一种茶叶籽酚类化合物的定性方法与流程

本发明涉及酚类化合物的定性研究领域，尤其涉及一种茶叶籽酚类化合物的定性方法。

背景技术：

茶树(Camellia Sinensis O.Ktze)为山茶科山茶属植物，起源于我国云贵高原。茶树叶子、果实等植物材料富含茶多酚。酚类化合物是植物中一种重要的次生代谢产物，其分子结构中含有若干个酚性羟基基团，一般分为酚酸类、黄酮类、单宁类、黄烷醇类和苷类等。儿茶素类是山茶属植物的特征酚物质，属于黄烷醇类化合物，一般存在于该属植物的花、茎、叶和果实中。研究表明，植物酚类化合物是一种天然抗氧化剂，能清除人体内的NO和ROS自由基，抑制氧化酶活性和激活抗氧化酶体系。另有报道表明，酚类化合物能有效抑制细菌和真菌的生长，同时可以抑制癌细胞增殖，降低致癌诱变剂的活性。

目前，国内外对茶叶籽酚类化合物组成的研究报道不多，主要集中于对酚类物质提取工艺的优化和总酚含量测定，其中应用最为广泛的分析技术为紫外分光光度法，而对酚类化合物组成的定性则采用UHPLC技术。显然，目前的分析方法需依赖已知的标准品，具有一定的局限性；同时，液相色谱技术灵敏度不高，难以用于微量物质的鉴定。

技术实现要素：

为了解决茶叶籽酚类定性问题，本发明的目的在于提供一种无需标准品、分析灵敏度高、选择性好的茶叶籽酚类定性方法。

为实现上述目的，本发明提供一种茶叶籽酚类化合物的定性方法，其特征在于，采用超高效液相色谱-四级杆-飞行时间串联质谱法(UHPLC-Q-TOF-MS)鉴定。

一种茶叶籽酚类化合物的定性方法，其特征在于，采用超高效液相色谱-四级杆-飞行时间串联质谱法鉴定。

所述鉴定包括以下步骤：

样品前处理：称取茶叶籽粉置于锥形瓶中，加入提取液摇匀、震荡提取、离心，收集上层澄清液，沉淀物重复提取，合并上清液旋蒸浓缩至干后得到提取物，提取物用有机溶液溶解得到溶解液，溶解液经有机膜过滤，密封冷藏得到待分析液；

离子色谱图的获得：设置相应的液相色谱条件和质谱条件，通过超高效液相色谱-四级杆-飞行时间串联质谱法对前处理中获得的待分析液进行检测，得到总离子流色谱图及提取特征离子色谱图；

茶叶籽提取物化学成分的初步鉴定：分析检测所获得的总离子流色谱图及提取特征离子色谱图，计算该特征离子对应的未知化合物的元素组成和精确分子量，依据元素组成和精确分子量对未知化合物进行初步鉴定；

诱导裂解：选择离子丰度>10⁶cps的分子离子峰对未知化合物进行碰撞诱导裂解，通过裂解所得的二级质谱得到未知化合物相应的碎片离子；

茶叶籽提取物化学成分判断：根据未知化合物的裂解情况和裂解所得的碎片离子推断提取物中酚类化合物种类。

所述样品前处理步骤中的提取液为乙醇水溶液，优选，提取液选取醇类溶液提取效果好，但是甲醇等醇溶液具有一定毒性，选取环境友好的50％乙醇水溶液(v/v)作为提取液，乙醇溶液浓度低于50％时，萃取效果较差；浓度高于50％时，有机溶剂含量太高。

所述样品前处理步骤中的溶解液为甲醇水溶液，优选，50％甲醇水溶液(v/v)溶解效果及分离效果最佳，甲醇溶液浓度低于50％时，溶解效果差；浓度高于50％时，分离效果差。

所述样品前处理步骤中的震荡提取为60℃振荡提取1h，温度低于60℃，提取效果差，温度高于60℃，有机化合物容易发生氧化反应；振荡时间高于1h，提取效果变化不明显，且有机化合物容易发生氧化反应；低于1h，提取效果差。

