靶分子亲和-质谱联用技术应用于中药等复杂体系中活性成分的筛选

如何从中药等复杂体系中快速、高效地筛选出活性成分,是现代药物研究的重要领域之一.基于光学检测或放射性检测的高通量药物筛选模式,在应用于中药等复杂体系时,由于没有成分分离过程,易产生假阳性或假阴性结果;而采用传统的成分分离、结构鉴定、活性测试的筛选模式,则存在工作量大、周期长、活性成分易丢失等缺陷.靶分子亲和-质谱联用技术是利用药物靶点与配体的亲和作用或靶酶的催化作用将活性成分从复杂体系中抽提出来,并用质谱对其进行检测及活性评价的一种筛选技术.本文对适用于中药等复杂体系中活性成分筛选的靶分子亲和-质谱联用技术进行了综述,主要介绍直接进样质谱筛选技术、膜分离-质谱联用技术、分子排阻色谱.质谱联用技术、固定化靶蛋白-质谱联用技术、前沿亲和色谱-质谱联用技术、高效液相色谱恒流在线反应.质谱联用技术等的原理及其应用,为中药活性成分筛选提供技术参考.     

细胞膜色谱技术用于中药活性成分筛选的研究进展

细胞膜色谱技术是生物色谱法在中药活性成分研究中的一个热点,适用于中药及天然药物药效物质基础的筛选研究.简要综述了细胞膜色谱技术在中药活性成分筛选方面的研究进展,并探讨了细胞膜色谱技术在其发展中所面临的问题及对策.     

中药药效物质基础研究的思路与方法

综述了中药药效物质基础研究的主要思路与方法,即利用系统分离结合药效学实验、药味与药量加减拆方、血清药物化学、配位化学、药效组分指纹图谱、生物活性筛选/化学在线分析技术及基因芯片技术等方法,对中药有效单体和有效部位进行研究,并做出思考与展望以供参考.     

方剂代谢物组学新假说

药效物质基础是方剂研究的核心之一。要弄清方剂多成分、多靶点作用,首先要弄清是什么成分、什么途径、什么靶点。以大承气汤为代表的攻下方剂临床疗效确切,但药效物质基础不清,体内作用靶点不明。从方剂体内成分及疗效出发,采用高效液相色谱-质谱-质谱联用法研究大承气汤在急性胰腺炎模型的方剂药效成分及药动学;再将方剂吸收进入体内的成分作为药物进行方剂来源成分的药效学研究,联用代谢物组学方法从代谢物变化出发探索方剂作用多靶点的生化-药效物质基础,阐明方剂作用途径和药效学,以探索大承气汤治疗具有"阳明腑实证"的急性胰腺炎的药效物质基础和作用的确切靶点;从中医学整体观出发,创新性运用代谢物组学的整体分析方法研究"阳明腑实证"的证本质,从而建立方剂代谢物组学新假说。     

细胞膜色谱技术在中药活性成分筛选中的应用进展

采用细胞作为筛选模型的生物色谱技术,即细胞膜色谱技术,将活性筛选、检测与化合物的分析鉴定进行集成,已逐渐成为中药药效物质基础研究的重要手段。概述了细胞膜色谱技术的原理和特点,综述了以4种常用细胞（血管细胞、肝细胞、红细胞、血小板）为筛选模型在中药活性成分筛选中的应用现状,并探讨了细胞膜色谱技术的应用特点和存在问题。     

瞿麦石油醚萃取物抗肿瘤活性组分筛选及其成分分析

目的:诠释瞿麦石油醚萃取物抗肿瘤的药效物质基础。方法:采用色谱法将瞿麦石油醚萃取物分为8个组分,通过MTT比色法筛选各组分抗肿瘤生物活性,并采用气象色谱-质谱联用(GC-MS)法分析抗肿瘤活性较好的4个组分的化学成分;选择其中2个组分进一步分离和活性筛选,通过GC-MS分析抗肿瘤活性较好的4个二级组分的化学成分。结果:瞿麦石油醚萃取物分离的各组分均显示不同程度抗肿瘤生物活性;较强活性组分的成分鉴定结果表明,主要化学成分为脂肪酸酯化衍生物和苯酚类化合物。结论:瞿麦石油醚萃取物抗肿瘤药效物质基础主要为脂肪酸酯化衍生物和苯酚类化合物。     

