基于UPLC/Q-TOF MS代谢组学技术分析影响远志商品药材质量的关键因素

许晓双， 张艳花， 王丹丹，张福生， 秦雪梅， 彭　冰， 曾祖平

(1山西大学中医药现代研究中心，太原　030006; 2山西大学化学化工学院； 3北京市中医研究所, 首都医科大学附属北京中医医院； *通讯作者，E-mail：ample1007@sxmu.edu.cn)



基于UPLC/Q-TOF MS代谢组学技术分析影响远志商品药材质量的关键因素

许晓双1,2， 张艳花1,2， 王丹丹1,2，张福生1*， 秦雪梅1， 彭冰3， 曾祖平3

(1山西大学中医药现代研究中心，太原030006;2山西大学化学化工学院；3北京市中医研究所, 首都医科大学附属北京中医医院；*通讯作者，E-mail：ample1007@sxmu.edu.cn)

目的针对性地分析了产地、生长方式、药用部位等因素对山西产远志商品药材质量的影响，并找出关键影响因素。 方法首先将样品进行超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱分析，并采用主成分分析及聚类分析等多元统计学方法，分别比较了产地、生长方式、药用部位等因素对山西产远志商品药材质量的影响。结果①产地因素是影响现有远志商品药材质量的关键因素，指标性成分3,6’-二芥子酰基蔗糖与远志口山酮Ⅲ的含量高低可以间接反映出远志药材整体质量。②山西石楼、静乐、盂县的野生远志质量较优，而襄汾、闻喜的栽培远志质量较好。③远志筒中化合物的相对含量高于根，根与筒间的主要差异物质为Sibiricoses A6，3,6’-二芥子酰基蔗糖，Tenuifoliose C，远志口山酮Ⅲ，远志根与筒的选择依据应充分考虑临床所治疗疾病的特性，而不能一概而论。 结论产地因素是影响现有远志商品药材质量的关键因素，本研究为今后指导远志规范化种植以及产地粗加工和临床精确用药提供了科学依据。

远志；代谢组学；UPLC/Q-TOF MS；商品药材；质量

远志是我国常用的大宗药材之一，主产于山西、陕西、河北等地[1]，为多年生草本植物远志(PolygalatenuifoliaWilld.)或卵叶远志(P.SibiricaL.)的干燥根[2]。目前，山西产栽培远志(P.tenuifolia)为市售远志商品药材的主要来源。由于中药材药效的强弱与药材质量的优劣密切相关，而药材质量的优劣与药材中所含主要化学成分含量的高低紧密相关。远志具有安神益智、祛痰消肿等功效[3]，其主要化学成分为皂苷类、口山酮类、糖酯类等物质，而产地(生长环境)、生长方式(野生、栽培)、生长年限、药用部位(根-未抽心、筒-抽心)等因素又会对上述化学成分的含量产生或大或小的影响，但关键影响因素至今仍尚未阐明，这已严重制约了现有远志商品药材的生产与流通。

由于现有远志药材质量优劣评价体系仍存在着明显不足[4,5]，而植物代谢组学技术(LC、GC、NMR等)可对植物提取物进行无差别代谢成分的高通量全分析，擅长寻找不用样品间的差异代谢物。超高液相色谱-飞行时间质谱(UPLC/Q-TOF MS)技术是将液相的高分离效能与质谱的强大结构鉴定功能结合起来，是一项使中草药中复杂化学成分得到快速分析的重要技术，且该技术在远志化学成分的分析中已得到了成功应用[6-9]。因此，基于UPLC/Q-TOF MS的代谢组学技术具有备样时间短、分析时间短、适用范围广且既可定性又可半定量等优点，弥补了现有药材质量优劣化学评价体系中的诸多不足[10]。本课题组前期[11]已成功采用UPLC/Q-TOF MS代谢组学技术对不同生长年限远志药材中的次级代谢物进行了比较，客观、全面地揭示生长年限对远志药材质量的影响，也为现有中药材质量优劣评价方法提供一种新的思路。鉴于目前远志商品药材的生长年限较为统一且药材主要来源于山西，因此，本研究采用UPLC/Q-TOF MS代谢组学技术，针对性地分析产地、生长方式、用药部位等因素对山西产远志商品药材质量的影响，并找出关键影响因素，以期为今后指导远志的规范化种植以及产地粗加工和临床精确用药提供科学依据。

