[发明专利]一种基于二维离子淌度质谱图的中药石斛种属鉴别方法

说明书

本发明涉及一种基于二维离子淌度质谱图的中药石斛种属鉴别方法，将石斛样品粉末与C18粉末置于研具中共研磨得到均匀混合粉末，用甲醇洗脱后离心，取上清液通过HPLC‑IM‑Q‑TOF‑MS结合代谢组学和化学计量学进行统计分析。本发明在以往常见一维质谱图的基础上增加了新的维度，提出并建立了基于保留时间和漂移时间的二维点状图，该方法使得在保留时间维度上不能成功分离的化合物有了进一步分离的可能性，特别是对于同分异体的分离有明显的帮助。此外，本发明提出将淌度质谱数据与代谢组学和化学计量学相结合，用于植物种属的鉴别。

技术领域

本发明属于植物中化合物以及植物种属的鉴别领域，具体涉及一种基于二维离子淌度质谱图的中药石斛种属鉴别方法，是一种基于保留时间和漂移时间的二维点状谱图，将高效液相色谱与淌度质谱联用所得到的二维淌度质谱图与植物中化合物和植物种属鉴别巧妙结合起来，在常见一维的基础上增加了一个新的维度，实现快速有效直观的鉴别植物中的化合物并用于植物种属分析。

背景技术

代谢组学是一种能够全面、系统地定性、定量分析生物系统小分子代谢物的重要分析方法。基于代谢组学的研究通常需要化学计量学工具，该工具可以有效处理指纹图谱分析获得的高维复杂数据，便于观察差异。常见的多元数据分析包括主成分分析(PCA)、聚类分析(CA)和偏最小二乘判别分析(PLSDA)等。PCA和CA是进一步分类方法之前的步骤，是一种降维数据分析方法，可以识别，反映样本之间的差异；在此基础上，利用PLSDA对未知样本进行识别和聚类预测以达到鉴别样品种属的目的。因此，将植物代谢组学与多元统计分析技术相结合，不仅可以直观地分析植物样品之间的差异，还可以发现潜在的差异代谢物。总之，化学计量学辅助非靶向植物代谢组学已被认为是评估植物真伪，鉴别食物品种和核实食品地域认证的一种可行方法。

近十年来，各种分析方法结合非靶向代谢组学被用于探究代谢化合物与外界因素的关系。例如，核磁共振、近红外光谱和其他一些基于质谱的平台已经被使用。与其他联合技术相比，基于液相色谱四极杆飞行时间质谱的代谢组学分析是代谢组学研究中最重要的方法，具有明显的优势，包括更高的分辨率、灵敏度、通量和峰重现性。然而，据我们所知，基于液相色谱离子淌度四极杆飞行时间质谱(HPLC-IM-Q-TOF-MS)的非靶向代谢组学研究鲜有报道。

离子淌度质谱(IM-MS)技术出现于20世纪90年代初，是一种很有前景的基于离子质量、电荷、大小和形状的检测技术，可以为更精确的分离提供额外的维度。在IM-MS中，由于离子与漂移气体的相互作用，在电场的影响下，不同的离子以不同的速度通过漂移管中的缓冲气体，这导致每种离子对应不同的迁移率和漂移时间。此外，通过IM-MS可以计算离子的碰撞截面，这是一个独立于共提取基质、化合物浓度和测量方法的尺寸参数，因此可以作为一个额外的验证参数，已被证明特别有利于同分异构体分子的分离和鉴定。鉴于上述IM-MS的独特性质，除了Q-TOF-MS可以提供的保留时间、质荷比和响应值外，还可以提供额外的CCS值和目标化合物的漂移时间。基于离子的保留时间和漂移时间，可以在一定程度上形成与质谱成像类似的二维离子点状质谱图，这在以往文献中没有提及。与传统的质谱成像需要特殊的质谱离子扫描技术和专业的图像处理软件相比，该成像技术更加方便高效。IM-MS技术最初应用于分析原子团簇、生物分子等大型复杂离子。近年来，随着IM-MS技术的发展，其分析物已扩展到小分子，如废水中的污染物，药物滥用，生物聚糖和脂类。然而，目前还没有报道提出基于HPLC-IM-Q-TOF-MS二维点状图在植物化合物和植物种属鉴别方面的应用。