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【科捷仪器】液相色谱仪:串联质谱法鉴别十字花科植物中硫代葡萄糖苷

时间:2013-09-24      阅读:1957

    摘要:建立超液相色谱仪——串联质谱法鉴别十字花科植物中硫代葡萄糖苷的分析方法。采用70%甲醇水溶液提取白芥种子中的硫代葡萄糖苷,通过反相C12柱分离,电喷雾一离子阱一飞行时间质谱测定。利用硫代葡萄糖苷二级质谱裂解产生的m/z l95,241,259,275,291特征离子和伴随产生的80,162,163,196,242 Da中性分子丢失规律,共鉴别出5种硫代葡萄糖苷。
    硫代葡萄糖苷(简称硫苷)是广泛存在于十字花科植物中的含硫次级代谢产物,主要分布于植物的根、茎和叶中。当植物细胞受到破坏(如挤压、虫咬等)后,硫苷与植物内生的黑芥子酶接触,降解产生异硫氰酸酯、恶唑烷酮和硫氰酸酯等化合物¨J,其中异硫氰酸酯具有良好的生物活性,而且对人畜无害。因此硫苷及其降解产物的研究引起了科学工作者的浓厚兴趣。根据侧链R基团的不同,目前已发现约l20种硫苷,其中有多种具有抗癌、抗肿瘤、杀菌和杀虫活性的异硫氰酸酯,如吴华等比较几种异硫氰酸酯的杀线虫活性,发现烯丙基和丙烯酰基异硫氰酸酯具有良好的杀线虫活性。大量研究表明甲硫基己基异硫氰酸酯等具有良好的抗肿瘤活性,是非常具有潜力的抗癌药物。
    硫苷的检测方法主要是传统的化学方法和现代的仪器分析手段。化学方法耗时、误差大、操作繁琐,只能测定硫苷总量。液相色谱法具有很高的分离效率,但对于硫苷单体鉴别需要对照品,无法满足
快速鉴别硫苷的需要。笔者采用超液相色谱一离子阱-飞行时间质谱联用技术,既能分离硫苷,又能准确、快速鉴别硫苷。对于硫苷及降解产物的研究具有重要意义,同时又能够提高工作效率。1实验部分
1.1主要仪器与试剂
    超液相色谱仪-离子阱-飞行时间质谱仪: LCMS—IT-TOF型,日本岛津公司;
    数显恒温水浴锅:HH-6型,
    真空干燥箱:VD23型,德国81NDER公司;    电子天平:AUY220型,日本岛津公司;
    超声波清洗器:KS-120E1型
    旋转蒸发仪:R-216型,瑞士BUCHl公司;
    台式高速离心机:H-1650型,
    研磨机:All基本型,德国IKA公司;    白芥种子:产地为湖北武汉;
    正己烷、氯仿、乙酸铵、甲酸:分析纯
    甲醇:色谱纯,美国Fisher公司;
    实验用水为美国Pall公司Purelab Ultra超纯水系统制备的超纯水,电阻率为18.2 MQ•cm。
1.2硫代葡萄糖苷提取
    白芥种子在105℃干燥3h,以灭活黑芥子酶保护硫苷。干燥种子经粉碎后,过420μm筛。称取粗粉约50g于锥形瓶中,依次用正己烷50mL,氯仿50mL各3次除脂。残渣经真空干燥,用300mL沸腾的70%甲醇水溶液浸泡,超声提取30min,连续2次,合并提取液,静置至室温。提取液经离心分离,将清液真空下浓缩至原体积的20%。取lmL浓缩液经石墨化碳脱色,滤液供超液相色谱-串联质谱分析。
1.3流动相配制
    用电子天平准确称量乙酸铵0.385g,置于1L量瓶中,加入lmL甲酸,用水溶解定容后,经0.22μm微膜过滤,超声波脱气后使用。
l.4液质联用分析条件    (1)UPLC条件
    ODS Cl8柱(100mmx 2.1mm,3.5μm,日本岛津公司);柱温:30℃;流动相A:5mmol/L乙酸铵~1‰甲酸溶液;流动相B:甲醇;流动相流速:0.2 mL/min;进样体积:20μL;梯度洗脱:0~3 min,98%A;3~25min,98%~20%A;25—30min,20%~20%A;30—35min,20%-98%A。
    (2)MS条件
    ESl负离子模式;电压:-3.5kV;雾化气: N2,流量为1.5 L/min;干燥气压力:100kPa;碰撞气:Ar;检测器电压:1.7 kV;Heat Block温度:200℃;CDL温度:200℃;一级质谱扫描范围:m/z300~700;母离子扫描范围:m/z 315~650;二级质谱扫描范围:m/z 50~700;离子累积时间:l0ms; CID碰撞能量:100%;碰撞气能量:l00%。
2结果与讨论
2.1分析条件选择
    硫苷在水溶液中是亲水性阴离子化合物,在反
相色谱柱中,保留时间短。优化实验发现,在ODS— c18柱上采用流动相A(5mmol/L的乙酸铵+0.1%甲酸)和流动相B(甲醇)能够很好分离,并且有很好的质谱响应。质谱Heat Block和CDL温度采用200℃,温度过高会造成硫苷裂解,过低则影响离子化和脱溶剂化效果。为获得比较丰富的二级离子碎片信息,CID碰撞能量和碰撞气能量均采用100%。2.2分析结果
    按照l.4分析条件检测白芥种子提取液,获取硫苷提取离子流色谱图及其一、二级质谱图(见图1~图ll)。根据裂解机理,并参考文献[9一l2],共鉴定出5种硫苷,结果见表1。


2.3质谱碎片离子裂解机理
    二级质谱特征离子,对于鉴别硫苷具有重要意义。在MS2中,母离子先后失去S0。(80 Da)和 C6H10O5(162Da)后产生242Da中性分子丢失,氢重排后出现相对应的R-C(SH)一N—O-离子。另一裂解途径是硫苷上的氢发生重排后,失去 C6H1105(163Da)和C6H1205S(196Da)中性碎片。与此同时,二级质谱中还能观察到m/z l95,241,259,275,291的特征离子,这些离子是由于硫与相邻碳原子发生断裂,并伴有氢重排形成的。
    硫代葡萄糖苷负离子模式下主要特征二级碎片离子裂解机理见图12
3结语
    利用液相色谱仪一串联质谱技术快速、、准确的分离与鉴定十字花科植物中硫代葡萄糖苷,对硫代葡萄糖苷二级质谱80,162,163,196,242 Da中性分子丢失和m/z l95,241,259,275,291特征离子裂解机理进行了阐述和总结,能够准确推测硫代葡萄糖苷化学结构,对于十字花科植物的开发与利用具有重要意义。

 

 

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