所述样品前处理步骤中的离心为转速4000rpm离心10min，旋蒸浓缩为在35℃下旋蒸浓缩至干；离心时间少于10min，离心效果差，高于10min，离心效果变化不明显；浓缩温度低于35℃，浓缩不彻底，温度高于35℃，有机物容易发生反应。

进一步的，所述样品前处理为：准确称取茶叶籽粉于锥形瓶中，加入20-30倍茶叶籽粉重量体积比(g/ml)的50％乙醇水溶液v/v摇匀，于60℃下振荡提取1h后，在4000rpm转速下离心10min，收集上层澄清液，继续向剩余沉淀物中加入8-10倍茶叶籽粉重量体积比(g/ml)的50％乙醇水溶液v/v清洗，离心收集上清液，重复提取1-3次，合并上清液于35℃下旋蒸浓缩至干后，用50％甲醇水溶液v/v定容至0.25倍茶叶籽粉重量体积比(g/ml)得到溶解液，溶解液经0.2μm有机滤膜过滤得到待分析液，密封冷藏待分析。

所述色谱图的获得步骤中的液相色谱条件为：

色谱柱为Agilent Eclipse Plus-C18，100mm×2.1mm，1.8μm；

流动相：A为0.1％甲酸水溶液v/v，B为0.1％甲酸乙腈溶液v/v；

梯度洗脱：0-5min：5％-10％B，5-7min：10％-20％B，7-9min：20％B，9-10min：20％-50％B，10-12min：50％B，12-13min：50％-5％B，13-15min：5％B；以上百分含量均为体积比；

流速0.4mL/min；柱温30℃；进样量2.0μL；平衡时间3min。

进一步的，所述离子色谱图的获得步骤中的质谱条件为：

一级质谱，采用鞘流电喷雾双喷源，在负离子扫描方式下进行数据采集，参比离子m/z为112.9855和980.0163，干燥气为高纯N₂，毛细管电压4000V，雾化气压力30psig，碎裂电压140V，干燥气温度190℃，干燥气流速9L/min，鞘气温度350℃，鞘气流速10L/min，离子扫描范围m/z 100～1100；

二级质谱，采用鞘流电喷雾双喷源，在负离子扫描方式下进行数据采集，参比离子m/z为112.9855和980.0163，干燥气为高纯N₂，毛细管电压4000V，雾化气压力30psig，碎裂电压140V，干燥气温度190℃，干燥气流速9L/min，鞘气温度350℃，鞘气流速10L/min，离子扫描范围m/z 100～1100；碰撞能量设定为10～40eV。

所述茶叶籽提取物化学成分的初步鉴定为，首先提取总离子流色谱图中主要色谱峰对应的特征质谱离子，通过Qualitative Analysis离线分析软件提取该特征质谱离子对应的色谱图，通过Q-TOF定性软件计算该特征质谱离子对应的化合物的元素组成和精确分子量，通过查阅参考文献汇总山茶属植物酚类化合物的基础信息，将未知化合物的元素组成与山茶属植物酚类化合物的基础信息进行比对，依据元素组成和精确分子量对未知化合物进行初步鉴定。

所述参考文献为：

1.牛研,王书芳.LC-Q-TOF-MS和LC-IT-MSn分析当归芍药散中化学成分[J].中草药，2014，45(8)：1056～1062

2.Vallverdú-Queralt A,Estruch R,Lamuela-Raventos R M.Bioactive compounds present in the Mediterranean sofrito[J].Food Chemistry,2013,141(4):3365-72.

3.刘国强,董静,王弘,等.EGC/GC和EGCG/GCG的ESI-IT-TOF质谱裂解规律研究[J].质谱学报,2009,30(05):287-294.

4.Gómez-Romero M,Zurek G,Schneider B,et al.Automated identification of phenolics in plant-derived foods by using library search approach[J].Food Chemistry,2011,124:379～386

5.Zou L L,Li X X,Shi Q S,et al.An effective integrated method for comprehensive identification of eighty-five compounds in Zhi-Zi-Da-Huang decoction by HPLC-DAD-ESI-MS(TOF)and HPLC-DAD-ESI-MS/MS(QqQ)without the help of reference standards[J].Analytical Methods,2014,6(12):4312～4327

6.许文，傅志勤，林婧,等.HPLC-Q-TOF-MS和UPLC-QqQ-MS的三叶青主要成分定性与定量研究[J].中国中药杂志，2014，39(22)：4365～4372.

