探秘牛舌草花：微观结构与化学成分背后的药用宝藏

为深入了解Anchusa italica Retz 花的微观结构和化学成分，研究人员开展相关研究。结果揭示其结构特征、多种化学成分等。该研究为其药用价值提供依据，推荐科研读者阅读，助力相关领域研究。

　　

在植物的奇妙世界里，有一种名为牛舌草（Anchusa italica Retz）的植物，它可不简单！牛舌草是紫草科的多年生草本植物，主要分布在伊朗、意大利、俄罗斯，在我国新疆地区也能找到它的身影。一直以来，人们都知道牛舌草浑身是宝，全草都能入药，含有黄酮类、多酚、生物碱、单宁、皂苷等多种成分，这些成分赋予了它抗炎、抗氧化、抗菌等神奇功效，甚至还在抗病毒、抗癌、保护心脏等方面发挥着作用。牛舌草的花更是在维吾尔医学中占据重要地位，常被用来治疗心血管疾病，还出现在多种药方里，像‘艾 weixin 口服液’‘健 xin Hemiergaoziban Anbire 片’‘复方 Gaoziban 片’‘养心 Dawayimicol 蜂蜜膏’等。

然而，尽管牛舌草花有这么多药用价值，科学家们对它的了解还远远不够。它的微观结构到底是什么样的？都含有哪些化学成分？这些问题就像一团迷雾，笼罩着牛舌草花的研究。为了拨开这层迷雾，深入了解牛舌草花，来自各个单位的研究人员展开了一场探索之旅。他们的研究成果发表在了《Scientific Reports》期刊上，论文题目是《Microstructural and chemical composition analysis of Anchusa italica Retz flowers based on multi-scale microscopic imaging and UPLC-Q-Orbitrap-MS》。通过研究，他们不仅揭示了牛舌草花的微观结构和化学成分，还为其潜在药用价值提供了科学依据，为后续研究打下了坚实基础。

为了揭开牛舌草花的神秘面纱，研究人员使用了多种技术方法。他们通过组织切片和花粉显微观察，从不同尺度观察牛舌草花的独特结构特征；利用扫描电子显微镜（SEM，一种能对样品表面进行高分辨率成像的技术），对样品表面的精细结构和断裂情况进行高分辨率成像，获取其表面形态和微观结构的详细信息；借助超高效液相色谱四极杆 - 轨道阱质谱（UPLC-Q-Orbitrap-MS）分析样品的化学成分；运用红外和近红外光谱技术，来阐明样品中官能团的振动特征 。

下面，让我们一起看看研究人员都有哪些有趣的发现吧！

植物宏观特征

牛舌草花看起来皱巴巴、碎碎的，不太起眼。研究人员为了好好观察它，用水把花瓣浸湿，再用解剖针小心翼翼地把花瓣展开。这才发现，原来每朵花大约有 2 - 3 厘米长，1 - 2.5 厘米宽。花的表面有径向的蓝紫色纵向脉络，内表面底部是棕色的。凑近一闻，还有一股香甜的香气呢！而且，花里还有好几根管状雄蕊。这就是牛舌草花给研究人员的第一印象。

组织结构特征

研究人员对牛舌草花的前、中、后部位进行了组织切片，然后在显微镜下仔细观察。这一看，发现了好多有趣的结构。在前端横切面，能看到维管束、导管、非腺毛和薄壁细胞；中间部分，导管、花粉粒、花丝等结构清晰可见，花丝还有表皮、中柱鞘和维管束三个明显的部分；末端横切面则能看到薄壁组织、花粉粒和染成红色的表皮。这些结构就像一个个小小的零件，共同构成了牛舌草花这个奇妙的 “小世界”。

花粉微观特征

在显微镜下观察牛舌草花的花粉，又是另一番景象。能看到紫黑色的花粉里有单细胞非腺毛，这可是花萼表皮细胞分化出来的保护结构。还有环形导管、螺旋导管，以及形状不规则的表皮细胞，它们的细胞壁有的薄，有的厚还带着珠子，排列得松松散散的。当然，椭圆形或圆形的花粉粒也很容易被观察到。这些微观结构虽然小，却各有各的作用，共同维持着牛舌草花的生长和繁殖。

扫描电镜微观结构观察

扫描电子显微镜就像一个超级放大镜，能让研究人员看到牛舌草花更细微的结构。在它的帮助下，研究人员发现牛舌草花有大片的纤维组织，上面覆盖着许多小碎片和细长的圆柱形结构。还能清楚地看到表皮细胞、气孔，以及附着在表皮细胞上球形或椭圆形的花粉粒。表皮细胞是多边形或六边形的，细胞壁厚厚的，表面又平又光滑。还有直径 10 - 20μm 的钝三角形花粉粒，表面有好多小孔，中心还密密麻麻排列着球形结构。此外，还观察到了长约 300μm、直径 10 - 20μm 的非腺毛，以及非腺毛表面排列紧密的小肌节。这些微观结构的发现，让我们对牛舌草花有了更深入的认识。

