2017年《質(zhì)譜學(xué)報(bào)》第1期“質(zhì)譜技術(shù)在中草藥研究中的應(yīng)用”專輯

　　以下內(nèi)容原創(chuàng)作者為《質(zhì)譜學(xué)報(bào)》主編劉淑瑩老師，如需全文（附英文摘要和參考文獻(xiàn)）請(qǐng)聯(lián)系《質(zhì)譜學(xué)報(bào)》編輯部或儀器信息網(wǎng)編輯部

　　序 傳統(tǒng)中醫(yī)藥學(xué)是中華民族的寶貴財(cái)富和智慧的結(jié)晶，是民族賴以生存繁衍的重要保障。隨著現(xiàn)代科學(xué)的迅猛發(fā)展，對(duì)于傳統(tǒng)中藥的物質(zhì)基礎(chǔ)和作用機(jī)理研究不斷深入。從這個(gè)意義上講，中醫(yī)藥學(xué)這個(gè)特有的傳統(tǒng)醫(yī)藥體系，是我國(guó)最有希望的主導(dǎo)原始創(chuàng)新取得突破的，對(duì)世界科技和醫(yī)學(xué)發(fā)展產(chǎn)生重大影響的學(xué)科。2015年屠呦呦教授獲得諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的事實(shí)證明了這一點(diǎn)。

　　20世紀(jì)70年代，中國(guó)科學(xué)家組織團(tuán)隊(duì)對(duì)于世界上危害最大的疾病之一——瘧疾進(jìn)行攻關(guān)研究，屠呦呦最初由中醫(yī)藥書籍“肘后備急方”中記載的“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁，盡服之”得到靈感。中國(guó)科學(xué)家從黃花青蒿中得到提取物青蒿素，經(jīng)過艱苦的，廣泛的臨床試驗(yàn)，證明是療效確切的。已故的梁曉天院士等根據(jù)質(zhì)譜和核磁共振譜數(shù)據(jù)，正確地推斷了青蒿素的過氧橋結(jié)構(gòu)，從化學(xué)結(jié)構(gòu)上預(yù)示了分子的構(gòu)效關(guān)系。中醫(yī)藥的現(xiàn)代化的確需要傳統(tǒng)中醫(yī)藥理論經(jīng)驗(yàn)與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，青蒿素就是一個(gè)成功的案例。

??　　自從軟電離質(zhì)譜技術(shù)誕生以來，質(zhì)譜技術(shù)的應(yīng)用范圍得以大大地?cái)U(kuò)展。很多質(zhì)譜學(xué)家的興奮點(diǎn)也由傳統(tǒng)的物理、化學(xué)等學(xué)科移動(dòng)到生命科學(xué)相關(guān)的領(lǐng)域。在現(xiàn)代分析技術(shù)中，質(zhì)譜以其快速、高靈敏度、特異性和多信息以及能夠有效地與色譜分離手段聯(lián)用等特點(diǎn)備受科學(xué)家們重視。當(dāng)今質(zhì)譜技術(shù)日新月異的發(fā)展，喜看各個(gè)中醫(yī)藥大學(xué)都添置了質(zhì)譜儀器，中醫(yī)藥界學(xué)者逐漸接受和掌握質(zhì)譜技術(shù)并靈活應(yīng)用到這些組分極其復(fù)雜的藥材、炮制品、代謝產(chǎn)物的化學(xué)成分分析以及中醫(yī)藥科學(xué)研究中。

　　敞開式離子化質(zhì)譜技術(shù)在中草藥研究中的應(yīng)用

　　作者：黃 鑫，劉文龍，張 勇，劉淑瑩

　　摘要：敞開式離子化質(zhì)譜(ambient ionization mass spectrometry，AIMS)是近年來興起的一種無需(或稍許)樣品前處理步驟，在敞開的大氣環(huán)境下實(shí)現(xiàn)離子化的質(zhì)譜分析技術(shù)。近年來，各種AIMS技術(shù)的研制與應(yīng)用成為質(zhì)譜領(lǐng)域備受關(guān)注的焦點(diǎn)之一。本工作綜述了AIMS技術(shù)在中草藥研究中的應(yīng)用，對(duì)典型的分析策略進(jìn)行了討論，闡述了AIMS技術(shù)的基本原理、特點(diǎn)和分類，并展望了該技術(shù)在中醫(yī)藥研究領(lǐng)域未來發(fā)展的趨勢(shì)和可能的影響。

