基于超高效液相色谱联用高分辨质谱自动解析方法的金银花不同加工方式分析

doi:10.19894/j.issn.1000-0518.210160

摘要/Abstract

摘要：

金银花干燥加工方式直接影响其药用价值及经济效益。采用基于超高效液相色谱联用静电场轨道阱高分辨质谱的非靶向代谢组学技术结合化学计量学自动化数据分析策略，分析了不同加工方式对金银花中化学成分的影响。金银花样品经甲醇-水（8∶2，体积比）溶液超声提取30 min，两次离心后取上清液，以Waters Acquity UPLC HSS T3色谱柱（2.1×100 mm， 1.8 μm）分离，乙腈-水溶液（均含有体积分数0.1%的甲酸）进行梯度洗脱。高分辨质谱选择正离子扫描模式（ESI+）并采用FULL MS/DD-MS2（TOP4）模式完成数据采集。在自动化解析方法软件平台对仪器采集的原始信号直接解析，鉴定出绿原酸、芦丁和异槲皮苜等16种差异性化合物。在化学成分解析的基础上，利用层次聚类分析和主成分分析等方法评价了晒干、阴干、电热烘干、烘房烘干、热泵烘干和真空冷冻干燥这6种加工方式获得的金银花样品品质差异。真空冷冻干燥、烘房烘干和热泵干燥等加工方式能够获得外观特征优质的金银花。在真空冷冻干燥方式下，金银花样品中的抗氧化功能性成分能够得到更好的保存。

关键词: 金银花, 超高效液相色谱联用高分辨质谱, 化学计量学, 数据自动分析, 加工方法

Abstract:

The medicinal value and economical benefit of Lonicerae Japonicae Flos are affected directly by the processing methods. The present work investigates the metabolites from six types of Lonicerae Japonicae Flos sample processed by different drying methods， which is accomplished by a methodology introducing an automatic chemometric ultrahigh performance liquid chromatography-high resolution mass spectrometry （UHPLC-HRMS） data analysis methodology in combination with untargeted metabolomics. Samples of six processing methods are collected， i.e.， sun drying， shade drying， oven drying， hot chamber drying， hot pump drying and vacuum freeze drying. The samples are ultrasonically extracted by methanol-water （volume ratio 8∶2） for 30 min and centrifuged twice. The supernatant is separated on a Waters Acquity UPLC HSS T3 （2.1×100 mm， 1.8 μm） column， and gradiently eluted with acetonitrile-water （both with 0.1%（volume fraction） formic acid） solution. The HRMS acquisition mode is FULL MS/DD-MS² （TOP4） in a positive ionization mode. The raw UHPLC-HRMS files are used for data analysis and 16 metabolites are identified in AntDAS. Finally， hierarchical clustering analysis and principal component analysis are used for discriminating samples from various processing methods. High quality samples with good appearance characteristics can be obtained by vacuum freeze drying， hot chamber drying and heat pump drying. Moreover， the antioxidant components are well preserved under vacuum freeze drying.

Key words: Lonicerae Japonicae Flos, Ultrahigh performance liquid chromatography-high resolution mass spectrometry, Chemometrics, Automatic data analysis strategy, Processing methods

中图分类号:

O657

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图/表 9

图 1 不同加工方法金银花外观性状（G1）晒干；（G2）阴干；（G3）电热烘干；（G4）烘房烘干；（G5）热泵烘干；（G6）真空冷冻干燥

Fig.1 Appearance of Lonicerae Japonicae Flos from different processing methods（G1） Sun drying；（G2） Shade drying；（G3） Oven drying；（G4） Hot chamber drying；（G5） Hot pump drying；（G6） Vacuum freeze drying

表1 UHPLC?HRMS色谱洗脱梯度

Table 1 The gradient elution procedure of UHPLC?HRMS

时间 Time/min	流动相A% Mobile phase A%	流动相B% Mobile phase B%	时间 Time/min	流动相A% Mobile phase A%	流动相B% Mobile phase B%
0.0	0	100	28.0	30	70
2.0	1	99	30.0	40	60
5.0	5	95	38.0	88	22
8.0	10	90	40.0	90	10
16.0	15	85	43.0	100	0
23.0	20	80	50.0	100	0

