超高效液相色谱法在中药分析领域中的应用现
中药具有化学成分繁多复杂、性质差异大、分离困难等特点,造成了其因“说不清,道不明”而饱受非议的现状,这也是中药国际化进程中的瓶颈问题[1]。因此,药学工作者尝试运用各种分析方法来解析中药中的成分。色谱法从20世纪初问世以来,经历1个世纪的发展(图1),已经成为一种非常重要的分析方法,中药研究也随着液相色谱的应用有了极大的突破。通过色谱法,中药的化学成分群逐渐得到了分离、解析,不但弄清楚了中药的部分化学组成,还能够定量测定其中的一些标志性成分,使得中药不但可以说清楚,还可以准确控制其质量。 从年第一台高效液相色谱仪(highperformanceliquidchromatography,HPLC)的问世,HPLC逐渐成为了分析中药复杂样品的重要方法。现代色谱方法正向快速、高效、高灵敏度发展,随着小粒径色谱柱(亚2μm粒径)的应用,美国Waters公司在年推出了第一台商品化的超高效液相色谱(ultra-performanceliquidchromatography,UPLC),采用了1.7μm粒径填料的色谱柱;随后美国Agilent公司和日本Shimadzu公司分别推出了高分离度快速液相色谱(rapidresolutionliquidchromatography,RRLC)和超快速液相色谱(ultrafastliquidchromatography,UFLC),两者分别采用1.8μm和2.2μm粒径的色谱柱填料。UPLC的问世,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。UPLC与HPLC基于相同分离原理,但UPLC因其分离能力更强大、灵敏度更高、分离速度更快、溶剂消耗更少等优势,因而具有广阔的应用前景。本文尝试对UPLC在中药分析领域的应用现状和展望进行综述,以期为药学工作者更广泛、更有效地使用该技术提供一些参考信息。 1UPLC与HPLC的对比分析 1.1UPLC与HPLC的优势比较 与常规的HPLC相比,UPLC具备许多优势:(1)通过性能卓越的小粒径色谱柱(UPLC色谱柱通常采用1.7μm粒径填料,HPLC色谱柱通常采用5.0μm粒径填料)增加单位长度内的理论塔板数,显著提高了色谱分离度,进而增加了分析通量。(2)UPLC配备了高精确度的超高压输液泵和高灵敏度的检测器,系统硬件和软件的全面改善,使得UPLC能够承受更高的系统反压,大大提高了色谱峰容量、灵敏度、分析效率。(3)UPLC中配备了低扩散、低交叉污染的自动进样系统,改善了小体积样品的重复性,在长期稳定性实验中,可获得良好的结果重现性,为中药复杂成分的分离、解析提供了良好的技术平台。(4)UPLC色谱柱能够耐受更高的柱温,使得药学工作者可以在更宽的温度范围内进行方法开发。UPLC与HPLC的一些基本色谱参数比较见表1。UPLC的一些重要色谱参数均比HPLC有所改善,如分离时间缩短10倍,流动相消耗减少5倍,色谱峰容量增加2倍,灵敏度和理论塔板数提高3倍,分离度提升了1.7倍,分析效率增加了10倍。 1.2UPLC与HPLC色谱条件的相互转换 在某些情况下,药学工作者希望能够将现有的HPLC分析条件快速转换成为UPLC分析条件,或者将现有的UPLC分析条件快速转换成为HPLC分析条件,分析参数的快速转换极大地拓宽了UPLC的实际应用。UPLC与HPLC的分离原理相同,故互相之间的色谱参数转换比较容易和方便。目前有关UPLC与HPLC分析参数的相互转换在国外研究较多[2-4],国内研究相对较少[5-6]。 HPLC与UPLC方法转换并非所有色谱参数都需要重新建立,实际上主要是对色谱柱、体积流量、梯度洗脱程序进行相应调整,相关参数的折算可通过一些方法转换软件自动进行。Waters公司开发的AcquityColumnCalculator和Agilent公司开发的AgilentMethodTranslatorRRLC是目前应用较广的方法转换器,只需将原方法的色谱参数(如色谱柱长度、内径、体积流量、梯度洗脱程序等)及转换后色谱柱的参数(色谱柱长度、内径等)输入软件,即可得到相应的体积流量和梯度洗脱程序,然后根据转换后的实际分离情况进行验证和调整。Tan等[7]建立了基于UPLC的大黄中2个同分异构体的含量测定方法,并利用AcquityColumnCalculator转换器将UPLC法转化成为常规HPLC法,同样获得了较好的色谱分离度,表明UPLC向HPLC转换过程简便、易行。 2UPLC与不同检测器联用在中药分析中的应用 2.1UPLC与UV、ELSD联用在中药指纹图谱与定量分析中的应用 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独特的优势。邓少东等[8]比较了土茯苓药材的UPLC-UV和HPLC-UV指纹图谱,结果显示HPLC需要75min才能完成分析,而UPLC在10min内完成了色谱分离,大大节省了分析时间。Wang等[9]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,冯伟红等[10]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。目前UPLC-UV指纹图谱技术越来越多地应用于中药的质量研究,如狼毒[11]、五味子[12]、吴茱萸[13]、肿节风[14-15]、鸡骨草[16]等。 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。王欢等[17]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。刘金欣等[18]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优劣的一种较好的方法。Kong等[19]建立了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。Duan等[20]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。 2.2UPLC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,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。陈喆等[21]利用UPLC-UV对益母草颗粒和益母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。An等[22]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。Zhou等[23]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。李莉等[24]建立了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。孙冬梅等[25]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。吴亿晗等[26]利用UPLC-UV建立了葛根芩连丸的指纹图谱及7种成分的定量测定方法,与之前单一质控标准相比,显著提升了其质量控制水平。 2.3UPLC与MS联用在中药/中成药成分辨识中的应用 UPLC与质谱(massspectrometer,MS)检测器联用可以显著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。 胡春秀等[27]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。Jiang等[28]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种是首次检测出,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。Liu等[29]在参芪扶正注射液中运用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。许文等[30]建立了HPLC-Q-TOF-MS快速鉴定三叶青化学成分的方法,并用UPLC-QQQ-MS测定三叶青中4种成分的含量,结果表明建立的UPLC-QQQ-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。Jia等[31]运用UPLC-DAD-Q-TOF-MS对连花清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。张定堃等[32]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。Fan等[33]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。庞颖等[34]运用UPLC-TQ-MS法研究了丹七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。 2.4UPLC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最佳手段之一,UPLC-MS技术为中药代谢组学分析提供了技术平台[35]。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(QQQ)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。Li等[36]研究了岭南山竹子GarciniaoblongifoliaChamp.exBenth.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。Zhou等[37]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。贺晶等[38]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。Yang等[39]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。彭琳秀等[40]利用UPLC/LTQ-Orbitrap-MS技术对复方祖师麻片抗类风湿关节炎的血浆代谢组学进行研究,结果表明复方祖师麻片主要通过下调继发性病变期溶血磷脂酰胆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。 2.5UPLC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白癜风光疗是怎么回事白癜风光疗是怎么回事 |
转载请注明地址:http://www.guangshengma.com/gsmzy/4268.html
- 上一篇文章: 银川还能飞多远5小时,君可直抵越南
- 下一篇文章: 分享种中药饮片信息整理基源