一种桔梗皂苷的质谱谱库及其构建方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种桔梗皂苷的质谱谱库的构建方法，包括以下步骤：步骤一，构建桔梗皂苷的模拟分子；步骤二，计算模拟分子的化学信息；步骤三，建立模拟分子的一致性谱图并产生相应的谱库。本发明专利技术还提供了根据一种桔梗皂苷的质谱谱库的构建方法获得的质谱谱库及其在桔梗皂苷样品解析中的应用。本发明专利技术在标准品的基础上建立桔梗皂苷的质谱谱库，能够对桔梗中药、含有桔梗的复方制剂、含桔梗的食品、桔梗相关的生物样品（包括血浆、尿液、组织匀质等）中的桔梗皂苷成分进行快速分析，该方法不需要分析工作者具有专业的质谱解谱能力，通过谱图比对即能对样品进行快速的全谱图分析，不完全依赖于标准化合物、分析周期短、结果的准确度高、结果的重现好。果的重现好。果的重现好。

【技术实现步骤摘要】
一种桔梗皂苷的质谱谱库及其构建方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种桔梗皂苷的质谱谱库及其构建方法和应用，属于谱库构建


技术介绍

[0002]桔梗作为药材被使用最早记录于《神农本草经》，桔梗是桔梗科植物桔梗的干燥根。自古以来，桔梗的药用价值非常高，在古代桔梗就被用来治疗多种疾病，而现在桔梗同样能够得到人们的充分重视。临床上，桔梗在治疗咳嗽痰多，胸闷气短，咽喉肿痛中发挥着巨大的作用。中医认为，桔梗辛开苦泄，具有宣肺、祛痰、利咽、排脓的功效。桔梗不仅药用价值极高，在朝鲜族，桔梗也作为日常的泡菜被享用。桔梗在治疗和保健方面都突出着巨大的潜力。临床上很多中药配伍桔梗以达到化痰止咳平喘的功效。如复方桔梗片是常用的中成药制剂，主要含有桔梗、甘草、远志、款冬花等等，其治疗上呼吸道感染肺炎。疗效确切。
[0003]我国幅员辽阔，气候差异大，不同产地的桔梗质量良莠不齐，桔梗中主要的效应成分为桔梗皂苷类，皂苷类成分具有明显的抗癌、抗突变、抗炎以及免疫调节作用。桔梗总皂苷中桔梗皂苷D含量最高，是桔梗质量标志物的首选。2020版中国药典中规定，以干燥品计算，桔梗中的桔梗皂苷D的含量不得少于0.1％。目前仅仅只以桔梗皂苷D来评价桔梗质量的优劣是远远不够的，从植物亲缘关系、多种皂苷类成分也将成为新的评价桔梗质量标准的质量标志物，为桔梗质量评价提供更多充实可靠的依据。
[0004]2020版中国药典中规定，桔梗的含量测定以桔梗皂苷D为标准品，参照高效液相色谱法进行含量测定。研究者普遍使用高效液相色谱法测定桔梗中皂苷类成分，其重现性好，质量浓度与峰面积在测定范围内线性关系良好，并且方法稳定可靠，操作简单方便。但是液相色谱法也有一定的局限性，由于中药桔梗的成分复杂，目标物质桔梗皂苷D并没有共轭结构，没有强的发色团，在用高效液相色谱紫外检测器检测桔梗皂苷D，没有紫外吸收，末端干扰较大，检测结果不准确。因此这些因素制约了高效液相色谱在中药质量检测中的应用。
