UPLC-MS/MS法結合化學計量學法分析酸棗仁和理棗仁中多指標成分

武寶愛，閆 鋒，申晨曦，馬 敏，張福生，杜晨暉，閆 艷*

UPLC-MS/MS法結合化學計量學法分析酸棗仁和理棗仁中多指標成分

武寶愛1，閆 鋒1，申晨曦1，馬 敏2，張福生1，杜晨暉3*，閆 艷1*

1. 山西大學，山西 太原 030006 2. 山西省食品藥品檢驗所，山西 太原 030001 3. 山西中醫(yī)藥大學，山西 太原 030619

建立大宗中藥材酸棗仁的多指標含量測定方法，為準確發(fā)現(xiàn)酸棗仁和理棗仁中差異性質量控制成分提供參考。采用UPLC-MS/MS多反應監(jiān)測（multiple reaction monitoring，MRM）正、負離子切換掃描模式，ACQUITY UPLC HSS T3色譜柱（150 mm×2.1 mm，1.8 μm）進行分離，流動相為0.1%甲酸水（A）-乙腈（B），進行梯度洗脫，測定16批酸棗仁和13批理棗仁中烏藥堿、木蘭花堿、維采寧II、斯皮諾素、當藥黃素、山柰酚-3--蕓香糖苷、6′′′-阿魏酰斯皮諾素、酸棗仁皂苷A和酸棗仁皂苷B的含量，并結合主成分分析（principal component analysis，PCA）和偏最小二乘判別分析（partial least squares discrimination analysis，PLS-DA）評價酸棗仁和理棗仁中9種成分的差異。9種成分在相應的濃度范圍內線性關系良好，相關系數(shù)（）＞0.9991，儀器精密度RSD＜4.69%，平均加樣回收率為95.41%～106.25%，RSD＜3.75%。含量測定結果表明酸棗仁中烏藥堿、木蘭花堿、當藥黃素、山柰酚-3--蕓香糖苷、酸棗仁皂苷A和B的含量顯著高于理棗仁（＜0.01），而理棗仁中斯皮諾素、維采寧II和6′′′-阿魏酰斯皮諾素的含量顯著高于酸棗仁（＜0.01）。PCA和PLS-DA結果表明，酸棗仁和理棗仁可明顯分開，兩者組內樣品成分具有很強的相似性，而組間差異較大。建立了專屬性強、靈敏度高的酸棗仁和理棗仁質量差異性評價方法，為兩者質量差異性評價的指標成分選擇提供依據(jù)，為闡明理棗仁可否作為酸棗仁的代用品提供實驗基礎。

酸棗仁；理棗仁；烏藥堿；木蘭花堿；維采寧II；斯皮諾素；當藥黃素；山柰酚-3--蕓香糖苷；6′′′-阿魏酰斯皮諾素；酸棗仁皂苷A；酸棗仁皂苷B；質量評價

酸棗仁為鼠李科棗屬植物酸棗Mill. var.(Bunge) Hu ex H. F. Chou的干燥成熟種子，始載于《神農本草經》[1]，具有養(yǎng)心補肝、寧心安神、斂汗、生津之功效。隨著人們生活壓力的增大，失眠人數(shù)不斷增多，酸棗仁作為治療失眠的首選中藥市場需求量不斷增大，野生資源逐漸萎縮，導致其價格不斷攀升。與此同時，大量價格低廉的理棗仁涌入中藥材市場偽充酸棗仁或摻入酸棗仁中售賣[2]。理棗仁為鼠李科植物滇刺棗Lam的干燥成熟種子，始載于明朝《滇南本草》[3]，收錄于《云南省中藥材標準》2005年版[4]，具有寧心安神、除煩斂汗的功效，是云南省地方習用中藥材，用于治療失眠。