7.张小平,蒋可志，吕惠卿，等.HPLC-Q-TOF MS鉴定条叶榕根茎乙酸乙酯提取物中的主要化学成分[J].质谱学报，2015，36(4)：310～320

包括但不限于上述参考文献。

本发明有益效果：本发明通过乙醇水溶液对茶叶籽粉进行提取，采用超高效液相色谱-四级杆-飞行时间串联质谱技术对茶叶籽酚类化合物定性研究，本发明技术能够在无标准品的情况下对粗提液中微量物质进行初步组成和结构分析，本发明与现有酚类化合物定性方法相比具有分析灵敏度高、选择性好的优点，可以提高分析的特异性和准确度。

1、本发明色谱柱采用Agilent Eclipse Plus-C18，100mm×2.1mm，1.8μm，能较全面地反应茶叶籽提取物的化学成分，分离效果最佳；

2、本发明流动相采用乙腈-0.1％甲酸水溶液能有效抑制拖尾，峰形佳，响值高；

3、本发明质谱鉴别在负离子模式下全扫描检测，大多数酚类化合物在负离子模式下响应较好，峰容量更大。

4、本发明首次鉴定了茶叶籽中酚类化合物的组成，为全面快速分析茶叶籽成分及其深度研发应用提供参考。

5、本发明通过分析各化合物的母离子以及碎片离子的精确质量，结合软件与文献数据等推断化合物的结构。

附图说明

图1为茶叶籽提取液的UHPLC-QTOF/MS分离检测得到的总离子流色谱图；

图2为茶叶籽提取液的UHPLC-QTOF/MS分离检测得到的重叠提取特征离子色谱图；

图3A、图3B、图3C、图3D为UHPLC-Q-TOF/MS技术鉴定茶叶籽乙醇提取物中酚酸化合物的结构图；

图3E、图3F为UHPLC-Q-TOF/MS技术鉴定茶叶籽乙醇提取物中儿茶素类化合物的结构图；

图3G、图3H为UHPLC-Q-TOF/MS技术鉴定茶叶籽乙醇提取物中黄酮类化合物的结构图；

图4为化合物2的提取色谱图；

图5为化合物2的二级质谱图；

图6为化合物2推断的裂解方式图；

图7为化合物4的提取色谱图；

图8为化合物4的二级质谱图；

图9为化合物4推断的裂解方式图；

图10为24种酚类化合物标品UHPLC-Q-TOF-MS精确质量提取离子色谱图；

图11为表没食子儿茶素及标准品匹配质谱图；

图12为原儿茶酸及标准品匹配质谱图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1：一种茶叶籽酚类化合物的定性方法

材料与试剂：

茶叶籽，采自福建省泉州市安溪茶园。

乙腈、甲醇、甲酸(均为色谱纯)：美国Sigma-Aldrich公司；正己烷(色谱纯)：西陇化工股份有限公司；实验用水为自制超纯水；苯甲酸、4-羟基苯甲酸、原儿茶酸、一水合没食子酸、邻苯二甲酸、4-羟基苯乙酸、香草酸、肉桂酸、对香豆酸、咖啡酸、阿魏酸、芥子酸、绿原酸、表儿茶素、芹菜素、山奈酚、木犀草素、槲皮素、杨梅素、柚皮素(均为分析级标准品)：阿拉丁试剂公司；儿茶素、表没食子儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯(均为分析级标准品)：美国Sigma公司；0.2μm有机滤膜：英国Whatman公司。仪器与设备：

Agilent 1290系列超高效液相色谱仪(美国安捷伦公司)，配备在线脱气系统、四元泵、自动进样装置、柱温箱；Agilent 6540UHD高分辨飞行时间质谱仪(美国安捷伦公司)，配有鞘流双电喷雾离子源(dual JetStream ESI)，MassHunter Data Acquisition实时采集工作站和Qualitative Analysis离线分析软件；BS2202S分析天平，德国Sartorious公司；QL-861漩涡混合器，海门其林贝尔仪器制造公司；离心机：湖南湘仪；R215旋转蒸发仪(配备B491水浴锅，V700真空泵)，瑞士BUCHI公司；DLSB系列冷凝水循环，郑州长城科工贸公司。