[0005]随着质谱技术的发展，液相色谱质谱联用仪被用来检测皂苷类成分。质谱法应用范围广，不仅可以得出精确的分子质量还可以推测分子式和结构式。质谱法的高特异性、高灵敏度以及分析的快速性使其在皂苷的成分分析中发挥着不可或缺的作用。近年来用HPLC
‑
MS/MS方法来检测桔梗质量受到人们的青睐。无论是在中药复方还是单味药材的皂苷检测中，HPLC
‑
MS/MS很好弥补了液相色谱与质谱法的种种缺陷，极大地提高了检验的灵敏度和专属性，突破了液相色谱、质谱法检验桔梗皂苷D的瓶颈，为中药质量标准的检验提供了一套强大可行的分析检测方法。但质谱法谱图的解析是皂苷分析的难点，质谱法的自动化程度比较低，对人的依赖性较大，数据的处理环节需要投入大量的精力。其他多种桔梗皂苷类化合物的解析，往往需要专业的解谱人员加以分析。这对于桔梗皂苷类化合物的解析带来了巨大的挑战。
[0006]桔梗皂苷的解析多依赖于标准品作为标样，采用质谱法分析。市面上出售的标准品仅10种以内，多数成分没有现成的标准化合物作为标样。桔梗皂苷的成分解析多依赖于
分析工作者进行专业性的手动解谱，其效率低，周期长，需要专业解谱知识。
[0007]在采用液相色谱进行定性时，必须由已知的标准物质做定性对照，当无纯物质对照时，对样品的定性就很困难。随着科学技术的发展，具有高灵敏度和高特异性的质谱技术深入到各个领域。质谱技术能够提供丰富的结构信息，准确测定生物大分子的分子量。近年来，LC
‑
MS技术蓬勃发展，液相色谱使复杂样品中的各类成分得到更好的分离，以便在质谱检测中获得更高质量的质谱信息。
[0008]自古以来，中药在预防、治疗疾病以及康复保健发挥着不可忽视的作用，然而由于中药的成分十分复杂，中药发挥疗效的靶点多，因此一直制约着中药现代化发展，中药药效物质基础以及作用机制的不清晰对中药质量标准的分析提出了极高的需求。虽然LC
‑
MS技术解决了中药成分分析的瓶颈，但是数据有效正确的解析仍是当下我们需要思考并解决的问题。因此需要构建模拟谱库，以便于更加快速准确地解析数据。
[0009]桔梗皂苷的成分检测多通过液相色谱法和质谱法，对获取的质谱谱图进行手动解谱，从而给出桔梗皂苷结构，在此基础上进行全谱图分析。传统的质谱谱图解析方法效率慢，时间周期长，并且要求分析工作者有较高的解谱能力，结果完全依赖于分析工作者的分析经验。很多的分析工作者只懂得获取质谱数据，而由于没有较强的数据解析能力，而使得分析存在误差。
[0010]故，本专利技术建立了一种桔梗皂苷专属性的质谱谱库及其构建方法和应用，用于快速解析桔梗皂苷相关样品的质谱数据，全面准确的表征样品中含有的桔梗皂苷成分。

