一种液相色谱-质谱联用对烟草中类黄酮物质进行分离鉴定的方法

摘要

本发明公开了一种液相色谱-质谱联用对烟草中类黄酮物质进行分离鉴定的方法。将样本研磨，干燥，按0.1ml/mg样本的量加提取剂提取，离心，收集上清液，按0.5ml/ml、1ml/ml上清液的量加入水和氯仿离心，取上清液进行分析。以153+、151-为特征离子进行扫描，对结果提取母离子进行二级质谱扫描，得到的谱图与谱库对比确定化学结构再与标准物进行验证。以上述已鉴定物质及杨梅素、二氢杨梅素、儿茶素/表儿茶素、黄豆苷元、黄豆黄素及甘草素/异甘草素的分子离子作为特征离子进行扫描，将搜寻到的疑似糖基化类黄酮物质的分子离子作为母离子进行二级质谱扫描，得到谱图与谱库对比确定化学结构再与标准物进行验证。所述方法灵敏准确适用于微量甚至痕量类黄酮物质的分析检测。

说明书

技术领域

本发明属于植物提取物分离鉴定技术领域，具体涉及一种液相色谱-质谱联用对烟草中类黄酮物质进行分离鉴定的方法。    

背景技术

类黄酮物质，又称黄酮类化合物，是指基本母核为2-苯基色原酮类化合物，泛指两个具有酚羟基的苯环通过中央三碳原子相互连接的一系列化合物。类黄酮物质是植物重要的次生代谢物，其对植物本身和人类都有重要作用。在植物抗逆方面，类黄酮物质在植物的抗虫、抗病毒、抗菌等方面均表现出显著的作用。在对人类健康的影响方面，已有大量报道表明类黄酮物质具有抗癌、抗衰老以及抗病毒等方面的作用。因此，分离和鉴定植物中的类黄酮物质对于阐明类黄酮物质对植物和人类健康的作用机理具有重要的意义。虽然人们已经从植物中分离鉴定了部分类黄酮物质，但仍有大量未知的类黄酮物质等待我们鉴定。建立一种简单、快速、灵敏度高的分离鉴定方法，对于植物中微量甚至痕量类黄酮物质的发现具有重要的意义。

植物中类黄酮物质的经典分离提取方法包括溶剂萃取、柱色谱、纸色谱等。结构鉴定则基于类黄酮物质特殊的3环结构，采用紫外光谱、质谱、核磁共振等方法进行单独或联合鉴定。随着色谱和质谱技术的发展，液相色谱-紫外光谱-质谱联用技术成为类黄酮物质结构鉴定的主要方法。这种方法通常利用液相色谱对类黄酮物质进行分类，利用特征紫外吸收区分类黄酮物质和其它化合物，最后利用质谱对发现的类黄酮物质进行结构鉴定。但是，由于紫外检测器灵敏度有限，只能用于含量较高的类黄酮物质的分析检测，而很多微量甚至痕量类黄酮物质无法通过紫外检测器被发现。因此，研发出一种高灵敏度且对类黄酮化合物具有特异性的分离鉴定方法将具有非常重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液相色谱-质谱联用对烟草中类黄酮物质进行分离鉴定的方法。

本发明的目的是这样实现的，所述液相色谱-质谱联用对烟草中类黄酮物质进行分离鉴定的方法，包括制样、仪器分析及分离鉴定工序，具体包括：

A、制样：将采集的烟草植物组织研磨粉碎，冷冻干燥，称取已干燥样本，按0.1ml/mg样本的用量加入提取剂，超声提取，离心，收集上层清液，按0.5ml/ml上层清液的用量加入水，按1ml/ml上层清液的用量加入氯仿进行涡旋混匀，离心，再取上层清液作为色谱分析样本。

B、仪器分析：液相色谱分析条件：Waters BEH C18（15cm×2.1mm×1.7μm）色谱柱；流动相A为水，流动相B为乙腈，两相均添加0.1%的甲酸和0.2 mmol/L的醋酸铵；流动相梯度洗脱程序如下：0~1min，10%B；1~9min，10%B—90%B；9~11min，90%B—100%B；11~11.1min，100%B—10%B；11.1~13min，10%B；柱温30℃，进样量2 μl，流速0.25 mL/min。

质谱分析条件：离子源为电喷雾离子源；在做母离子扫描时正负离子同时扫描，结果相互验证；电喷雾电压±4000 V；帘气压力40 psi；离子源温度700 ℃；辅助气1，60 psi；辅助气2，50 psi；去簇电压-100 V。