　　敞開式離子化質(zhì)譜(ambient ionization mass spectrometry，AIMS)是一種能在敞開的常壓環(huán)境下直接對(duì)樣品或樣品表面物質(zhì)進(jìn)行分析的新型質(zhì)譜技術(shù)，此技術(shù)無需(或者只需簡(jiǎn)單的)樣品前處理，便可實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的分析，具有實(shí)時(shí)、原位、高通量、簡(jiǎn)便快速、環(huán)保、可以與各種質(zhì)譜儀器聯(lián)用等一系列優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)兼具傳統(tǒng)質(zhì)譜的高分析速度、高靈敏度等特點(diǎn)。2004年Cooks課題組在電噴霧電離基礎(chǔ)上首次提出解吸電噴霧電離(Desorption electrospray ionization，DESI)技術(shù)。2005年Cody等在大氣壓化學(xué)電離基礎(chǔ)上研制出實(shí)時(shí)直接檢測(cè)的DART(Direct analysis in real time)技術(shù);幾乎同時(shí)，謝建臺(tái)等也研制出類似的電噴霧輔助激光解吸電離質(zhì)譜技術(shù)。繼而，AIMS的研發(fā)引起了廣泛關(guān)注，各類新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，目前AIMS技術(shù)的種類已有40余種。為促進(jìn)AIMS技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，由中國(guó)質(zhì)譜學(xué)會(huì)和華質(zhì)泰科生物技術(shù)(北京)有限公司共同主辦的AIMS國(guó)際學(xué)術(shù)年會(huì)從2013年至今已經(jīng)成功舉辦4次，引領(lǐng)著AIMS技術(shù)迅速向各個(gè)行業(yè)逐層滲透，深深地影響著下一代分析檢測(cè)技術(shù)的開發(fā)和利用。與經(jīng)典的電噴霧、大氣壓化學(xué)電離和大氣壓光電離等電離方式相比，AIMS具有溶劑消耗少、更強(qiáng)的耐鹽和抗基質(zhì)干擾能力，同時(shí)，AIMS的敞開結(jié)構(gòu)和模塊化設(shè)計(jì)使其可以方便的與各種質(zhì)譜連接，從而大大降低了儀器購(gòu)置成本。這一技術(shù)在醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、食品安全、環(huán)境污染物監(jiān)控、爆炸物檢測(cè)、生物分子及代謝物表征、分子成像等諸多領(lǐng)域已展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。因此，AIMS的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究備受質(zhì)譜學(xué)家的關(guān)注，基礎(chǔ)研究主要圍繞構(gòu)建開發(fā)新型的AIMS離子源，探究研究相應(yīng)的離子化機(jī)理;應(yīng)用研究主要是對(duì)各種實(shí)際樣品進(jìn)行定性和定量分析。本工作著重綜述AIMS在中草藥研究中的應(yīng)用，通過對(duì)典型的分析策略進(jìn)行討論，闡述AIMS技術(shù)的基本原理、特點(diǎn)和分類，并展望該技術(shù)在中醫(yī)藥研究領(lǐng)域未來發(fā)展的可能趨勢(shì)和影響。

　　1 敞開式離子化質(zhì)譜技術(shù)的基本原理、特點(diǎn)和分類

　　AIMS集成了樣品原位解吸附、待測(cè)物實(shí)時(shí)離子化和離子傳輸至質(zhì)量分析器三個(gè)核心步驟。下面，以DART為例，介紹離子化的基本原理：利用He或者N2作為工作氣通過放電室，放電室內(nèi)部的陰極和陽(yáng)極之間施加一個(gè)高達(dá)幾千伏的電壓導(dǎo)致高壓輝光放電，使工作氣電離成為含激發(fā)態(tài)氣體原子或分子、離子、電子的等離子體氣流。等離子體氣流流經(jīng)圓盤電極，選擇性地移除某些離子后被加熱，加熱等離子體氣流從DART口噴出至樣品表面，完成熱輔助的解吸附和離子化過程。離子化機(jī)理一般認(rèn)為包括周圍氣體被激發(fā)態(tài)工作氣體的彭寧(Penning)電離、進(jìn)而發(fā)生的質(zhì)子轉(zhuǎn)移以及其他類型氣相離子分子反應(yīng)等過程。AIMS技術(shù)不僅可在常壓下對(duì)待測(cè)樣品離子化，而且離子源的敞開結(jié)構(gòu)易于實(shí)現(xiàn)物體表面的直接離子化及質(zhì)譜分析。這類離子源操作簡(jiǎn)便、快捷，無需復(fù)雜的樣品前處理。AIMS技術(shù)的另一重要特征是快速及高通量，通常每個(gè)樣品的分析時(shí)間不超過5s，充分展現(xiàn)了質(zhì)譜快速分析的優(yōu)勢(shì)，為高通量分析提供了一種新的有效途徑。因此，常壓敞開式離子源開辟了質(zhì)譜技術(shù)在無需樣品前處理的直接、快速分析，表面與原位分析等領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用領(lǐng)域。

