中藥化學成分精準鑒定和全面定量分析是揭示中藥藥效物質(zhì)基礎和進行有效質(zhì)量控制的前提。串聯(lián)多級質(zhì)譜（MS/MS）是中藥化學成分結(jié)構(gòu)鑒定和定量分析最主要的分析平臺。然而，現(xiàn)有的分析策略僅能采集目標化合物的部分質(zhì)譜行為，并且大量的信息在數(shù)據(jù)處理過程中被過濾掉，導致化學結(jié)構(gòu)難以準確鑒定。為了全面采集目標化合物的多級質(zhì)譜行為，準確鑒定中藥中復雜化學成分，北京中醫(yī)藥大學中藥現(xiàn)代研究中心李軍、宋月林團隊在前期創(chuàng)建在線能量質(zhì)譜法（online ER-MS）的基礎上，以三七提取物中結(jié)構(gòu)多樣、同分異構(gòu)體眾多、含量跨度大的皂苷類化合物為研究對象，依次整合全濃度一級質(zhì)譜（full concentration ramp-MS1 spectrum）、全碰撞能二級質(zhì)譜（full collision energy ramp-MS2 spectrum）和全激發(fā)能三級質(zhì)譜（full exciting energy ramp-MS3 spectrum）構(gòu)建了多級三維質(zhì)譜策略（Triple 3D MS/MS spectrum），從結(jié)構(gòu)準確鑒定和質(zhì)譜定量方法開發(fā)兩方面提升了中藥化學成分組表征。為了實現(xiàn)結(jié)構(gòu)準確鑒定，該研究創(chuàng)建了“自上而下”的策略：1）采集梯度濃度下皂苷的MS1圖譜，構(gòu)建全濃度一級質(zhì)譜，發(fā)現(xiàn)多電荷多聚體前體離子可用于確定糖鏈數(shù)目；2）采集前體離子在系列碰撞能量下裂解產(chǎn)生全部一級碎片離子的軌跡，建立全碰撞能二級質(zhì)譜，發(fā)現(xiàn)最佳碰撞能（OCE）和最佳相對響應強度（RIImax）等參數(shù)能夠提供取代基位點等結(jié)構(gòu)信息，實現(xiàn)碎片結(jié)構(gòu)的準確連接；3）采集糖苷鍵裂解得到的一級碎片離子在系列激發(fā)能量下進一步發(fā)生碎裂產(chǎn)生二級碎片離子的裂解軌跡，形成全激發(fā)能三級質(zhì)譜，發(fā)現(xiàn)該圖譜與水解產(chǎn)物的全激發(fā)能二級質(zhì)譜完全一致，進而實現(xiàn)碎片離子結(jié)構(gòu)準確鑒定。同時，利用全碰撞能二級質(zhì)譜構(gòu)建了糖苷鍵裂解OCE與前體離子和一級碎片離子質(zhì)荷比之間的線性關系，實現(xiàn)皂苷類成分全面定量分析方法的快速建立。利用多級三維質(zhì)譜策略實現(xiàn)了三七不同部位皂苷類化學成分的深入比較，準確鑒定了差異皂苷成分。以上研究將為三七的精準用藥提供科學支撐，并為中藥化學成分組全面定性分量分析提供示范。
相關研究成果以“Triple three-dimensional MS/MS spectrum facilitates quantitative ginsenosides-targeted sub-metabolome characterization in notoginseng”為題在線發(fā)表于中科院一區(qū)Top期刊Acta Pharmaceutica Sinica B（https://doi.org/10.1016/j.apsb.2024.04.029）。
北京中醫(yī)藥大學中藥學院博士研究生張珂為論文第一作者，李軍、宋月林研究員和澳門大學萬建波教授為共同通訊作者。該項研究工作得到了國家自然科學基金（81973444）和國家中醫(yī)藥管理局高水平中醫(yī)藥重點學科建設項目—中藥化學學科的資助。該研究團隊針對樣品制備、色譜分離、質(zhì)譜檢測等關鍵環(huán)節(jié)開發(fā)了系列分析策略，以實現(xiàn)復雜基質(zhì)中化學成分的準確定性、全面定量分析，已在TrAC Trend Anal Chem、Med Res Rev、Acta Pharm Sin B、Anal Chem、Anal Chim Acta、Food Chem等國際權威學術期刊發(fā)表研究論文90余篇。