甲基化辅助GC-MS技术突破传统色谱局限:黄精多糖中单糖的全面解析与物种特异性标记物发现

【字体: 时间:2025年07月28日 来源:Journal of Chromatography A 3.8

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  针对传统PMP-HPLC法无法检测酮糖和酸性糖的技术瓶颈,研究人员开发了甲基化辅助GC-MS新方法,首次在黄精多糖中检出果糖(14.35–18.55 μg/mg),并鉴定出α-半乳糖醛酸等物种特异性标记物,为中药多糖质量控制提供了突破性解决方案。

  

在传统中药研究领域,黄精多糖因其显著的免疫调节和降血糖活性被《中国药典》列为关键质量标志物(Q-marker)。然而,其复杂的单糖组成犹如"分子密码",尤其是酮糖(如果糖)和酸性糖(如半乳糖醛酸)的检测长期受限于传统分析技术。PMP-HPLC等常规方法因衍生化反应缺陷,导致这些关键成分成为"消失的拼图",严重阻碍了黄精药材的精准质控和物种鉴别。

安徽中医药大学(Anhui University of Chinese Medicine)的研究团队在Bin Wang教授和Jinmei Ou教授的带领下,突破性地开发了甲基化辅助GC-MS分析策略。这项发表于《Journal of Chromatography A》的研究,通过优化衍生化条件(35℃反应12小时)和采用BR-17色谱柱,在20分钟内实现了10种单糖的基线分离,首次绘制出黄精多糖的完整"单糖图谱"。

关键技术包括:1)建立甲基化衍生-GC-MS联用平台,使用电子轰击离子源(EI)检测;2)采集自河南洛阳、安徽池州和云南玉溪的黄精样本(AUCM-2024-017至019),经生药学专家Ou Jinmei鉴定为P. sibiricum、P. cyrtonema和P. kingianum;3)通过特征碎片离子比区分α/β-吡喃糖异构体。

【突破性发现】
• 酮糖检测瓶颈突破:首次在三种黄精多糖中定量果糖(Fru),含量为P. sibiricum(18.55 μg/mg)> P. cyrtonema(16.90 μg/mg)> P. kingianum(14.35 μg/mg),解决了PMP-HPLC无法检测酮糖的历史难题。
• 物种特异性标记物:发现P. kingianum独含α-半乳糖醛酸(α-Gal,19.95 μg/mg);P. sibiricum以葡萄糖(Glc,135.45 μg/mg)和核糖(Rib,26.90 μg/mg)为特征;P. cyrtonema则富含葡萄糖醛酸(GlcA,38.40 μg/mg)。
• 总量差异显著:总多糖含量PSP(299.50 μg/mg)> PKP > PCP,为药材等级划分提供量化依据。

【结论与展望】
该研究建立的甲基化-GC-MS方法如同"分子显微镜",首次揭示了黄精多糖中酮糖的存在及其物种分布规律。通过识别α-Gal等特异性标记物,为《中国药典》收载的三个黄精基原药材建立了可量化的鉴别标准。更重要的是,该方法学突破不仅适用于黄精,其衍生化策略(如CH3I甲基化)和BR-17色谱柱选择,为其他中药多糖的精细结构解析提供了普适性技术框架。未来结合NMR等技术的多维度验证,将推动中药多糖研究进入"全组分解析"的新时代。

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