　　AIMS離子源按照其離子化過程和機(jī)理可以分為三大類：1)直接電離離子源。樣品直接進(jìn)入高電場(chǎng)被電離，如，在ESI源基礎(chǔ)上發(fā)展起來的眾多離子源，包括直接電噴霧探針(Direct electrospray probe ionization，DEPI)、探針電噴霧電離(Probe electrospray ionization，PESI)、紙噴霧電離(Paper spray ionization，PSI)、場(chǎng)致液滴電離(Field induced droplet ionization，F(xiàn)IDI)和超聲波電離(Ultra-sound ionization，USI)等;2)直接解吸電離離子源，同時(shí)起到對(duì)樣品解吸和電離的作用。包括解吸電噴霧電離(Desorption electrospray ionization，DESI)、電場(chǎng)輔助解吸電噴霧電離(Electrode-assisted desorption electrospray ionization，EADESI)、簡(jiǎn)易敞開式聲波噴霧電離(Easy ambient sonic spray ionization，EASI)、解吸大氣壓化學(xué)電離(Desorption atmospheric pressure chemical ionization，DAPCI)、介質(zhì)阻擋放電電離(Dielectric barrier discharge ionization，DBDI)、等離子體輔助解吸電離(Plasma-assisted desorption ionization,PADI)、大氣壓輝光放電電離(Atmospheric glow discharge ionization,APGDI)、解吸電暈束電離(Desorption corona beam ionization,DCBI)、激光噴霧電離(Laser spray ionization,LSI)等;3)解吸后電離離子源。這是一種兩步機(jī)理離子源,第1步先對(duì)被分析物進(jìn)行解吸附,第2步實(shí)現(xiàn)被分析物的電離過程,包括氣相色譜-電噴霧質(zhì)譜(Gas chromatography electrospray ionization,GC-ESI)、二次電噴霧電離(Secondary electrospray ionization,SESI)、熔融液滴電噴霧電離(Fused droplet electrospray ionization,FD-ESI)、萃取電噴霧電離(Extractive electrospray ionization,EESI)、液體表面彭寧電離質(zhì)譜(Liquidsurface Penning ionization,LPI)、大氣壓彭寧電離(Atmospheric pressure Penning ionization,APPeI)、電噴霧激光解吸電離(Electrospray laser desorption ionization,ELDI)、基質(zhì)輔助激光解吸電噴霧電離(Matrix-assisted laser desorption electrospray ionization,MALDESI)、激光消融電噴霧電離(Laser ablation electrospray ionization,LAESI)、紅外激光輔助解吸電噴霧電離(Infrared laser-assisted desorption electrospray ionization,IR-LADESI)、激光電噴霧電離(Laser electrospray ionization,LESI)、激光解吸噴霧后離子化(Laser desorption spray post-ionization,LDSPI)、激光誘導(dǎo)聲波解吸電噴霧電離(Laser-induced acoustic desorption electrospray ionization,LIAD-ESI)、激光解吸-大氣壓化學(xué)電離(Laser desorption-atmospheric pressure chemical ionization,LD-APCI)、激光二極管熱解吸電離(Laser diode thermal desorption,LDTD)、電噴霧輔助熱解吸電離(Electrospray-assisted pyrolysis ionization,ESA-Py)、大氣壓熱解吸-電噴霧電離(Atmospheric pressure thermal desorption-electrospray ionization,AP-TD/ESI)、基于熱解吸敞開式電離(Thermal desorption-based ambient ionization,TDAI)、大氣壓固態(tài)分析探針(Atmosphericpressure solids analysis probe,ASAP)、實(shí)時(shí)直接分析(Direct analysis in real time,DART)、解吸大氣壓光致電離(Desorption atmospheric pressure photoionization,DAPPI)等。