技术实现思路

[0011]本专利技术所要解决的技术问题是，提供了一种桔梗皂苷的质谱谱库，能够对桔梗中药、含有桔梗的复方制剂、含桔梗的食品、桔梗相关的生物样品(包括血浆、尿液、组织匀质等)中的桔梗皂苷成分进行快速分析。
[0012]同时，本专利技术提供了一种桔梗皂苷的质谱谱库的构建方法，该方法不需要分析工作者具有专业的质谱解谱能力，通过谱图比对即能对样品进行快速的全谱图分析，不完全依赖于标准化合物、分析周期短、结果的准确度高、重现好。
[0013]同时，本专利技术提供一种桔梗皂苷的质谱谱库在桔梗皂苷样品解析中的应用。
[0014]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0015]一种桔梗皂苷的质谱谱库的构建方法，包括以下步骤：
[0016]步骤一，构建桔梗皂苷的模拟分子；
[0017]步骤二，计算模拟分子的化学信息；
[0018]步骤三，建立模拟分子的一致性谱图并产生相应的谱库。
[0019]步骤一包括以下内容：
[0020]S01，根据标准化合物提取母核信息和C3位、C28位分子要素构成信息；
[0021]S02，将母核信息的个数、C3位分子要素构成信息的个数和C28位分子要素构成信息的个数，通过组合化学的方式构建桔梗皂苷的模拟分子，建桔梗皂苷的模拟分子的个数＝(母核信息的个数
×
C3位分子要素构成信息的个数+母核信息的个数)
×
C28位分子要素构成信息的个数。
[0022]所述标准化合物为桔梗皂苷的关联化合物；所述关联化合物为：在pubchem网站上
以及SciFinder数据库中存在、且文献已经报导过的、桔梗中所含有的桔梗皂苷类化合物。
[0023]所述母核信息包括桔梗皂苷元、远志酸苷元、桔梗酸苷元和桔梗酮苷元，所述C3位分子要素构成信息包括Glu、Glu
‑
Glu、Glu
‑
Glu
‑
Glu、GlucA、Glu
‑
GlucA；所述C28位分子要素构成信息包括Ara
‑
Rha
‑
Xyl
‑
Api、Ara
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种桔梗皂苷的质谱谱库的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，构建桔梗皂苷的模拟分子；步骤二，计算模拟分子的化学信息；步骤三，建立模拟分子的一致性谱图并产生相应的谱库。2.根据权利要求1所述的一种桔梗皂苷的质谱谱库的构建方法，其特征在于，步骤一包括以下内容：S01，根据标准化合物提取母核信息和C3位、C28位分子要素构成信息；S02，将母核信息的个数、C3位分子要素构成信息的个数和C28位分子要素构成信息的个数，通过组合化学的方式构建桔梗皂苷的模拟分子，建桔梗皂苷的模拟分子的个数＝(母核信息的个数
×
C3位分子要素构成信息的个数+母核信息的个数)
×
C28位分子要素构成信息的个数。3.根据权利要求2所述的一种桔梗皂苷的质谱谱库的构建方法，其特征在于，所述标准化合物为桔梗皂苷的关联化合物；所述关联化合物为：在pubchem网站上以及SciFinder数据库中存在、且文献已经报导过的、桔梗中所含有的桔梗皂苷类化合物。4.根据权利要求2所述的一种桔梗皂苷的质谱谱库的构建方法，其特征在于，所述母核信息包括桔梗皂苷元、远志酸苷元、桔梗酸苷元和桔梗酮苷元，所述C3位分子要素构成信息包括Glu、Glu
‑
Glu、Glu
‑
Glu
‑
Glu、GlucA、Glu
‑
GlucA；所述C28位分子要素构成信息包括Ara
‑
Rha
‑
Xyl
‑
Api、Ara
‑
Rha
‑
Xyl、Ara
‑
Rha
‑
Xyl
‑
Api|Acetyl
‑
2”、Ara
‑
Rha
‑
Xyl
‑
Api|Acetyl
‑
3”。5.根据权利要求2所述的一种桔梗皂苷的质谱谱库的构建方法，其特征在于，步骤二包括以下内容：获取模拟分子的分子式、分子量、精确质量数、InChIKey信息、IUPAC名称；计算模拟分子的母离子的精确质量数。6.根据权利要求5所述的一种桔梗皂苷的质谱谱库的构建方法，其特征在于，所述母离子包括[M
‑
H]
‑
离子、[M+HCOOH
‑
H]
‑
离子、[M+H]
+
离子以及[M+Na]
+
离子；M代表模拟分子，其中，氢H的精确质量数为1.0078、碳C的精确质量数为12.000、氧O的精确质量数为15.996、钠Na的精确质量数为22.9898。7.根据权利要求6所述的一种桔梗皂苷的质谱谱库的构建方法，其特征在于，步骤三包括以下内容：S1，构建标准品的一致性谱图：分别配制标准品桔梗皂苷D、去芹菜糖桔梗皂苷D、桔梗皂苷E、去芹菜糖桔梗皂苷E、桔梗皂苷D2、去芹菜糖桔梗皂苷D2以及远志皂苷的甲醇母液，浓度为20μg/mL；母液逐级稀释，配制成3个浓度梯度的溶液，即20μg/mL、10μg/mL和5μg/mL，每个标准品的每个浓度梯度平行进样5次，获取其产生的一级质谱图和相应的二级质谱图，每个标准品产生多张二级质谱图，收集所有二级质谱图中产生的碎片离子进行统计；每个标准品中碎片离子在其所有的二级质谱图产生的频率大于30％的碎片离子被确定为一致性碎片离子，用于构建一致性谱图；收集一致性碎片离子对应的丰度值，丰度值用下面的式(1)计算，构建一致性谱图，其中，n
s
表示二级质谱图的个数；n
a
表示该一致性碎片离子在二级质谱图中出现的次数；I
median
表示一致性碎片离子丰度值的中位数值；
通过式(2)计算二级质谱图的信噪比；当信噪比的值大于5.3时，则表明二级质谱图存在较多的干扰碎片离子，且二级质谱图的丰度值重现性差，故排除信噪比的值大于5.3的二级质谱图，...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢彤，李晓萌，单进军，赵霞，袁兵环，
申请(专利权)人：南京中医药大学，
类型：发明
国别省市：