沉香为瑞香科植物白木香(Aquilaria sinensis Lour.Gilg)含树脂的木材,具行气止痛、温中止呕、纳气平喘的功效。目前国产沉香资源主要分布在广东、广西和海南等沿海地区。由于长年掠夺式采伐、森林资源受破坏、产量低等原因,沉香的野生资源急剧减少。为满足市场日益增长的需求,人工种植、调控结香已成为解决沉香资源的主要措施。然而不同生产方式获得的沉香品质不均、优劣难辨。生长模式、结香方法均可能影响药材次生代谢成分的组成和含量,尤其是活性化合物的积累,进而造成其不同生产方式沉香药材治疗功效的差异。文献报道表明,该药材的活性物质主要包括挥发油类和2-(2-苯乙基)色酮类成分。在沉香药材的临床应用和生产过程中,如何结合其特定的药理功效,对其主要的次生代谢成分进行准确的鉴定,以确定其不同生产方式获得的沉香药材品质差异的化学成分,是确保沉香药材的质量优质及均一性的关键。本研究采用近红外光谱(FT-NIR)技术分析了不同生产方式沉香的整体化学成分差异,应用紫外分光光度(UV-Vis)和高效液相色谱(HPLC)技术对其主要特征成分总2-(2-苯乙基)色酮、沉香四醇含量进行测定,明确不同生产方式的沉香药材的品质差异,进一步,通过气相色谱-串联质谱(GC-MS)、超高效液相色谱-四级杆-静电场轨道阱高分辨质谱(UPLC-Q-Exactive Orbitrap/MS)代谢组学技术对沉香中非挥发性和挥发性成分进行鉴定,采用正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)方法筛选和鉴定其品质差异的特征化学标志物,同时还对不同结香方法所得沉香药材的抗炎镇痛功效进行考察,为其品质评价提供了基础。主要研究结果如下:(1)近红外光谱分析表明,不同生产方式沉香的整体代谢成分种类较为相似,采用主成分分析(PCA)可以实现有效鉴别,表明不同生产方式的药材在含量累积方面存在差异。主要特征成分总2-(2-苯乙基)色酮和沉香四醇的测定结果表明,总2-(2-苯乙基)色酮含量在3.58±0.11~22.56±0.22%之间,沉香四醇含量为2.21±0.03~13.71±0.06mg/g,明确了不同生产方式的沉香药材的品质差异,从化学成分含量的角度推测野生沉香品质优于栽培沉香。(2)基于GC-MS的代谢组学技术,分析不同生长模式和结香方法的沉香样品挥发油类成分代谢轮廓。采用NIST 14标准数据库、线性保留指数对挥发性成分进行定性鉴别,总共鉴定76个挥发性化学成分,主要包括倍半萜类、色酮类、芳香族类和三萜类等,基于OPLS-DA建立有效鉴别模型,根据变量重要性投影值(VIP)分别成功筛选了11个野生和栽培沉香的挥发性特征差异化学成分、6个不同人工结香方法所得的栽培沉香的挥发性特征差异化学成分。(3)基于UPLC-Q-Exactive Orbitrap/MS的代谢组学技术,分析不同生长模式和结香方法的沉香样品色酮类成分代谢轮廓。采用自建沉香色酮类数据库、部分对照品对非挥发性成分进行定性鉴定,总共鉴定出79个2-(2-苯乙基)色酮类化合物,包括2-(2-苯乙基)色酮类型(PECs)、5,6,7,8-四氢-2-(2-苯乙基)色酮类型(THPECs)、5,6-环氧-(2-苯乙基)色酮类型(EPECs)和5,6,7,8-二环氧-(2-苯乙基)色酮类型(DEPECs),基于OPLS-DA建立有效鉴别模型,根据VIP值分别成功筛选了20个野生和栽培沉香的非挥发性特征差异化学成分、14个不同人工结香方法所得的栽培沉香的非挥发性特征差异化学成分。(4)基于不同生产方式沉香代谢特征的分析,以二甲苯致小鼠耳廓肿胀试验、醋酸致小鼠扭体试验考察不同结香方法对沉香抗炎镇痛药效的影响,明确其效用差异。结果显示,自然结香方法所得野生沉香抗炎镇痛效果最好,其余人工结香方法所得栽培沉香中火钻结香方法所得沉香抗炎作用最好,打洞结香方法所得沉香镇痛作用最佳。 摘要译文