現(xiàn)代藥理研究表明，酸棗仁和理棗仁均可協(xié)同戊巴比妥鈉延長小鼠睡眠時間[5]。化學研究表明酸棗仁和理棗仁化學成分種類相似，均含有大量黃酮、皂苷和生物堿類成分[6-10]。目前有關酸棗仁和理棗仁的研究多聚焦于采用顯微、薄層色譜、紅外和核磁共振波譜鑒別對兩者進行真?zhèn)舞b別[11-14]。對于兩者化學成分的含量測定研究較少且主要集中于分析少數(shù)幾個化學成分[15-17]。Zhang等[10]采用UPLC-Q-TOF-MS結合半定量分析方法表明酸棗仁中富含四環(huán)三萜皂苷類和異喹啉類生物堿，而理棗仁中富含黃酮碳糖和環(huán)肽類生物堿。因此，有必要建立一種同時測定酸棗仁和理棗仁中多成分的含量測定方法，以期為兩者的質量優(yōu)劣評價提供更加科學的實驗依據(jù)。

本研究擬選取酸棗仁和理棗仁中黃酮碳糖和氧糖類、異喹啉類生物堿和四環(huán)三萜皂苷類3種主要的差異成分進行分析，選取了文獻報道具有改善睡眠、學習記憶功能、抗焦慮且含量相對較高的9種化學成分作為定量目標[18-24]。眾所周知，三重四級桿質譜的多重反應監(jiān)測（MRM）模式是質譜定量的金標準，具有特異性強、準確度高和靈敏度高的特點，適合于中藥復雜體系中多個化學成分的同時定量分析。因此，本研究采用UPLC-MS/MS對酸棗仁和理棗仁中的烏藥堿、木蘭花堿、當藥黃素、斯皮諾素、6′′′-阿魏酰斯皮諾素、維采寧II、酸棗仁皂苷A和酸棗仁皂苷B進行同時定量分析，為準確發(fā)現(xiàn)酸棗仁和理棗仁中差異性質量控制成分提供科學、合理的實驗依據(jù)。

1 儀器與材料

1.1 儀器

CPA225D型十萬分之一分析天平（德國sartorius公司）；島津LC-MS/MS系統(tǒng)，包括LC-30AD二元泵、CTO-30A柱溫箱、SIL-20ACHT自動進樣器、DGU-20As在線脫氣機，MS-8050質譜儀，LabSolutions工作站（日本島津公司）；Mili-Q去離子水發(fā)生器（美國Millipore公司）；Neofuge 13R高速冷凍離心機（上海力申科學儀器有限公司）。

1.2 試藥

對照品烏藥堿（批號HC225036198）、木蘭花堿（批號20160710）、維采寧II（批號HV187847198）、斯皮諾素（批號20160314）、山柰酚-3--蕓香糖苷（批號20170417）、6′′′-阿魏酰斯皮諾素（批號20160303）、酸棗仁皂苷A（批號20160315）和當藥黃素（批號140516）均購于寶雞市辰光生物科技有限公司；酸棗仁皂苷B（批號20170210）購于南京春秋生物工程有限公司，所有對照品質量分數(shù)均大于98%。16批酸棗仁和13批理棗仁購自河北安國藥材市場和昆明菊花藥材市場，經山西中醫(yī)藥大學杜晨暉副教授鑒定，分別為鼠李科植物酸棗Mill. var.(Bunge) Hu ex H. F. Chou的干燥成熟種子和鼠李科植物滇酸棗Lam.的干燥成熟種子，所有樣品留樣于山西大學中醫(yī)藥現(xiàn)代研究中心冷庫。

質譜級乙腈和甲酸（Fisher公司），水為Millipore超純水，其它試劑均為分析純。

2 方法與結果

2.1 供試品溶液的制備

分別取酸棗仁和理棗仁樣品粉末（過四號篩）約1 g，精密稱定，置索氏提取中，加石油醚（60～90 ℃）90 mL，加熱回流4 h，藥渣揮去溶劑，轉移至圓底燒瓶，加入70%乙醇20 mL，加熱回流提取2 h，濾過，藥渣用70%乙醇5 mL洗滌，合并洗液與濾液，回收溶劑至干，殘渣加甲醇溶解，轉移至5 mL 量瓶中定容，過0.22 μm微孔濾膜，取續(xù)濾液即得，4 ℃保存，備用。