1　材料与方法

1.1仪器与材料

ACQUITY UPLC I-Class/ Xevo G2 Q TOF(美国Waters公司)，色谱柱：Acquity UPLC BEH C18(2.1 mm × 50 mm，1.7 μm，美国Waters公司)，BSA124S电子天平(德国sartorius公司)，KQ5200E超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)，甲醇(色谱纯，Tedia.美国)，乙腈(色谱纯，Tedia.美国)，甲醇(分析纯≥99.5%，北京化工厂)，纯净水(杭州娃哈哈公司集团有限公司)。远志药材收集于山西临汾的襄汾、石楼，运城的闻喜、夏县，忻州的定襄、河曲、静乐，阳泉的盂县8个产地(见表1)，经山西大学秦雪梅教授鉴定为远志科植物远志(P.tenuifoliaWilld.)的干燥根。上述远志样品分别经人工去心后，得到远志筒，每个产地有根、筒2份样品(见表1)。凭证标本保存在山西大学中医药现代研究中心。

1.2样品制备

将表1中的远志样品分别采用四分法，平行三次取样，研磨，过药典三号筛，取粉末约1 g，精密称定。置于具塞试管中，加入50 ml甲醇，混匀，称重，超声提取30 min，补足减失重量，静置，过滤。取续滤液，过0.22 μm微孔滤膜备用，每份样品溶液平行进样2次。

表1山西省不同产地不同生长方式远志根与筒样品表

Table 1The roots and cortices ofP.tenuifoliain different growth pattern of samples from different regions of Shanxi

编号来源(生长方式) 根(G)筒(T)1山西省临汾市襄汾县南贾村(栽培)G1T12山西省临汾市石楼县小蒜村(野生)G2T23山西省运城市闻喜县辛村(栽培)G3T34山西省运城市夏县中条山药材市场(栽培)G4T45山西省忻州市定襄县上灵山村(野生)G5T56山西省忻州市河曲县巡镇(野生)G6T67山西省忻州市静乐县朝阳山(野生)G7T78山西省阳泉市盂县郑沟村(野生)G8T8

1.3色谱条件

流动相为乙腈(A)和0.1%甲酸水(B)，洗脱梯度为：0-1 min，5%A；1-3 min，5%-12%A；3-6 min，12%-20%A；6-10 min，20%-30%A；10-10.5 min，30%-35%A；10.5-13.5 min，35%-45%A；13.5-15 min，45%-50%A；15-18 min，50%-95%A；18-19 min，95%A；19-20 min，95%-100%A。运行时间为20 min，流速为0.4 ml/min，柱温为40 ℃，进样量2 μl。

1.4质谱条件

远志样品在负离子模式下的离子化效果优于正离子模式，故本文采用电喷雾负离子模式检测。雾化气体为高纯度氮气(N2)，碰撞气体为超高纯氦气(He)。检测的质量数范围为50-2 000 D，锥孔电压40 V，毛细管电压2.5 kV，源温度100 ℃，脱溶剂气温度500 ℃，脱溶剂气体流速为800 L/h,锥孔气流量50 L/h，碰撞能量(CE)50-80 V，碰撞气体：氩气(Ar)。LockMass：亮氨酸脑啡肽，m/z为554.261 5。

1.5数据分析

采用UPLC/Q-TOF MS代谢组学技术，分析产地、生长方式、药用部位等因素对山西产远志商品药材质量的影响，其备样方法、色谱条件与质谱条件[11,12]见1.3与1.4。然后结合UPLC/Q-TOF MS的总离子流色谱图及文献[7-9]，依据化合物的质荷比、保留时间及特征碎片离子，对化合物进行推断指认。UPLC/Q-TOF MS原始数据矩阵图是由Waters公司自带的软件TransOmicsTM生成，对其进行面积归一化后，采用SIMCA-P 13.0(Umetrics，Umea，Sweden)软件进行主成分分析(PCA)，再用偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)进行外部模型验证，然后再用正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)及S-plot分析找出差异代谢产物。采用SPSS 16(IBM SPSS, USA)软件对原始数据矩阵进行聚类分析，并对不同组内样品差异代谢物相对含量进行独立t检验(Independent-Samples T Test)，最后运用GraphPad Prism 5.0(USA)软件对远志中化合物的相对含量进行作图。

