专利名称：利用高分辨率质谱和药理学活性测试发现天然产物的药理学活性物质的方法
技术领域：
本公开涉及一种从天然产物发现药理学活性物质的方法。
背景技术：
从植物资源获得的提取物包含大量的混合物，其中包含各种药理学活性物质。如从柳树获得的止痛剂阿司匹林和从紫杉获得的抗癌药物紫杉醇所示例的，植物提取物是药理学活性物质的丰富宝库。目前，从植物提取物发现药理学活性物质的最重要的两种方法为组分的分离和活性测试。为了分析植物提取物(其是非常复杂的混合物)，通过分级分离(fractionation)和分离来分离单独的组分以降低混合程度。然后，将得自每个分级分离步骤的部分(fraction)进行活性测试以选择具有最高活性的部分，然后将其进行分级分离和活性测试。重复该方法以发现有效组分。 由于提取物的部分仍然是混合物，并且通过活性测试测试的是部分混合物的总体活性而非单独组分的活性，所以不能获得特定组分的信息，直至通过分级分离步骤完全分离出所述组分。因此，仅在费时耗力的分级分离、分离和纯化之后可以获得期望的物质。因此，对于通过提供有关混合物中单独组分的提取信息来减少发现期望的物质所需的时间和劳动存在需求。
发明内容
技术问题本公开涉及提供一种从天然产物发现药理学活性物质的方法，其通过高分辨率质谱从多个样品中获得有关单独组分的信息而由此减少发现药理学活性物质所需的时间和努力。技术方案在一个方面，本公开提供一种从天然产物发现药理学活性物质的方法，其包括通过测试多个样品的药理学活性而获得活性图谱(profile);获得基于通过质谱对所述样品进行分析得到的质谱图的质量图谱；以及通过比较和分析所述活性图谱和所述质量图谱来确定药理活性物质的分子量。在另一方面，本公开提供一种从天然产物发现药理学活性物质的方法，其还包括基于所述质量图谱来确定所述药理学活性物质的分子式。发明优势本公开的从天然产物发现药理学活性物质的方法的优势在于可以获得天然产物的提取物或其部分中有关药理学活性物质的信息，并且基于有关所述药理学活性物质的信息，通过设计更有效的分离方案可以快速分离期望的物质。此外，通过提供有关发现的活性物质的活性的强度信息，本公开使得能有效利用天然产物。
联合以下详细说明和随附的附图，所公开的示例性实施方案以上和其他的方面、特征和优势会更加明显，其中图I示出黄苗(Astragalus membranaceus)提取物分级分离为多个部分；图2示出从部分的抗氧化活性测试制作的抗氧化活性图谱；图3示出通过高分辨率质谱对部分的组分进行分析而获得的质谱图及其放大的部分，显示出可以分析单独组分而无重叠信号；图4示出使用归一化测量值的主组分分析的结果(可见具有与活性图谱相似模式(pattern)的活性组分的分子量为285. 076Da和286. 076Da);以及图5示出在相同图上直接比较和分析图2的抗氧化活性图谱和图3的质量图谱的 结果。
具体实施例方式以下参考随附的附图更详细地描述示例性实施方案，附图中示出了示例性的实施方案。但是，本公开可以体现为许多不同的形式，并且不应理解为限制其中所述的示例性实施方案。相反地，提供这些示例性实施方案以使本公开将是详尽和完整的，并向本领域技术人员完全传达本公开的范围。在说明书中，可以省略公知的特征和技术细节以避免使本发明的实施方案不必要地含混不清。本文使用的术语仅出于描述具体实施方案的目的，并不意图限制本公开。如本文所用，单数形式“一个(a)”、“一个(an)”和“这个(the) ”还意图包括复数形式，除非文中另有明确说明。此外，术语“一个(a)”和“一个(an)”等的使用不表示数量限制，而表示存在至少一个的所述项目。术语“第一”、“第二”等的使用不隐含任何特定的次序，但它们意图表示单独要素。