图2 金银花样品的总离子流色谱图

Fig.2 TIC of Lonicerae Japonicae Flos

图3 不同提取溶剂提取金银花中化合物结果

Fig.3 Compound extraction results for Lonicerae Japonicae Flos with various extraction solvents

图4 AntDAS提取EIC中色谱峰示例。（A）EIC中色谱峰提取结果，（B）和（C）为局部放大图

Fig.4 Illustration of the EIC peak extraction in the AntDAS. （A） The EIC peak extraction results，（B） and （C） are margined parts of （A）

图5 利用AntDAS进行代谢物鉴别过程示例（A）筛选出化合物的色谱图及其结构信息；（B）筛选出的化合物质谱谱图与标准谱库进行匹配

Fig.5 Illustration of the compound identification process by AntDAS（A） EIC profiles of the ions in （B）. （B） Compound identification result for the constructed mass spectrum

表2 AntDAS鉴定出的16种差异性代谢物

Table 2 16 different metabolites identified by AntDAS

序号 No.	保留时间 RT/min	准分子离子峰［M+H］⁺（m/z）	化合物 Compound	分子式 Chemical formula	CAS编号 CAS No.
1	1.52	348.0742	Adenosine 5'?monophosphate（腺苷酸）	C₁₀H₁₄N₅O₇P	61?19?8
2	7.52	268.1071	Adenosine（腺苷）	C₁₀H₁₃N₅O₄	58?61?7
3	7.73	284.1022	Guanosine（鸟苷）	C₁₀H₁₃N₅O₅	118?00?3
4	9.99	382.1754	Cis?Zeatin?9?glucoside（顺式?玉米素?9?葡糖苷）	C₁₆H₂₃N₅O₆	38165?56?9
5	10.70	205.0995	Tryptophan（色氨酸）	C₁₁H₁₂N₂O₂	73?22?3
6	12.38	197.0830	Xanthoxylin（4，6?二甲基?2?羟基苯乙酮）	C₁₀H₁₂O₄	90?24?4
7	12.85	355.1057	Chlorogenic acid（绿原酸）	C₁₆H₁₈O₉	327?97?9
8	15.82	359.1375	Sweroside（獐牙菜苷）	C₁₆H₂₂O₉	14215?86?2
9	21.78	451.1285	Okanin?4'?O?glucoside（马里苷）	C₂₁H₂₂O₁₁	535?96?6
10	21.83	611.1674	Rutin（芦丁）	C₂₇H₃₀O₁₆	153?18?4
11	22.60	465.1078	Isoquercetin（异槲皮苜）	C₂₁H₂₀O₁₂	482?35?9
12	24.75	595.1722	Nicotiflorin（烟花苷）	C₂₇H₃₀O₁₅	17650?84?9
13	25.59	449.1128	Cyanidin?3?O?glucoside（花青素?3?O?葡萄糖苷）	C₂₁H₂₁O₁₁	47705?70?4
14	25.62	625.1827	Isorhamnetin?3?O?rutinoside（水仙苷）	C₂₈H₃₂O₁₆	53584?69?3
15	26.43	479.1241	Isorhamnetin?3?O?glucoside（异鼠李素?3?O?葡萄糖苷）	C₂₂H₂₂O₁₂	5041?82?7
16	27.27	463.1291	Peonidin?3?O?glucoside（氯化葡萄糖苷芍药素）	C₂₂H₂₃O₁₁	6906?39?4

图6 16种差异性成分在不同加工方式中的峰面积分布G1：晒干；G2：阴干；G3：电热烘干；G4：烘房烘干；G5：热泵烘干；G6：真空冷冻干燥

Fig.6 Peak areas of 16 different metabolites in various processing methodsG1： Sun drying； G2： Shade drying； G3： Oven drying； G4： Hot chamber drying； G5： Heat pump drying； G6： Vacuum freeze drying

图7 不同加工方式的HCA和PCA分析结果（A）HCA聚类结果；（B）PCA得分图。G1：晒干；G2：阴干；G3：电热烘干；G：烘房烘干；G5：热泵烘干；G6：真空冷冻干燥

Fig.7 Analysis of HCA and PCA from different processing methods（A） and （B） are sample clustering results by HCA and PCA， respectively. G1： Sun drying； G2： Shade drying； G3： Oven drying； G4： Hot chamber drying； G5： Hot pump drying； G6： Vacuum freeze drying

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