C、结构鉴定：游离态类黄酮物质的结构鉴定：以153⁺、151^-为特征离子进行母离子全扫描，扫描电压30v，扫描范围250~320，搜寻未被糖基取代的游离态类黄酮；对负离子模式下的扫描结果进行离子提取，在正离子模式下在相应的保留时间下也能找到对应的加氢离子，选取这些离子作为母离子进行二级质谱扫描，扫描电压30v，将得到的二级质谱与谱库对比，确定类黄酮物质的化学结构，再与标准化合物进行保留时间和二级质谱验证。

糖基化类黄酮物质的结构鉴定：根据游离态类黄酮物质的结构鉴定结果，以这些已鉴定物质的分子离子为特征离子进行母离子扫描，同时将杨梅素、二氢杨梅素、儿茶素/表儿茶素、黄豆苷元、黄豆黄素及甘草素/异甘草素的分子离子也作为特征离子进行母离子扫描，扫描电压30v，扫描范围250~1500；在扫描结果中搜寻可能的糖基化类黄酮物质，选取这些糖基化类黄酮的分子离子作为母离子进行二级质谱扫描，扫描电压30v，将得到的二级质谱与谱库对比，确定类黄酮物质的化学结构，再与标准化合物进行保留时间和二级质谱验证。

本发明所述的分离鉴定方法灵敏度高、准确性好，特别适用于微量甚至痕量类黄酮物质的分析检测，而且样品制备简单快速，有效提高了检测效率，具有较高的推广应用价值。

附图说明

图1为烟草中主要类黄酮物质母核的基本结构；

图2为烟草游离态类黄酮物质153⁺、151^-母离子全扫描色谱图，扫描范围250~320；

图3 为实际样品与标准谱库中异鼠李素的二级质谱对比图（黑点标记处为谱图重合处）；

图4为烟草样品以315^- 为特征离子的母离子全扫描色谱图；

图5为实际样品与标准谱库中异鼠李素-3-O-芸香糖的二级质谱对比图（黑点标记处为谱图重合处）；

图6为烟草样品以301^- 为特征离子的母离子全扫描色谱图；

图7为实际样品与标准谱库中异槲皮素-3-O-芸香糖的二级质谱对比图（黑点标记处为谱图重合处）。

具体实施方式

下面对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

本发明所述的液相色谱-质谱联用对烟草中类黄酮物质进行分离鉴定的方法，其特征在于包括制样、仪器分析及分离鉴定工序，具体包括：

所述的制样是将采集的烟草植物组织研磨粉碎，冷冻干燥，称取已干燥样本，按0.1ml/mg样本的用量加入提取剂，超声提取，离心，收集上层清液，按0.5ml/ml上层清液的用量加入水，按1ml/ml上层清液的用量加入氯仿进行涡旋混匀，离心，再取上层清液作为色谱分析样本。

所述的仪器分析包括液相色谱分析与质谱分析，所采用的液相色谱分析条件为：Waters BEH C18（15cm×2.1mm×1.7μm）色谱柱；流动相A为水，流动相B为乙腈，两相均添加0.1%的甲酸和0.2 mmol/L的醋酸铵；流动相梯度洗脱程序如下：0~1min，10%B；1~9min，10%B—90%B；9~11min，90%B—100%B；11~11.1min，100%B—10%B；11.1~13min，10%B；柱温30℃，进样量2 μl，流速0.25 mL/min。

所采用的质谱分析条件为：离子源为电喷雾离子源；在做母离子扫描时正负离子同时扫描，结果相互验证；电喷雾电压±4000 V；帘气压力40 psi；离子源温度700 ℃；辅助气1，60 psi；辅助气2，50 psi；去簇电压-100 V。

所述的结构鉴定包括游离态类黄酮物质的结构鉴定与糖基化类黄酮物质的结构鉴定。根据类黄酮物质的概念和烟草中已鉴定出的类黄酮物质的结构特征可知，类黄酮物质大多具有图1所示的结构。

山奈酚 Kaempferol     R1=H，R2=H，R3=OH 分子量MW=286

槲皮素 Quercetin       R1=OH，R2=H，R3=OH 分子量MW=302

杨梅素 Myricetin       R1=OH，R2=OH，R3=OH 分子量MW=318

异鼠李素 Isorhamnetin  R1=OMe，R2=H，R3=OH 分子量MW=316

这种结构使得这些物质在质谱分析碎片断裂时会产生153⁺（151^-）的特征离子。

所述的游离态类黄酮物质的结构鉴定是以153⁺、151^-为特征离子进行母离子全扫描，扫描电压30v，扫描范围250~320，搜寻未被糖基取代的游离态类黄酮。对负离子模式下的扫描结果进行离子提取，在正离子模式下在相应的保留时间下也能找到对应的加氢离子，选取这些离子作为母离子进行二级质谱扫描，扫描电压30v，将得到的二级质谱与谱库对比，确定类黄酮物质的化学结构，再与标准化合物进行保留时间和二级质谱验证。

