UPLC-Q-TOF-MS聯(lián)合UNIFI技術(shù)在中藥分析領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展

車 爽

（天津市藥品檢驗(yàn)研究院，天津 300070）

中藥是中華文明的智慧結(jié)晶，在我國有著數(shù)千年的應(yīng)用歷史。但是由于其成分復(fù)雜多樣，臨床藥效缺乏科學(xué)依據(jù)，導(dǎo)致中藥的發(fā)展落后于西方醫(yī)藥體系。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，眾多高通量檢測(cè)手段的出現(xiàn)以及大數(shù)據(jù)分析策略的成熟為中藥的國際化和現(xiàn)代化創(chuàng)造了有利條件。UPLC-Q-TOF-MS是一套成熟的液質(zhì)聯(lián)用分析方法，超高效液相色譜（UPLC）可以實(shí)現(xiàn)中藥材復(fù)雜成分的快速分離，飛行時(shí)間質(zhì)譜（QTOF-MS）可給出相應(yīng)化合物的分子量及結(jié)構(gòu)信息，二者的結(jié)合可對(duì)已知化合物進(jìn)行定性定量分析，對(duì)未知化合物可提供更多有用數(shù)據(jù)。該分析方法具有靈敏、快速的特點(diǎn)，在含量低、難分離、缺乏特征紫外吸收的物質(zhì)分析中占有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，所以被廣泛應(yīng)用于中藥分析鑒定中，使中藥分析鑒定進(jìn)入高通量大數(shù)據(jù)時(shí)代。隨著分析技術(shù)的不斷進(jìn)步，液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)的應(yīng)用使中藥產(chǎn)生了復(fù)雜的多維數(shù)據(jù)，如何在海量數(shù)據(jù)中篩選出準(zhǔn)確信息成為亟待解決的關(guān)鍵問題。針對(duì)這一問題，多種質(zhì)譜數(shù)據(jù)處理策略應(yīng)運(yùn)而生：例如結(jié)合多種中性丟失/前體離子掃描和主成分分析策略［1］；基于模板化合物的質(zhì)譜樹狀圖相似度過濾技術(shù)［2］；基于相似度評(píng)分的分子網(wǎng)絡(luò)策略；基于“碎片樹”策略的軟件SIRIUS 4［3］。這些策略和軟件各有優(yōu)勢(shì)，但是應(yīng)用并未普及，而本文中介紹的新型數(shù)據(jù)挖掘軟件UNIFI在UPLC-Q-TOF-MS的數(shù)據(jù)處理中被廣泛應(yīng)用。UNIFI是Waters公司開發(fā)的一款科學(xué)信息系統(tǒng)軟件，具有如下特點(diǎn)：集成度高，將LC與高性能MS數(shù)據(jù)（四極桿和飛行時(shí)間質(zhì)譜）融合入一套解決方案中，使數(shù)據(jù)采集、處理、瀏覽、報(bào)告生成和可配置的法規(guī)依從性工具無縫整合在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)驗(yàn)室工作組內(nèi)；擴(kuò)展性強(qiáng)，可以適配多種液相、質(zhì)譜及液質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)，也可以銜接waters其他管理軟件；數(shù)據(jù)挖掘功能強(qiáng)，其嵌入式關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫架構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)所有數(shù)據(jù)的追溯，結(jié)合其特有的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫信息平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)搜索比對(duì)，適用于整個(gè)藥物的發(fā)現(xiàn)、開發(fā)和質(zhì)量控制過程中。

UPLC-Q-TOF-MS聯(lián)合UNIFI技術(shù)綜合了兩者的優(yōu)勢(shì)，在獲取高分辨質(zhì)譜數(shù)據(jù)的同時(shí)，通過UNIFI自帶數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫或使用者自建數(shù)據(jù)庫等途徑，對(duì)目標(biāo)物質(zhì)進(jìn)行分析鑒定，在高通量數(shù)據(jù)處理中可以更加準(zhǔn)確、高效地捕捉到有用信息，在化合物結(jié)構(gòu)鑒定中作用顯著，因此該技術(shù)在中藥分析、化學(xué)藥分析、生化藥分析、保健食品檢測(cè)、化妝品檢測(cè)和環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域均有應(yīng)用。大量的文獻(xiàn)表明，UNIFI的數(shù)據(jù)挖掘和比較功能對(duì)中藥成分分析鑒定有突出的貢獻(xiàn)，UPLC-Q-TOF-MS與UNIFI系統(tǒng)的聯(lián)合應(yīng)用可以簡化中藥體系數(shù)據(jù)分析的復(fù)雜程度，加速化合物的結(jié)構(gòu)分析及鑒定。本文重點(diǎn)綜述UPLC-Q-TOF-MS聯(lián)合UNIFI技術(shù)在中藥分析方面的應(yīng)用。

1 中藥化學(xué)成分的研究

中藥是用以治療疾病的天然藥材或其加工制品，不同于西藥成分明確、含量可控的特點(diǎn)，中藥是配伍藥，有七情和合、配伍宜忌、君臣佐使等理論，即便是單味中藥材，也包含大量的化合物。因此在中藥現(xiàn)代化的要求下，中藥化學(xué)成分的闡明是中藥研究的基礎(chǔ)，是中藥現(xiàn)代化的第一步。

