基于增强质谱数据采集与分析策略的天然产物中寡糖快速表征研究——以桑椹为例

【字体: 时间:2025年06月17日 来源:Journal of Food Composition and Analysis 4.0

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  本研究针对天然产物中寡糖(OSs)快速表征难题,创新性提出结合数据非依赖采集(DIA)、质量缺陷过滤(MDF)及前体离子列表依赖采集(PIL-DDA)的质谱策略,结合三种衍生化标记技术,成功从桑椹中鉴定79种OSs(含15种血浆吸收成分),为天然产物功能成分的体内外分析提供通用方法学范式。

  

在天然产物研究领域,寡糖(Oligosaccharides, OSs)因其结构多样性和广泛的生物活性(如抗炎、免疫调节等)备受关注。然而,这些分子缺乏发色团、电离效率低,且生物样本中干扰复杂,导致其快速表征成为长期技术瓶颈。以桑椹(Mori Fructus, MF)为例,虽已知其富含具有降血糖、抗氧化活性的OSs,但缺乏系统性的成分鉴定与吸收代谢研究。传统方法依赖单一衍生化试剂,难以覆盖不同类型OSs,而质谱数据分析中又面临海量信息筛选难题。

为解决这一挑战,暨南大学的研究团队开发了一套创新的质谱分析策略,通过整合多种衍生化标记与智能数据采集技术,首次实现桑椹中OSs的高通量鉴定及体内吸收轨迹追踪。该成果发表于《Journal of Food Composition and Analysis》,为天然产物功能成分研究提供了方法论突破。

关键技术包括:1)采用三种衍生化试剂(PMP、ABEE、ProA)分别标记中性、含氮及酸性OSs,提升电离效率;2)结合DIA全扫描与MDF算法自动过滤非目标离子,生成前体离子列表(PIL);3)基于PIL的DDA触发二级质谱采集,确保碎片信息完整性;4)通过标准品建立特征碎片离子(CFIs)和中性丢失(NLs)数据库,实现OSs分类鉴定。实验样本涵盖14批次中国不同产地的桑椹及其大鼠灌胃后的肠内容物与血浆。

研究结果
Fragmentation patterns of reference standards by different labeling techniques
通过分析29种还原性OSs标准品的MS2
谱,发现PMP标记最适合中性OSs(产生Y/Z型碎片),ProA对含氨基OSs灵敏度最高,而ABEE可有效捕获酸性OSs的[M-H]-
离子。非还原性OSs则通过交叉环裂解产生特异性片段。

Discussion
研究发现桑椹中Rha1GalA1Rha(P9)是主要吸收入血成分,其暴露量与肠道菌群代谢相关。通过建立四类OSs(中性还原型、含氮还原型、酸性还原型、中性非还原型)的鉴定标准,显著降低生物样本中的假阳性率。

Conclusion
该策略成功鉴定桑椹中79种OSs(含68种肠道原型成分和15种血浆成分),首次揭示其体内吸收特征。研究不仅为桑椹作为功能食品开发提供科学依据,更创立了适用于复杂基质中OSs分析的通用技术框架,推动天然产物活性成分研究向精准化发展。

重要意义
突破传统方法对OSs结构类型的覆盖局限,通过多标签协同与智能数据挖掘实现高通量表征;首次阐明桑椹OSs的体内命运,为功能食品功效评价提供新视角;建立的CFIs/NLs筛选标准可推广至其他NP研究,具有重要方法论价值。

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