所述的糖基化类黄酮物质的结构鉴定是根据游离态类黄酮物质的结构鉴定结果，以这些已鉴定物质的分子离子为特征离子进行母离子扫描，同时考虑到部分糖基化类黄酮物质可能不存在游离态的形式，将杨梅素（分子量MW=318）、二氢杨梅素（分子量MW=320）、儿茶素/表儿茶素（分子量MW=290）、黄豆苷元（分子量MW=254）、黄豆黄素（分子量MW=284）及甘草素/异甘草素（分子量MW=256）等常见的类黄酮苷元的分子离子也作为特征离子进行母离子扫描，扫描电压30v，扫描范围250~1500。在扫描结果中搜寻可能的糖基化类黄酮物质，选取这些糖基化类黄酮的分子离子作为母离子进行二级质谱扫描，扫描电压30v，将得到的二级质谱与谱库对比，确定类黄酮物质的化学结构，再与标准化合物进行保留时间和二级质谱验证。

工序A所述的制样，所采用的烟草植物组织优选烟株成熟中部叶和/或花瓣。

工序A所述的制样，将烟草植物组织研磨粉碎指的是将烟草植物组织放入研磨器，加液氮冷冻，再进行研磨粉碎。

工序A所述的制样，冷冻干燥后的样本可置于-80℃进行保存。

工序A所述的制样，将已干燥样本加入提取剂进行超声提取和离心，所采用的提取工艺参数为超声频率20 KHz，超声时间 30 min，温度控制在25摄氏度。超声完以10000 rpm离心10 min。

工序A所述的制样，将上层清液加入水和氯仿进行涡旋混匀，离心，所采用的工艺参数为10000 rpm离心10 min。

工序A所述的制样所采用的提取剂为70~85%的醇系水溶液。

工序A所述的制样所采用的提取剂为75%的甲醇水溶液。

工序C所述的结构鉴定中游离态类黄酮物质的结构鉴定在负离子模式下，在保留时间4.90±0.02 min、5.39±0.02 min、5.83±0.02 min、6.38±0.02 min、6.48±0.02 min处有明显的色谱峰，在保留时间5.77 min、6.29 min、6.42 min存在较弱的色谱峰，如图2所示。

工序C所述的结构鉴定中对负离子模式下的扫描结果进行离子提取，在保留时间4.90±0.02 min、5.39±0.02 min、5.77±0.02 min、5.83±0.02 min、6.29±0.02 min、6.38±0.02 min、6.42±0.02 min、6.48±0.02 min处的母离子分别为303^-、287^-、285^-、301^-、269^-、271^-、285^-、315^-。

工序C所述的结构鉴定中糖基化类黄酮物质的结构鉴定的扫描结果显示，在以槲皮素、山奈酚/木犀草素、异鼠李素、柚皮素、二氢槲皮素及二氢山奈酚的分子离子为特征离子的母离子全扫描中搜寻到可能的糖基化类黄酮。

工序C所述的将得到的二级质谱与谱库对比，确定类黄酮物质的化学结构是将得到的二级质谱上传到mass bank网站（www.massbank.jp）进行谱库比对，初步确定这些类黄酮物质的化学结构。

实施例1

——烟草中异鼠李素的分离与鉴定

（1）实验试剂及装置

乙腈（色谱级）、甲醇（色谱级）、乙醇（色谱级）购买于德国Merck公司。超纯水由Millipore纯化系统制备。其它标准样品购买于Sigma-Aldrich，Alfa Aesar和百灵威公司。Waters UPLC液相色谱仪（美国），AB SCIEX 5500三重四极杆质谱仪（美国）。SB-50D超声波提取仪（宁波新芝生物科技股份有限公司），Waters BEH C18（15 cm×2.1 mm×1.7 μm）反相色谱柱（Waters, 美国），MILLI-Q纯水机（MILLIPORE公司），LD5-2A离心机（北京京立离心机有限公司），涡旋混匀器（荷兰Breda公司）， CP2245分析天平（感量0.0001g，德国Sartorius公司）。

（2）实验材料

云烟97、红花大金元、K326的成熟中部叶及花瓣，类黄酮物质分离与鉴定所采用的烟草植物组织是这三个品种烟草的成熟中部叶的等量混合物和花瓣的等量混合物，各5 g。

（3）实验方法

将采集的新鲜烟草植物组织放入研钵，加液氮冷冻，并迅速研磨粉碎。磨碎后的样本放入-80℃的冰箱保存。称取400 mg新鲜磨碎样本，加入4ml 75%的甲醇水溶液，超声频率20 KHZ，超声时间 30 min，温度控制在25摄氏度。超声完以10000 rpm离心10 min。收集2ml上层清液，加入1ml水和2ml氯仿进行涡旋混匀 30 s，以10000 rpm离心10 min，再取上层清液作为色谱分析样本，转入色谱进样小瓶待分析。