基于超高压液相色谱-高分辨多级质谱联用技术的中药淡竹叶化学成分分析

目的 建立基于超高压液相色谱-电喷雾-高分辨多级质谱联用技术(UHPLC-ESI-HR MSn)的中药淡竹叶醇提物的化学成分快速定性分析研究方法.方法 液相采用Phenomenex kinetex C18色谱柱,乙腈-0.1％(体积分数)甲酸系统梯度洗脱,质谱采用电喷雾-离子阱-静电场轨道阱组合质谱技术,以负离子模式采集,线性离子阱内碰撞诱导解离获取多级质谱数据,轨道阱内测定高分辨质谱数据.将获取的对照成分的质谱裂解数据、液相和多维质谱信息进行分析总结并进行在线结构解析.结果 本法对淡竹叶醇提物中的主要成分峰分离良好,根据精确分子量和二级质谱碎片信息,结合对照品质谱裂解途径,从淡竹叶中快速鉴定了21个化学成分.结论 本方法具有高效、高灵敏度的检测优势,能较全面地反映出淡竹叶醇提物的化学成分,可实现黄酮碳苷、黄酮及酚酸类等不同结构类型化合物鉴别,为深入阐明中药淡竹叶药效物质基础及其质量标准研究提供高效可靠的检测手段.     

HPLC和LC-MS/MS鉴定锁阳固精丸中非法添加的西地那非衍生物

目的 鉴定中成药中非法掺入的西地那非衍生物。方法 采用高效液相色谱-二极管阵列检测器法(HPLC-DAD)和液相色谱-电喷雾电离-质谱联用法(LC-ESI-MS/MS),定性分析锁阳固精丸中非法掺入的西地那非衍生物。结果 通过比较被测样品成分和西地那非对照品的紫外吸收光谱图,并对两者的质谱碎片数据进行解析和研究,确认西地那非的一种衍生物羟甲基西地那非(hydroxyhomosildenafil)。结论 利用液相色谱-质谱联用法(LC-MS/MS),结合质谱分子结构解析技术,具有专属性强的特点,可以准确分析中成药中非法添加的西地那非衍生物。     

基于中医药特点的中药体内外药效物质组生物/化学集成表征新方法

中药药效物质基础研究一直是中医药现代化的关键问题之一。近几十年来,中药药效物质研究虽已取得了长足的进步,但还存在明显不足,符合中药特点的药效物质研究关键技术体系尚不完善。作者及其研究团队针对中药药效物质基础的国内外研究现状,集成多学科的理论和技术,在学术思想、研究思路和研究方法等方面进行了探索,通过近十年的系统研究,建立了基于整体观、符合中医药特点和具有普适性的中药复杂药效物质研究关键技术与方法学体系,包括中药多组分表征技术、中药生物体内动态药效物质研究技术、生物捕集化学集成表征新技术、中药多成分整合作用研究技术、适宜于中药特点的多指标质量控制技术。研究成果为中药药效物质基础及作用机制研究提供了技术支撑。     

中药物质基础研究思路与方法

中药物质基础研究是中药现代研究的基础。近年来,随着现代分析、分离技术的不断发展,中药物质基础研究取得了较大进展,新思路和新方法不断涌现。为了促进中药物质基础研究和基于中药、天然药物资源的活性先导化合物及创新药物的发现,对当前中药物质基础研究的思路和方法进行综述,并重点介绍基于二维高通量制备液相色谱（2D-pHPLC）技术的中药化学成分高效分离技术、基于液相-质谱-数据库（LC-MS-DS）/制备液相色谱（pHPLC）技术的中药化学成分快速识别与高效制备技术、基于LC-DAD-MSⁿ技术的中药化学成分研究与数据库的构建等中药物质基础研究的新方法、新技术,以供参考。     

中药复杂成分解析与质量评价的研究进展

质量控制和标准化是中药产业发展的核心科学问题,对中药的临床疗效和安全性具有重要影响。中药化学物质基础的全面揭示和有效成分群的系统阐明,对于建立科学合理、有效可行的质量评价标准至关重要。本文结合作者实验室近年来的研究实例,从中药"固有成分的表征"、"有效成分的发现"和"质量评价的方法"3个方面综述了中药复杂成分解析与质量评价进展,并分析了目前中药质量评价所面临的挑战及对策。     