2.2 對照品溶液的制備

分別稱取對照品烏藥堿和木蘭花堿適量，精密稱定，加初始流動相制備成質量濃度分別為2.024 mg/mL和2.016 mg/mL的母液；分別稱取對照品維采寧II、斯皮諾素、當藥黃素、山柰酚-3--蕓香糖苷、6′′′-阿魏酰斯皮諾素、酸棗仁皂苷A和酸棗仁皂苷B適量，精密稱定，加入甲醇制成質量濃度分別為2.0、2.1、2.1、2.0、2.0、2.1、2.0 mg/mL的母液；將母液精密量取適量，制成質量濃度為15.2、60.5、9.0、36.9、2.0、3.1、20.9、25.7、6.1 μg/mL的混合對照品工作溶液；加甲醇逐級稀釋制成6種質量濃度梯度的標準曲線工作溶液。

2.3 色譜質譜條件

2.3.1 色譜條件 ACQUITY UPLC HSS T3色譜柱（150 mm×2.1 mm，1.8 μm）；流動相為0.1%甲酸水（A）-乙腈（B），梯度洗脫程序為0～2 min，17% B；2～4 min，17%～19% B；4～10 min，19%～33% B；10～15 min，33%～100% B，15～20 min，100%～17% B，體積流量為0.15 mL/min；柱溫為40 ℃；進樣量為3 μL。

2.3.2 質譜條件 ESI離子源；掃描模式：正負離子切換；霧化器流量2.0 L/min；干燥器流量10.0 L/min；加熱氣流量10.0 L/min；接口電壓：4.0 kV；接口溫度300 ℃；去溶劑管溫度（desolvation line，DL）250 ℃；加熱塊溫度400 ℃；碰撞誘導解離電壓（collision induced dissociation，CID）270 kPa。9種成分相應的質譜參數(shù)及MRM離子對見表1。在此條件下，酸棗仁和理棗仁樣品及混合對照品的色譜圖見圖1。

表1 9種化學成分的質譜參數(shù)

2.4 方法學考察

2.4.1 線性關系考察 取“2.2”項下制備的6種質量濃度梯度的混合對照品工作溶液，按上述色譜質譜條件進行樣品分析，記錄色譜圖及峰面積。以峰面積為縱坐標（），質量濃度為橫坐標（），進行線性回歸；結果表明，在考察范圍內，9種測定的成分的濃度與峰面積呈良好的線性關系，都大于0.999，見表2。取上述混合對照品溶液適量，用70%甲醇稀釋成濃度梯度由高到低的一系列溶液，進樣，取信噪比S/N＝3和S/N＝10的混合對照品溶液作為9種成分的檢測限（LOD）和定量限（LOQ），見表2。

2.4.2 精密度試驗 精密吸取同一混合對照品溶液，按“2.3”項下條件連續(xù)進樣6次，記錄9種待測成分的峰面積，并計算峰面積的RSD值，考察日內精密度；連續(xù)分析3 d，計算9種成分峰面積的RSD值，考察日間精密度。烏藥堿、木蘭花堿、維采寧II、斯皮諾素、當藥黃素、山柰酚-3--蕓香糖苷、6′′′-阿魏酰斯皮諾素、酸棗仁皂苷A和酸棗仁皂苷B的日內精密度RSD值分別為1.46%、1.59%、2.24%、1.35%、2.92%、2.74%、2.33%、1.23%、1.75%和烏藥堿、木蘭花堿、維采寧II、斯皮諾素、當藥黃素、山柰酚-3--蕓香糖苷、6′′′-阿魏酰斯皮諾素、酸棗仁皂苷A和酸棗仁皂苷B日間精密度RSD值分別為2.88%、4.69%、2.29%、2.74%、2.81%、2.66%、2.43%、3.59%、2.86%，表明儀器精密度良好。