1.1 對(duì)某類特定化學(xué)成分的研究 中藥化學(xué)成分的種類繁多，每種類型下都有大量化學(xué)成分，對(duì)單一類別化學(xué)成分的研究可以為中藥的物質(zhì)基礎(chǔ)提供更精確的數(shù)據(jù)。傅俊等［4］使用UPLC-QTOF/MSE聯(lián)合UNIFI技術(shù)對(duì)牛膝中的三萜皂苷類成分進(jìn)行了快速定性分析，在一次進(jìn)樣過程中同時(shí)獲得了相關(guān)三萜化合物的準(zhǔn)分子離子及碎片信息，通過對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)品裂解規(guī)律及UNIFI自帶數(shù)據(jù)庫、自建數(shù)據(jù)庫和在線數(shù)據(jù)庫比對(duì)分析鑒定了40種三萜皂苷成分，該方法可以快速對(duì)牛膝中的三萜皂苷類成分進(jìn)行全面分析，為牛膝的質(zhì)量控制及后續(xù)藥效物質(zhì)研究提供了參考。史大臻等［5］采用UPLC-Q/TOF-MS結(jié)合UNIFI技術(shù)分析了西洋參莖葉的三醇皂苷類物質(zhì)，對(duì)比各成分的精確分子質(zhì)量、保留時(shí)間及質(zhì)譜碎片離子信息，共鑒定出三醇皂苷類化學(xué)成分31個(gè)，其中有21個(gè)20位碳側(cè)鏈無變化，有10個(gè)20位碳側(cè)鏈有變化，該研究對(duì)西洋參莖葉三醇皂苷化學(xué)成分進(jìn)行了首次全面的鑒定，為闡明其藥效物質(zhì)基礎(chǔ)提供了依據(jù)。

1.2 對(duì)化學(xué)成分的宏觀研究 每種中藥材都包含大量不同種類的化合物，傳統(tǒng)質(zhì)量控制方法只對(duì)單一成分或幾個(gè)成分進(jìn)行測(cè)定，無法反映中藥材的整體質(zhì)量，故對(duì)中藥化學(xué)成分進(jìn)行全面的宏觀分析，盡可能多地確定所含有的化學(xué)成分，對(duì)中藥的質(zhì)量控制、真?zhèn)舞b別、藥效物質(zhì)基礎(chǔ)的研究、新的藥理作用的開發(fā)等具有重要意義。朱高峰等［6］應(yīng)用UPLC-Q-TOF-MSE結(jié)合UNIFI分析平臺(tái)對(duì)蒲黃的化學(xué)成分進(jìn)行了定性分析，鑒定出98個(gè)化合物，包括黃酮類12個(gè)、甾體類20個(gè)、有機(jī)酸類19個(gè)、其他類47個(gè)，其中86個(gè)為首次從本屬藥材中鑒定出，該研究為蒲黃的質(zhì)量控制、臨床應(yīng)用、資源開發(fā)等方面提供了理論基礎(chǔ)。李金花等［7］應(yīng)用UPLC-Q-TOF-MSE結(jié)合UNIFI平臺(tái)對(duì)黃牡丹的化學(xué)成分進(jìn)行了定性分析，采用MSE模式采集數(shù)據(jù)，并使用UNIFI數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、MassLynx 4.1軟件對(duì)負(fù)離子流圖進(jìn)行處理，共鑒定了57個(gè)化合物，包括單萜苷、酚酸、鞣酸、丹皮酚和三萜等，本方法可以對(duì)黃牡丹根的化學(xué)成分進(jìn)行快速定性分析，為其質(zhì)量控制和藥效物質(zhì)基礎(chǔ)的闡明提供了依據(jù)。吳歡等［8］自建華蟾素化學(xué)成分庫，使用UPLC-ESI-QTOF/MSE采集華蟾素注射液數(shù)據(jù)導(dǎo)入U(xiǎn)NIFI軟件，最終確定了76個(gè)化合物，其中蟾蜍二烯內(nèi)酯類36個(gè)，生物堿類12個(gè)，氨基酸、核苷及小分子肽類共13個(gè)，小分子有機(jī)酸類7個(gè)，酰胺類4個(gè)，甾醇類2個(gè)和其他類2個(gè)，為該制劑的質(zhì)量控制研究奠定了基礎(chǔ)。

