基于UPLC-QTOF-MS/MS技术的蕨类特征成分翼腭素快速鉴定策略构建与应用

本研究针对蕨类特征成分翼腭素（Pterosins）传统鉴定方法效率低下的问题，开发了结合超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UPLC-QTOF-MS/MS）的高通量分析策略。通过解析特征裂解规律和诊断离子，实现了复杂植物基质中翼腭素的高效结构鉴定与靶向筛选，成功从Pteris grevilleana中鉴定出46种翼腭素（含12种新化合物），为蕨类代谢物分析与质量评价提供了创新技术支撑。

　　

在广袤的植物王国中，蕨类植物以其独特的进化地位和丰富的次生代谢产物备受关注。这类古老植物产生的特征成分——翼腭素（Pterosins），是一类具有1H-茚-1-酮核心结构的倍半萜衍生物，不仅展现出抗肿瘤、抗炎、降血糖等多样药理活性，还可能通过食物链传递产生毒性风险。然而，尽管全球已发现约12,000种蕨类植物，目前仅从十余种蕨类中鉴定出164种翼腭素，这种极低的发现效率与传统分离鉴定方法的局限性密切相关：繁琐的分离步骤、低丰度化合物的检测困难、以及结构相似异构体的区分难题，严重制约了该类成分的深入研究与应用开发。

针对这一科学瓶颈，江西中医药大学的研究团队在《Journal of Chromatography A》发表创新成果，将大孔树脂（D101）预富集、超高效液相色谱（UPLC）分离与四极杆飞行时间串联质谱（QTOF-MS/MS）分析技术深度融合，构建了翼腭素的高效鉴定平台。关键技术包括：采用D101树脂对Pteris grevilleana提取物进行极性分段富集；优化UPLC色谱条件实现基线分离；通过QTOF-MS/MS获取高精度质谱数据，系统解析24种标准品的裂解规律；基于诊断离子（m/z 156、141、143、128、115）建立结构鉴定决策树，其中m/z 128离子被确证为翼腭素母核的特征标识。

裂解特征解析
研究发现14C型翼腭素在正离子模式下产生更丰富的特征碎片，其裂解途径主要涉及：A环的α-断裂形成m/z 128母核标志物；C-2位取代基决定特异性中性丢失（如葡萄糖基丢失162 Da）；羟基取代位置影响次级碎片丰度比。这种"指纹式"裂解模式为区分C-13/14/15型骨架及糖基化/羟基化异构体提供了可靠依据。

方法学应用
将该策略应用于经D101树脂处理的Pteris grevilleana提取物，成功鉴定46种翼腭素（34种已知、12种新发现），包括8种糖苷型衍生物。通过对比诊断离子丰度比与保留时间相关性，解决了C-4/C-5羟基取代异构体等传统难题，较既往方法提升检测通量3倍以上。

这项研究突破了蕨类活性成分分析的三大技术壁垒：首次系统建立了翼腭素的质谱裂解规则数据库；创新性提出基于α-断裂的诊断离子决策树；实现了复杂基质中微量成分的精准"分子画像"。其科学价值不仅体现在为植物化学研究提供新工具，更在食品安全（毒素监测）、药物开发（先导化合物发现）和中药质量控制（标志物筛选）等领域展现出广阔应用前景。研究团队特别指出，该策略可扩展应用于石松科等其它蕨类植物的代谢组学研究，为揭示"蕨类次级代谢产物多样性"这一进化生物学谜题提供关键技术支撑。