1-烏藥堿 2-木蘭花堿 3-維采寧Ⅱ 4-斯皮諾素 5-當藥黃素 6-山柰酚-3-O-蕓香糖苷 7-6′′′-阿魏酰斯皮諾素 8-酸棗仁皂苷A 9-酸棗仁皂苷B

表2 9種指標成分的回歸方程、r、線性范圍、LOD和LOQ

2.4.3 穩(wěn)定性試驗 取編號為酸棗仁1號樣品，按“2.1”項下方法制備供試品溶液，分別于室溫下放置0、2、4、6、12和24 h，按“2.3”項下方法進行測定，記錄待測成分的峰面積，計算RSD值，烏藥堿、木蘭花堿、維采寧II、斯皮諾素、當藥黃素、山柰酚-3--蕓香糖苷、6′′′-阿魏酰斯皮諾素、酸棗仁皂苷A和酸棗仁皂苷B分別為0.41%、0.29%、1.76%、0.62%、1.96%、1.27%、0.66%、0.95%和1.58%，表明供試品溶液24 h內穩(wěn)定。

2.4.4 重復性試驗 稱取編號為01的同一批酸棗仁樣品6份，每份約1 g，精密稱定，按“2.1”項下方法平行制備6份供試品溶液，按“2.3”項下的色譜質譜條件進行測定。烏藥堿、木蘭花堿、維采寧II、斯皮諾素、當藥黃素、山柰酚-3--蕓香糖苷、6′′′-阿魏酰斯皮諾素、酸棗仁皂苷A和酸棗仁皂苷B的RSD分別為0.94%、0.85%、1.59%、0.72%、0.24%、0.84%、0.59%、4.16%、1.83%。

2.4.5 加樣回收率試驗 稱取已測定的酸棗仁樣品（編號酸棗仁1）6份，每份約0.5 g，精密加入與樣品中各成分含量相當?shù)幕旌蠈φ掌啡芤?，按?.1”項下方法制備供試品溶液，按上述色譜質譜條件進行分析，記錄9種待測成分的色譜峰面積，并計算其各成分的加樣回收率及相應的RSD值烏藥堿、木蘭花堿、維采寧II、斯皮諾素、當藥黃素、山柰酚-3--蕓香糖苷、6′′′-阿魏酰斯皮諾素、酸棗仁皂苷A和酸棗仁皂苷B的平均回收率分別為99.55%、102.62%、106.25%、95.41%、104.92%、99.96%、104.23%、103.39%、99.08%，其RSD分別為2.50%、0.69%、0.89%、2.03%、1.69%、2.40%、1.79%、3.20%、1.03%，表明提取方法的準確度高。

2.5 含量測定

取16批酸棗仁和13批理棗仁樣品，按“2.1”項下方法制備供試品溶液，并按上述色譜質譜條件進樣分析，并對9種成分的平均含量做箱圖。如圖2、表3所示，酸棗仁中烏藥堿、木蘭花堿、當藥黃素、山柰酚-3--蕓香糖苷、酸棗仁皂苷A和B的含量顯著高于理棗仁（＜0.01），而理棗仁中斯皮諾素、維采寧和6′′′-阿魏酰斯皮諾素的含量顯著高于酸棗仁（＜0.01）。

2.6 多元統(tǒng)計分析

主成分分析（PCA）和偏最小二乘判別（PLS-DA）分析可用于同種樣品之間的相似性和不同種樣品間的差異性的關系和趨勢研究。為了進一步直觀比較酸棗仁和理棗仁中9種化學成分的差異，采用MetaboAnalyst網站分別對29批樣品中9種成分的含量進行PCA和PLS-DA分析。從PCA得分圖（圖3）可知，前2個主成分PC1和PC2，共解釋了80.2%的變量，且酸棗仁和理棗仁可以明顯分開。其中酸棗仁和理棗仁的組內差異可能是由于不同產地的樣本所導致的。為了縮小組內差異，進而對29批樣品中9種成分的含量進行PLS-DA分析，得到其前2個主成分PC1和PC2，共解釋了78.9%的變量。且兩者的組內差異縮小，組間差異增大，表明酸棗仁和理棗仁種內樣品成分具有很強的相似性，而種間差異較大。