1.3 對(duì)化學(xué)成分差異的研究 同一味中藥往往會(huì)因?yàn)閬碓?、藥用部位、炮制方法、提取方式等不同，造成化學(xué)成分產(chǎn)生差異，這些差異在一定程度上可能會(huì)對(duì)藥效造成影響，所以有必要對(duì)這些差異性化學(xué)成分進(jìn)行研究。鄭偉等［9］利用UHPLC-Q-TOF/MSE結(jié)合UNIFI平臺(tái)和多元統(tǒng)計(jì)方法對(duì)兩個(gè)來源山楂葉（野生的山楂和栽培的山里紅）的化學(xué)成分進(jìn)行了分析和鑒定，共鑒定化學(xué)成分58個(gè)，包括有機(jī)酸、黃酮、三萜酸、單萜及倍半萜類，再利用主成分分析及正交偏最小二乘法判別分析對(duì)2個(gè)來源山楂葉的差異性成分進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)了24個(gè)差異性成分，以黃酮和萜類為主，且野生的山楂葉中這兩種成分比栽培的山里紅豐富，其含量也相對(duì)較高，該研究為山楂葉藥材的選擇及開發(fā)利用提供了依據(jù)。梁雨璐等［10］采用UPLC-QTOF/MSE和UHPLC-Q-Exactive/MS采集賀蘭山野生酸棗不同部位化學(xué)成分的數(shù)據(jù)，使用UNIFI軟件及文獻(xiàn)進(jìn)行鑒定，共鑒定出62個(gè)化合物，包括黃酮類20個(gè)、生物堿類8個(gè)、萜類12個(gè)、脂肪酸類8個(gè)、核苷類5個(gè)、氨基酸類5個(gè)、有機(jī)酸類3個(gè)和甾體類1個(gè)，其中黃酮類及萜類在果仁和葉片中分布較多，生物堿類和脂肪酸類在各部位中分布比較均勻，該研究為賀蘭山野生酸棗資源的開發(fā)利用提供了理論基礎(chǔ)。人參常用的炮制品為生曬參與紅參，張凡等［11］利用UPLCQ-TOF-MS在負(fù)離子模式下采集數(shù)據(jù)，應(yīng)用UNIFI軟件進(jìn)行主成分分析，鑒別了生曬參和紅參中的成分49個(gè)，同時(shí)鑒別出21個(gè)差異性成分，并分別鑒定出生曬參和紅參中的特有性成分，該研究提供了生曬參與紅參差別的物質(zhì)基礎(chǔ)。馬微等［12］采用3種不同方法（超聲、加熱回流和超聲+熱回流）對(duì)冬蟲夏草進(jìn)行提取，運(yùn)用UPLC-Qtof結(jié)合MassLynx和UNIFI軟件，定性分析各組樣品內(nèi)的主要成分和差異性成分，篩選得到84個(gè)物質(zhì)信息，最終匹配得到4個(gè)差異性化合物（亞油酸甲酯、金鐵鎖環(huán)肽A、催吐蘿芙木醇和仙茅皂苷A）均為熱回流不含有，而超聲或超聲+熱回流含有的，說明含超聲提取方式可以提取出一些單獨(dú)采用熱回流無法提取出來的化合物，推薦采用超聲或超聲+熱回流的方式制備冬蟲夏草提取液。

1.4 對(duì)中藥湯劑和中成藥中化學(xué)成分歸屬的研究 中藥在應(yīng)用中更多的是以多種藥材配伍的方式制成中藥湯劑或中成藥，大大增加了化學(xué)成分的復(fù)雜程度，對(duì)于這些化學(xué)成分的鑒定并確定歸屬，可以反映出多味中藥制劑的整體質(zhì)量，為其藥效物質(zhì)基礎(chǔ)的研究提供依據(jù)。張文文等［13］應(yīng)用UPLC-Q-TOF結(jié)合UNIFI軟件對(duì)小承氣湯的化學(xué)成分開展了快速定性分析，結(jié)合對(duì)照品的保留時(shí)間、特征碎片及相關(guān)文獻(xiàn)比對(duì)研究，共鑒定出233個(gè)化合物，其中93個(gè)歸屬于酒大黃、104個(gè)歸屬于麩炒枳實(shí)、36個(gè)歸屬于姜厚樸，該結(jié)果為小承氣湯的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)、質(zhì)量控制和產(chǎn)品開發(fā)等研究提供了依據(jù)。袁付麗等［14］利用液質(zhì)聯(lián)用快速分析了九味鎮(zhèn)心顆粒中的化學(xué)成分，使用UNIFI軟件的在線鑒定功能，與自建數(shù)據(jù)庫自動(dòng)匹配，最后進(jìn)行人工校驗(yàn)，確認(rèn)了89種成分，其中來源于君藥人參和酸棗仁的有29個(gè)，來源于臣藥茯苓、五味子、延胡索和遠(yuǎn)志的有47個(gè)，來源于佐藥地黃和天冬的有12個(gè)，來源于使藥肉桂的有1個(gè)，該研究為九味鎮(zhèn)心顆粒的物質(zhì)基礎(chǔ)和質(zhì)量控制研究提供了依據(jù)。高家榮等［15］使用UPLC-Q-TOF-MSE采集黃地安消膠囊化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)，與導(dǎo)入U(xiǎn)NIFI軟件中的自建數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對(duì)鑒定，最終得到100個(gè)化合物，包含黃酮類、生物堿類、皂苷類、有機(jī)酸類等，其中歸屬于葛根的有25個(gè)、歸屬于黃連的有22個(gè)、歸屬于麥冬的有6個(gè)、歸屬于枇杷葉的有14個(gè)、歸屬于生地黃的有22個(gè)、歸屬于三七的有15個(gè)，另有3個(gè)化合物為共有成分，對(duì)化學(xué)成分的系統(tǒng)分析為闡明黃地安消膠囊的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)提供了依據(jù)。

2 中藥質(zhì)量標(biāo)志物的研究

中藥現(xiàn)代化涉及很多層面，其中中藥的質(zhì)量現(xiàn)代化是很重要的一環(huán)，要求每種藥材均需要制定質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。中藥質(zhì)量標(biāo)志物（Q-marker）是中藥質(zhì)量控制的新概念，自提出后得到廣泛認(rèn)同，極大地促進(jìn)了中藥質(zhì)量標(biāo)志物研究，豐富了質(zhì)量標(biāo)志物的研究方法。UPLC-Q-TOF-MS結(jié)合UNIFI分析方法在質(zhì)量標(biāo)志物尋找方面具有快速、準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)。

