一种从牛蒡中分离或分析酚酸类化合物的方法与流程

本发明涉及从牛蒡中进行活性成分分离的
技术领域：
。
背景技术：
牛蒡a.lappal.为菊科多年生草本植物，为长日照植物，虽生长于温暖气候条件，也有耐寒耐热的特性。其一般花期为6-8月，果期为8-10月。在我国的种植产地包括山东、江苏、台湾、陕西、河南、湖北、安徽、浙江等地。不仅可作为强身健体的高档蔬菜被人们所食用，还可以入药、造酒、成为保健品。牛蒡中含有多种活性成分，如挥发油、多酚类、多炔类、硫炔类、多糖类等。牛蒡中的含有的酚酸类成分如今越来越得到人们关注，研究证明具有抗氧化、抗炎、抗癌、抗菌等生理活性作用。现有技术中有多种分离和分析酚酸类化合物的方法，但通常具有明显的缺点，如耗时太久、酚酸物质衍生过程不稳定等。技术实现要素：本发明的目的在于提出一种能有效地、稳定地从牛蒡中分离或/和分析酚酸类化合物的方法，其包括以下技术方案：一种从牛蒡中分离或分析酚酸类化合物的方法，其包括高效液相色谱仪-离子迁移谱仪联用的过程，所述离子迁移谱仪为电喷雾-离子迁移谱仪。经发明人分析发现，牛蒡中的酚酸类化合物主要包括以下8种：3,4-二羟基苯甲酸、2,5-二羟基苯甲酸、反-对香豆酸、阔马酸、香草酸、咖啡酸、反-阿魏酸、芥子酸。发明人进一步发现在单独使用高效液相色谱(hplc)对牛蒡中的酚酸类成分进行分离和检测时，尽管优化了hplc的色谱条件，不同的酚酸类物质仍然难以完全分开。如其在一种具体的实施例中，单独使用hplc时，得到的谱图中香草酸和咖啡酸，反-阿魏酸和芥子酸分别合并出峰。而在将hplc与离子迁移谱(ims)联用后，可有效将这8种成分进行分离。可以理解的是，尽管发明人在此认为本方法可用于分离或分析牛蒡中的酚酸类化合物，其同时也显然可用于分离和分析一并进行的过程。如在一种具体实施例中，离子迁移区的长度为16.8cm，离子门电压为9043v，迁移区温度为393k，迁移谱内部压强为9.024kpa，结合其在离子迁移谱中形成的离子峰的迁移时间，通过约化迁移率公式：可计算出阔马酸、3,4-二羟基苯甲酸、2,5-二羟基苯甲酸、反-对香豆酸、香草酸、咖啡酸、反-阿魏酸、芥子酸的约化迁移率分别为：1.34、1.31、1.29、1.22、1.22、1.18、1.11、1.03cm2v-1s-1。发明人发现仅进行简单的分离或/和检测分析时，所述离子迁移谱仪可选择信号平均法、傅里叶变换法、相关分析法等多种方法进行分析。发明人进一步发现其中优选的是所述离子迁移谱仪使用相关离子迁移谱，即correlationims，或cims。如在一种具体的实施例中，发明人采用信号平均法(sa)及相关分析法(cims)对比发现，cims的信噪比平均为sa的5倍以上。在一种具体的实施方式中，其中所述高效液相色谱仪，包括如下的色谱条件：使用c18柱，流动相包括含有第一有机试剂和水的流动相a，及含有第二有机试剂的流动相b，并进行梯度洗脱，其中所述第一有机试剂选自甲酸或乙酸，优选为甲酸，优选为流动相a中第一有机试剂的体积含量为0.05～0.15％，第二有机试剂选自甲醇或乙腈，优选为甲醇。在一种更具体的实施方式中，其洗脱条件为：0～0.05min，5％～35％的流动相b；0.05～15min，35％～55％的流动相b；15～25min，55％～100％的流动相b，所述流动相的体积流量为0.10～0.20ml﹒min-1。在一种具体的实施方式中，所述电喷雾-离子迁移谱仪中，供试品液体的流速为120～170μl﹒min-1，优选为170μl﹒min-1；所述电喷雾-离子迁移谱仪的喷雾电压为9.5～14.5kv，优选为13.5kv；所述离子迁移谱仪中迁移管温度为130～180℃，优选为160℃。在一种具体的实施方式中，所述电喷雾-离子迁移谱仪中，漂移气为氮气，流速为300～400mlmin-1。在一种具体的实施方式中，所述电喷雾-离子迁移谱仪中，离子门脉冲周期为0.15～0.2ms。在一种具体的实施方式中，所述离子迁移谱仪中加有鞘液，所述鞘液为铵类鞘液，优选为10％甲醇铵。