代谢组学与中药质量评价

1、2016代谢组学与中药质量评价汇报人： 学号：专业：第一部分概念介绍第二部分研究背景第三部分研究方法第四部分研究结果第五部分总结思考目录第一部分概念介绍1. 概念介绍代谢组学( metabonomics/metabolomics) 是效 仿基因组学和蛋白质组学的研究思想，利用现代先 进的分析手段对生物体液( 血浆、尿液、组织提取 液等) 中的一些小分子物质进行系统的测量和分析 ，是系统生物学的组成部分。中药代谢组学分类中药化学物质组学中药代谢组学中药效应代谢组学应用代谢组学研究技术，揭示中药物质基础时，其研究对象是中药本身所含有的化学成分，研究目的是揭示中药因产地、储藏、炮制、制剂等因素所产生的化学物质基础的差异中药及其各种制剂在进入生物体 后，所含的化学成分易在生物体液环境、菌群及各种代谢酶的作用下发生广泛代谢，形成中药成分在生物体内的代谢产物组，代谢组学技术方法有利于揭示中药在生物体内形成的复杂代谢产物组利用代谢组学方法研究中药对模式生物和人体内源性小分子代谢产物的影响，从而表征中药的整体生物学效应代谢组学研究技术极性化合物和带电化合物，毛细管电泳也与可质谱连用4.毛细管电泳分析技

2、术( MALDI-TOF-MS) :除去质谱分析时经常遇到的基质干扰。 （MALDI 是一种软电离质谱技术，它可以直接用于混合物的分析，尤其是痕量和超微量分析）5.基质辅助激光解吸附离子 化飞行时间质谱对代谢物进行结构鉴定。6.核磁共振技术用于挥发油、生物碱、糖类、脂肪酸类、甾体化合物的分析研究。1.气 相 色 谱-质 谱 ( GC-MS ）与 GC-MS 相比，拓宽了可分析样品的范围，可实时分析一些热不稳定的不易挥发的样品以及一些生物大分子2.液相色谱-质谱( LC-MS)LC /MS-Q-TOF，LC / MS-IT-TOF连用等3.杂交质谱技术代谢组学与中药质量评价 的关系1234代谢组学与 中药质量评 价的关系代谢组学能够较为全面地研 究植物复杂代谢过程及其产 物，以组群指标分析为基础 ，运用高通量检测和数据处 理手段，从宏观整体的角度 研究中药材的代谢物变化， 从而为中药成分和药效的研 究提供了良好的技术平台 .通过检测体液的代谢物和 分析引起代谢谱变化的原 因，可以评价中药复方不 同配伍对机体的生物效应 ，从而阐释中药复方配伍 规律，指导临床合理用 药。利用代谢组学研究中药

3、活性成分的药效作用机制，可以在一定程度上阐明中药的药效物质和作用机制。寻找到由于药物作用而发生 改变的代谢物，并由此提示 相应的代谢通路及药物作用 机制代谢组学可以从整体上 揭示中药炮制前后本身及对 机体代谢物的影响，进而为 阐明中药炮制机制奠定基 础。第二部分研究背景参考文献影响因子：3.926基于代谢谱分析和化学统计学研究多植物起源中药的结构表征和鉴别：以威灵仙为例1. 研究背景为了证明中草药多起源问题的安全有效，本文将建立一个基于代谢物分析和化学统计学分析的完整平台进行特征描述，分类和预测多起源草药。威灵仙是一个典型的多起源中药，被广泛用来治疗关节炎，中国有108种铁线莲属植物 ，但只有很少的一部分能药用，根据中国药典，威灵仙来源于三种：1.威灵仙，2棉团铁线莲，3.东北铁线莲。目前主要成分有:三萜皂苷，黄酮类，生物碱和挥发油。三萜皂苷类是威灵仙的主要成分，在威灵仙的抗炎，抗氧化，抗癌和抗关节炎中起关键作用。但是由于缺乏标准和糖结构分析的复杂性，只有不到10种三萜皂苷被测定出来，并且对威灵仙化学成分和三种之间的化学成分差异很少见诸报道，因此对威灵仙样品植物来源进行鉴定和分类研究可

4、以帮助大家 形成清晰系统的认识。第三部分研究方法3. 研究方法1.Reference standards ：Clematichinenoside AR2, Clematichinenoside AR, Clematomandshurica saponin C, Huzhangoside B, and Clematichinenoside H， pulchinenoside B2.48 batches of CRR： 16 batches of C. mandshurica samples (D1 D16), 16 batches of C. chinensis samples (W1 W16),16 batches of C. hexapetala samples (M1 M16). 6 batches of commercial CRR samples were used as unknown samples.3. Chemicals： HPLC grade acetonitrile (ACN) and formic acid ，Deionized water1.对照品：威灵仙皂苷A