2.1 中藥發(fā)揮療效質(zhì)量標(biāo)志物的研究 李太平等［16］應(yīng)用UPLC-Q-TOF-MS聯(lián)合UNIFI系統(tǒng)分析玉泉膠囊的入血成分和代謝產(chǎn)物，結(jié)果共計(jì)檢測(cè)到32個(gè)入血成分（17個(gè)原型成分，15個(gè)被代謝的成分），其中12個(gè)原型成分和12個(gè)被代謝的成分對(duì)糖尿病有積極的抑制作用和藥理活性，這24個(gè)入血成分發(fā)揮抗糖尿病及其相關(guān)并發(fā)癥的生物活性和藥理作用，被認(rèn)定為玉泉膠囊治療糖尿病的質(zhì)量標(biāo)志物。鄧小芳等［17］采用UPLC-QTOF-MS/MS采集數(shù)據(jù)，通過查閱膽南星化學(xué)成分相關(guān)的文獻(xiàn)，自建膽南星化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)庫，通過UNIFI軟件進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，共鑒定和推斷出76個(gè)化合物，進(jìn)一步利用TCMIP v2.0平臺(tái)、DAVID數(shù)據(jù)庫、Cytoscape 3.8.0軟件、AutoDock Vina 1.2.2分子對(duì)接軟件等手段，推測(cè)出膽南星防治中風(fēng)的可能質(zhì)量標(biāo)志物為沒食子酸、芹菜素-6，8-二-C-葡萄糖苷、芹菜素、膽酸，為進(jìn)一步開展實(shí)驗(yàn)研究和臨床用藥提供參考。

2.2 不同產(chǎn)地中藥材質(zhì)量標(biāo)志物的研究 中藥產(chǎn)地也是影響中藥質(zhì)量的主要因素，不同產(chǎn)地的中藥材化學(xué)成分往往存在差異。張倩倩等［18］收集了4個(gè)產(chǎn)地共計(jì)46批吳茱萸藥材，建立相應(yīng)的UPLC指紋圖譜分析方法，然后應(yīng)用UPLC-Q-TOF-MSE結(jié)合UNIFI天然產(chǎn)物數(shù)據(jù)庫分析，對(duì)31個(gè)共有峰中的21種共有成分進(jìn)行了鑒定，并從中篩選出13種差異性成分，這些差異性成分可考慮作為吳茱萸藥材的質(zhì)量標(biāo)志物，在一定程度上表征吳茱萸藥效活性差異，為不同產(chǎn)地吳茱萸藥材的質(zhì)量控制提供基礎(chǔ)。

2.3 炮制前后中藥材質(zhì)量標(biāo)志物的研究 因?yàn)橹兴幓瘜W(xué)成分復(fù)雜，有些需要經(jīng)過炮制才能使其藥效得到充分發(fā)揮，而炮制過程會(huì)造成中藥有效成分的變化，為中藥材質(zhì)量控制帶來新問題。姚玲玲等［19］采用UPLCQ-TOF/MS采集數(shù)據(jù)，利用UNIFI數(shù)據(jù)庫結(jié)合對(duì)照品比對(duì)，鑒定了不同炮制程度蜜炙甘草中的主要化學(xué)成分，然后通過主成分分析及偏最小二乘法分析得到了不同炮制程度下蜜炙甘草的差異成分，證實(shí)了不同炮制程度對(duì)中藥飲片蜜炙甘草的次生代謝化學(xué)成分組的影響，推測(cè)甘草酸、甘草皂苷G2和甘草皂苷E2為不同炮制程度飲片的差異化合物，可以作為質(zhì)量標(biāo)志物來對(duì)中藥飲片蜜炙甘草的炮制程度進(jìn)行控制。

3 中藥活性成分研究

中藥Q-marker的應(yīng)用和推廣極大地推動(dòng)了中藥標(biāo)準(zhǔn)化和現(xiàn)代化的進(jìn)程，為中藥質(zhì)量控制做出巨大貢獻(xiàn)，但是僅僅基于化學(xué)基準(zhǔn)的中藥質(zhì)量控制可能存在指標(biāo)成分難以全面反映中藥質(zhì)量與臨床療效相關(guān)性的問題，因此有學(xué)者建議在化學(xué)質(zhì)控基礎(chǔ)上增加效應(yīng)基準(zhǔn)，逐步建立以化學(xué)質(zhì)控為基礎(chǔ)，生物評(píng)價(jià)為核心的中藥質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)體系，實(shí)現(xiàn)二者的有機(jī)結(jié)合，共同完善中藥質(zhì)量評(píng)價(jià)體系。UPLC-Q-TOF-MS結(jié)合UNIFI數(shù)據(jù)分析的方法在二者的結(jié)合上起到了關(guān)鍵性橋梁作用，可以明確中藥現(xiàn)有臨床療效的活性成分，也可推測(cè)出一些具有潛在新臨床療效的活性成分，對(duì)于中藥的深入開發(fā)利用具有重要意義。