该具体实施方式中，鞘液为在进入离子迁移谱前混入经高效液相色谱流出的流动相内，如可在经hplc流出的流动相至离子迁移谱仪的管道中加入。在一种具体的实施方式中，该方法包括以下过程：(1)制备供试品溶液；(2)通过对比品制备标准储备液；(3)将标准储备液稀释为不同浓度级别的混合标准溶液；(4)将混合标准溶液分别通过高效液相色谱仪及离子迁移谱仪，使用相关离子迁移谱法进行分析，以峰面积为纵坐标，摩尔浓度为横坐标，进行线性回归，得到不同成分的回归方程；(5)将供试品溶液按与所述混合标准溶液相同的方式通过高效液相色谱仪及离子迁移谱仪，得到离子迁移谱图，将其进行分析即可，所述对比品选自高纯度3,4-二羟基苯甲酸、2,5-二羟基苯甲酸、反-对香豆酸、阔马酸、香草酸、咖啡酸、反-阿魏酸、肉桂酸中的一种或多种。在具体实施中，若需要对牛蒡中的特定单一成分进行分离或/和分析，可只选择特定的对比品，如需要对牛蒡中的3,4-二羟基苯甲酸进行分离或/和分析，则可自选择高纯度3,4-二羟基苯甲酸作为对比品；若需要对牛蒡进行综合地分离或/和分析，则最好加入全部的酚酸类对比品，即所述对比品应包括高纯度3,4-二羟基苯甲酸、2,5-二羟基苯甲酸、反-对香豆酸、阔马酸、香草酸、咖啡酸、反-阿魏酸和肉桂酸。上述高纯度是指的其纯度达到了分析需求，不会在分析中引入明显杂物的程度，如本发明的一种具体实施方式中，上述各对比品的纯度均高于97.0％。在一种更具体的实施方式中，所述供试品溶液的制备过程包括：将牛蒡原料切片、干燥、粉碎后加入乙醇回流提取，其后加入盐酸提取，其后减压浓缩，将得到的固体加入甲醇溶液、稀释。在一种更具体的实施方式中，该方法包括以下过程：(1)制备供试品溶液：将牛蒡叶切片、烘干成干粉状，其后经70％乙醇回流提取3h，再加入体积为总体积的0.15％的盐酸提取两次，混合减压浓缩，温度为40℃，其后冻干，加入体积浓度为80％的色谱甲醇配制成供试品溶液；(2)通过对比品制备标准储备液：称取质量分数＞97.0％的3,4-二羟基苯甲酸、2,5-二羟基苯甲酸、反-对香豆酸、阔马酸、香草酸、咖啡酸、反-阿魏酸、芥子酸，均用体积浓度为80％色谱甲醇配制成物质的量浓度为100ppm的标准储备液；(3)混合标准溶液的制备：精密量取8种酚酸类化合物的标准储备液，使用所述80％色谱甲醇，逐级稀释成浓度为5、10、20、40、60、80和100ppm的混合标准溶液；(4)将混合标准溶液分别通过高效液相色谱仪及离子迁移谱仪，使用相关离子迁移谱法进行分析，以峰面积为纵坐标，摩尔浓度为横坐标，进行线性回归，得到不同成分的回归方程；(5)将供试品溶液按与所述混合标准溶液相同的方式通过高效液相色谱仪及离子迁移谱仪，得到离子迁移谱图，将其进行分析即可；其中高效液相色谱仪的色谱条件如下：规格为2.1mm×100mm，3.0μm的c18柱，流动相由流动相a及流动相b组成，其中流动相a为含0.1％甲酸的水溶液，流动相b为甲醇，采用如下条件进行梯度洗脱：0～0.05min，5％～35％流动相b；0.05～15min，35％～55％流动相b；15～25min，55％～100％流动相b；体积流量为0.15ml﹒min-1；进样量为5μl；柱温为35℃；可优选进行柱后补充，柱后补充液流速为0.1ml﹒min-1；离子迁移谱仪在负离子模式下进行。在一种更具体的实施方式中，离子迁移谱选择以下条件：在一种优选的实施方式中，离子迁移谱选择以下条件：本发明能有效分离出牛蒡中的至少8种酚酸类化合物，分离过程具有更高的选择性和更大的峰容量，有效的提高了分析的占空比和灵敏度。本发明进行的过程中酚酸物质衍生稳定，分析周期整体较短。本发明在进行分析时，得到标准曲线中酚酸类化合物的线性相关系数在0.9957～0.9993，在相应物质的量浓度范围内线性良好。本发明分离或分析出酚酸类化合物的相对标准偏差均在5％以下，表明该方法精密度和重复性良好。本发明可快速分离或分析出牛蒡中酚酸类化合物成分，为牛蒡新药开发提供了应用基础。