2　结果

2.1UPLC/Q-TOF MS图谱分析

基于UPLC/Q-TOF MS数据，本文共推断指认出29个化合物(见表2)，其中包括：6个寡糖酯类(No.1-6)，4个口山酮类(No.7-10)，10个低聚糖类(No.11-20)及9个皂苷类(No.21-29)。

表2基于UPLC/Q-TOF-MS (负离子模式)推断指认的化合物

Table 2Compounds identification ofP.tenuifoliabased on the UPLC/Q-TOF MS(negative ion mode)

编号化合物名称 分子式保留时间(min)分子量测量值理论值主要离子碎片(m/z)参考文献1SibiricosesA5C22H30O142.2975517.1554517.1563160.0155,175.0389,193.050672SibiricosesA6C23H30O152.5591547.1660547.1668175.0022,190.0258,205.0492,341.1063,367.102183TenuifolisideBC30H36O174.5026667.1874667.1880137.0233,190.0259,205.0491,239.0550,461.1230743,6’-Disinapoylsu-croseC34H42O195.59361507.44871507.4568367.1017,529.1556,547.1666,753.2246,205.045975TenuifolisideAC31H38O176.3578681.2033681.2036137.0223,179.0337,239.0546,263.0561,281.0659,443.118476TenuifolisideCC34H44O197.4113767.2400767.2404190.0257,205.0492,223.0589,237.0763,265.0708,367.0992,529.155987LancerinC19H18O103.2560405.0807405.0822257.0449,285.042378SibiricaxanthoneAC24H26O143.6405537.1243537.1250243.0288,267.0287,285.0385,297.0389,387.0622,405.082279PolygalaxanthoneⅢC25H28O154.1643567.1352567.1355315.0491,357.0477,272.0311,345.05917101,6-Dihydroxy-3,7-dimethoxyxanthoneC15H12O611.3884287.0547287.0553272.0294711TenuifolioseLC67H84O387.51831495.44841495.4568145.0283,795.2336,1039.3152,1081.3248,1143.3423,1161.3529,1203.3630,1307.3900712TenuifolioseKC57H70O327.59541265.37621265.3777851.2695,973.2956,997.3049,1077.3441,1119.3379813TenuifolioseFC68H86O397.71231525.45671525.4668795.2344,1039.3168,1143.3463,1203.3606,1379.4071814TenuifolioseCC58H72O337.84631295.38681295.3883851.2665,973.3097,997.3091,1119.3455715TenuifolioseⅠC59H72O338.13421307.38661307.3926145.0282,163.0387,997.3039,1101.3309,1119.3409,1143.3359,1161.3508,1247.3812,1265.3744716TenuifolioseGC66H84O386.67161483.44881483.4568175.0385,753.2220,997.3002,1119.3412,1161.3560717TenuifolioseBC60H74O348.38881337.39661337.39891101.3317,1119.3401,1161.3534,1295.3958718TenuifolioseHC61H74O349.05331349.39651349.3989145.0281,1203.3624719TenuifolioseNC63H78O369.52571409.41551409.4200337.0911,703.2092,825.2554,1051.3103,1069.3279,1191.3634720TenuifolioseAC62H76O359.33361379.40651379.40941203.3619,1161.3524,1039.3153,1143.3455,1119.3451721PolygalasaponinxxⅧC53H84O249.06591103.52801103.5280425.3049,455.3155722OnjisaponinTFC59H94O289.34871249.58401249.5894425.3048,455.3156723OnjisaponinTEC70H110O369.39481525.66041525.66991381.6287724OnjisaponinSC81H122O4011.60581733.72081733.7440425.3067 7-925SeneginⅣC80H120O3911.95691703.71351703.7329699.2354,1480.6761,1673.7063 7,826OnjisaponionTC84H128O4112.19191791.72351791.74891761.7156727SeneginⅢC75H112O3512.29791571.67981571.69061348.6349,1541.1254928PolygalasaponinXXXⅡC79H118O3812.51541673.70411673.72281449.6639729OnjisaponinWC81H120O4012.92191731.72311731.72831587.67327