3.1 對(duì)于中藥明確療效活性成分的研究 中藥一般具有明確的療效及用法，但這些療效的物質(zhì)基礎(chǔ)很多并不明確，是哪些活性成分在發(fā)揮治療疾病的作用還有待研究。針對(duì)吳茱萸助陽止瀉的功效，中醫(yī)將吳茱萸貼敷神闕穴作為治療腹瀉的傳統(tǒng)方法之一，周建新等［20］采用UPLC-Q-TOF-MS結(jié)合UNIFI系統(tǒng)對(duì)吳茱萸透皮成分進(jìn)行了快速鑒定，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)及TCMIP、SymMap、DisGeNET數(shù)據(jù)庫，得到了吳茱萸透皮成分的潛在作用靶標(biāo)和治療腹瀉的靶標(biāo)，再進(jìn)一步獲得核心靶標(biāo)以及核心靶標(biāo)的富集功能和通路，構(gòu)建了“透皮成分-核心靶標(biāo)-關(guān)鍵通路”網(wǎng)絡(luò)圖，最終得到174個(gè)吳茱萸經(jīng)皮治療腹瀉的核心靶標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了化學(xué)基礎(chǔ)到生物效應(yīng)的關(guān)聯(lián)。牡丹皮是中醫(yī)臨床上治療慢性腎炎的常用藥，張瞳等［21］運(yùn)用UHPLC-QTOF-MS/MS聯(lián)合UNIFI平臺(tái)，查閱文獻(xiàn)自建牡丹皮化學(xué)成分庫，共鑒定了73個(gè)化學(xué)成分，通過分析PPI相互作用網(wǎng)絡(luò)獲得123個(gè)核心節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而確定了17條慢性腎炎相關(guān)通路，并篩選得到13個(gè)核心成分，該研究成果為進(jìn)一步研究牡丹皮治療慢性腎炎的作用機(jī)制奠定了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。續(xù)斷與其他藥味配伍被廣泛用于治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，吳丹等［22］采用UPLC-QTOF-MS/MS及UNIFI技術(shù)共鑒定了續(xù)斷醇提液中81個(gè)化學(xué)成分，結(jié)合TCMIP v2.0初步分析了續(xù)斷治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎晚期肝腎陰虛證的分子機(jī)制，獲得17個(gè)關(guān)鍵活性成分，以及7個(gè)核心靶點(diǎn)和7條核心通路，該研究為續(xù)斷治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎作用機(jī)制的深入闡釋奠定了基礎(chǔ)。

3.2 對(duì)于中藥新療效活性成分的研究 傳統(tǒng)中藥成分復(fù)雜，往往有一些新的療效未被發(fā)現(xiàn)，對(duì)于這些新療效的探索及相應(yīng)的活性成分分析很有意義。鬼箭羽臨床上常用于治療婦科病、跌打損傷等，韓霜等［23］基于物質(zhì)組學(xué)和網(wǎng)絡(luò)生物學(xué)分析了鬼箭羽治療腎炎的潛在藥效物質(zhì)基礎(chǔ)，運(yùn)用UPLC-Q-TOF/MSE技術(shù)和UNIFI軟件，自建鬼箭羽化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)庫，對(duì)其化學(xué)成分進(jìn)行了鑒定，再采用網(wǎng)絡(luò)生物學(xué)方法深入的分析了其化學(xué)成分作用靶點(diǎn)及腎炎疾病作用靶點(diǎn)，得到了鬼箭羽治療腎炎的潛在藥效物質(zhì)基礎(chǔ)，為進(jìn)一步的活性成分與分子機(jī)制的研究提供了基礎(chǔ)。丹參川芎嗪注射液臨床上用于治療閉塞性腦血管疾病及缺血性心血管疾病，通過前期的藥效學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，丹參川芎嗪注射液還具有治療血瘀的作用，董慶海等［24］使用UPLCQ/TOF MS結(jié)合UNIFI平臺(tái)對(duì)比分析了丹參川芎嗪注射液的多種化學(xué)成分并鑒定出其結(jié)構(gòu)信息，然后結(jié)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法，通過TCMSP、DisGeNET、DAVID等數(shù)據(jù)庫預(yù)測(cè)活性成分的作用靶點(diǎn)、疾病靶點(diǎn)和生物通路，運(yùn)用Cytoscapr軟件構(gòu)建活性成分、作用靶點(diǎn)、生物通路網(wǎng)絡(luò)篩選得到20個(gè)活性成分，涉及51個(gè)疾病靶點(diǎn)，作用于10條信號(hào)通路，初步揭示了丹參川芎嗪注射液治療血瘀疾病的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。當(dāng)歸補(bǔ)血加味湯主治放療、化療所致的白細(xì)胞和血小板減少，已有研究表明該湯藥可能對(duì)糖尿病所致視網(wǎng)膜病變具有一定的治療作用，周佳麗等［25］采用UPLC-Q-TOF/HRMSE采集正負(fù)離子模式下數(shù)據(jù)，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)及UNIFI軟件分析，共鑒定出當(dāng)歸補(bǔ)血加味湯中55個(gè)化學(xué)成分，經(jīng)篩選后得到33個(gè)類藥成分，而后針對(duì)成分靶標(biāo)和疾病靶標(biāo)共獲得36個(gè)核心靶標(biāo)和20個(gè)間接靶標(biāo)。進(jìn)一步確定了該湯藥防治糖尿病視網(wǎng)膜病變的潛在關(guān)鍵靶標(biāo)，并驗(yàn)證出黃芪甲苷、丹參酮ⅡA等多個(gè)活性成分可直接作用于靶標(biāo)從而進(jìn)一步調(diào)節(jié)通路，該研究為當(dāng)歸補(bǔ)血加味湯防治糖尿病視網(wǎng)膜病變的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)提供了參考。