所采用的液相色谱分析条件为：Waters BEH C18（15cm×2.1mm×1.7μm）色谱柱；流动相A为水，流动相B为乙腈，两相均添加0.1%的甲酸和0.2 mmol/L的醋酸铵；流动相梯度洗脱程序如下：0~1min，10%B；1~9min，10%B—90%B；9~11min，90%B—100%B；11~11.1min，100%B—10%B；11.1~13min，10%B；柱温30℃，进样量2 μl，流速0.25 mL/min。

所采用的质谱分析条件为：离子源为电喷雾离子源；在做母离子扫描时正负离子同时扫描，结果相互验证；电喷雾电压±4000 V；帘气压力40 psi；离子源温度700 ℃；辅助气1，60 psi；辅助气2，50 psi；去簇电压-100 V。

（4）实验结果

在以151^- 为特征离子进行母离子扫描时，在色谱保留时间为6.48 min处有明显的色谱峰，其检测到的母离子为315^-。采集6.48 min处315^- 离子的二级碎片离子，并将其提交至mass bank网站（www.massbank.jp）进行谱库比对，如图3所示（图中黑点标记处为谱图重合处）。结果发现其与谱库中异鼠李素的二级质谱图很相似，于是初步判断其为异鼠李素。购买异鼠李素的标准物质并与待鉴定化合物进行保留时间和二级质谱的比对，证实其为异鼠李素。异鼠李素是一种烟草中以前未见报道的游离型类黄酮物质。

实施例2

——烟草中异鼠李素-3-O-芸香糖苷的分离与鉴定

（1）实验试剂及装置

同实施例1。

（2）实验材料

同实施例1。

（3）实验方法

同实施例1。

（4）实验结果

由于在烟草样品中发现了异鼠李素，因此假设烟草中也存在异鼠李素的糖基结合态化合物。以异鼠李素的分子离子（315^-）作为特征离子进行母离子全扫描，结果发现保留时间为4.55 min处有明显的色谱峰（图4），其检测到的母离子为623^-。根据623^-与315^-之间存在308的中性丢失，初步判断该化合物为异鼠李素-芸香糖苷。采集4.55 min处623^-离子的二级碎片离子，并将其提交至mass bank网站（www.massbank.jp）进行谱库比对，结果发现其与谱库中异鼠李素-3-O-芸香糖苷的二级质谱图很相似，如图5所示（图中黑点标记处为谱图重合处），于是判断其为异鼠李素-3-O-芸香糖苷。该化合物由于未获得标准品，因此未进行标样验证。异鼠李素-3-O-芸香糖苷是一种烟草中以前未见报道的糖基化类黄酮物质。

实施例3

——烟草中槲皮素-3-O芸香糖苷的分离与鉴定

（1）实验试剂及装置

    同实施例1。

（2）实验材料

同实施例1。

（3）实验方法

同实施例1。

（4）实验结果

在以151^- 为特征离子进行母离子扫描时，在色谱保留时间为5.80 min处有明显的色谱峰，其检测到的母离子为301^-。采集5.80 min处301^- 离子的二级碎片离子，并将其提交至mass bank网站（www.massbank.jp）进行谱库比对，结果发现其与谱库中槲皮素的二级质谱图很相似，购买槲皮素的标准物质并与待鉴定化合物进行保留时间和二级质谱的比对，证实其为槲皮素。以槲皮素的分子离子301^- 作为特征离子进行母离子全扫描，结果发现保留时间为4.28 min处有明显的色谱峰（图6），其检测到的母离子为609^-。根据609^- 与301^- 之间存在308的中性丢失，初步判断该化合物为槲皮素-芸香糖苷。采集4.28 min处609^- 离子的二级碎片离子，并将其提交至mass bank网站（www.massbank.jp）进行谱库比对，结果发现其与谱库中槲皮素-3-O-芸香糖苷的二级质谱图很相似，如图7所示（图中黑点标记处为谱图重合处），于是初步判断其为槲皮素-3-O-芸香糖苷。购买槲皮素-3-O-芸香糖苷的标准物质并与待鉴定化合物进行保留时间和二级质谱的比对，证实其为槲皮素-3-O-芸香糖苷。槲皮素-3-O-芸香糖苷是一种烟草中重要的糖基化类黄酮物质。