　　2 敞開式離子化質(zhì)譜技術(shù)在中草藥研究中的應(yīng)用

　　建立一種新的方法,能夠?qū)χ胁菟幹械乃幮С煞趾碗s質(zhì)進(jìn)行分析,這對(duì)于中草藥的質(zhì)量評(píng)價(jià)和質(zhì)量控制有重要意義。敞開式離子化質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展為中草藥分析提供了一種快速、直接的手段。本文綜述了不同類型敞開式離子化質(zhì)譜在中草藥分析中的應(yīng)用,并對(duì)典型分析案例加以討論,總結(jié)的應(yīng)用詳情列于表1。

表1 敞開式離子化質(zhì)譜在中草藥研究中的應(yīng)用

敞開式離子化質(zhì)譜技術(shù)

中草藥

分析物

文獻(xiàn)

直接電離

DI

黃連

小檗堿、黃連堿、巴馬汀

10

何首烏

2,3,5,4’-四羥基芪-2-O-葡萄糖甙-3”-O-沒食子酸酯

10

南、北五味子

五味子醇甲、五味子醇乙

10

Tissue spray

西洋參

人參皂苷、氨基酸、二糖

11

Leaf spray

生姜

姜辣素

12

銀杏籽

銀杏毒素

12

圣羅勒

烏索酸、齊墩果酸及其氧化產(chǎn)物

13

甜葉菊葉

甜菊糖苷類

14

Direct plant ? ?spray

八角茴香

莽草毒素

15

Field-induced ? ?DI

長(zhǎng)春花

長(zhǎng)春堿、脫水長(zhǎng)春堿

16

iEESI

銀杏葉

銀杏毒素、精氨酸、脯氨酸、蔗糖

17

Wooden-tip

貝母

貝母素、精氨酸、蔗糖

18

Field-induced ? ?wooden-tip

黃連

小檗堿、黃連堿、巴馬汀、蘋果酸、檸檬酸

19

甘草

甘草酸、甘草素

19

黃芩

黃芩素、黃芩苷、漢黃芩素、漢黃芩苷

19

苦參

苦參素、苦參堿、苦參酮

19

Al-foil ESI

西洋參

人參皂苷

20

附子

苯甲酰烏頭原堿、次烏頭堿、苯甲酰新烏頭原堿

20

Pipette-tip ? ?ESI

黃連

小檗堿、黃連堿、巴馬汀

21

牛蒡子

牛蒡苷及其苷元、二糖

21

蓮子心

蓮心堿、甲基蓮心堿

21

人參

人參皂苷

21

西洋參

人參皂苷

21

三七

人參皂苷

21

北五味子

五味子甲素、乙素、五味子酯甲、酯乙

21

直接解吸電離

DESI

顛茄

莨菪堿、東莨菪堿

22

毒參

毒芹堿類

22

曼陀羅

16種托品烷類生物堿

22

阿托品

23

甜葉菊

甜菊糖苷類

24

鼠尾草

克羅烷型二萜類

25

青脆枝

喜樹堿類

26

吳茱萸

吳茱萸堿、吳茱萸次堿

27

貫葉連翹

金絲桃苷類、糖類

23

金絲桃苷類、長(zhǎng)鏈脂肪酸類

28

大麥

羥氰苷類

29

白毛茛

小檗堿類

30

枳殼

橙皮甙、柚皮甙、苦橙甙等黃酮類

31

DAPCI

南、北五味子

萜品烯類

32

人參、紅參

人參皂苷

33

DCBI

黃連

黃連素、黃連堿

34

黃藤

黃藤素

34

魚腥草

別隱品堿、白屈菜紅堿、原阿片堿、血根堿

34

黃柏

藥根堿

34

粉防己

輪環(huán)藤酚堿

34

兩面針

兩面針堿、白屈菜赤堿

34

解吸后電離

DART

顛茄果

阿托品、莨菪堿

35

蔞葉

蔞葉酚

36

芫荽

大麻素類

37

綠薄荷

大麻素類

37

羅勒

大麻素類

37

烏頭屬藥材