4 中藥代謝組學(xué)的研究

中藥代謝組學(xué)分析是中藥效應(yīng)及質(zhì)控研究的延伸，是中藥現(xiàn)代化的重要一環(huán)。因?yàn)橹兴幇l(fā)揮治療作用依靠的是其被機(jī)體吸收后，暴露于機(jī)體內(nèi)的藥物成分，這些成分存在兩個(gè)“不確定性”，一是含量高的中藥成分在給藥后的體內(nèi)暴露水平不一定高；二是給藥后體內(nèi)暴露水平高的成分不一定是中藥原成分［26］。正是由于這兩點(diǎn)，需要對(duì)中藥的代謝組學(xué)進(jìn)行深入分析，基于UPLC-Q-TOF-MS的UNIFI系統(tǒng)在中藥代謝組學(xué)研究中已有相應(yīng)的應(yīng)用。

4.1 對(duì)中藥中特定化學(xué)成分代謝過程的研究 有一些中藥中的指標(biāo)性成分有明確的藥理作用，對(duì)這類成分代謝過程的研究可以更好地使其發(fā)揮臨床作用。沈葹等［27］使用UPLC-QTOF-MS檢測(cè)，利用PALLAS軟件進(jìn)行代謝產(chǎn)物預(yù)測(cè)后，導(dǎo)入U(xiǎn)NIFI數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，鑒定了淫羊藿素單體大鼠給藥后的血漿代謝產(chǎn)物，共鑒定了24個(gè)代謝產(chǎn)物并推測(cè)代謝路徑，進(jìn)一步結(jié)合文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)了12個(gè)新的可能的血漿代謝反應(yīng)產(chǎn)物，該研究為淫羊藿素臨床前安全性評(píng)價(jià)提供了支持。董慶海等［28］選用鹽酸川芎嗪和丹參素作為丹參川芎嗪注射液的目標(biāo)成分，通過UPLC-Q/TOF-MS采集數(shù)據(jù)并聯(lián)合UNIFI系統(tǒng)對(duì)代謝產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定，在血漿、膽汁、尿液、糞便中共發(fā)現(xiàn)了13個(gè)代謝產(chǎn)物，該研究為闡明丹參川芎嗪注射液在體內(nèi)的代謝途徑提供了參考。李婷等［29］給予小鼠鹿茸斷續(xù)膏后，以柚皮苷為目標(biāo)成分，使用UPLC-QTOF-MS及UNIFI軟件對(duì)血清進(jìn)行了分析，共鑒別出8個(gè)代謝產(chǎn)物，明確了主要藥效成分的體內(nèi)代謝過程，為鹿茸斷續(xù)膏今后的臨床研究奠定了基礎(chǔ)。

4.2 對(duì)中藥中非特定化學(xué)成分代謝過程的研究 中藥發(fā)揮治療疾病作用的成分還不明確時(shí)，可對(duì)代謝物質(zhì)進(jìn)行廣泛的鑒定，從而全面掌握中藥的代謝情況。薛寸等［30］探索性研究了苗藥紅禾麻提取物在離體人腸道菌群中的代謝特征，根據(jù)質(zhì)譜數(shù)據(jù)和UNIFI軟件對(duì)代謝產(chǎn)物的相對(duì)分子量和分子式進(jìn)行了預(yù)測(cè)，結(jié)合對(duì)照品信息和相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，最終得到3個(gè)原型成分及22個(gè)Ⅰ相代謝產(chǎn)物，為該藥材進(jìn)一步的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)及作用機(jī)制研究提供參考。劉開心等［31］應(yīng)用UPLC-Q-TOF-MS技術(shù)結(jié)合UNIFI系統(tǒng)分析圣愈湯在顯效狀態(tài)下收集的大鼠血漿樣品，共鑒定出入血原型成分26個(gè)、代謝產(chǎn)物成分20個(gè)，這些成分具有對(duì)骨髓抑制的干預(yù)作用，為關(guān)鍵的活性成分，該研究闡明了圣愈湯干預(yù)骨髓抑制的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。李晨輝等［32］采用UPLC-Q-TOF-MS技術(shù)采集化痰降氣膠囊在正常大鼠與病理狀態(tài)下大鼠的血清樣品，通過與導(dǎo)入U(xiǎn)NIFI軟件的自建數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對(duì)比，鑒定了正常大鼠血清移行成分28個(gè)，慢性阻塞性肺疾病模型大鼠血清移行成分25個(gè)，兩者既存在相同，也存在差異，并且移行成分的體內(nèi)代謝過程也存在差異，這些差異為進(jìn)一步闡明化痰降氣膠囊的體內(nèi)代謝過程及藥效物質(zhì)基礎(chǔ)奠定了基礎(chǔ)。梁風(fēng)塵等［33］采用UPLC-Q-TOF/MS及UNIFI技術(shù)對(duì)復(fù)方守宮散中化學(xué)成分及其血中移行成分進(jìn)行定性分析，共識(shí)別出77個(gè)化學(xué)成分，包括皂苷類25個(gè)、黃酮類13個(gè)、醌類12個(gè)，通過比對(duì)空白血漿和含藥血漿，確定入血成分為綠原酸、槲皮素、虎杖苷、人參皂苷Re等27個(gè)成分，這些成分可能是復(fù)方守宮散藥效物質(zhì)基礎(chǔ)的重要組成部分。