5、R2, 威灵仙皂苷 AR,Clematomandshurica saponin C, 虎掌草皂苷B,威灵仙皂苷H,:白头翁皂苷 B2.植物及样品：共48批威灵仙样品16 批东北铁线莲C. mandshurica samples (D1D16), 16 批威灵仙 C. chinensis samples (W1W16),16 批棉团铁线莲C. hexapetala samples (M1M16).6 批未知铁线莲样品试剂：ACN(色谱乙腈)，甲酸，去离子 水及其他试剂3. 研究方法供试品溶液的制备：对照品溶液的制备50%乙醇50ml, 90加热回流1h, 3次，合并过滤液, 50真空干燥浓缩威灵仙粉末1.0g（过60号筛网） 残渣10ml甲醇供试品溶液50g/ml.IS,白头翁皂苷B +5mg/ml 威灵仙粉末对照品溶液将供试品溶液和对照品溶液进行离心 （13000rpm,10min）,取上清液进 行UPLC -QTOF/MS分析3. 研究方法UPLC： Waters ACQUITY UPLC TM system 色谱柱：C18 column(100 mm 2.1 mm, 1.7 m)

6、流速：0.4ml/min 柱温：35 流动相：0.1%甲酸（A）+ACN(B)乙腈 梯度洗脱：时间流动相0-1min5-25%B 1-3min25-30%B 3-5min30%B 5-9min30-50%B 9-10min50-95%B 10-13min95%B检测器:Waters QTOF Synapt G2-S mass spectrometer ,ESI,: 负离子模式第四部分研究结果4. 研究结果点击此处添加标题标题数字等都可以通过点击和重新输入进行更改，顶部“开始”面板中可以对字体、字号、颜色、行距等进行修改。建议正文8-14号字，1.3倍字间距。Fig. 1. The main aglycone types, sugar moieties and substituent groups in the oligosaccharide chains of the triterpenoid saponins from Clematis herbs.威灵仙药材中三萜皂苷的主要苷元类型，寡糖链和取代基。点击此处添加标题4. 研究结果Fig. 2. A summary diagram f

7、or rapid identification of triterpenoid saponins by UPLC-QTOF/MS.用UPLC-QTOF/MS.快速鉴定三萜皂苷 概要图4. 研究结果Fig. 3. The typical MS and MS/MS spectrum of triterpenoid saponins and their fragmentation pathways,(A) Clematichinenoside H,(B) Clematichinenoside AR, and (C)Clematernoside D. 典型的MS和三萜皂苷及其裂解途 径的MS/MS谱， （A）威灵仙皂苷 H， （b）威灵仙皂苷 AR, （c）Clematernoside D.4. 研究结果Fig. 4. Based peak intensity (BPI) chromatograms of the three species of Clematis herbal medicine in negative ion mode. (A) C. chinensis, (B) C. ma

8、ndshurica, and (C) C.hexapetala.负离子模式下的三种铁线莲药材基峰强 度（BPI)色谱图。(A)威灵仙，（B）东 北铁线莲，(C)棉团铁线莲4. 研究结果49种铁线莲样品中已鉴别的三萜皂苷的LC和QTOF-MS / MS数据4. 研究结果Fig. 5. The score plots from PCA (A) and PLS-DA (B) model in differentiating of the three Clematis species of CRR. (red: C. chinensis; black: C. mandshurica; green: C. hexapetala).PCA（A）和PLS-DA(B)得分图: 鉴别威灵仙三个品种。 （红色：威灵仙；黑色：东北铁 线莲；绿色：棉团铁线莲）。4. 研究结果Fig. 6. The classified and predicted results obtained by GA-SVM model. The circle plots represent the predicted values,

9、 and the start plots represent the actual values. The horizontal axis describes the batch of samples, and the numbers of the vertical coordinates represent these three Clematis species of CRR: (1) C. mandshurica, (2) C.hexapetala. (3) C. chinensis.图6：GA-SVM模型分类和预测结果。圆点代表预测值，起 点代表实际值，横轴描述样品批次，竖轴数字代表三种威 灵仙（1）东北铁线莲，（2）棉团铁线莲。（3）威灵仙 4. 研究结果Fig. 7. A heatmap based on relative abundant of 49 identified saponins in three Clematis herbs. Rows represent compounds (Peak-No-Structural subtypes) and columns represent samples. Color key indicates the relative abundant of the identified saponins, green: lowest, red: highest. 图7热图分析：基于49种已鉴别的三种威灵仙药材的皂 苷相对丰度。行代表化合物（峰无结构亚型），列代 表样本。颜色表明所鉴定的皂苷的相对丰富，绿色： 最低，红色：最高。第五部分总结思考5. 总结思考这项研究有助于基于化学分析和化学计量学特征分类的集成 平台的发展和三种药用威灵仙的预测。 UPLC-QTOF/MS 是首选的 分析方法。本文对49个三萜皂苷进行了鉴定，用PCA和PLS-DA来分析代 谢产物，此外，筛选出的PDVS，GA-SVM模型已成功地应用于三 组威灵仙药材的预测。可

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