附图说明图1为流动相b分别使用甲醇或乙腈时，得到的信噪比对比图；图2为流动相a分别使用乙酸或甲酸时，得到的信噪比对比图；图3为离子迁移谱仪中加或不加鞘液时，得到的信噪比对比图；图4为离子迁移谱仪采用平均法或变换法时，得到的信噪比对比图；图5为不同溶液流速下的信噪比对比图；图6为不同喷雾电压下的信噪比对比图；图7为不同迁移管温度下的信噪比对比图；图8为标准混合溶液的二维谱图，其中(i)为ims谱图，(ii)为hplc谱图，出峰分别为(1)阔马酸；(2)3,4-二羟基苯甲酸；(3)2,5-二羟基苯甲酸；(4)香草酸；(5)咖啡酸；(6)反-对香豆酸；(7)芥子酸；(8)反-阿魏酸；图9为供试品的二维谱图，其中(i)为ims谱图，(ii)为hplc谱图，出峰分别为(1)阔马酸；(2)3,4-二羟基苯甲酸；(3)2,5-二羟基苯甲酸；(4)香草酸；(5)咖啡酸；(6)反-对香豆酸；(7)芥子酸；(8)反-阿魏酸。具体实施方式以下通过一些具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实施方式。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。以下实施例所用试剂包括：3,4-二羟基苯甲酸，质量分数>99.5％；2,5-二羟基苯甲酸质量分数>98.0％；反-对香豆酸质量分数>98.0％；阔马酸质量分数>97.0％；香草酸质量分数>98.0％；咖啡酸质量分数>98.0％；反-阿魏酸质量分数>98.0％；芥子酸质量分数>98.0％。实验用水均为milli-q纯水系统制备的超纯水。漂移气高纯氮气为经分子筛、变色硅胶和活性炭净化后的气体。数据图谱采用igorpro软件绘制。hplc为岛津lc-20a高效液相色谱仪，离子迁移谱自建。实施例1(1)制备供试品溶液：将牛蒡叶切片、烘干成干粉状，其后经70％乙醇回流提取3h，再加入体积为总体积的0.15％的盐酸提取两次，混合减压浓缩，温度为40℃，其后冻干，加入体积浓度为80％的色谱甲醇配制成供试品溶液；(2)通过对比品制备标准储备液：称取3,4-二羟基苯甲酸、2,5-二羟基苯甲酸、反-对香豆酸、阔马酸、香草酸、咖啡酸、反-阿魏酸、芥子酸，均用体积浓度为80％色谱甲醇配制成物质的量浓度为100ppm的标准储备液；(3)混合标准溶液的制备：精密量取8种酚酸类化合物的标准储备液，使用所述80％色谱甲醇，逐级稀释成浓度为5、10、20、40、60、80和100ppm的混合标准溶液；(4)将混合标准溶液分别通过高效液相色谱仪及离子迁移谱仪，得到标准溶液离子迁移谱；(5)将供试品溶液按与所述混合标准溶液相同的方式通过高效液相色谱仪及离子迁移谱仪，得到离子迁移谱图，将其进行分析即可。实施例2采用如实施例1的操作过程，其中：高效液相色谱仪的色谱条件如下：规格为2.1mm×100mm，3.0μm的c18柱，流动相由流动相a及流动相b组成，其中流动相a为含0.1％甲酸的水溶液，流动相b为甲醇或乙腈，采用如下条件进行梯度洗脱：0～0.05min，5％～35％流动相b；0.05～15min，35％～55％流动相b；15～25min，55％～100％流动相b；体积流量为0.15ml﹒min-1；进样量为5μl；柱温为35℃；可优选进行柱后补充，柱后补充液流速为0.1ml﹒min-1；离子迁移谱条件如下：对所得离子迁移谱的信噪比进行分析，得到如图1所示的统计结果，图中每组柱状体中左侧的柱状体均为乙腈、右侧的柱状体均为甲醇，从结果中可以看出使用甲醇时，离子化效率明显高于使用乙腈。实施例3使用如实施例1的操作过程，其中：高效液相色谱仪的色谱条件如下：规格为2.1mm×100mm，3.0μm的c18柱，流动相由流动相a及流动相b组成，其中流动相a为0.1％甲酸的水溶液或0.1％乙酸水溶液，流动相b为甲醇，采用如下条件进行梯度洗脱：0～0.05min，5％～35％流动相b；0.05～15min，35％～55％流动相b；15～25min，55％～100％流动相b；体积流量为0.15ml﹒min-1；进样量为5μl；柱温为35℃；可优选进行柱后补充，柱后补充液流速为0.1ml﹒min-1；离子迁移谱条件如下：对所得离子迁移谱的信噪比进行分析，得到如图2所示的统计结果，图中每组柱状体中左侧的柱状体均表示0.1％乙酸、右侧的柱状体均表示0.1％甲酸，从结果中可以看出流动相a使用0.1％甲酸的水溶液时，离子化效率明显高于使用乙酸。