3 討論

3.1 色譜質譜條件的優(yōu)化

酸棗仁中存在大量的同分異構體，如斯皮諾素和異斯皮諾素，當藥黃素和異當藥黃素等。為實現(xiàn)9種成分完全分離和快速檢測，分別對流動相組合以及流動相梯度進行優(yōu)化，最終以0.1%甲酸水和乙腈為流動相，20 min的梯度洗脫程序進行分析。在此條件下，9種成分色譜峰專屬性好，且分析時間短。此外，分別質譜的最佳碰撞能量（CE）進行優(yōu)化，以獲得響應強度較高的色譜峰。在此色譜質譜條件下，9種成分的線性關系良好，相關系數(shù)均在0.999以上，且線性范圍相對較寬。

與酸棗仁比：**P＜0.01 ***P＜0.001

表3 酸棗仁和理棗仁9種成分的含量（n＝4）

圖3 酸棗仁和理棗仁的PCA (A)和PLS-DA (B) 圖

3.2 含量測定指標成分的選擇

Cheng等[6]研究表明口服給予當藥黃素（4×10?5mol/kg）可延長（29%～31%）戊巴比妥誘導小鼠的睡眠時間。Oh等[18]研究表明當藥黃素可通過腺苷A1受體拮抗作用改善東莨菪堿誘導的小鼠記憶障礙。江南等[19]發(fā)現(xiàn)當藥黃素具有抗抑郁活性，其抗抑郁活性可能與抑制5-羥色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）重攝取、增強腦內神經遞5-HT神經功能和影響去甲腎上腺素有關。Wang等[20]研究表明斯皮諾素能夠協(xié)同戊巴比妥鈉小鼠睡眠，縮短睡眠潛伏期，延長睡眠時間，其作用機制與突觸后5-HT1A受體相關。You等[21]研究表明酸棗仁皂苷A對大鼠海馬神經元細胞γ氨基丁酸A（GABAA）受體mRNAs表達的影響，結果顯示高低劑量的酸棗仁皂苷A均可顯著影響GABAA受體mRNAs的α1、α5、β2亞型基因表達。Wang等[22]基于代謝組學和生物數(shù)據(jù)通路分析，結果表明JuB給予野生型黑腹果蠅失眠模型后，可以使其與失眠相關的12種差異代謝產物調向健康水平。本課題組采用血清化學與網絡藥理學結合，初步闡釋了烏藥堿、斯皮諾素和酸棗仁皂苷A與睡眠相關靶點蛋白有關，是潛在的改善睡眠物質[23]。阿樸嗎啡類木蘭花堿可促進細胞Cl?內流，通過GABAergic作用機制發(fā)揮鎮(zhèn)靜和抗焦慮的作用[24]；山柰酚-3--蕓香糖苷可以清除H2O2和抑制透明質酸酶的活性，從而發(fā)揮抗氧化和抗衰老的作用[25]。因此，選擇以上9種具有活性且含量穩(wěn)定的化合物作為測定指標。

3.3 藥典測定指標成分的分析

本研究顯示16批酸棗仁中斯皮諾素的平均含量為0.07%，低于《中國藥典》2015年版規(guī)定酸棗仁中斯皮諾素含量不低于0.08%的要求。大部分黃酮成分多數(shù)在成熟期進行累積，分析其含量不達標的原因可能是在酸棗的采摘過程中搶青造成的，有待進一步的深入研究。

