俄罗斯蒲公英(Taraxacum kok-saghyz Rodin)是菊科蒲公英属多年生草本植物,又名橡胶草、青胶蒲公英,其起源于哈萨克斯坦与中国之间的天山边界附近的特克斯河盆地。由于橡胶草(TKS)根部橡胶含量可达 2.89% ~ 27.89%,且与橡胶树的天然橡胶结构和性能相似,分子量甚至略高于天然橡胶的特性而受到广泛研究。橡胶草根中不仅富含天然橡胶,还含有丰富的五环三萜和甾醇次生代谢产物等其他活性成分。五环三萜类化合物具有广泛的药理活性,包括抗炎、保肝作用、抗肿瘤、抗病毒、和抗高血脂作用等,其抗肿瘤活性一直是国内外研究的热点。植物甾醇一般具有预防心血管系统疾病、促进新陈代谢等作用。目前关于蒲公英属中五环三萜类的研究报道较少,且尚无对橡胶草根中的五环三萜类和甾醇类化合物研究的报道。
图1 (a)橡胶草;(b)蒲公英。
本研究采用了超高效液相色谱-串联质谱法,对橡胶草中主要的五环三萜类化合物(β-香树脂醇、α-香树脂醇、蒲公英甾醇、羽扇豆醇)和甾醇(豆甾醇、β-谷甾醇、菜油甾醇)进行了测定。我们还比较了橡胶草和蒲公英中这几种五环三萜类和甾醇类在含量上的差异。为了提高目标化合物的提取率,我们采用了响应面法优化了液料比、微波功率和超声波功率这几个主要影响因素。同时对色谱柱及离子源进行了选择优化,最后采用了Waters ACQUITY UPLC BEH C18柱以及APCI源进行目标化合物的分离鉴定。发现在最佳条件下(液固比45ml/g,微波功率420w,超声波功率560w),目标化合物的回收率为72.63%~95.94%。日内/日间精密度低于5.5%。目标化合物的检测和定量限分别为0.5-5.0 ng/g和1.0-10.0 ng/g。所开发的方法成功地提取并分析了橡胶草中主要的五环三萜类及甾醇类化合物。同时发现橡胶草中的五环三萜类及甾醇类含量(9.44 mg/g)显著高于蒲公英(3.35 mg/g)。
图2 优化条件下50 ng/mL混合标准溶液的UHPLC-MS/MS的色谱图。
图3 不同产地橡胶草和蒲公英五环三萜和甾醇含量:1:黑龙江橡胶草一年生根,2:黑龙江橡胶草二年生根,3:内蒙古橡胶草一年生根,4:内蒙古橡胶草二年生根,5:北京橡胶草一年生根,6:黑龙江橡胶草叶片,7:内蒙古橡胶草叶,8:山西的蒲公英一年生根,9:山西的蒲公英一年生叶,10:内蒙古的蒲公英一年生根。
我组已毕业硕士研究生孔佳琦及研三在读学生陈江艳为该论文共同一作,北京化工大学生命学院董益阳教授及中国检验检疫科学研究院马强研究员为共同通讯作者。特别感谢 “十三五”国家重点研发计划NQI专项项目(2016YFF0203703)的资助,感谢北京玲珑蒲公英科技发展有限公司及中国检验检疫科学研究院提供的帮助,感谢黑龙江省农业科学院自然资源与生态研究所的沈光博士和中国科学院遗传与发育生物学研究所的徐霞博士对本项目的支持。