脂酰*碱的水平而达到治疗效果。

 

由于样品组分的分离在先,离子化和检测在后,因而能够有效地减少干扰,诸如基质效应、离子化抑制、离子化竞争等,大幅度增加代谢物的鉴别数量和准确度。UPLC-MS除了分析速度快、样品无需衍生化等优点,UPLC的高分离度使得峰宽变窄、信噪比增强,从而提高了生物样品分析的选择性和灵敏度。因此,与传统HPLC相比,UPLC能获得中药更多代谢物的信息,对于复杂生物样品的分离具有显著优势,UPLC与MS联用在中药代谢组学研究中将发挥越来越重要的作用。

 

5. UPLC与MS联用在中药真菌毒素分析中的应用

 

目前中药的安全性检测受到越来越多的关注和研究,但是中药含有真菌毒素往往是微量(1~100 μg/g)、痕量(0.01~1 μg/g)级别,常规分析手段往往很难到达检测限和定量限。超高效液相色谱UPLC与MS联用带来的高灵敏度帮助药学工作者可以很好地定量分析中药中的真菌毒素。建立了一种基于QuEChERS-UPLC-Q-MS/MS法定量测定白茅根中16种真菌毒素,充分利用UPLC的高分离度,获得了较好的结果。建立了UPLC-MS/MS法同时测定麦芽中11种真菌毒素的污染水平,通过相同保留时间处的特征离子二级碎片排除了假阳性结果,检测限和定量限分别为0.05~30.00 μg/kg和0.15~87.50 μg/kg,表明该方法可以准确、灵敏、快速地监测麦芽受真菌毒素污染的状况。使用UHPLC-MS/MS法测定淡豆豉、麦芽、薏苡仁和酸枣仁中黄曲霉毒素的含量,结果显示不同药材的黄曲霉毒素G2、G1、B2、B1的检出限分别为0.04~0.1 μg/kg、0.01~0.02 μg/kg、0.01~0.03 μg/kg和0.02~0.03 μg/kg,表明了该方法具有较高的灵敏度。采用UPLC-MS/MS法对三七、党参和柴胡中的黄曲霉毒素进行了检测,该研究表明分离条件对分离结果有一定影响,3种药材中曲霉属真菌的污染值应得到重视。建立了一种基于ESI-LC/MS同时检测三七药材中10 种真菌毒素方法,结果表明该方法净化效果好、灵敏度高、重复性好,适用于成分复杂的三七药材中多种真菌毒素的定量检测。对决明子、菟丝子、薏苡仁等12种药材种子中黄曲霉毒素G2、G1、B2、B1和赭*霉*素A进行了测定,结果发现黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2和赭*霉*素A在12种药材种子中的检出率较低,但一旦检测到即为高水平。实现快速、准确地同时测定多种真菌毒素一直是中草药分析领域的热点和难点,UPLC-MS/MS联用技术将会越来越多地应用于中药的真菌毒素分析。

 

在实际应用中由于UPLC使用的色谱柱柱填料较小,为防止堵塞,样品前处理要求更加严格。超高效液相色谱UPLC是在HPLC的基础上发展起来的,由于UPLC能够提高色谱分离度、缩短分析时间、提高分析效率、节省溶剂消耗,同时提供智能化的分析,确保分析数据的可靠性和高效率,因此将成为中药分析领域的主要分析手段,其应用将会越来越多。