UPLC-Q-Orbitrap-MS 定性和相对定量结果

研究人员用 UPLC-Q-Orbitrap-MS 对牛舌草花的测试溶液进行分析，得到了正离子和负离子模式下的总离子色谱图。通过筛选相对含量超过 0.2% 的物质，他们发现了 45 种化学成分，这些成分被分成了 12 类，包括糖类和糖苷、类固醇、鞘脂类、苯丙素类、酚类等。其中，酚类物质含量最高，糖类和糖苷、黄酮类则种类最多。这表明牛舌草花可能有潜在的抗氧化和保护心血管的作用。进一步分析还发现，相对含量较高（>1%）的化合物有迷迭香酸（39.85114429%）、羟基麦角灵（9.108863531%）等。迷迭香酸可是个厉害角色，它是一种天然抗氧化剂，能预防细胞损伤，降低癌症、动脉粥样硬化等疾病的风险，在医药、食品、化妆品行业都有很大价值。

牛舌草花主要化学成分的鉴定过程和质谱裂解模式

• 生物碱：在牛舌草花中，研究人员鉴定出了 3 种生物碱，分别是羟基麦角灵、N1, N5, N10 - 三对香豆酰亚精胺和直立醌 b。就拿 N1, N5, N10 - 三对香豆酰亚精胺来说，它有一个加合离子 [M + H]⁺ ，准分子离子峰在 m/z 584.2752。通过分析，推测它的分子式是 C₃₄H₃₇N₃O₆ ，还有特征离子 [M - C₉H₆O₂]⁺ m/z 438.2381 和 [M - C₉H₆O₂ - H₂O - C₉H₆O]⁺ m/z 292.201。研究人员通过参考 LuMet - TCM 数据库，确定了这种化合物的身份。
• 黄酮类：牛舌草花中还含有 8 种黄酮类化合物，像山奈酚 - 3 - O - 葡萄糖鼠李糖苷、异美洲茶素 A 等。以山奈酚 - 3 - O - 葡萄糖鼠李糖苷为例，它的加合离子是 [M + H]⁺ ，准分子离子峰在 m/z 595.1653，推测分子式为 C₂₇H₃₀O₁₅ ，特征离子有 [M - C₆H₁₀O₄]⁺ m/z 449.1077 和 [M - C₆H₁₀O₄ - C₆H₁₀O₅]⁺m/z 287.0549。通过参考数据库，结合其他研究的实验结果，确定了它的结构。
• 酚类：数据显示，牛舌草花中迷迭香酸（Ros A）的相对含量达到了 11%，这说明牛舌草花的多酚含量很高，抗氧化能力可能很强。Ros A 有加合离子 [2M - H]^? ，准分子离子峰在 m/z 719.1619，推测分子式是 C₁₈H₁₆O₈ ，还有特征离子 [M - C₉H₈O₄]^? m/z 179.0341 等。同样，研究人员通过参考数据库确定了它的身份。

中红外分析结果

牛舌草花的中红外特征主要集中在两个吸收区域。在 1000 - 2000 cm^?1这个区域，1056 cm^?1的吸收峰可能和 C - O 振动有关，1434 cm^?1可能是 C - H 振动产生的，1519 cm^?1可能对应芳烃中 C = C 的伸缩振动，1619 cm^?1可能是 C = O 的伸缩振动。在 2750 - 3500 cm^?1区域，2923 cm^?1通常表示 C - H 伸缩振动，3440 cm^?1可能意味着分子中有 OH 官能团。不同批次牛舌草花的中红外光谱峰位置大致相同，说明光谱稳定性很好。

近红外光谱

牛舌草花的近红外光谱也有一些独特的吸收峰。1649.31 nm 的吸收峰可能来自芳烃的骨架振动或 C = C 双键的伸缩振动，2149.84 nm 可能和 C≡N（或 C≡C）等官能团的特征振动有关，2302.34 nm 可能是 N - H 键的弯曲振动或 C - H 键的面内摇摆振动，2428.14 nm 可能是 O - H 键的弯曲振动或其他弱键的振动。而且，不同批次的牛舌草花近红外光谱特征没有明显差异。

通过一系列的研究，研究人员对牛舌草花有了全面而深入的了解。他们从宏观到微观，再到超微观，对牛舌草花进行了跨尺度的显微镜成像和扫描电镜观察，清晰地看到了花的内部结构，发现了大量的导管、分泌组织和表皮细胞，还观察到花表面有疏水膜，这为未来仿生纳米材料的疏水性研究提供了思路。同时，优化了扫描电镜的研究方法，让更多微观结构得以清晰呈现。通过红外和近红外测量，补充了光谱信息。首次对牛舌草花进行 UPLC - Q - Orbitrap - MS 定性和相对定量分析，确定了其化学成分，还发现迷迭香酸含量较高。鉴于迷迭香酸的多种生物活性，后续研究将围绕它在细菌生物膜和提取工艺方面展开，这将有助于推动迷迭香酸的转化和利用。

这项研究意义重大，它不仅填补了牛舌草花微观结构和化学成分研究的空白，为其潜在药用价值提供了科学依据，还为植物学、植物生态学、植物生理学等领域的研究提供了重要参考。相信在未来，随着研究的不断深入，牛舌草花还会带给我们更多的惊喜，在医药、食品等领域发挥更大的作用。