细胞膜色谱法在中药活性成分筛选中的应用

细胞膜色谱法是近年来应用于中药研究的生物色谱技术。现对细胞膜色谱法的原理、特性及已用于中药研究的不同细胞膜类型进行简要概括,并对中药单体及中药复方活性成分筛选中的典型应用进行了综述。同时就细胞膜色谱法在中药活性成分筛选中存在的问题和其应用中存在的局限性提出了建议和设想,为今后更好的将细胞膜色谱法应用于中药研究提供参考。     

Applications of HPLC/MS in the analysis of traditional Chinese medicines

In China, traditional Chinese medicines (TCMs) have been used in clinical applications for thousands of years. The successful hyphenation of high-Performance liquid chromatography (HPLC) and mass spectrometry (MS) has been applied widely in TCMs and biological samples analysis. Undoubtedly, HPLC/MS technique has facilitated the understanding of the treatment mechanism of TCMs. We reviewed more than 350 published papers within the last 5 years on HPLC/MS in the analysis of TCMs. The present review focused on the applications of HPLC/MS in the component analysis, metabolites analysis, and pharmacokinetics of TCMs etc. 50% of the literature is related to the component analysis of TCMs, which show that this field is the most populär type of research. In the metabolites analysis, HPLC coupled with electrospray ionization quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometry has been demonstrated to be the powerful tool for the characterization of structural features and fragmentation behavior patterns. This paper presented a brief overview of the applications of HPLC/MS in the analysis of TCMs. HPLC/MS in the fingerprint analysis is reviewed elsewhere.     

血清药物化学在中药领域应用研究进展

血清药物化学已成为近年来研究中药药效物质基础较为科学且迅速发展的方法之一,利用该法可从复杂的中药成分中筛选和明确与功能主治相吻合的物质,对有效成分进行分离纯化,阐明药效作用的物质基础,说明中药复方配伍的意义和作用机制,能有效反应中药多成分、多靶点协同发挥药效的作用特点,同时通过分析研究血清移行成分,寻找体内直接作用物质,有助于快速、准确地对中药药效物质进行研究。     

Analysis of anti-platelet aggregation components of Rhizoma Zingiberis using chicken thrombocyte extract and high performance liquid chromatography

Background The conventional procedure for screening bioactive components from traditional Chinese medicine is time-consuming, expensive and low efficient. Therefore, some alternative strategies are needed urgently. A novel method for screening anti-platelet aggregation components from oleoresins was developed using chicken thrombocyte extract and high performance liquid chromatography.
Methods The anti-platelet aggregation components of oleoresins were combined with receptors, channels and enzymes of chicken thrombocytes under physiological environment. Unbound substances were washed away and bound compounds were eluted using specific phosphate buffered solution （PBS）. Compounds released from target sites were collected and analyzed by high performance liquid chromatography and LC-MS. The activity of three compounds which were screened from this model was confirmed using platelet aggregation pharmacology in vivo.
Results There were four typical compounds that bound to the thrombocytes： 6-gingerol, 8-gingerol, 6-shogaol and 10-gingerol, and all had shown anti-platelet aggregation activities. Eight-gingerol displayed the best anti-platelet aggregation effect.
Conclusions Chicken thromobcyte extract can be used to isolate chemicals that are ligands of the receptor or other bio-targets on the platelet. This may therefore be a simple and efficient method to screen for anti-platelet aggregation compounds from traditional Chinese medicine.     

离子液体在中药提取、分离与分析中的应用

离子液体作为一种绿色有机溶剂已成为中药研究领域的热点。本文重点论述了离子液体在中药不同化学类型有效成分的提取、分离与分析中的应用,并对所应用离子液体结构类型及与有效成分之间的相互作用特点进行了归纳总结。     