烏頭堿類生物堿

38

曼陀羅籽

托品堿、莨菪堿

39

蘿芙木

單萜吲哚類生物堿

40

姜黃

姜黃素類

41

蓽澄茄果

蓽澄茄油烯

42

極細(xì)當(dāng)歸

藁苯內(nèi)酯

43

朝鮮當(dāng)歸

日本前胡素、日本前胡醇

43,44,51

白芷

白當(dāng)歸腦

43

川芎

川芎內(nèi)酯

43

檳榔子

檳榔堿、檳榔次堿

45

延胡索

延胡索堿

45

貝母

貝母素、去氫貝母堿

45

鉤藤

鉤藤堿

45

黃芩

黃芩素、黃芩苷、漢黃芩素、漢黃芩苷

45

人參

人參皂苷類

45

丁公藤

東莨菪內(nèi)酯

46

制川烏

單酯和雙酯型二萜類烏頭堿

47

八角茴香

莽草毒素

48

桑葉

脫氧野尻霉素

49

厚葉巖白菜

熊果素、巖白菜素、鞣花酸、沒食子酸

50

吳茱萸

吳茱萸堿、吳茱萸次堿

51

北五味子

五味子素、戈米辛

51,52

Nano-EESI

人參

人參皂苷

53

LAESI

孔雀草

花青素、山奈酚等黃酮類

54

鼠尾草

萜類

55

DAPPI

鼠尾草葉

鼠尾草酸及其衍生物

56

LAAPPI

鼠尾草

萜類

55

枳殼

川皮苷、黃酮醇類、沉香醇

57

PALDI

黃芩

黃芩素、漢黃芩素

58?

　　2.1 直接電離離子源

　　直接電離離子源是基于電噴霧原理的直接電離敞開式離子化質(zhì)譜技術(shù),將樣品組織中分析物直接電離進(jìn)行質(zhì)譜分析。這項(xiàng)技術(shù)快速、直接、實(shí)時(shí)、原位,無需樣品前處理,適用于中藥材直接分析。主要應(yīng)用技術(shù)包括：直接電離(Direct ionization)、組織噴霧電離(Tissue spray)、葉片噴霧(Leaf spray)、直接植物噴霧(Direct plant spray)場(chǎng)致直接電離(Field-induced DI)、內(nèi)部萃取電噴霧電離(Internal extractive electrospray ionization mass spectrometry,iEESI)等。雖然這些技術(shù)的名稱不同,但它們的原理和分析策略是相似的,即,將樣品本身作為固體基質(zhì),應(yīng)用溶劑和高電壓使分析物溶解或萃取到溶劑中,液相分析物分子在高電場(chǎng)作用下直接電離、噴霧、產(chǎn)生帶電液滴和離子進(jìn)行質(zhì)譜分析。

　　姚鐘平課題組在固體基質(zhì)下的電噴霧離子化機(jī)理與應(yīng)用方面做了大量的研究工作。固體基質(zhì)電噴霧電離是將中草藥的粉末、混懸液、提取液附著于固體基質(zhì)上用于直接電離分析,可用的固體基質(zhì)包括：純金屬探針、紙三角、木片、鋁箔、移液器頭等。因鋁箔具有惰性、不滲透性、相對(duì)剛性等特點(diǎn),可以折疊承載溶劑,對(duì)粉末樣品有目的性的提取,在敞開式的環(huán)境下進(jìn)行電噴霧質(zhì)譜分析。鋁箔電噴霧質(zhì)譜已經(jīng)成功應(yīng)用于西洋參和附子等中藥粉末樣品中主要成分的測(cè)定。移液器頭模式的分析是將移液器頭與質(zhì)譜進(jìn)樣器和進(jìn)樣泵連接,在線提取進(jìn)樣器頭中的中藥粉末,加以高電壓使帶電有機(jī)溶劑通過中藥粉末將分析物提取出來后電離,經(jīng)由質(zhì)譜分析。這種移液器頭模式的分析已成功應(yīng)用于人參、西洋參和三七中皂苷類成分、南、北五味子中木脂素類成分和多種藥材中生物堿類成分的測(cè)定。

