我校藥學(xué)院/現(xiàn)代中藥產(chǎn)業(yè)學(xué)院、西南特色中藥資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室彭成、熊亮團(tuán)隊(duì)在中藥道地性組分快速二維核磁定量的方法開發(fā)中取得新進(jìn)展。該工作以“An Optimized Two-Dimensional Quantitative Nuclear Magnetic Resonance Strategy for the Rapid Quantitation of Diester-Type C19-Diterpenoid Alkaloids from Aconitum carmichaelii ”為題發(fā)表在美國化學(xué)會(huì)期刊《Analytical Chemistry》（自然指數(shù)期刊，中科院一區(qū)，TOP期刊）。我校藥學(xué)院/現(xiàn)代中藥產(chǎn)業(yè)學(xué)院碩士研究生林巧和青年教師蒙春旺為共同第一作者，彭成研究員和熊亮研究員為共同通訊作者，我校為唯一單位。
中藥道地性的觀念自古深入人心，記載可追溯至《神農(nóng)本草經(jīng)》“采造時(shí)月生熟，土地所出，真?zhèn)侮愋?，并各有法”，《本草?jīng)集注》“諸藥所生，皆有境界”。在臨床應(yīng)用中，道地藥材的質(zhì)量好、功效佳。道地性物質(zhì)基礎(chǔ)不僅能夠表征遺傳、環(huán)境、人文等因素對(duì)藥材帶來的內(nèi)在影響，也是決定臨床療效的關(guān)鍵。目前針對(duì)道地性物質(zhì)基礎(chǔ)的研究通常為不同產(chǎn)地的成分差異比較，但道地性物質(zhì)基礎(chǔ)往往是一類化學(xué)組分，且與功效密切相關(guān)。課題組前期對(duì)著名川產(chǎn)道地藥材——附子開展了系列研究，發(fā)現(xiàn)C19-雙酯型二萜生物堿類是附子“毒-效”作用的關(guān)鍵組分，但目前難以對(duì)該類道地性組分進(jìn)行整體定量，缺乏對(duì)中藥組分定量的有效方法。
二維核磁共振定量（2D qNMR）在復(fù)雜混合物的定量分析中顯示出了巨大的應(yīng)用潛力，尤其是1H-13C HSQC譜圖的信號(hào)分辨率較高，且能直接反映核磁共振信號(hào)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，使其在復(fù)雜混合物的定量分析方面極具優(yōu)勢(shì)，適用于中藥道地性組分的定量。然而，核磁定量要求弛豫恢復(fù)時(shí)間（D1）至少為縱向弛豫時(shí)間（T1）的5倍，所以2D HSQC qNMR的采樣時(shí)間通常長達(dá)數(shù)小時(shí)、甚至數(shù)十小時(shí)，常規(guī)方法難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)高定量精度和高數(shù)據(jù)采集效率，亟需開發(fā)一種高效率、高精度的二維核磁定量方法。
該研究提出了一種實(shí)現(xiàn)快速二維核磁定量的優(yōu)化策略（命名為RONUS），可在半小時(shí)左右完成附子中C19-雙酯型二萜生物堿組分的準(zhǔn)確定量。首先，對(duì)待測(cè)組分2D HSQC qNMR的關(guān)鍵參數(shù)（關(guān)鍵定量信號(hào)、實(shí)驗(yàn)脈沖程序、關(guān)鍵定量信號(hào)的偶合常數(shù)和內(nèi)標(biāo)物等）進(jìn)行了確定。隨后，對(duì)2D HSQC qNMR的采樣程序進(jìn)行了優(yōu)化，并建立了RONUS方法：一是采用弛豫優(yōu)化（Relaxation Optimization）方式對(duì)內(nèi)標(biāo)物定量信號(hào)和待測(cè)組分定量信號(hào)的T1進(jìn)行了優(yōu)化，可縮短約80%的采樣時(shí)間；再運(yùn)用非均勻采樣（Nonuniform Sampling）方式可再次縮短約75%的采樣時(shí)間；使采樣時(shí)間從9 h 20 min縮短至38 min，極大地提高了2D HSQC qNMR的采樣效率。此外，進(jìn)行了方法學(xué)驗(yàn)證、儀器穩(wěn)定性考察和含量測(cè)定研究。本研究優(yōu)化的2D HSQC qNMR方法具有效率高、準(zhǔn)確度高、重現(xiàn)性好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，可為天然產(chǎn)物、代謝產(chǎn)物等復(fù)雜混合物的2D qNMR實(shí)驗(yàn)提供參考，尤其是可以應(yīng)用于道地藥材中道地性組分的評(píng)價(jià)，為闡明道地藥材“質(zhì)優(yōu)效佳”的科學(xué)本質(zhì)提供更多的現(xiàn)代依據(jù)。
該研究獲得國家優(yōu)秀青年基金（82022072）、青年基金（82104546）、國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目（81891012）、國家中醫(yī)藥管理局中醫(yī)藥創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)及人才支持計(jì)劃項(xiàng)目（ZYYCXTD-D-202209）和成都中醫(yī)藥大學(xué)“杏林學(xué)者”計(jì)劃（MPRC2021010）的支持。
全文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c05109
（供稿：藥學(xué)院/現(xiàn)代中藥產(chǎn)業(yè)學(xué)院、西南特色中藥資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室彭成、熊亮課題組）