此外，术语“第一”、“第二”等的使用不表示任何次序或重要性，但术语“第一”、“第二”等用于区别一个要素与另一要素。还应当理解，当用于本说明书中时，术语“包括(comprise) ”和/或“包括(comprising) ”或者“包含(include) ”和/或“包含(including)”指所述特征、范围、整数、步骤、操作、要素和/或组分的存在，但不排除一个或多个其他特征、范围、整数、步骤、操作、要素、组分和/或组合的存在或加入。除非另有定义，本文使用的所有术语(包括科技术语)具有与本领域技术人员通常理解相同的含义。还应当理解术语(如在常用辞典中定义的那些术语)应解释为具有与它们在相关领域和本公开的语境中的含义一致的含义，并且不应以理想或过于正式的含义理解，除非另有说明。在一个方面，本公开提供一种从天然产物发现药理学活性物质的方法，其包括通过测试多个样品的药理学活性而获得活性图谱；获得基于通过质谱对所述样品进行分析得到的质谱图的质量图谱；以及通过比较和分析所述活性图谱和所述质量图谱来确定药理活性物质的分子量。样品可以是从其中可发现药理学活性物质的任何材料而没有特别的限制。在本公开的一实施方案中，样品可以为天然提取物或其混合物。天然提取物指天然产物的提取物。如本文使用，天然产物指天然存在而无人干扰的物质。天然提取物可以为天然产物的任何提取物而没有特别的限制。作为非限制性实例，它可以是植物提取物、动物提取物、微生物提取物或矿物提取物。在本公开的一实施方案中，样品可以是天然提取物的部分。由于天然提取物包含多种化合物，可以进行将提取物分级分离为多个部分的方法以发现活性组分。分级分离的方法可以是本领域常用的，并且没有特别限制。作为非限制性实例，可以使用选自色谱分离、基于溶解性差异的液-液分离、基于比重差异的分离、基于密度差异的离心、固相萃取和基于色差的分离中的一种或多种方法。通过本领域常用的色谱分离方法可以进行色谱分离，而没有特别的限制。作为非限制性实例，可以使用选自高效液相色谱(HPLC)、液相色谱、纸色谱、离子交换色谱、薄层色谱、分配色谱、亲和色谱、气相色谱、吸附色谱和凝胶渗透色谱中的一种或多种方法。在本公开的一实施方案中，当获得活性图谱时，药理学活性的测试可以包括定量生理学活性调节作用或者对疾病的预防或治疗作用。 药理学活性指促进或抑制生物体的生物学功能的活性，并且药理学活性的调节指修正因调节性物质的缺陷或过度分泌而造成的异常病理学状况。在本公开中，药理学活性测试可以是能够定量生理学活性调节效果任意一种测试，而没有特别的限制。此外，药理学活性测试可以是能够定量对疾病的预防或治疗作用的任意一种测试，而没有包括疾病类型在内的特别限制。作为非限制性实例，药理学活性测试可以包括选自抗氧化活性测试、抗癌测试、抗炎症测试和抗菌测试中的一种或多种。在本公开的一实施方案中，活性图谱可以作为药理学活性测试的结果获得。在本公开的一实施方案中，质量图谱可以基于通过高分辨率质谱测量组分的分子量和丰度得到的质谱图获得。最不受周围环境变化影响的分子的最稳定性质是质量。因此，质谱最常用于分析复杂化合物的构成。质谱允许一次性分析天然提取物的构成。由于质谱信号的重叠，对于混合物样品可能难以精确分析，因此能够避免信号重叠的高分辨率质谱可以用于质谱。天然提取物或部分的高分辨率质谱测量不但允许测量单独组分的分子量，还允许测量其在单质谱图上的相对含量。这称为部分的质量图谱。从质量图谱，可以测量每个部分中单独组分的含量。此外，在本发明的一实施方案中，通过从质量图谱和活性图谱的比较和分析确定药理学活性物质的分子量可以发现一种或多种药理学活性物质。从天然提取物发现的活性组分可以大量包含在显示出高活性的天然提取物中，并且可以少量包含在显示出低活性的天然提取物中。相似地，从天然提取物发现的活性组分可以大量包含在显示出高活性的部分中，并且可以少量包含在显示出低活性的部分中。也就是说，组分的质量图谱的形状(shape)与活性图谱的形状一致。同样，如果存在多种药理学活性组分，组分的质量图谱的形状与活性图谱的形状一致。可以通过本发明人新开发的相关系数的比较进行活性图谱和质量图谱的比较和分析。本发明人新设计的相关系数由式I表示〈式1>