3,6’-Disinapoyl sucrose：3,6’-二芥子酰基蔗糖；Polygalaxanthone Ⅲ：远志口山酮Ⅲ

为了进一步明确这29个化合物在远志样品中的含量变化，将UPLC/Q-TOF MS数据的所有保留时间对应的色谱峰面积进行归一化后，将上述化合物的相对含量的百分比做柱状图分析(见图1)。结果表明，这29个化合物在远志根与筒中的相对含量各不相同，其中以Tenuifoliside A的相对含量为最高。由图1可知，Lancern，1,6-dihydroxy-3,7-dimethoxyxanthone,Tenuifoliose L,Tenuifoliose K,Tenuifoliose F,Tenuifoliose G,Tenuifoliose N,Tenuifoliose A,Onjisaponin TF,Onjisaponin TE,Onjisaponin S,Onjisaponin T,Onjisaponin W,Polygalasaponin ⅩⅩⅩⅡ14个化合物的相对含量较小(<0.25%)，因此推测这14个化合物的含量即使发生变化，对远志根与筒的总化学成分含量影响也较小。因此，在本文后续的多元统计学分析以及差异代谢物的寻找过程中，这14个化合物将不予继续指认与分析。

1.sibiricoses A5； 2.sibiricoses A6； 3.Tenuifoliside B； 4.3,6’-Disinapoly sucrose； 5.Tenuifoliside A； 6.Tenuifoliside C； 7.Lancerin； 8.Sibiricaxanthone； 9.Polygalaxanthone Ⅲ； 10.1,6-Dihydroxy-3，7-dimethoxyxanthone； 11.Tenuifoliose L； 12.Tenuifoliose K； 13.Tenuifoliose F； 14.Tenuifoliose C； 15.Tenuifoliose I； 16.Tenuifoliose G； 17.Tenuifoliose B； 18.Tenuif-oliose H； 19.Tenuifoliose N； 20.Tenuifoliose A； 21.Polygalasaponin ⅹⅹ Ⅷ； 22.Onjisaponin TF； 23.Onjisaponion TE； 24.Onjisaponin S； 25.Senegin Ⅳ； 26.Onjisaponion T； 27.Senegin Ⅲ； 28.Polygalasaponin ⅩⅩⅩⅡ； 29.Onjisaponin W图1　远志根与筒中29个化合物的相对含量Figure 1　The relative contents of 29 compounds in the roots and cortices of P.tenuifolia

2.2远志商品药材质量的影响因素分析

产地、生长方式、用药部位等是目前影响远志商品药材质量的主要因素。首先，将表1中远志样品分别按上述因素进行分类：①产地因素：1，3，4号样品产于山西南部(晋南)，6号样品产于山西北部(晋北)，2，5，7，8号样品产于山西中部(晋中)；②生长方式因素：1，3，4号样品为栽培品，2，5，6，7，8号样品为野生品；③药用部位因素：1-8号样品均分别包含根与筒。

为了进一步明确产地、生长方式、用药部位等因素对远志商品药材质量影响的大小，故将表1中8个不同产地远志样品的UPLC/Q-TOF MS原始数据经面积归一化后，分别进行PCA分析(见图2A)和聚类分析(见图2B)。

图2A结果表明：①同一个产地的远志根与筒无明显区分；②1，3，4号样品(晋南，栽培)无明显区分，与7号样品(晋中，野生)同在t[1]轴的左边；③6号样品(晋北，野生)与2，5，7，8号样品(晋中，野生)同在t[1]轴的右边，且与5、8号样品无明显区分。上述结果表明，PCA分析只能明确产地及生长方式因素对远志商品药材质量的影响强于药用部位。

图2B(采用欧氏距离测量及Ward法连结作图的聚类分析图)结果表明：①同一个产地的远志根与筒均明显聚为一类；②阈值为20时，1，3，4号样品与其他样品分别聚为两大类；③阈值为17时，1，3，4为一类，6单独为一类，2，5，7，8则为另一类。该聚类分析结果与之前PCA分析结果基本一致。

综上所述，PCA与聚类分析均只能明确产地及生长方式因素对远志商品药材质量的影响强于药用部位，而无法判断产地与生长方式对远志商品药材质量影响的大小。因此，本文将继续针对产地、生长方式、药用部位三因素分别进行单因素分析，以期从中找出影响远志商品药材质量的关键因素。