样品前处理：

准确称取茶叶籽粉1.00g于100mL锥形瓶中，加入25mL50％乙醇水溶液(v/v)摇匀，于60℃下振荡提取1h后，在4000rpm转速下离心10min，收集上层澄清液。继续向剩余沉淀物中加入10mL提取液清洗，离心收集上清液。重复提取三次，合并上清液于35℃下旋蒸浓缩至干后，用50％甲醇水溶液(v/v)定容至0.25mL，溶解液经0.2μm有机滤膜过滤，密封冷藏待分析。

设置技术参数：

色谱条件

色谱柱：Agilent Eclipse Plus-C18，100mm×2.1mm，1.8μm；流动相：A为0.1％甲酸水溶液，B为0.1％甲酸乙腈溶液；梯度洗脱：0-5min：5v/v％-10v/v％B，5-7min：10v/v％-20v/v％B，7-9min：20v/v％B，9-10min：20v/v％-50v/v％B，10-12min：50v/v％B，12-13min：50v/v％-5v/v％B，13-15min：5v/v％B。流速0.4mL/min；柱温30℃；进样量2.0μL；平衡时间3min。

质谱条件

采用鞘流电喷雾双喷源，在负离子扫描方式下进行数据采集，参比离子m/z为112.9855和980.0163。具体质谱参数：干燥气为高纯N₂，毛细管电压4000V，雾化气压力30psig，碎裂电压140V，干燥气温度190℃，干燥气流速9L/min，鞘气温度350℃，鞘气流速10L/min，离子扫描范围m/z 100～1100。二级质谱参数中碰撞能量设定为10～40eV。每天采集运行前，必须使用调谐液(氟化膦嗪、三嗪、三甲铵乙内酯和三氟醋酸混合物)进行质量轴校准，确保质量精度误差在1×10^-6以下。

应用UHPLC-Q-TOF/MS在上述色谱和质谱条件下对茶叶籽提取物进行分析，在负离子模式下测定提取液，得到图1该提取物的总离子流色谱图及图2提取特征离子流色谱图。

其中图1为茶叶籽提取液的UHPLC-QTOF/MS分离检测得到的总离子流色谱图，横坐标为采集时间，纵坐标为离子丰度，图2横坐标为离子保留时间，纵坐标为离子丰度，由图2可得特征离子在保留时间1-12min产生了24个波峰，每一波峰代表一种化合物。

茶叶籽提取物化学成分的初步鉴别：通过Qualitative Analysis离线分析软件对图1提取特征离子得到对应的提取离子色谱图(图2)，通过Q-TOF定性软件计算该特征离子对应的化合物的元素组成，通过查阅参考文献汇总山茶属植物酚类化合物的基础信息，将未知化合物的元素组成与汇总的化合物信息进行比对，依据精确分子量对未知化合物进行初步鉴定。

诱导解离：选择合适的分子离子峰对未知化合物进行碰撞诱导解离，通过裂解所得的二级质谱得到未知化合物相应的碎片离子。

茶叶籽提取物化学成分判断：根据离子的裂解情况推断茶叶籽乙醇提取物中的24种酚类化合物，其中包括13种酚酸化合物、4种儿茶素类化合物和7种黄酮类化合物，结果见表1，表1中总结出了不同峰号对应的保留时间、标准品保留时间、分子式、准分子离子峰及理论值、误差、二级特征碎片、定性化合物，结构示于图3A-图3H，由表1和图3A-图3H可知，其中图3A、图3B、图3C、图3D为酚酸化合物包含化合物1,2,3,5,6,7,9,10,13,14,15,17,21，图3E、图3F为儿茶素类化合物包含化合物4,8，11,12，图3G、图3H为黄酮类化合物包含化合物16,18,19,20,22,23,24。