实施例4基本使用如实施例1的操作过程，并以是否加入鞘液进行对比，其中不加鞘液的操作过程与实施例1完全相同，加入鞘液的操作与实施例1不同之处仅在于，在所述步骤(4)、(5)中还分别包括在混合标准溶液或供试品溶液流出hplc进入ims的途中向其中加入鞘液的过程，其中：高效液相色谱仪的色谱条件如下：规格为2.1mm×100mm，3.0μm的c18柱，流动相由流动相a及流动相b组成，其中流动相a为0.1％甲酸的水溶液，流动相b为甲醇，采用如下条件进行梯度洗脱：0～0.05min，5％～35％流动相b；0.05～15min，35％～55％流动相b；15～25min，55％～100％流动相b；体积流量为0.15ml﹒min-1；进样量为5μl；柱温为35℃；可优选进行柱后补充，柱后补充液流速为0.1ml﹒min-1；离子迁移谱条件如下：电喷雾流速5μlmin-1电喷雾电压11.25kv漂移管电压8kv离子门电压6.8kv漂移气高纯氮气漂移气流速400mlmin-1迁移管温度120℃离子门脉冲周期0.2ms对结果进行信噪比对比，得到如图3所示的对比结果，图中每组柱状体中左侧的柱状体均表示不加鞘液、右侧的柱状体均表示加入鞘液，从结果中可以看出当使用10％甲醇铵作为鞘液时，离子化效率基本明显高于不使用鞘液。实施例5使用如实施例1的操作过程，其中：高效液相色谱仪的色谱条件如下：规格为2.1mm×100mm，3.0μm的c18柱，流动相由流动相a及流动相b组成，其中流动相a为0.1％甲酸的水溶液，流动相b为甲醇，采用如下条件进行梯度洗脱：0～0.05min，5％～35％流动相b；0.05～15min，35％～55％流动相b；15～25min，55％～100％流动相b；体积流量为0.15ml﹒min-1；进样量为5μl；柱温为35℃；可优选进行柱后补充，柱后补充液流速为0.1ml﹒min-1；离子迁移谱条件如下：电喷雾流速5μlmin-1电喷雾电压11.25kv漂移管电压8kv离子门电压6.8kv漂移气高纯氮气漂移气流速400mlmin-1迁移管温度120℃离子门脉冲周期0.2ms将得到的离子迁移谱通过信号平均法(sa)或相关法(cims)进行分析，其对比结果如附图4所示，图中每组柱状体中左侧的柱状体均表示sa法、右侧的柱状体均表示cims法，从图中可以看出平均法的离子化效率相对于相关法明显偏低，尤其是阔马酸，2,5-二羟基苯甲酸和反-对香豆酸相关法的离子化效率是平均法的5倍以上。实施例6使用如实施例1的操作过程，其中：高效液相色谱仪的色谱条件如下：规格为2.1mm×100mm，3.0μm的c18柱，流动相由流动相a及流动相b组成，其中流动相a为0.1％甲酸的水溶液，流动相b为甲醇，采用如下条件进行梯度洗脱：0～0.05min，5％～35％流动相b；0.05～15min，35％～55％流动相b；15～25min，55％～100％流动相b；体积流量为0.15ml﹒min-1；进样量为5μl；柱温为35℃；可优选进行柱后补充，柱后补充液流速为0.1ml﹒min-1；离子迁移谱条件如下：电喷雾流速5μlmin-1电喷雾电压11.25kv漂移管电压8kv离子门电压6.8kv漂移气高纯氮气漂移气流速400mlmin-1迁移管温度120℃离子门脉冲周期0.2ms并调整流速进样溶液流速为120～170μl﹒min-1，将得到的离子迁移谱进行对比，如附图5所示，从图中可以看出，流速120～170μl﹒min-1范围内，8种酚酸类化合物的信噪比逐渐增加，当流速超过170μl﹒min-1时，信噪比呈下降的趋势。