　　2.2 直接解吸電離離子源

　　自DESI問世以來，其在中草藥分析中的應(yīng)用已被陸續(xù)報(bào)道。采用的主要方式包括：分析物的表面解吸電離、反應(yīng)直接解吸電離、分析物的表面成像、薄層色譜與直接解吸電離質(zhì)譜聯(lián)用等，其中應(yīng)用最廣泛的是分析物的表面解吸電離，無需中藥材樣品的前處理，可直接分析。

　　DAPCI是應(yīng)用大氣壓電暈放電從化學(xué)試劑中產(chǎn)生電子、質(zhì)子、亞穩(wěn)態(tài)原子、水合氫離子和質(zhì)子化溶劑離子，去解吸電離樣品表面的分析物，進(jìn)行質(zhì)譜分析，主要用于分析低分子質(zhì)量的揮發(fā)性或半揮發(fā)性化合物。已報(bào)道的研究有南、北五味子中萜品烯類成分和人參、紅參中皂苷類成分的分析。

　　DCBI是將高直流電壓加在尖針上引發(fā)氦原子電暈放電，在電暈針附近產(chǎn)生激發(fā)態(tài)離子，與分析物在樣品表面發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生單電荷分析物離子，進(jìn)行質(zhì)譜分析。應(yīng)用DCBI分析中草藥中低極性成分是極具挑戰(zhàn)性的。為了解決這一難點(diǎn)，文獻(xiàn)報(bào)道了一種設(shè)計(jì)方案，將反應(yīng)試劑(飽和氫氧化鈉與甲醇溶液，3:7，V/V)加入樣品中以提高DCBI的電離效率，并將該方法成功應(yīng)用于6種中藥材中生物堿的測(cè)定，并將其與TLC聯(lián)用測(cè)定生物堿的含量。

　　2.3 解吸后電離離子源

　　DART-MS是在中草藥分析中應(yīng)用較為廣泛的一種敞開式離子化質(zhì)譜技術(shù)，其離子源目前已有商品化的產(chǎn)品。DART-MS的主要分析策略包括：分析物的表面解吸電離，將樣品置于DART源與質(zhì)譜進(jìn)口;粉末樣品的分析，將填充樣品的玻璃毛細(xì)管(棒)置于DART源加熱的氣體束中電離;液態(tài)樣品分析，將樣品滴在熔點(diǎn)管(浸管)、金屬篩網(wǎng)(不銹鋼金屬網(wǎng)格)上面，置于DART源與質(zhì)譜進(jìn)口之間;TLC與DART-MS聯(lián)用分析，是將化合物在薄層板上分離后，將薄層板置于DART源與質(zhì)譜進(jìn)口之間，分析物經(jīng)加熱氣體的熱解吸附，通過離子-分子反應(yīng)使分析物電離再引入質(zhì)譜進(jìn)行分析。

　　EESI和nano-EESI是基于電噴霧電離的敞開式離子化質(zhì)譜技術(shù)，發(fā)明最初主要被應(yīng)用于液態(tài)和氣態(tài)樣品分析，被分析物從溶液相或氣相樣品中被萃取出來，經(jīng)由電噴霧電離產(chǎn)生離子進(jìn)行質(zhì)譜分析。陳煥文課題組將Nano-EESI-MS技術(shù)成功應(yīng)用于人參中人參皂苷的測(cè)定。將激光解吸或消融與電噴霧結(jié)合的敞開式離子化技術(shù)(LAESI)適用于固體樣品分析，在中草藥分析中的應(yīng)用主要有：孔雀草根、莖、葉中的成分分析和鼠尾草葉中萜類成分的測(cè)定。將敞開式離子化技術(shù)與光致電離原理相結(jié)合，應(yīng)用于中草藥研究中，主要有兩種方式：解吸大氣壓化學(xué)電離(DAPPI)和激光消融大氣壓光致電離(LAAPPI)。這兩種方式可以使樣品表面非極性和中性分析物有效電離進(jìn)行質(zhì)譜分析，另外，這兩種方式還具有表面成像功能，例如，DAPPI-MS和LAAPPI-MS技術(shù)在鼠尾草葉成分表面成像研究中的應(yīng)用，以及枳殼葉中主要藥效成分的DAPPI-MS分析等。等離子體輔助激光解吸質(zhì)譜(PALDI-MS)已被成功用來研究黃芩中黃芩素和漢黃芩素成像，結(jié)果顯示，此成分集中分布于根的表皮維管束邊緣。