A.PCA散点图　　　　　　　　　　　　　　　　　B.聚类分析图2　远志样品的PCA散点图和聚类图(G1-G8，T1-T8见表1)Figure 2　The scattered plots of PCA (A) and clustering plot (B) of all the roots and cortices of P.tenuifolia (G1-G8，T1-T8 seen in Table 1)

2.2.1产地因素对远志商品药材质量的影响首先，分别对栽培(1，3，4号样品，图3A-C)与野生(2，5，7，8号样品，图3D-H)远志样品进行PCA分析，并通过逐渐减少产地，进而验证产地因素对远志商品药材质量的影响大于药用部位(见图3)。结果表明：①随着产地的减少，栽培远志样品的根与筒沿t[1]轴分开的趋势越来越明显(图3A-C)；②野生远志样品按不同产地可明显区分(见图3D)，且去掉6号样品后，剩余远志样品间区分的趋势未变(见图3E)；③无论继续去掉7号样品或2号样品，对剩余远志样品的PCA分类趋势均无明显影响(见图3F-G)；④当产地减少为两个时，同一产地的远志根与筒才可明显区分(见图3H)。该结果与之前PCA与聚类分析(见图2)结果一致，验证了产地因素对远志商品药材质量的影响明显大于药用部位。

之后，为了进一步明确不同产地对远志商品药材质量影响的大小，故将远志中的15个主要化合物(图1中相对含量>0.25%)进行相对含量堆积后，做柱状图分析(见图4)。结果表明：①远志筒中主要化合物的相对含量高于远志根(见图4A)，2，7，8号远志样品(野生)和1，3号远志样品(栽培)中主要化合物的相对含量分别高于同类其他样品，提示上述远志样品质量较优；②1-8号远志样品中的3,6’-二芥子酰基蔗糖(图4B)、远志口山酮Ⅲ(图4C)、寡糖酯类(图4D)、口山酮类(图4E)化合物的相对含量变化趋势与图4A基本一致，提示以3,6’-二芥子酰基蔗糖、远志口山酮Ⅲ作为远志含量测定的指标性成分，有一定的科学依据；③低聚糖类(图4F)与皂苷类(图4G)化合物的相对含量变化趋势与图4A不完全相同，推测皂苷类化合物相对含量较低的原因可能与远志样品制备方法有关。

2.2.2生长方式因素对远志商品药材质量的影响生长方式是影响远志商品药材质量的另一个重要的因素。由于在样品收集时，未能收集到同一产地的野生与栽培远志样品，因此本文只评价栽培远志与野生远志的整体化学成分差异。图4A的结果已表明，栽培远志中主要化合物相对含量的变化范围要小于野生远志。

为了进一步了解生长方式因素对远志商品药材质量影响的大小，故采用突出组间差异的有监督的PLS-DA来分析栽培与野生远志样品间的化学差异。PLS-DA的分析是以外部模型成立为基础，本文外部模型验证的参数分别为(R2X=0.381，R2Y=0.980，Q2=0.978)，且左端任何一次随机排列产生的R2、Q2均小于右端，表明该模型有效可靠。随后，依据S-plot得分散点图并结合VIP>1来寻找栽培与野生间差异代谢物，共找到12个差异代谢物(见表3)，分别为：寡糖酯类5个：Sibiricoses A5，Sibiricoses A6，Tenuifoliside B，Tenuifoliside A，Tenuifoliside C；口山酮类(1个)：Sibiricaxanthone A；低聚糖类3个：Tenuifoliose C，Tenuifoliose Ⅰ，Tenuifoliose B；皂苷类3个：Polygalasaponin XXⅧ,Senegin Ⅲ,Senegin Ⅳ。

与栽培远志相比，野生远志中的Sibiricoses A5(P<0.001)、Sibiricoses A6(P<0.001)、Sibiricaxanthone A (P<0.001)、Tenuifoliside B(P<0.001)、Tenuifoliside A(P<0.001)、Senegin Ⅳ(P<0.01)相