4.3 對(duì)中藥毒性成分代謝過程的研究 由于中藥成分的復(fù)雜，在發(fā)揮治療作用的同時(shí)，可能還會(huì)存在一些毒性，對(duì)這些毒性成分的研究可以進(jìn)一步明確毒性中藥的用法用量，在發(fā)揮療效的同時(shí)減少毒性，提高用藥安全性。孫向明等［34］分析了吳茱萸肝毒性部位給藥后大鼠膽汁、尿液、糞便中的原型成分及代謝產(chǎn)物，利用UPLC-Q-TOF MS采集數(shù)據(jù)，通過與UNIFI軟件數(shù)據(jù)庫比對(duì)，共鑒定出23個(gè)原型成分和6個(gè)代謝產(chǎn)物，然后通過代謝途徑分析基本明確了吳茱萸肝毒性部位在大鼠膽汁、尿液和糞便中的主要存在形式及代謝途徑，為揭示吳茱萸肝毒性物質(zhì)基礎(chǔ)提供了參考依據(jù)。袁文琳等［35］采用UPLC-Q-TOF-MS采集數(shù)據(jù)，基于UNIFI軟件的預(yù)測(cè)功能和肝微粒體體外孵育平臺(tái)，對(duì)山豆根中的黃酮類成分馬卡因在大鼠體內(nèi)的代謝產(chǎn)物進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)了馬卡因生物轉(zhuǎn)化的主要途徑，并推測(cè)出10個(gè)代謝產(chǎn)物，該研究為馬卡因體內(nèi)代謝機(jī)制及毒效作用機(jī)制的研究奠定了基礎(chǔ)。

5 中藥安全性研究

藥品的安全性和有效性是其最基本的特征，尤其是中藥成分復(fù)雜，因此安全性格外重要。中藥安全性一般可以分內(nèi)源性和外源性兩方面，內(nèi)源性是指中藥的一些有毒成分造成的危害；外源性是指在中藥生產(chǎn)過程中因藥材污染、摻假、采用不當(dāng)處理手段、標(biāo)準(zhǔn)化不完善、制備失誤、劑量不準(zhǔn)以及標(biāo)簽錯(cuò)誤等因素造成的危害。同時(shí)還存在因?yàn)檎`食有毒中藥造成的食物中毒情況。無論內(nèi)源性有毒物質(zhì)、外源性毒害成分，還是食物中毒，其安全性分析本質(zhì)上都是對(duì)毒性成分的檢測(cè)控制。

5.1 內(nèi)源性有毒物質(zhì)的檢測(cè) 研究發(fā)現(xiàn)，一些傳統(tǒng)意義上無毒性的中藥，也可能出現(xiàn)嚴(yán)重毒副反應(yīng)［36］，極大地限制了中藥在世界范圍內(nèi)的推廣，一些中藥毒性及安全性評(píng)價(jià)研究將這種毒性作用定性為潛在毒性。中藥潛在毒性的研究需要結(jié)合多種數(shù)據(jù)庫綜合分析，張娜等［37］結(jié)合UPLC-QTOF-MS和網(wǎng)絡(luò)毒理學(xué)技術(shù)對(duì)補(bǔ)骨脂致肝毒性機(jī)制做了初步研究，通過UNIFI平臺(tái)篩選出大量潛在致肝毒性化合物，結(jié)合靶點(diǎn)預(yù)測(cè)，構(gòu)建毒性靶點(diǎn)作用網(wǎng)絡(luò)，再聯(lián)合KEGG和GO分析進(jìn)行代謝過程和生物通路富集分析最終確定了11種肝內(nèi)補(bǔ)骨脂成分在肝毒性中發(fā)揮重要作用，為其潛在肝毒性研究奠定了基礎(chǔ)。

5.2 外源性有毒物質(zhì)的檢測(cè) 藥品包裝特別是塑料制品中的添加劑等外源性毒物殘留，可能具有嚴(yán)重的遺傳毒性、肝毒性或者致畸性［38］，所以建立藥品包裝材料中可溶出物的檢測(cè)手段對(duì)藥品安全控制也十分重要。邢雪斌等［39］應(yīng)用UPLC-Q-TOF結(jié)合UNIFI軟件建立了174種聚合物添加劑譜庫，實(shí)現(xiàn)了塑料藥品包裝材料中難揮發(fā)可溶出物的快速檢測(cè)分析，為中藥包裝材料毒物殘留的考察奠定了分析基礎(chǔ)。楊雨希等［40］對(duì)塑料包裝瓶藿香正氣水中可提取物與浸出物進(jìn)行了快速篩查和定量分析，采用UPLC-QTOF MS獲取數(shù)據(jù)，利用UNIFI軟件中自建的聚合物譜庫及聯(lián)網(wǎng)篩查方式鑒定出2種浸泡液中的33種化合物，然后利用UPLC-MS/MS靶向檢測(cè)霍香正氣水中的浸出物，檢出了4種浸出物并對(duì)其進(jìn)行定量分析，該方法為藥品生產(chǎn)企業(yè)選擇合適的藥品包裝材料提供了參考依據(jù)。