　　2.4 在中草藥質(zhì)量評(píng)價(jià)和質(zhì)量控制中的應(yīng)用

　　隨著敞開式離子化質(zhì)譜技術(shù)的不斷發(fā)展，其在中草藥質(zhì)量快速評(píng)價(jià)和控制中的應(yīng)用日益廣泛。敞開式離子化質(zhì)譜指紋分析方法能夠給出中草藥成分的整體化學(xué)輪廓，可用于評(píng)價(jià)中草藥質(zhì)量的穩(wěn)定性、追溯基源、鑒別真?zhèn)?。?yīng)用敞開式離子化質(zhì)譜方法評(píng)價(jià)和控制中草藥質(zhì)量，首先要選擇一種適合的敞開式離子化技術(shù)，建立指紋圖譜分析方法，進(jìn)而對(duì)樣品進(jìn)行分析，將獲得的數(shù)據(jù)采用多變量統(tǒng)計(jì)分析方法處理，例如主成分分析(PCA)、偏最小二乘判別分析(PLS-DA)、聚類分析(HCA)等。

　　目前，應(yīng)用DART-MS技術(shù)結(jié)合多種統(tǒng)計(jì)分析方法，成功區(qū)分了蔞葉的不同栽培品種;區(qū)分了曼陀羅、蘿芙木、蓽澄茄以及傘形科中藥的不同品種，并鑒定了其中標(biāo)志性化學(xué)成分;區(qū)分了不同來源的當(dāng)歸;鑒定了川烏中標(biāo)志性化學(xué)成分，并區(qū)分了其炮制程度的不同。將DAPCI-MS技術(shù)結(jié)合PCA分析應(yīng)用于南、北五味子研究，成功區(qū)分了不同栽培品種和野生品種，并區(qū)分了不同炮制品種。應(yīng)用Wooden-tipESI-MS結(jié)合PCA和PLS-DA技術(shù)，鑒定了川貝母粉末的品種，并區(qū)分了其中摻偽品。

　　2.5 本實(shí)驗(yàn)室的研究工作

　　中藥成分的確認(rèn)和定量分析是近年來AIMS的重要發(fā)展方向之一，本實(shí)驗(yàn)室選用商品化的DART為離子源，開發(fā)的方法具有較強(qiáng)的可重復(fù)性和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。研究?jī)?nèi)容主要包括5個(gè)方面。

　　1)中藥的快速分析：研究了8種中藥的化學(xué)成分，實(shí)現(xiàn)了生物堿類、黃酮類和部分人參皂苷的快速、直接分析;并對(duì)DART的電離機(jī)制進(jìn)行了較深入的討論;

　　2)中藥成分的DART定量分析：針對(duì)中藥延胡索的功效成分延胡索甲素和乙素進(jìn)行DART定量分析，利用甲基化衍生和氘代內(nèi)標(biāo)實(shí)現(xiàn)了人參皂苷的DART定量分析;

　　3)對(duì)DART技術(shù)不易電離成分的分析：本實(shí)驗(yàn)室首次采用瞬時(shí)衍生化試劑四甲基氫氧化銨對(duì)皂苷和寡糖類成分進(jìn)行DART源內(nèi)的瞬時(shí)甲基化，通過甲基化衍生增加皂苷成分的揮發(fā)性，生成銨加合物離子，實(shí)現(xiàn)了多羥基化合物(如人參皂苷和寡糖)的DART分析檢測(cè)。其中，四甲基氫氧化銨不僅發(fā)揮了衍生化的作用，同時(shí)還作為輔助電離試劑增強(qiáng)了皂苷成分在DART中的靈敏度[62]。因?yàn)樵摲磻?yīng)屬于自由基反應(yīng)，反應(yīng)控制難度較大，重復(fù)性還有待提高;

　　4)DART用于農(nóng)藥殘留的檢測(cè)：針對(duì)100余種農(nóng)殘成分開展了DART快速檢測(cè)研究，發(fā)現(xiàn)多種農(nóng)藥成分在DART電離過程中不僅有加合離子(離子-分子反應(yīng)產(chǎn)物)，還產(chǎn)生碎片(過剩能量產(chǎn)生)，此外，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)有機(jī)磷農(nóng)藥會(huì)發(fā)生氧硫交換的氧化反應(yīng)，并對(duì)其反應(yīng)機(jī)制進(jìn)行了深入探討;