图3　栽培(A,B,C)与野生(D,E,F,G,H) 远志样品依次减少的PCA散点图(G1-G8，T1-T8见表1)Figure 3　The PCA scattered plots of decreasing numbers of cultivated(A,B,C) and wild(D,E,F,G,H) samples of P.tenuifolia (G1-G8，T1-T8 found in Table 1)

对含量较高，而Tenuifoliside C(P<0.001)、Tenuifoliose C(P<0.001)、Tenuifoliose I(P<0.05)、Tenuifoliose B(P<0.001)、Polygalasaponin xxⅧ(P<0.05)、Senegin Ⅲ(P<0.01)相对含量较低。该结果表明，野生远志中的口山酮类与寡糖酯类物质含量较高，而栽培远志中的皂苷类与低聚糖类物质的含量则较高。

2.2.3药用部位不同对远志商品药材质量的影响药用部位(根与筒)的选择是影响现有远志商品药材质量的主要因素之一,而之前的结果已表明，远志筒中主要化合物的相对含量高于远志根(见图4A)。为了进一步明确远志筒与根中的主要化学差异，本文采用2.2项下相同的方法寻找差异代谢物。远志根与筒的PLS-DA分析的模型验证的参数分别为R2X=0.481，R2Y=0.948，Q2=0.916，且左端任何一次随机排列产生的R2、Q2均小于右端，表明该模型有效可靠。依据S-plot的得分散点图并结合VIP>1来寻找远志根与筒间的差异代谢物，共找到12个差异代谢物(见表4)，分别为：寡糖酯类5个：Sibiricoses A5，Sibiricoses A6，3,6’-二芥子酰基蔗糖，Tenuifoliside B，Tenuifoliside A;口山酮类1个：Sibiricaxanthone A;低聚糖类4个：Tenuifoliose C;Tenuifoliose I，Tenuifoliose B，Tenuifoliose H;皂苷类2个：Polygalasaponin XXⅧ，Senegin Ⅲ。

图4　不同产地远志根与筒中总化合物(A)，3’6-二芥子酰基蔗糖(B)，远志口山酮Ⅲ(C)，寡糖酯类化合物(D)，口山酮类化合物(E)，低聚糖类化合物(F)，皂苷类化合物(G)的相对含量变化折线图(产地1-8见表1)Figure 4　The relative contents of all comprounds(A),3,6’-Disinapoyl sucrose(B), Polygalaxanthone Ⅲ(C),Oligosaccharide esters(D),Xanthones(E),Oligosaccharides(F),and Saponins(G) in roots and cortices of P.tenuifolia from different 8 regions(regions 1-8 see Table 1)

表3栽培与野生远志指认的差异代谢物

Table 3Differential metabolites in different growth pattern of P. tenuifolia

编号名称 保留时间(min)分子量VIP差异倍数(野生/栽培)1SibiricosesA52.2975517.15545.571.42↑***2SibiricosesA62.5591547.16604.661.45↑***8SibiricaxanthoneA3.6405537.12435.851.80↑***3TenuifolisideB4.5026667.18747.193.92↑***5TenuifolisideA6.3578681.20334.471.27↑***6TenuifolisideC7.4113767.24004.390.71↓***14TenuifolioseC7.84631295.38684.120.32↓***15TenuifolioseI8.13421307.38661.150.79↓*17TenuifolioseB8.38881337.39665.440.36↓***21PolygalasaponinⅹⅹⅧ9.06591103.52801.540.78↓*25SeneginⅣ11.95691703.71351.511.31↑**27SeneginⅢ12.29791571.67982.080.79↓**

与栽培的相比,↑,↓表示野生远志中相对含量的升高或降低,***P<0.001,**P<0.01,*P<0.05；No.1-27见表1

表4结果表明，①除Tenuifoliose H、Senegin Ⅲ外，其余10个差异代谢物在远志筒中的相对含量均高于远志根，②只有Sibiricoses A6，3,6’-二芥子酰基蔗糖与Tenuifoliose C的相对含量在远志根与筒中具有显著差异。

3　讨论

3.1实验结果分析

本文采用UPLC/Q-TOF MS代谢组学技术针对性地分析了产地、生长方式、药用部位等因素对山西产远志商品药材质量的影响，发现产地、生长方式因素对远志商品药材质量的影响均大于药用部位。此外，因客观原因，本文未能收集到同一产地下的栽培与野生远志样品，因此在单因素分析过程中，暂无

表4远志根与筒指认的差异代谢物

Table 4Differential metabolites in different samples of P. tenuifolia.