权利要求
1.一种从天然产物发现药理学活性物质的方法，其包括 通过测试多个样品的药理学活性而获得活性图谱； 获得基于通过质谱对所述样品进行分析得到的质谱图的质量图谱；以及 通过比较和分析所述活性图谱和所述质量图谱来确定药理活性物质的分子量。
2.权利要求I的从天然产物发现药理学活性物质的方法，其还包括 基于所述质量图谱来确定所述药理学活性物质的分子式。
3.权利要求I的从天然产物发现药理学活性物质的方法，其中所述样品为天然提取物或其混合物。
4.权利要求I的从天然产物发现药理学活性物质的方法，其中所述样品为天然提取物的部分。
5.权利要求4的从天然产物发现药理学活性物质的方法，其中使用选自以下的一种或多种方法从分级分离获得所述部分色谱分离、基于溶解性差异的液-液分离、基于比重差异的分离、基于密度差异的离心、固相萃取(SPE)和基于色差的分离。
6.权利要求5的从天然产物发现药理学活性物质的方法，其中所述色谱分离使用选自以下的一种或多种方法高效液相色谱(HPLC)、液相色谱、纸色谱、离子交换色谱、薄层色谱、分配色谱、亲和色谱、气相色谱、吸附色谱和凝胶渗透色谱。
7.权利要求I的从天然产物发现药理学活性物质的方法，其中在所述确定分子量的步骤中，通过相关系数的比较来进行所述活性图谱和所述质量图谱的比较和分析。
8.权利要求I的从天然产物发现药理学活性物质的方法，其中在所述确定分子量的步骤中，使用聚类算法来进行所述活性图谱和所述质量图谱的比较和分析。
9.权利要求8的从天然产物发现药理学活性物质的方法，其中所述聚类算法包括主组分分析或支持矢量机。
10.权利要求7的从天然产物发现药理学活性物质的方法，其中所述相关系数由式I表示 〈式1> (/=Z (a°k Xm°kj) 1=1 其中 j :当质谱图被分为给定质量间隔的段时的第j段； a°k :第k个部分的归一化活性； m0kJ :在第j段中的第k个部分的质量峰的归一化强度；和 N :部分的数目。
11.权利要求I的从天然产物发现药理学活性物质的方法，其中在所述获得活性图谱的步骤中，药理学活性的测试包括定量生理学活性调节作用或者对疾病的预防和治疗作用。
12.权利要求I的从天然产物发现药理学活性物质的方法，其中在所述获得活性图谱的步骤中，药理学活性的测试包括选自以下的一种或多种抗氧化活性测试、抗癌测试、抗炎症测试和抗菌测试。
13.权利要求I的从天然产物发现药理学活性物质的方法，其中在所述获得质量图谱的步骤中，所述质量图谱基于通过高分辨率质谱测量组分的分子量和丰度得到的质谱图获 得。
全文摘要
本发明公开一种从天然产物以高速发现药理学活性物质的方法，其包括通过测试多个样品的药理学活性而获得活性图谱；获得基于通过质谱对所述样品进行分析得到的质谱图的质量图谱；以及通过比较和分析所述活性图谱和所述质量图谱来确定药理活性物质的分子量。通过对包含在天然产物的提取物样品中的各种组分进行高分辨率质谱，并与活性测试数据进行比较，所公开的方法使得能快速发现药理学活性物质。天然产物的药理学活性物质的活性的强度相关信息使得能有效利用天然产物。
文档编号B01D15/08GK102741689SQ201080062812
公开日2012年10月17日 申请日期2010年12月15日 优先权日2009年12月29日
发明者刘钟信, 朴奎焕, 权景焄, 金焕植 申请人:韩国基础科学支援研究院