麦冬,百合科植物麦冬Ophiopogon japonicus(L.f.)Ker-Gawl.的干燥块根,为临床常用中药,味甘、微苦,具有养阴生津、润肺清心功效,常常以单方或复方的形式广泛应用于临床。麦冬根据产地不同麦冬又被分为川麦冬和浙麦冬(杭麦冬),浙麦冬主产于浙江慈溪、台州等地,川麦冬主产于绵阳三台县,是著名的川产道地药材,川麦冬须根作为麦冬药用资源的副产物以往通常作为非药用部位而被丢弃,而2019年四川省地方标准正式将其列为新资源食品。为充分利用开发川麦冬资源,拟对川麦冬块根与须根中几类主要的化学成分进行分析研究,通过主成分分析(principal component analysis,PCA)、正交偏最小二乘法判别分析(orthogonal partial least squares discrimimation analysis,OPLS-DA)对川麦冬块根与须根中这些化合物进行差异性分析,此外,还对两个部位对外源性有害物质的富集能力进行初探分析,为川麦冬须根在国内的合理开发与应用提供理论支持。
本文主要研究内容如下:
1.川麦冬块根与须根可溶性糖和多糖成分研究:采用GC-MS(gaschromatography-mass spectrometry,GC-MS)对超声提取所得的川麦冬样品可溶性糖进行定性和定量分析并在川麦冬块根与须根样品中发现14种稳定的可溶性糖。研究测得川麦冬块根和须根样品中的可溶性糖组成和总量平均值基本一致,说明须根和块根应具有类似的存储养分功能,但各组分含量存在一定差异。为了获得更多川麦冬样品中糖类成分的信息,进一步分析了其粗多糖总含量和多糖的单糖组成情况。通过苯酚-硫酸法测定多糖含量,再分别通过 HPLC-CAD(high performance liquid chromatography-charged aerosol detection,HPLC-CAD)法和 PMP(1-phenyl-3-methyl-5-pyrazolone,PMP)柱前衍生化-HPLC-PDA(high performance liquid chromatography-photo diode array,HPLC-PDA)法分析川麦冬样品多糖的单糖组成,发现川麦冬中块根部位的中多糖含量范围为72.6198 mg/g~460.8151 mg/g,平均值为269.3570 mg/g,须根部位中多糖含量范围为59.1035 mg/g~292.1283 mg/g,平均值为181.0460 mg/g,虽然块根的多糖含量较高,但须根中的含量与其差异不大,且川麦冬块根样品和须根样品多糖的单糖组成基本相同,其中果糖、葡萄糖和甘露糖是川麦冬多糖的主要单糖组成成分。
2.基于液相色谱-质谱联用仪对川麦冬化合物研究:除糖类成分外,川麦冬中还含有多种化学成分,本研究基于 UHPLC-Q-TOF-MS(ultra-high performance liquid chromatography-quadrupole time-of-flight mass spectrometry,UHPLC-Q-TOF-MS)技术非靶向分析了川麦冬化学成分,并进一步通过UHPLC-QqQ-MS(ultra-high performance liquid chromatography triple quadrupole mass spectrometry,UHPLC-QqQ-MS)法测定了川麦冬样品中八种化合物的含量。UHPLC-Q-TOF-MS正负两种模式下共鉴定出115种化合物,其中包括33种黄酮类化合物和56种皂苷类化合物,且块根与须根中化合物种类基本相同;进一步定量分析后发现须根中八种皂苷和黄酮类化合物的含量普遍比块根高,尤其是麦冬皂苷D。
3.川麦冬块根与须根外源性有害物质富集能力差异性研究:影响中药安全性有很多因素,其中主要就有外源性有害物质,而川麦冬目前还存在生长调节剂残留的问题。本研究通过液相色谱-质谱联用法分析了川麦冬样品中30种植物生长调节剂残留情况,发现所有川麦冬样品中均检出脱落酸和多效唑,且川麦冬须根中生长调节剂残留总量普遍高于块根,进一步通过 ICP-MS(inductively coupled plasma-mass spectrometry,ICP-MS)分析川麦冬样品中5种重金属及有害元素后发现,须根对土壤中的重金属及有害元素表现出更强的蓄积能力。
在本研究中运用了先进的定性和定量分析技术,对川麦冬块根与须根中的主要成分进行了深入探究。同时,还初步评估了这两个部位积累外源性有害物质的能力,揭示了川麦冬块根与须根在化学成分分布与安全性方面的差异性。这些发现不仅丰富了我们对川麦冬药理活性物质基础的认识,也为该植物须根部分在食品和药品研发中的科学利用提供了坚实的理论基础和实践指导。进一步地,本研究为中药材资源的全面利用和产业升级贡献了新的科学依据,推动了中药资源的高效与可持续利用,有望在传统医药和现代医药产业中发挥重要作用。 摘要译文