编号名称 保留时间(min)分子量VIP差异倍数(筒/根)1SibiricosesA52.2975517.15541.031.02↑ 2SibiricosesA62.5591547.16607.531.17↑**8SibiricaxanthoneA3.6405537.12432.371.06↑3TenuifolisideB4.5026667.18743.721.16↑43,6’-二芥子酰基蔗糖5.59361507.44876.091.31↑***5TenuifolisideA6.3578681.20333.171.05↑14TenuifolioseC7.84631295.38683.681.34↑*15TenuifolioseI8.13421307.38663.121.20↑17TenuifolioseB8.38881337.39663.901.23↑18TenuifolioseH9.05331349.39651.650.93↓21PolygalasaponinⅹⅹⅧ9.06591103.52801.071.05↑27SeneginⅢ12.29791571.67982.930.91↓

与根相比,↑,↓表示筒中相对含量的升高或降低,***P<0.001,**P<0.01,*P<0.05； No.1-27见表1

法明确产地与生长方式中的哪个因素对远志商品药材质量的影响更大。鉴于目前市售远志商品药材绝大部分为栽培远志，且野生远志药材的蕴藏量少且产地不统一等诸多原因，因此本文最终推测产地因素是影响现有远志商品药材质量的关键因素。

3.2影响远志商品药材质量的关键因素分析

远志商品药材的质量优劣将直接影响到远志的临床疗效，而产地因素又对远志商品药材质量有较大影响，因此建议在选购山西产远志商品药材时，可以优先考虑药材的产地，如选择晋南的栽培远志或晋中的野生远志，最后再考虑选择远志根或筒。由于远志植物喜阳，目前，晋南地区是远志商品药材的主要种植基地，且质量也相对稳定；而晋中地区由于其地理位置的东西跨度较大，导致该地区的野生远志分布较分散，进而引起野生远志质量差异较大，但该区域野生远志中的口山酮类与寡糖酯类物质含量相对较高，因此，建议可适当对晋中野生远志品种进行远志药材的良种选育，且今后远志的种植区域可适度从晋南向晋中小范围迁移。此外，由于晋北地区不适宜远志生长，且质量较差，因此不建议在晋北地区种植远志。

2015版《药典》中，3,6’-二芥子酰基蔗糖、远志口山酮Ⅲ、细叶远志皂苷是评价远志药材质量优劣的指标性成分[2]。本文研究结果也发现(图4)，3,6’-二芥子酰基蔗糖、远志口山酮Ⅲ等单一成分的相对含量，分别与寡糖酯类、口山酮等单类化合物的相对含量以及远志中主要化合物相对总含量的变化趋势趋于一致，验证了指标性成分3,6’-二芥子酰基蔗糖、远志口山酮Ⅲ含量高低可以间接反映出远志药材质量的优劣。此外，本课题组前期在研究不同生长年限对远志药材质量的影响时，发现远志口山酮Ⅲ等口山酮类和Tenuifoliose H等部分低聚糖类化合物的相对含量会随着年限的延长而降低[11]；但就商品药材来而言，1年生远志根太细且产量太低，无法进入市场流通。因此，综上所述，本文认为远志口山酮Ⅲ可以作为评价远志商品药材质量评价的指标性成分。另由于远志样品制备方法的不同，在本文的UPLC/Q-TOF MS图谱分析中，未指认出细叶远志皂苷。

3.3关于远志商品药材临床用药选择依据的讨论

本课题组曾对远志筒与根进行了HPLC指纹图谱及化学差异性分析，由于受材料样品所限，未能对同一产地的远志根与筒样品进行分析，所得“远志筒与根所含的有效成分含量存在一定的差异，但远志根中有效成分的含量要高于远志筒”结果有一定的片面性[13]。本文经对同一产地远志根与筒的差异性进行分析后证明：①远志筒中主要化合物的相对含量高于远志根，与文献[14]所报道的结果一致，该结果也是对本课题组前期研究结果[13]的更正、补充与完善；②引起远志根与筒间化学差异的主要差异代谢物为：Sibiricoses A6，3,6’-二芥子酰基蔗糖，Tenuifoliose C，而远志口山酮Ⅲ虽未被指认成差异代谢物，但在筒中的相对含量高于根(见图1)，与“根与筒间的主要差异物质为3,6’-二芥子酰基蔗糖与远志口山酮Ⅲ”结果[13]基本一致。