基于系统药理学分析透解祛瘟颗粒治疗COVID-19的活性成分

目的 采用系统药理学多维阐释探寻透解祛瘟颗粒（TJQW）治疗新型冠状肺炎（COVID-19）药效物质基础,并筛选活性成分。方法 采用数据库搜寻、文献挖掘与类药性指标筛选确定TJQW化合物、疾病阳性药物及作用靶点,基于活性成分-阳性药物-疾病潜在靶点交联互作明确关键节点靶标,并对其进行 GO 生物过程分析和 KEGG 通路分析,在此基础上针对核心靶标对TJQW组分进行虚拟筛选,构建成分-靶点-通路网络效应图,最后对活性成分分子结构特征进行阐释。结果 从TJQW组方中得到159个化合物,基于活性成分-阳性药物-疾病三者交联得到18个核心节点蛋白,结合新近报道的4个COVID-19相关蛋白共22个靶标构成了COVID-19靶标。虚拟筛选结果显示每个靶标蛋白有14个及以上化合物与其应答,其中与NR1I2蛋白结合效应的分子多达64个,多途径、多成分、多靶点阐释了TJQW抗COVID-19物质基础,共筛选得到与疾病核心靶标结合较好的前30个分子,黄酮类起主导作用。结论 从“关键活性药效分子-疾病关键节点靶标-相关生物学通路”角度来揭示TJQW多个成分、多个靶点和多条通路机制治疗 COVID-19的作用机制药效物质基础,并筛选出前30个活性先导物,为该组方的临床应用和深入开发提供参考。     

主成分分析对佛手最佳产地的探讨

[目的]分析不同产地佛手中生物活性成分分布规律,探索佛手最佳产地的优选方法,以确定最佳产地.[方法]采用三维高效液相色谱法,梯度洗脱,测定17批不同产地佛手中5种生物活性成分(柠檬油素、6,7-二甲氧基香豆素、橙皮苷、5-羟基-7-甲氧基-8-异戊烯基香豆素、6-羟基-7-甲氧基香豆素)的含量,并对其进行主成分分析.[结果]所建模式合理,具有一定的可行性和可靠性,为探讨佛手最佳产地提供了一种新的方法.[结论]佛手最佳产地以广东肇庆为最佳.     

中药丹参及复方丹参片17种有效成分抗氧化作用的均匀设计-高通量筛选研究

目的:在前期研究的基础上,以丹参及复方制剂复方丹参片有效成分组合活性评价为切入点,通过已经建立的多种抗氧化微孔板试验方法,探讨多因素、多水平均匀设计-高通量筛选中药研究新的模式。方法:选择具有药理活性的丹参有效成分11种（其中脂溶性成分4种,水溶性成分7种）及复方丹参片有效成分6种,通过均匀设计,进行各种成分及不同浓度之间相互配伍组合,以抗2,2-二苯基-1-苦肼基自由基（2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl,DPPH）氧化活性、邻二氮菲-Fe2+氧化法、还原能力测定及抗脂质过氧化法,评价各种有效成分组合对药效的影响。结果:经过初筛和复筛,初步得到了丹参最佳水溶性配伍、水溶性+脂溶性配伍及优化组合配伍的组合样品。结论:丹参各有效成分不同浓度均匀设计配伍,结合抗氧化高通量筛选技术可适用于传统多因素多水平组合特点的大规模药效筛选研究新方法。     

Comparative analysis of constitutes and metabolites for traditional Chinese medicine using IDA and SWATH data acquisition modes on LC-Q-TOF MS

Identification of components and metabolites of traditional Chinese medicines (TCMs) employing liquid chromatography-quadrupole time-of-flight mass spectrometry (LC-Q-TOF MS) techniques with information-dependent acquisition (IDA) approaches is increasingly frequent. A current drawback of IDA-MS is that the complexity of a sample might prevent important compounds from being triggered in IDA settings. Sequential window acquisition of all theoretical fragment-ion spectra (SWATH) is a data-independent acquisition (DIA) method where the instrument deterministically fragments all precursor ions within the predefined m/z range in a systematic and unbiased fashion. Herein, the superiority of SWATH on the detection of TCMs’ components was firstly investigated by comparing the detection efficiency of SWATH-MS and IDA-MS data acquisition modes, and sanguisorbin extract was used as a mode TCM. After optimizing the setting parameters of SWATH, rolling collision energy (CE) and variable Q1 isolation windows were found to be more efficient for sanguisorbin identification than the fixed CE and fixed Q1 isolation window. More importantly, the qualitative efficiency of SWATH-MS on sanguisorbins was found significantly higher than that of IDA-MS data acquisition. In IDA mode, 18 kinds of sanguisorbins were detected in sanguisorbin extract. A total of 47 sanguisorbins were detected when SWATH-MS was used under rolling CE and flexible Q1 isolation window modes. Besides, 26 metabolites of sanguisorbins were identified in rat plasma, and their metabolic pathways could be deduced as decarbonylation, oxidization, reduction, methylation, and glucuronidation according to their fragmental ions acquired in SWATH-MS mode. Thus, SWATH-MS data acquisition could provide more comprehensive information for the component and metabolite identification for TCMs than IDA-MS.