　　5)開展DART電離機(jī)理研究：研究發(fā)現(xiàn)，不同的工作氣體(氦氣、氬氣、氮?dú)獾?因其不同的電離能和氮?dú)獾恼駝?dòng)自由度影響，使得其在電離過程中展現(xiàn)出不同的特性，雖然氦氣因具有更高的電離能應(yīng)用范圍更廣，但是在某些場(chǎng)合下使用電離能較低的氬氣和氮?dú)?較氦氣價(jià)格低廉)產(chǎn)生的待測(cè)化合物碎片較少，再適當(dāng)引入輔助(make up)試劑可有效地提高待測(cè)物的靈敏度。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，具有較低電離能的氟苯和丙酮等作為輔助試劑能明顯的提高待測(cè)物的分析靈敏度。

　　3 總結(jié)與展望

　　中藥品質(zhì)的安全有效主要取決于其中所含的藥效成分和雜質(zhì)，這就要求應(yīng)用快速、可靠的分析方法來評(píng)價(jià)和控制中藥材的質(zhì)量。目前，多種敞開式離子化質(zhì)譜技術(shù)已成功應(yīng)用于多種中藥中多種類型化學(xué)成分的檢測(cè)，并可對(duì)多種中藥的品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)和質(zhì)量控制。一般來講，對(duì)于揮發(fā)性較好或質(zhì)子親合能較高的成分，如生物堿，黃酮類等成分，電離可以直接發(fā)生在植物組織表面附近而不需借助溶劑和其他基質(zhì)。為了得到好的分析結(jié)果，對(duì)于皂苷類等組分需溶劑輔助，對(duì)于糖類組分的分析甚至需要簡(jiǎn)單的衍生化。敞開離子化源，其原理之一是被分析物周圍的氣相離子-分子反應(yīng)，這些反應(yīng)很難達(dá)到經(jīng)典的密閉CI源平衡條件，因此，在實(shí)驗(yàn)條件控制，數(shù)據(jù)的重復(fù)性方面還存在一些困難，尚需技術(shù)本身不斷完善。另外，對(duì)分析物的準(zhǔn)確定量方法也有待開發(fā)及改進(jìn)。以上這些問題需要分析化學(xué)家和質(zhì)譜學(xué)家的持續(xù)關(guān)注和潛心研究，相信在不遠(yuǎn)的將來，敞開式離子化技術(shù)與小型質(zhì)譜儀器結(jié)合的分析方法能應(yīng)用于中藥生產(chǎn)的田間地頭、成品藥生產(chǎn)線、中醫(yī)診斷的輔助等更多的中醫(yī)藥領(lǐng)域，為推動(dòng)傳統(tǒng)中醫(yī)藥的現(xiàn)代發(fā)展發(fā)揮更大的作用。

　　《質(zhì)譜學(xué)報(bào)》致謝: 此次《質(zhì)譜學(xué)報(bào)》組織“質(zhì)譜技術(shù)在中醫(yī)藥研究中的應(yīng)用”專輯是逢時(shí)的，受到中醫(yī)藥界廣大質(zhì)譜工作者的熱烈響應(yīng)。不僅吸引了大陸的同仁，而且兩岸三地的質(zhì)譜工作者，如臺(tái)灣的李茂榮教授、香港的蔡宗葦教授和澳門的趙靜教授等都積極投稿。此專輯包括中藥和其他民族藥，如藏藥、維藥等的相關(guān)研究，從研究?jī)?nèi)容上講，有植物藥也有動(dòng)物藥，包括了藥材、炮制品和復(fù)方藥的成分分析和代謝研究。由于本刊篇幅有限，在大量來稿中只能選用19篇，對(duì)于其他審稿已通過的文章，將在以后幾期中陸續(xù)刊登。另外，感謝中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所的郭寅龍研究員為本專輯的出版提供指導(dǎo)和幫助;感謝北京大學(xué)的白玉老師、北京中醫(yī)藥大學(xué)的劉永剛老師、長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)的楊洪梅老師和南京中醫(yī)藥大學(xué)的劉訓(xùn)紅老師在組稿過程中的貢獻(xiàn);感謝長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院為本專輯提供部分藥材圖片。對(duì)于本刊編輯中存在的錯(cuò)誤和其他問題，歡迎讀者提出寶貴的意見。

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