硫磺熏蒸或浸泡是中藥產(chǎn)地傳統(tǒng)加工的常用方法，該方法不僅會(huì)導(dǎo)致藥材殘留二氧化硫等有毒有害物質(zhì)，還會(huì)使中藥材的化學(xué)成分發(fā)生變化，利用該變化可對(duì)中藥材是否硫磺熏蒸進(jìn)行篩查。鄭偉等［41］利用UPLC-Q-TOF-MSE結(jié)合UNIFI數(shù)據(jù)分析平臺(tái)分析鑒定了硫磺熏蒸前后知母飲片中16個(gè)主要的差異性成分，其中9個(gè)主要存在于熏蒸后知母飲片中，同時(shí)以知母皂苷BⅡ亞硫酸酯為主要化學(xué)標(biāo)志物制定了知母飲片硫磺熏蒸的快速篩查方法，為知母炮制的質(zhì)量控制提供了有效手段。

5.3 食物中毒的快速篩查 食用野生動(dòng)植物引起的中毒事件偶有發(fā)生，食物中毒具有突發(fā)性和復(fù)雜性，快速準(zhǔn)確地確認(rèn)致毒物質(zhì)對(duì)救治患者具有重要的意義。郭巧珍等［42］采用UPLC-QTOF MS技術(shù)對(duì)1起食物中毒事件的樣本進(jìn)行篩查，經(jīng)UNIFI軟件進(jìn)行識(shí)別和檢索，在5份人體樣本中均檢出莨菪堿，懷疑造成此次食物中毒的可能原因是誤食了混有曼陀羅籽的豆類或糧谷加工品，該技術(shù)在處理由化學(xué)性物質(zhì)引起的食物中毒突發(fā)事件中具有重要的實(shí)用價(jià)值。

6 UNIFI系統(tǒng)在中藥分析應(yīng)用中的局限

雖然眾多文獻(xiàn)研究表明，UNIFI系統(tǒng)聯(lián)合UPLCQ-TOF-MS技術(shù)在中藥分析領(lǐng)域具有突出的優(yōu)勢(shì)，但是其應(yīng)用也存在諸多限制。首先是數(shù)據(jù)來源問題，UNIFI系統(tǒng)的快速分析建立在與眾多數(shù)據(jù)庫的關(guān)聯(lián)分析基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)要求較高，無論是天然產(chǎn)物數(shù)據(jù)庫還是生物靶點(diǎn)、疾病關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，很難全面覆蓋眾多中藥化合物，需要數(shù)據(jù)庫不斷地更新完善；其次是參數(shù)設(shè)置問題，即便數(shù)據(jù)來源準(zhǔn)確可靠，在數(shù)據(jù)分析時(shí)，置信區(qū)間、最小誤差等設(shè)置也會(huì)造成獲得數(shù)據(jù)的差異，這些設(shè)置主觀性較強(qiáng)，設(shè)置不當(dāng)會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失或者淹沒在大量無效數(shù)據(jù)中；最后是方法優(yōu)化問題，分析數(shù)據(jù)的來源依然是基于UPLC-Q-TOFMS，那么液質(zhì)聯(lián)用方法將直接影響獲得數(shù)據(jù)的質(zhì)量，如果分析方法優(yōu)化欠佳，那么無論數(shù)據(jù)庫多完善，參數(shù)設(shè)置多準(zhǔn)確都無法獲得高質(zhì)量結(jié)果［43］。因此，更先進(jìn)的分析技術(shù)以及更完善的數(shù)據(jù)庫及分析策略始終是我們不斷追求的目標(biāo)。

中藥是中華文化的瑰寶，在眾多疾病的治療中發(fā)揮作用，例如在腫瘤防治、慢性病治療中，甚至在當(dāng)下肆虐的新冠病毒肺炎防治中亦表現(xiàn)不俗，同時(shí)中藥在預(yù)防保健方面也作用顯著。但必須認(rèn)識(shí)到中藥在現(xiàn)代化、國際化的進(jìn)程中依然面臨著很多問題，中藥標(biāo)準(zhǔn)化和其臨床療效的科學(xué)依據(jù)是無法繞過的兩大難題。無論哪一種，都離不開先進(jìn)的樣品分析手段和數(shù)據(jù)解讀策略。隨著技術(shù)的進(jìn)步，科學(xué)研究進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代，高通量分析手段的出現(xiàn)為中藥現(xiàn)代化的實(shí)現(xiàn)提供了有力支持，UPLC-Q-TOF-MS技術(shù)聯(lián)合UNIFI系統(tǒng)的方案既解決了前端多組分分析難題，又提供了后期大數(shù)據(jù)篩查比對(duì)辦法，在中藥分析領(lǐng)域應(yīng)用逐漸深入。從中藥材到中成藥，從指紋圖譜研究到物質(zhì)基礎(chǔ)研究，從活性標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)到整合藥理學(xué)解析都有UPLC-Q-TOF-MS技術(shù)聯(lián)合UNIFI系統(tǒng)的運(yùn)用。未來，隨著對(duì)中藥成分群到體內(nèi)過程再到藥效活性的不斷闡明，該方法必將為促進(jìn)中藥現(xiàn)代化進(jìn)程由量變到質(zhì)變做出重要貢獻(xiàn)。