4 結論

本研究建立了一種采用UPLC-MS/MS同時測定烏藥堿、木蘭花堿、當藥黃素、斯皮諾素、6′′′-阿魏酰斯皮諾素、維采寧Ⅱ、山柰酚-3--蕓香糖苷、酸棗仁皂苷A和酸棗仁皂苷B的含量測定方法，其專屬性強、靈敏度高、分析時間短、線性范圍寬，并成功應用于16批酸棗仁和13批理棗仁中9種成分的含量測定中。酸棗仁中烏藥堿、木蘭花堿、當藥黃素、山柰酚-3--蕓香糖苷、酸棗仁皂苷A和酸棗仁皂苷B含量顯著高于理棗仁；而斯皮諾素、6′′′-阿魏酰斯皮諾素和維采寧Ⅱ含量顯著低于理棗仁。多元統(tǒng)計分析結果表明這9種成分的含量可以有效區(qū)分酸棗仁和理棗仁，為進一步將其作為質量差異性評價的指標成分提供依據(jù)，為闡明理棗仁可否作為酸棗仁的代用品提供實驗基礎。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突

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Study on multi-index components ofandaccording to UPLC-MS/MS coupled with chemometrics

WU Bao-ai1, YAN Feng1, SHEN Chen-xi1, MA Min2, ZHANG Fu-sheng1, DU Chen-hui3, YAN Yan1

1. Shanxi University, Taiyuan 030006, China 2. Shanxi Provincial Institute for Food and Drug Control, Taiyuan 030001, China 3. Shanxi University of Traditional Chinese Medicine, Taiyuan 030619, China

To establish a method for simultaneous quantification of multiple components of(ZSS), in order to provide an applicable strategy to screen out the different marker components between ZSS and(ZMS).A UPLC-MS/MS method was developed and validated for simultaneous quantification of coclaurine, magnoflorine, vicenin II, spinosin, swertisin, kaempferol-3--rutinoside, 6′′′-feruylspinosin, jujuboside A, and jujuboside B using multiple reaction monitoring (MRM). Chromatographic separation was achieved with a reversed‐phase Acquity UPLC HSS T3 column (150 mm × 2.1 mm, 1.8 μm). Gradient elution was performed with a mobile phase consisting of 0.1% formic acid in Milli‐Q ultrapure water (A) and acetonitrile (B). In addition, chemometrics methods, including principal component analysis (PCA), and partial least squares discriminant analysis (PLS-DA), were used to evaluate the differences between ZSS and ZMS.All the compounds showed good linearity (＞0.9991) with a relatively wide concentration range, acceptable recovery at 95.41%－106.25%, and RSD% less than 3.75%. The contents of coclaurine, magnoflorine, swertisin, kaempferol-3--rutinoside, jujuboside A, and jujuboside B were significantly higher in ZSS than that in ZMS, while the contents of vicenin II, spinosin, and 6′′′-feruylspinosin in ZSS were significantly lower than that in ZMS. The results from PCA and PLS-DA suggested that ZSS and ZMS could be clearly separated. The sample components in the two groups had strong similarity, but the difference between the two groups was large.A stable and reliable quality evaluation method of ZSS and ZMS was established, which provided a reference for quality marker components and the scientific basis for the feasibility of ZMS to substitute ZSS.

;; coclaurine; magnoflorine; vicenin II; spinosyn; swertisin; kaempferol-3--rutinoside; 6′′′-feruylspinosin; jujuboside A; jujuboside B; simultaneous quantification; quality evaluation

R286.2

A

0253 - 2670(2021)08 - 2400 - 08

10.7501/j.issn.0253-2670.2021.08.024

2020-09-06

國家自然科學基金青年基金資助項目（81603289）；國家自然科學基金青年基金資助項目（81603251）；山西省研究生聯(lián)合培養(yǎng)基地人才培養(yǎng)項目（2017JD01）；山西省科技攻關計劃振東專項（2016ZD0105）；山西省青年科技人員培優(yōu)計劃（05）

武寶愛，副教授，研究方向為中醫(yī)藥與運動康復。Tel: (0351)7010611 E-mail: 469203910@qq.com

閆 艷，副教授，研究方向為中藥質量評價。Tel: (0351)7018379 E-mail: yanyan520@sxu.edu.cn

杜晨暉，教授，研究方向為中藥藥效物質基礎。Tel: (0351)3179935 E-mail: duchenxi_2001@163.com

[責任編輯 時圣明]