药材发挥药效的物质基础是化学成分，Sibiricoses A6、3,6’-二芥子酰基蔗糖在远志中均属于寡糖酯类成分，而Tenuifoliose C则属于低聚糖类成分。目前，已有研究证明上述成分是远志安神及抗抑郁的活性成分。刘屏等[15]发现3,6’-二芥子酰基蔗糖对药物诱发抑郁模型有显著的抗抑郁活性；聂淑琴等[16]曾报道寡糖酯类化合物Tenuifoliside A在体内肠道细菌的作用下，在脑内能转化成具有镇静活性的3，4，5-三甲氧基桂皮酸(TMCA)而产生持续的镇静作用。因此，建议今后在选用远志药材治疗抑郁病、失眠等疾病时，可针对性地选择上述成分含量较高的远志筒；如要发挥远志药材的祛痰、消肿等功效时，远志根与筒则可以混用。由此可见，远志药用部位(根与筒)的选择，应充分考虑临床所治疗疾病的特性，而不能一概而论。该结果为远志产地粗加工及临床精确用药提供了一定的科学依据。当然上述结果还有待于后续对远志根与筒进行药效学与毒理学(如《雷公炮炙论》：远志，若不去心，服之令人闷)的进一步验证。

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UPLC/Q-TOF MS-based metabolomics in analyzing the key factors affecting the quality of commercialPolygalatenuifolia

XU Xiaoshuang1,2, ZHANG Yanhua1,2, WANG Dandan1,2, ZHANG Fusheng1*, QIN Xuemei1, PENG Bing3, ZENG Zuping3

(1ModernResearchCenterforTraditionalChineseMedicine,ShanxiUniversity,Taiyuan030006,China;2CollegeofChemistryandChemicalEngineering,ShanxiUniversity;3BeijingInstituteofTraditionalChineseMedicine,BeijingHospitalofTraditionalChineseMedicineAffiliatedtoCapitalMedicalUniversity；*Correspondingauthor，E-mail：ample1007@sxmu.edu.cn)

ObjectiveTo explore the effect of regions, growth patterns, and medical parts on the quality of commercialPolygalatenuifoliaand analyze the key influential factors.MethodsThe samples of commercialP.tenuifoliawere analyzed by the ultra-performance liquid chromatography(UPLC)-quadrupole time-of-flight mass spectrometry(Q-TOF MS), and the obtained data were analyzed using principal component analysis, cluster analysis, and other statistical analysis methods.ResultsThe results showed that the key factor affecting the quality of commercialP.tenuifoliawas the region, and the contents of 3,6’-disinapoyl sucrose and polygalaxanthone Ⅲ reflected indirectly the whole quality ofP.tenuifolia. The quality of wildP.tenuifoliain Shilou, Jingle, and Yu county and cultivatedP.tenuifoliain Xiangfen, Wenxi in Shanxi province was better than that from other regions. The relative content of main compounds in roots was higher than in cortices ofP.tenuifolia, and the main chemical difference between the roots and cortices were Sibiricoses A6, 3,6’-disinapoyl sucrose, tenuifoliose C and polygalaxanthone Ⅲ. Moreover, the choice between the roots and the cortices was in accordance with the characteristics of the clinical diseases.ConclusionThe key factor affecting the quality of commercialP.tenuifoliais the region and this study provides some scientific evidences for the directions of standardized cultivation, habitat processing, and accurate clinical medication ofP.tenuifoliain the future.

Polygalatenuifolia;metabolomics;UPLC/Q-TOF MS;commercial medicinal herbs;quality

国家科技支撑计划资助项目(2011BAI07B05)；山西省科学技术发展计划资助项目(20140313010-1)；山西省创新团队基金资助项目(2013131015)

许晓双，女，1988-10生，在读硕士，E-mail：xxs1005@126.com

2015-12-29

R284

A

1007-6611(2016)03-0255-09

10.13753/j.issn.1007-6611.2016.03.014