实施例7使用如实施例1的操作过程，其中：高效液相色谱仪的色谱条件如下：规格为2.1mm×100mm，3.0μm的c18柱，流动相由流动相a及流动相b组成，其中流动相a为0.1％甲酸的水溶液，流动相b为甲醇，采用如下条件进行梯度洗脱：0～0.05min，5％～35％流动相b；0.05～15min，35％～55％流动相b；15～25min，55％～100％流动相b；体积流量为0.15ml﹒min-1；进样量为5μl；柱温为35℃；可优选进行柱后补充，柱后补充液流速为0.1ml﹒min-1；离子迁移谱条件如下：电喷雾流速5μlmin-1电喷雾电压9.5～14.5kv漂移管电压8kv离子门电压6.8kv漂移气高纯氮气漂移气流速400mlmin-1迁移管温度120℃离子门脉冲周期0.2ms将得到的离子迁移谱进行对比，如附图6所示，从图中可以看出，当喷雾电压为13.5kv时，信噪比达到最大。实施例8使用如实施例1的操作过程，其中：高效液相色谱仪的色谱条件如下：规格为2.1mm×100mm，3.0μm的c18柱，流动相由流动相a及流动相b组成，其中流动相a为0.1％甲酸的水溶液，流动相b为甲醇，采用如下条件进行梯度洗脱：0～0.05min，5％～35％流动相b；0.05～15min，35％～55％流动相b；15～25min，55％～100％流动相b；体积流量为0.15ml﹒min-1；进样量为5μl；柱温为35℃；可优选进行柱后补充，柱后补充液流速为0.1ml﹒min-1；离子迁移谱条件如下：将得到的离子迁移谱进行对比，如附图7所示，从图中可以看出，信噪比随温度的升高而增大，当温度为160℃时，信噪比达到最大值。实施例9使用如实施例1的操作过程，其中：高效液相色谱仪的色谱条件如下：规格为2.1mm×100mm，3.0μm的c18柱，流动相由流动相a及流动相b组成，其中流动相a为0.1％甲酸的水溶液，流动相b为甲醇，采用如下条件进行梯度洗脱：0～0.05min，5％～35％流动相b；0.05～15min，35％～55％流动相b；15～25min，55％～100％流动相b；体积流量为0.15ml﹒min-1；进样量为5μl；柱温为35℃；可优选进行柱后补充，柱后补充液流速为0.1ml﹒min-1；离子迁移谱条件如下：将标准溶液的hplc谱图与ims谱图绘制为二维图，如附图8所示，其中在hplc谱图中可以看出8种酚酸类化合物没有完全分开，但其后的ims谱图中8种化合物的漂移时间范围在11.8～15.4ms，得到完全的分离，以峰面积为纵坐标(y)，摩尔浓度为横坐标(x)，进行线性回归，得8种酚酸的回归方程，结果如下表所示：实施例10使用如实施例1的操作过程，其中：高效液相色谱仪的色谱条件如下：规格为2.1mm×100mm，3.0μm的c18柱，流动相由流动相a及流动相b组成，其中流动相a为0.1％甲酸的水溶液，流动相b为甲醇，采用如下条件进行梯度洗脱：0～0.05min，5％～35％流动相b；0.05～15min，35％～55％流动相b；15～25min，55％～100％流动相b；体积流量为0.15ml﹒min-1；进样量为5μl；柱温为35℃；可优选进行柱后补充，柱后补充液流速为0.1ml﹒min-1；离子迁移谱条件如下：电喷雾流速5μlmin-1电喷雾电压13.5kv漂移管电压8kv离子门电压6.8kv漂移气高纯氮气漂移气流速400mlmin-1迁移管温度160℃离子门脉冲周期0.2ms将得到的供试品溶液的hplc谱图与ims谱图绘制为二维图，如附图9所示，同样可以观察到中在hplc谱图中可以看出8种酚酸类化合物没有完全分开，但其后的ims谱图中8种化合物得到完全的分离，用离子迁移谱变换法测定的8种酚酸类化合物的检出限(rsd＝3)分别为4.35、1.06、1.59、0.91、4.73、2.00、4.1ppm，将标准混合溶液平行测定6次，进样体积5μl，再平行制备6份供试品溶液，在同样的条件下依次测定，进样体积5μl，计算分离后各化合物峰面积的rsd值，结果如下表所示，测定的8种酚酸化合物的相对标准偏差均在5％以下，表明本发明精密度和重复性良好，可满足分析要求。当前第1页12