表1茶叶籽酚类化合物UHPLC-Q-TOF/MS鉴定分析结果表

(1)酚酸类

酚酸类化合物极性强，保留时间较短，结合文献及专业数据库，在茶叶籽乙醇提取物中共鉴定出13种酚酸类物质,化合物1,2,3,5,6,7,9,10,13,14,15,17,21。以化合物2为例，其精确质量提取离子色谱图见图4，由图4可知化合物2的保留时间为2.562对应的二级质谱图见图5。如图5所示，母离子[M-H]-的m/z为153.0197，对应的最佳分子式为C₇H₆O₄，经参考文献比对，发现其与原儿茶酸分子离子峰一致，故初步推测其为原儿茶酸。可能的裂解方式示于图6所示，母离子[M-H]-丢失羧基上一个-CO₂基团，产生m/z 109.0295的碎片离子，进一步脱水得到m/z 91.0189的碎片离子。这个特征离子与实际采集得到的二级碎片离子图一致，结合文献报道，推断该化合物为原儿茶酸。

(2)儿茶素类

儿茶素类化合物容易发生丢失C₂H₂O碎片、C环的1，4键断裂和丢失B环的裂解方式。在茶叶籽乙醇提取物中共鉴定出4种儿茶素类物质,化合物4,8，11,12。以化合物4为例，化合物4的精确质量提取色谱图及二级质谱图如图7和图8所示，其[M-H]^-离子峰m/z为305.0653，对应的最佳分子式为C₁₅H₁₄O₇，经参考文献比对，发现其与表没食子儿茶素一致，故初步推测其为表没食子儿茶素。可能的碎裂方式如图9所示，C环的1-4键断裂，可产生m/z 125.0244的碎片离子。而丢掉B环和部分A环，可分别生成m/z为179.0350和219.0663的碎片离子。除了碎片离子m/z 219.0663由于丰度偏低而实测值偏大，相对偏差为9.13ppm之外,母离子和其它两个主要碎片离子的实测m/z值与理论值相对偏差均在3ppm以内，而且子离子碎片信息与文献报道一致。据此推断，该化合物应该为表没食子儿茶素。

(3)黄酮类

黄酮类化合物母体骨架特殊，负离子模式下，不同的黄酮类化合物均有典型的裂解规律，如C环易发生逆Diels-Alder(RDA)裂解。依据这些典型裂解方式，共初步鉴定出7种黄酮类成分：柚皮素、杨梅素、槲皮素、山奈酚、木犀草素、二氢槲皮素、芹菜素。如化合物18的碎片离子峰m/z为317.0299，经参考资料及数据库比对与杨梅素分子离子峰一致，初步推测其为杨梅素。杨梅素C环RDA裂解产生m/z 151.0037的碎片离子，丢失B环产生m/z 178.9991的碎片离子。在化合物18的碎片离子中发现m/z 151.0030和m/z 178.9978的碎片离子，因此鉴定该化合物为杨梅素。

实施例2：验证试验

为验证本发明提供的茶叶籽酚类化合物定性效果，进一步将已初步鉴定出的化合物与标准品进行保留时间和二级质谱图比对。在与实施例1相同色谱质谱条件下，得到混合标准品的总离子流色谱图，经精确质量数提取，得到精确质量提取色谱图(图10)。由图10可知茶叶籽中有24中酚类化合物，将鉴定的茶叶籽酚类化合物与标准品的保留时间进行比较，如表1所示，所有24个鉴定的化合物与对应标准品的保留时间差异均在±0.1min以内。同时，样品中实际采集得到的二级碎片离子与标准品中分子离子峰裂解的碎片离子偏差均在1m/z以下。以表没食子儿茶素(图11)和原儿茶素(图12)为例，由图11可知茶叶籽中二级质谱图中的特征离子m/z 109.0296及m/z 153.0197与表没食子儿茶素的标准品的特征离子基本一致，分别为m/z 109.0295及m/z 153.0202，相对质量偏差在5ppm以内。，由图12可知茶叶籽中二级质谱图中的特征离子m/z 109.0290、125.0247、179.0350、305.0653与原儿茶素的标准品的特征离子基本一致，分别为m/z 109.0296、125.0242、179.0347、305.0663，相对质量偏差在5ppm以内。因此本发明可有效的判断茶叶籽中酚类化合物的种类。

综上所述，本发明提供了一种茶叶籽酚类化合物的定性方法，应用超高效液相色谱-四级杆-飞行时间串联质谱法(UHPLC-Q-TOF-MS)检测茶叶籽酚类化合物具有无需标准品、分析灵敏度高、选择性好等优点。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。