基于液質聯用技術的中藥化學成分鑒定方法學研究

中藥是天然產物的寶庫，里面蘊藏的秘密吸引著無數研究者前赴后繼，而九十年代后期成熟的液相色譜質譜聯用技術可能就是打開寶庫大門的一把金鑰匙!本論文以對治療心血管疾病、抗腫瘤和抗炎效果較好的三味中藥(燈盞細辛、苦參和金果欖)為對象，采用液質聯用技術深入細致地分析了其中的天然活性化合物，示范了如何根據多級質譜碎片信息確定化合物的結構。

圍繞著如何提高數據分析的智能化、簡便化，設計了多個實用的算法和工具，并初步建立了基于Web瀏覽器的天然產物質譜檢索系統，有望成為新一代天然產物結構確證系統的原型。

本文主要內容及學術貢獻如下：

(1)建立了分析燈盞細辛和雪蓮果酚酸類成分的LC\DAD\MSn方法；根據UV光譜和多級質譜，鑒定或推測了燈盞細辛中53個化合物，包括咖啡酰奎尼酸酯(CQAs)、CQA葡萄糖苷、丙二酸單酰CQA、乙酰CQA、咖啡酰-2,7-脫氫-3-去氧-2-辛酮糖酸衍生物(CDOAs)、咖啡酰-2,7-脫氫-2-辛酮糖酸衍生物(COAs)、黃酮、黃酮醇和二氫黃酮，大部分化合物為燈盞細辛中首次報道，其中19個為新化合物。

首次研究了CDOAs和COAs類化合物的裂解途徑，其MSn中的離子2,5O-，3,6O-，4,6O-是它們的特征碎片。

(2)通過從苦參中提取和合成的方法，制備得18個含異戊烯單元的二氫黃酮、二氫黃酮醇和查爾酮，詳細研究了它們在正離子和負離子模式下的ESI-MSn，再輔以高分辨質譜數據和模型化合物，建立了這一類化合物可能的裂解途徑。

研究發現，黃酮B環2-OH在分子內與1位氧原子形成分子內氫鍵，使黃酮C環的RDA反應極易發生，在正離子模式生成1,3A+，負離子模式生成1,4A-。

此外，二氫黃酮在(+)ESI\MS2中的脫水也與2-OH有關。

甩E2消除機制成功解釋了極少見的負離子模式脫水和脫甲醇現象。

二氫黃酮和對應的查爾酮異構體可通過比較(+)ESI\MS2中1,3A+和S+離子的相對豐度來區分，而它們的負離子模式多級質譜則沒有區別。

(3)使用LC\DAD\ESI-MSn技術，建立了鑒定和比較中藥金果欖的兩種基源植物青牛膽和金果欖中化學成分的方法，該方法可同時分析植物中的異喹啉生物堿、二萜內酯和植物甾體三大類成分。

正離子模式下，根據這三類成分的各自不同的特征離子可快速判斷提取物中化合物的類別：

異喹啉生物堿為[M]+或[M+H]+，二萜內酯為[M+NH4]+和\或[M+H-CO2]+，植物甾體為[M+H-nH2O]+(n=1-3)。

紫外光譜也有助于化合物類別的判斷。

最終，通過與標準品對照確證了11個化合物，根據MSn數據推斷了另外13個化合物的結構，其中2個為新化合物。

雖然青牛膽和金果欖兩種植物中化合物的種類基本一致，但其含量差別很大，這可能會導致藥理活性的不同。

(4)編制了Finnigan原始raw文件的數據轉化程序raw2txt，為后繼開發數據處理相關的算法奠定基礎。

針對液質聯用數據背景噪音的特點，設計了FMSA算法，比己報道的方法更能準確區分信號與噪音。

為提高全掃描質譜中加合離子判斷的速度和準確度，編寫了AddCal軟件，軟件支持用戶自定義可被加合的離子。

MS2table可輔助研究者快速制作符合文章發表要求的多級質譜數據。

(5)提出了一種全新的基于液質聯用數據的中藥質控方法，該方法同時包含了化合物的定量和定性信息，彌補了以往色譜指紋圖譜定性方面的不足。

(6)初步建立了天然產物多級質譜數據庫，同時兼顧本實驗室數據和文獻已報道數據，既可作為實驗數據的管理、查詢系統，也可根據裂解途徑快速判斷未知化合物可能的結構